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BlackPoint-Xr을 이용해 개발한 지반재해 현장관리시스템

안드로이드 기반의 모바일 GIS 엔진인 BlackPoint-Xr을 이용해 개발한 “지반재해 현장관리 시스템 v2016”을 간단히 소개해 봅니다.

맵(Map)하면 항공영상과 수치지도의 표시에서 시작합니다. 해당 필지를 선택하면 아래처럼 선택된 필지에 대한 지반재해 정보가 표시됩니다.

그리고 지반재해에 대한 등급을 속성에 대해 검색할 수 있는 아래의 같은 UI를 제공해서 검색하고자 하는 정보를 효과적으로 검색할 수 있도록 하였습니다.

토사유실량의 산정은 USLE를 통해 계산할 수 있습니다. USLE는 Universal Soil Loss Equation의 앞자를 따온 것으로 이름에서도 알 수 있듯이 토양 유실(Soil Loss)에 대해 가장 많이 사용되는 식입니다. USLE는 아래와 같습니다.

위의 식에서 R, K, LS, C, P 인자가 보이는데요. 각 인자는 아래와 같습니다.

  • R – 강우침식인자로써, 일반적으로 연간등강우침식도를 통해 얻을 수 있습니다.
  • K – 토양침식인자로써, 1:25000의 정밀토양도를 통해 얻을 수 있습니다.
  • LS – 경사도 및 경사장인자로써 1:5000 등고선 수치지도를 통해 얻을 수 있습니다.
  • C – 식생피복인자로써 토지피복도를 통해 얻을 수 있습니다.
  • P – 경작인자로써 토지이용현황도를 통해 얻을 수 있습니다.

유사유출량의 단위는 톤(Ton)이며, 위의 식을 통해 알 수 있듯이 토사유출은 강우와 토양침식, 지형의 경사도, 지형위에서 자라고 있는 식생 및 경작이 주로 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다.

끝으로 아래의 그림은 이 시스템에서 사용한 공간 데이터가 모바일 환경에서 사용되기 위한 변환에 대해 설명을 하고 있습니다.

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도로중심선만으로 네트워크 데이터 구축하기 ㅡ 3/3

이제 앞서서 도로중심선을 이용해 구축한 Network DB를 기반으로 최단 거리를 찾는 툴을 소개합니다. 이 툴은 필자가 인터넷에서 소개된 A* 알고리즘 내용을 학습하고 직접 개발한 툴입니다. A* 알고리즘은 별도의 글(A* Algorithm)을 통해 설명을 드리겠지만, 한줄로 요약한다면, 최선의 길을 찾으려는 지속적인 노력과 시행 착오를 통한 개선을 통해 결국 최단경로를 찾는 알고리즘이라고 할 수 있습니다. 이 알고리즘을 이해하게 되면 이 한줄의 정의에 대해 고개를 끄덕이게 될거라 생각됩니다. 이 알고리즘에 대해 더 자세한 내용은 다른 많은 글을 통해 설명되어 있으니 당장 궁금한 분들은 검색을 통해 찾아 보시기 바랍니다. 이 툴은 다음과 같은 네트워크 DB를 사용합니다.

위의 파일들이 포함된 폴더를 선택하고 시작 노드와 도착 노드를 클릭해서 선택하게 되면 다음과 같이 최단 경로가 표시됩니다.

아래는 또 다른 최단 경로에 대한 검색 결과(소요소간 약 1.8초)입니다.

지금까지 도로중심선을 이용해 노트워크 DB를 생성하고 최단경로 알고리즘인 A*를 직접 구현한 툴을 소개해 보았습니다.

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도로중심선만으로 네트워크 데이터 구축하기 ㅡ 2/3

단순 선형 데이터인 도로중심선을 이용해 노드와 링크 DB를 생성하기 위한 툴을 DuraMap-Xr을 이용해 개발하였습니다. 아래는 해당 툴의 화면입니다.

이 툴을 이용해서, 입력된 도로중심선에 대해 생성된 Node와 link 데이터를 표현해 보면 아래와 같습니다. 먼저 입력된 도로중심선입니다.

위의 도로중심선이 아래처럼 노드와 링크 데이터로 분리되어 생성됩니다.

생성된 노드 DB에 대한 속성 데이터는 아래와 같습니다. 노드에 표시된 숫자는 각 노드에 연결돈 링크의 개수입니다.

그리고 링크 DB에 대한 속성 데이터는 아래와 같습니다.

그러나 위의 노드와 링크에 대한 SHP 파일만을 가지고는 최단 경로 찾기에 대한 알고리즘(A*)을 효율적으로 적용하기 어렵습니다. 특히 Link에 대해서는 빠르고 효율적인 Node 참조가 가능 수 있도록 SQLite와 같은 DBMS에 저장해 둘 필요가 있으며 이러한 목적으로 아래와 같은 툴을 사용하여 Link에 대한 데이터를 SQLite 파일로 생성할 수 있습니다.

위의 SQLite 파일안에는 Link 테이블이 존재하며 Link에 대한 SHP 파일 중 도형 정보 이외의 속성정보를 그대로 가지고 있습니다. 또한 LinkID와 StartNode 그리고 EndNode에 대한 인덱싱 정보를 가지고 있어서 빠른 Query가 가능합니다. 이로써 최단 경로 알고리즘에서 사용하기 위한 기본적인 노드, 링크에 대한 데이터 파일이 준비되었습니다.