2000년대 초 건설분야에서 BIM은 생산성 향상을 목적으로 도입되어 각국 정부정책의 지원에 힘입어 세계적으로 사용이 급증하고 있다. 조경분야에서는 미국 ASLA에서 BIM 도입에 관한 논의가 처음 진행된 이후, 유럽을 중심으로 연구가 확산되고 있고, 영국, 노르웨이 등은 이미 조직적인 활동을 수행하고 있다. 반면, 국내 조경분야에서 관련 연구는 매우 드물며, 현업의 BIM 적용에는 많은 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 해외 조경분야의 BIM 도입 동향을 파악하고, 국내 조경분야의 활성화 방안을 도출하고자 하였다. 연구 결과, 건축정보모델링을 의미하는 BIM이 조경분야에서 새로이 조경정보모델링을 의미하는 LIM(Landscape Information Modeling)이라는 용어로 통용되는 추세임을 확인했다. 또한 LIM의 활성화를 위해 조경정보의 통합과 재활용을 위한 정보 표준화와 호환성 확보 문제를 해결해야 하는데, 이를 위해 BIM의 정보표준인 IFC를 조경업에 맞추어 확대하려는 활동이 이루어지고 있고, BIM과 GIS 연계를 통한 통합정보를 구축하는 연구도 이루어지고 있음을 확인했다. 특히 영국과 노르웨이 조경협회는 working group들을 조직하여 조경분야에서의 BIM 도입을 선도하고 있는데, 이는 국내 조경분야의 LIM 활성화 방안을 수립하는데 유용한 참고사례가 된다. 따라서 연구의 고찰로서 이들 국가의 조경협회에서 수행하는 사업을 정리하여 국내 조경분야의 LIM 활성화에 필요한 4가지 방안을 제시하였다.
본 연구는 4차 산업혁명 시대에 대응한 조경학 분야의 적용방안을 살펴보는데 목적이 있으며, 4차 산업혁명의 동향을 분석하고 이에 따른 조경학 분야에의 적용방안을 모색한 결과는 다음과 같다. 첫째, 4차 산업혁명은 디지털 기술을 기반으로 하는 혁신적 변화를 의미하며 지능정보기술 기반 가치창출을 추구하고 있으며, 기술혁신을 통한 지속적 성장이 이루어지고 있다. 이에 조경학 분야에서도 많은 양의 정보를 취합하고 이를 창의적으로 재가공할 수 있는 전문성이 요구되며, 시대적 변화에 유연하게 대처할 수 있는 전략 마련이 요구된다 하겠다. 둘째, 조경학 분야에서의 4차 산업혁명 대응 기술적용 현황을 살펴본 결과, 드론을 활용한 측량 기술이나 글로벌 맵핑 등의 정밀분석결과 구축, 3차원 설계 시뮬레이션, VR 등이 일반화되고 있으며, 전통조경 분야에서는 조경공간 구성요소에 대한 정밀 실측자료 구득에 노력을 기울이고 있다. 셋째, 향후 4차 산업혁명 시대에 따른 조경학 분야의 적용방안은 기술 분야에서 정밀기술의 보급 및 프로그램의 보급, 공유 플랫폼 제공 등이 요구되며, 이에 대해 제도적으로 표준화된 프로세스가 구축되어야 할 것이다. 또한 기술개발을 위한 경제적 지원과 전문인력 양성을 위한 교육적 노력이 지속되어야 한다.
BIM(건설정보모델링)을 건설사업 전반에 적용하려는 정부정책 이후 업계는 이를 적극적으로 도입, 활용하려는 동향을 보이고 있다. BIM 도입은 모델 객체들을 표준에 맞춰 라이브러리로 구축하여 반복 사용함으로써 업무량을 줄이고 데이터의 정합성과 호환성, 일관된 품질을 확보함으로써 촉진될 수 있다. 이에 국내 건축과 토목분야, 해외 조경분야에서는 이미 상당수의 BIM 라이브러리 표준화 연구를 수행하고 이를 토대로 지침을 마련하였다. 현재 국내 조경분야에서도 BIM에 관한 기초연구 및 도입을 시도하고 있으나 산업현장 적용에 어려움이 많아 확산이 지연되고 있다. 이는 표준화된 라이브러리 사용으로 BIM 설계업무의 효율성을 향상시킴으로써 개선될 수 있으므로 본 연구는 이에 대한 논의의 시발점을 마련함과 동시에 조경실무에서 라이브러리를 제작할 때 참고할 수 있는 객체의 기준을 제시하고자 하였다. 조경 BIM 라이브러리 표준화는 객체분류와 속성정보 도출이라는 두 가지 측면에서 모색되었다. 먼저 국내 건설정보분류체계, 물품분류체계, 조경설계기준, 조경공사표준시방서, 그리고 노르웨이 조경가협회의 BIM 객체분류체계를 참고로 객체분류를 시도하였다. 그 결과 조경객체는 조경식재, 조경시설물, 조경구조물, 조경포장재, 관수 및 배수시설의 5개 대분류하에 교목, 관목, 지피초화류, 옥외시설물, 옥외조명시설, 계단 및 경사로, 옥외벽체, 옥외구조물, 포장재, 경계석, 관수시설, 그리고 급배수시설을 포함하는 12개의 중분류로 나뉘었다. 다음으로 조경객체에 탑재될 속성정보를 도출하고 구조화하였다. 이를 위해 KBIMS(한국 BIM 표준)의 공통 속성정보를 항목에 포함하였고 객체의 종류에 따라 달라지는 객체 속성정보를 영국 조경협회의 PDT(제품정보 템플릿)를 참고하여 추가하였다. 이로써 공통 속성정보에 식별, 보급, 분류체계, 공급정보가 포함되었고, 객체 속성정보에 명명, 규격, 설치 또는 시공, 성능, 지속가능성, 유지관리에 관련된 정보들이 포함되었다. 본 연구는 조경객체의 라이브러리 표준화 방안을 제시함으로써 모델링의 업무 효율성 및 분야 간 BIM 모델의 데이터 정합성을 향상시킴으로써 조경 BIM 도입의 토대를 마련했다는 데에 의의가 있다.
