본 연구의 목적은 GSIS를 이용하여 3차원 동영상 도로 시뮬레이션에 관한 연구이다. 이를 위하여 제주도 남부의 해안선 지역을 설정하여 3차원도로 설계를 실시하였다. 사용된 자료는 1/5,000수치지도와 현지측량자료를 사용하였고, 도로시뮬레이션은 소프트웨어 microstation CAD, Inroads를 이용하였다. 해안도로의 특성상 도로주변의 식재인 꽃과 나무 등을 삽입하여 경관을 고려한 3차원 도로가 이루어지도록 설계를 시도하였다. GSIS기술을 이용하여 설계된 도로는 3차원 시뮬레이션이 성공적으로 이루어 졌으며, 특히 도로의 전진주행 및 후진주행 등을 선택하여 산악도로의 경관을 평가할 수 있어 본 연구의 결과는 실제공사 시 해안도로경관 시뮬레이션에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
2차원적인 도로설계는 설계기준과 운전자의 반응 사이에는 상이한 점이 많아 위험성을 내포하고 있다. 따라서 2차원 도로설계는 시공전에 예측을 하기가 어려운 실정이다. 그러나, 3차원 도로설계는 요구되는 구성요소의 완성 이후 발생하는 문제를 예측할 수 있다. 본 연구에서는, 실제도로에서 도로설계평가를 위하여 설계를 하였다. 그리고 도로설계는 Inroad를 라는 도로설계프로그램을 사용하였다. 또한, 수치지형도와 포고자료를 이용하여 DTM을 생성하였다. 3차원 도로설계는 도로의 DTM 과 지형자료를 합성하여 설계를 하였다. 3차원적으로 도로설계된 것을 이용하여 설계평가를 수행하였다. 도로선형의 안정성 평가를 위하여 운전자 시뮬레이션과 시거분석을 실시하였다. 그리고, 음영시뮬레이션을 통해 도로노면결빙구간의 불량구간을 추출하였다. 시뮬레이션 결과, 본 연구에서는 도로완공후의 모습을 확인할 수 있었다. 그리고 시거를 시각적으로 산정을 할 수 있었다. 또한 음영 시물레이션을 의해 도로노면결빙구간을 추출하였다.
The purpose of this research is to apply GIS(Geographic Information System) for the road simulation and find some benefits analysis for the design processes. The northern Jeju island was selected as a case study. The 1/5,000 digital map and GIS technique were used for optimum road design of the island based on Arc View software. Using this software we can get an overlay map by combination of hill shade map, slope map, aspect map, and building buffer map. Based on the overlay map, we designed the optimum road line and performed three dimensional simulation. From the results, we found that the developed three dimensional road simulation technique using GIS technique that was very useful tool to estimate the reasonable road design before the real road construction works.
자연환경의 가치와 보존의 중요성이 점차 증대되고 있으며, 각종 건설사업에서 환경보존과 개발의 충돌이 야기되고 있다. 본 연구에서는 환경파괴의 최소화를 위해 고정밀 3차원 지형공간 데이터를 도로 설계에 활용하는 방안과, 식생정보의 생태학적 도로 설계에의 활용 방안을 제시하였다. 또한 완공된 도로와 주변 환경의 시뮬레이션을 통하여 겨울철 노면의 결빙위험, 직광위험을 분석하였으며, 경관분석을 통해 친환경적인 도로설계 지원방안을 제시하고자 하였다.
This study has based on RTKGPS and DGPS and Digital Video Camera to 3-dimensional position data of road, as a Road Spatial Information. Economic efficiency analysis was applied to road spatial information system built up by four different methods such as conventional surveying, RTK GPS, DGPS, and Digital Video Camera. As a result of analysis, it was shown conventional surveying 100%, it was shown that about 64% in RTKGPS, it was shown that about 63% in DGPS, it was shown that about 37% in Digital Video Camera cost-saving.
