Comparative Study on the Building Outline Simplification Algorithms for the Conversion of Construction Drawings to GIS data

건설도면의 GIS 데이터 변환을 위한 건물외곽선 단순화기법 비교 연구

Recently needs for the convergence of CAD and GIS data are increasing, and many studies on converting two systems to each other are being carried out. In this study, to revise and update the building data of digital map using CAD data for construction, the outline of building is abstracted from the CAD data and the outline is generalized to the same level of detail with the building data of digital map. Several line simplification algorithms to generalize the outline are adopted and compared, especially at the view of satisfaction to the drawing rule for digital map. Douglas-Peucker algorithm, Lang's algorithm, Reumann-Witkam algorithm, and Opheim algorithm are applied as the line simplification method. To evaluate the results of these algorithms, visual assessment and variation ratio of the number of points, total length of lines, the area of polygon, and satisfaction ratio to the drawing rule of digital map are analyzed. The result of Lang algorithm and Douglas-Peucker algorithm show superior satisfaction ratio. But general satisfaction ratio is 50~60% for all algorithm. Therefore there seems to be a limit to use these algorithms for the simplification method to update the building data in digital map and it is necessary to develop line simplification algorithm which satisfy the drawing rule well.

본 연구에서는 건설도면 CAD 자료를 활용하여 수치지도의 건물데이터를 수정, 갱신하기 위한 과정 중 건설도면의 건물외곽선을 추출하여 수치지도의 건물데이터 수준으로 일반화하는 단계에서의 선형 단순화 알고리듬을 비교 분석하였다. 특히 단순화 결과가 수치지도 작성내규에 부합하는지 여부에 중점을 두어 비교분석을 실시하였다. 선형 단순화 알고리듬은 가장 널리 이용되고 있는 Douglas-Peucker 알고리듬, Lang 알고리듬, Reumann-Witkam 알고리듬, Opheim 알고리듬을 적용하여 비교하였으며 분석방법으로는 각 절점이 수치지도 작성내규를 만족하는 비율과 시각적 분석, 절점 수, 총길이, 면적 변화율을 이용하였다. 분석 결과 수치지도 작성내규 만족도 측면에서 Lang 알고리듬과 Douglas-Peucker 알고리듬이 다소 우수한 결과를 보여주고 있으나 전반적으로 50~60% 수준의 만족도를 보이고 있어 국내 수치지도의 건물데이터를 작성하기 위한 선형 단순화 기법으로는 한계가 있는 것으로 나타났으며 이를 만족시키기 위한 선형 단순화 알고리듬의 개발이 필요하다고 판단된다.