지난 반세기 동안 한국조경학회지는 국내 조경학 연구를 주도하며, 조경 전 분야의 다양한 영역의 주제를 포용적으로 수용하며 발전해 왔다. 이에 본 연구에서는 게재된 1,802편의 논문 초록을 수집하여 분석하였다. 연구방법은 토픽모델링을 이용하여 연구 주제 유형을 구분하고, 시계열적 연구 경향을 살펴보았으며, 연결망 분석을 이용한 키워드 사이의 관계성과 군집 특성을 해석하였다. 연구 결과, 총 27개 유형의 주제를 확인하였다. 전반적으로 주제의 시계열적 변동성은 적었지만, 근대성, 커뮤니티, 도시재생 등은 새롭게 성장하는 핫토픽이었고 생태조경 관련 주제들은 감소하는 콜드토픽으로 나타났다. 주제별 차이는 있었지만 2000년대 이후 연구 주제의 변동성이 크게 나타났다. 학회지의 상징적 키워드는 '공원'으로 나타났으며, '경관' 또한 학회지가 선도하는 주요한 영역임을 확인하였다. 연결망과 출현빈도를 토대로 보면, 학회지는 '공원'과 '경관', '공간'을 대상으로 '활용', '이용' '조성' 관련 연구를 하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구는 텍스트마이닝의 토픽모델링과 연결망 분석을 이용하여, 학회지의 총체적 연구 경향성을 파악하였다는데 의의가 있다.
현재 미국, 호주, 북유럽 등지의 해외 조경실무에서 BIM의 필요성에 대한 자각과 함께 전문적 연구가 수행되고 있으며, 관련 단체에서도 조직적 활동을 펼침으로써 BIM을 활용한 조경 프로젝트들이 증가하는 추세다. 그러나 아직 국내 조경분야에서는 BIM 도입이 이루어지지 않고 있으므로, 본 연구에서는 BIM을 활용한 조경 프로젝트 사례를 조사, 분석하여 BIM 도입에 따른 효과와 활용방법을 논하고자 했다. 이를 위해 세 가지 BIM 도입효과인 설계업무의 효율성 향상, 협업 환경의 마련, 지형설계의 형태 구현을 보여주는 조경 프로젝트들을 선정하고, 이들을 대상으로 조경정보 구축, 3D 모델링 제작, 상호운용성 확보, BIM 모델의 시각적 활용이라는 네 가지 측면에서 BIM의 활용방법을 살펴보았다. 첫째, 조경정보 구축의 측면에서 사례들을 살펴본 결과, 시설물과 수목 등 상세한 조경요소들로부터 기반시설 등 광범위한 건설정보들이 3D 라이브러리나 2D CAD 형식으로 구축되었다. 둘째, 3D 모델링 제작을 살펴보면 간단한 지형과 수목을 포함한 조경공간을 Revit으로 모델링하거나, 정교하고 복잡한 지형을 Maya와 같은 전문적 3D 모델링 도구로 모델링했다. 그리고 통합모델은 분야별 모델을 제작하여 주기적으로 교환, 검토하고, 최종적으로 이들을 통합하는 방식으로 제작되었다. 셋째, 분야간 데이터의 상호운용성은 파일 포맷의 단일화, 상이한 포맷의 변환, 또는 정보 표준의 준수를 통해 이루어졌고, 이를 토대로 건설정보를 공유하여 협업을 도모했다. 넷째, 3D 모델을 시각화함으로써 참여자들간의 의견조율, 설계안의 인허가, 대중 홍보가 이루어졌다. 사례분석을 통해 BIM은 디자인 도구라기보다 설계업무의 효율성을 높이고, 분야간 협업을 도모하는 프로세스임을 알 수 있었고, 특히 조경가들이 BIM을 활용한 통합 프로젝트에서 중요한 역할을 수행하고 있음을 확인했다. 따라서 그간 건설분야에서 BIM으로의 전환을 통해 많은 이익과 기회를 누렸듯이 조경분야에서도 적극적으로 BIM을 도입해야 할 것이다.