본 연구에서는 도로 노면표지를 이용하여 도심지에서 3차원 도로정보를 자동으로 취득하기 위한 기술을 제안하였다. 제안된 방법은 다음의 주요 3단계로 구성되어 있다. 첫 단계는 두 장의 항공사진에 나타난 도로 노면표지를 추출하는 것이고, 두 번째는 추출된 노면표지 중 동일한 표지를 매칭하는 것이다. 마지막 단계는 항공사진의 외부표정요소를 이용하여 노면표지의 3차원 위치좌표를 얻는 것이다. 마지막 단계는 공선조건식을 사용하여 수행될 수 있기 때문에, 본 연구에서는 처음 두 단계에 연구의 초점을 맞추었다. 차로 경계선을 추출하기 위해 노면표지의 형상 정보와 공간 관계를 이용하였고, 템플릿 매칭을 추가적으로 사용하여 방향표시를 추출하였다. 그리고 도로의 3차원 위치정보를 취득하기 위해 도로 노면표지에 적합한 관계형 매칭(relational matching)기법을 사용하였다. 추출정확도는 시각적인 평가를 통해 수행하였고, 위치정확도는 수치사진 측량시스템을 통해 얻은 참고자료와 비교를 통해 수행하였다.
최근 국내외에서 3차원 설계 및 건설정보모델링(BIM, Building Information Modeling)에 대한 관심이 증가하고 토목 구조물의 3차원 설계와 물량 산출 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 도로나 철도의 교량 및 터널과 같은 구조물 중심의 설계 및 물량 산출에 대한 연구는 많이 진행되고 있지만 토공이 중심인 공정에 대한 물량 산출 방안 및 그 결과에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 원 지표면과 최종 토공면을 불규칙한 경우와 일정한 경사를 가진 경우로 구분하여, 3차원 설계를 진행하였다. 3차원 설계 및 물량 산출 결과 2차원 설계에서 적용되는 양단면 평균법에 대하여 복합토량법이 최대 5%정도 오차가 발생하는 것으로 나타나 3차원 설계에 대한 물량 산출방법 적용시 주의가 필요하며, 산출 결과와 함께 산출 방법도 같이 명기되어야 할 필요가 있는 것으로 나타났다.
In this study, 3D building reconstruction and road design were performed using LiDAR data, digital map and airborne digital image. Information for tourism was extracted from digital maps (scale: 1/5,000) of Jeju Island, and then route of the road was determined for road design. Reconstructed buildings, aerial image and designed road were overlayed with tourism information for 3D simulation. In addition, landscape analysis was performed and result of the road design was visualized.
컴퓨터의 발전에 따라 현재 제4세대 수치사진측량의 활용도가 광범위하게 진행되고 있다. 특히 비디오동영상을 이용하여 실용적이며, 비전문가들도 활용할 수 있는 부분들이 증가하고 있다. 이러한 현시점에서 국가산업의 중추적인 시설물 도로분야에서 도로안전진단과 유지관리목적으로 도로정보획득 및 도로정보수집에 많은 연구를 하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실용성, 경제성이 있는 비전문가용인 디지털비디오 동영상을 이용하여 도로증심선의 3차원 위치정보를 추출하여 도로정보화사업의 기본적인 자료로 제공되리라 판단된다.
최근 빅데이터를 이용한 교통정보 분석이 활발히 진행되고 있으나, 운전자 특성을 고려한 정보의 활용은 다소 낮은 실정이다. 이중 도로표지는 운전자에게 직접적 영향을 주는 정보중 하나라고 할 수 있다. 도로표지는 운전자가 목적지까지 원활한 통행이 가능하도록 최적의 정보를 제공해 주어야 하며, 내비게이션 사용을 고려한 적정 정보 제공을 필요로 하고 있다. 하지만 현재 도로표지규칙에서는 도로의 종류나 규모에 관계없이 일정한 규격을 통한 정보제공을 하도록 하고 있다. 본 연구에서는 운전자의 원활한 행동판단이 가능하도록 도로 안내 정보의 제공 방법을 제시하고자 하였다. 먼저 도로표지의 시인성 및 판독성을 고려하여 도로의 설계속도별 도로표지에 사용할 수 있는 최소 글자 크기를 도출하였다. 기존 도형식 안내에 대비하여 분할식 안내를 이용한 시나리오를 제작하였다. 정보 제공의 효과를 검증하기 위하여, 3차원 시뮬레이션 도로 환경을 구축하였고, 드라이빙 시뮬레이터를 이용하여 실험을 수행하였다. 단순한 평면 교차로에서는 방향 안내 방식이 운전자에게 크게 영향이 없었으나, 복잡한 입체교차로에서는 도형식 안내방식 보다 직관적 안내방식인 분할식 방향 정보 안내가 운전자 선호도가 높은 것으로 나타났다. 실험 결과에 따라, 입체교차로에서의 분할식 정보 제공 형태를 적용한 2차 검증 실험을 실시하였으며, 운전자의 행동 판단에 문제가 없음을 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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