본 연구에서는 명승 및 전통정원과 같이 면적으로 구성된 전통조경공간에 대한 효율적인 보존관리를 위한 3차원 공간정보구축에 활용되는 소형드론과 3D스캐너를 이용하여 생성된 공간정보데이터의 비교를 통해 전통조경공간별 3차원공간정보를 적용하기 위한 연구로 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 소형드론을 이용한 항공사진측량은 대면적의 전통조경공간에 GSD 3cm급 이하의 3차원공간정보 구축이 가능하였음을 확인하였다. 또한 항공사진측량 데이터는 3D스캐너에 비해 정확도는 떨어지나 정사영상테이터 구축에 있어 디지털데이터를 이용한 texture 맵핑으로 3D스캐너에 비해 RGB영상의 판독을 통한 경관변화 모니터링 등에 적합한 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 광한루원과 같이 일정면적으로 구성되어 있는 전통조경공간에 항공사진측량으로 구축된 정사영상데이터는 시각적으로 정확하고 정밀한 결과물이 구축되었으나, 수치데이터 추출 결과 전통조경을 구성하고 있는 요소 중 하나인 수목에 대한 데이터가 추출되지 않아 수목이 밀집한 지역 등을 중심으로 3D스캔과 항공사진측량을 병행하여야 할 것으로 판단되었다. 셋째, 담양 소쇄원과 같이 작은 면적으로 구성된 전통정원에 항공사진측량으로 구축된 정사영상데이터는 수목과 인접한 곳과 수목의 하단부에 대한 공간정보구축이 불가능하였으며, 주변의 수목들로 인해 지형데이터를 포함한 3차원 공간정보데이터에 다수의 오류가 발생되었다. 이는 상대적으로 좁은 공간에 건축물, 조경시설, 수목 등이 밀집하고 있어 항공사진 측량보다는 3D스캔 기술을 활용하여 정밀 실측하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 3D스캐닝은 항공사진측량에 비해 오랜 시간이 소요되나 측량데이터의 정밀성과 가상현실을 통한 보존관리가 가능하여 좁은 지역에서의 정밀한 조사가 가능한 것을 알 수 있었다. 면적으로 구성된 전통조경공간을 대상으로 시간적·공간적 제약에 자유로운 소형드론과 3D스캐너를 이용하여 3차원 공간정보 구축데이터를 비교한 결과 경주 양동마을과 같은 대면적의 공간에는 항공사진측량을 통한 모니터링이 효과적이었으며, 담양 소쇄원과 같은 전통정원에는 3D스캐너를 이용한 3차원 공간구축이 효과적임을 알 수 있었다. 추후 3D 스캔데이터와 항공사진측량 데이터의 융합을 통해 자연유산 및 전통조경공간의 보존관리를 위한 합리적인 분석결과를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
건설분야의 전면 BIM 도입을 위한 정부정책이 실행 중인 가운데, 조경 BIM 모델의 구축 및 활용은 아직까지 저작도구의 한계, 자연소재 모델링의 어려움, 라이브러리 등 BIM 콘텐츠 부족 등의 문제로 어려움을 겪고 있다. 특히 수목은 조경분야의 전문성을 대표하는 설계요소로서 BIM 모델 제작시 반드시 포함되어야 하지만 모델링 과정에서 종종 생략되거나 필요한 정보가 포함되지 않아 BIM 데이터 품질을 저하시킨다. 이에 본 연구에서는 BIM 표준을 준수하고 조경실무에서 상용화할 수 있는 수목 라이브러리를 개발함으로써 조경 BIM 모델의 구축과 활용에 도움을 주고자 하였다. 이를 위해 Revit을 기반으로 수목의 3D 형상과 속성정보 항목을 선정하여 교목과 관목의 라이브러리를 개발하였다. 형상정보는 수종 고유의 특징을 표현하되 단순화하여 LOD200, LOD300, LOD350 수준으로 작성하였고, 속성정보는 수목의 품명, 규격, 물량산출에 필요한 정보 외에도 생태적 속성정보와 환경성능 정보를 포함하여 총 24개의 항목을 포함시켰다. 파일은 객체명만으로도 조경분야의 객체로서 위계가 드러나고 수목의 구분이 이루어지도록 명칭을 부여하였다. 이렇게 개발한 수목 라이브러리를 활용하여 공동주택단지의 조경 BIM 모델을 작성하고 사용성을 검토하였다. 그 결과, 수목 라이브러리를 사용하여 조경 BIM 모델을 효과적으로 구축할 수 있었으며 도면 작성, 물량 산출, 디자인 검토 등 BIM 모델의 기본적인 활용방안에서 적절히 운용되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 라이브러리에는 지피초화류가 제외되었으며, 수목의 환경성능 등 다양한 데이터베이스가 아직 구축되지 않아 속성정보에 변수들이 탑재되지 않았다는 한계가 있다. 앞으로 자연소재에 대한 BIM 모델링 도구 및 기술 개발, 다양한 데이터베이스 구축에 대한 노력이 필요하며, 라이브러리의 제작, 관리, 보급 및 유통을 담당할 주체와 시스템을 마련해 나가야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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