Spatial Information Research

Korea Spatial Information Society (대한공간정보학회)
권호 표지

3D Adjacency Spatial Query using 3D Topological Network Data Model

3차원 네트워크 기반 위상학적 데이터 모델을 이용한 3차원 인접성 공간질의

  • 이석호 (서울시립대학교 공간정보공학과) ;
  • 박세호 ((주)케이티네트웍스) ;
  • 이지영 (서울시립대학교 공간정보공학과)
  • Received : 2010.07.06
  • Accepted : 2010.11.01
  • Published : 2010.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Spatial neighborhoods are spaces which are relate to target space. A 3D spatial query which is a function for searching spatial neighborhoods is a significant function in spatial analysis. Various methodologies have been proposed in related these studies, this study suggests an adjacent based methodology. The methodology of this paper implements topological data for represent a adjacency via using network based topological data model, then apply modifiable Dijkstra's algorithm to each topological data. Results of ordering analysis about an adjacent space from a target space were visualized and considered ways to take advantage of. Object of this paper is to implement a 3D spatial query for searching a target space with a adjacent relationship in 3D space. And purposes of this study are to 1)generate adjacency based 3D network data via network based topological data model and to 2)implement a 3D spatial query for searching spatial neighborhoods by applying Dijkstra's algorithms to these data.

근린 공간(Spatial Neighborhoods)이란 특정 공간과 상호 관계성을 가지는 주위의 공간들이다. 공간 관계성이 있는 근린 지역을 찾는 3차원 공간질의는 공간을 분석함에 있어서 기본적인 기능이다. 이와 관련하여 다양한 공간 관계성을 갖는 근린 공간을 찾는 연구 방법들이 제안되어 왔으며, 본 연구에서는 인접성에 기반을 둔 근린 지역을 찾는 연구 방법을 제안한다. 제안된 방법은 인접성을 표현하는 위상학적 데이터를 다양한 위상학적 데이터 모델 중 네트워크 기반 위상학적 데이터 모델을 적용하여 구축하고, 이에 Dijkstra 알고리즘을 기반으로 한 3차원 인접성 공간질의 알고리즘을 적용하여 하여 인접성 기반의 근린 공간을 찾는 방법이다. 이를 토대로 특정 공간으로부터 인접성에 관한 순차 분석 (Order Analysis) 결과를 가시화 하고 활용 방안을 모색하였다. 본 연구는 3차원 공간에서 인접성에 관한 특정 공간객체를 찾기 위한 3차원 인접성 공간질의(3D Spatial Query) 연산자를 구현하는데 목적이 있으며, 연구의 목표는 효율적인 3차원 인접성 공간질의를 위해 1) 네트워크 기반 위상학적 데이터 모델을 이용하여 인접성을 표현한 3차원 네트워크 데이터를 구축하고, 이에 2) 3차원 인접성 공간질의 알고리즘을 적용하여 인접성 기반 근린 공간을 찾는 3차원 공간질의 연산자를 구현하는 것이다.

Keywords

References

  1. 김부곤, 2004, "인간,공간, 커뮤니케이션", 대한건축학회, pp. 8-12.
  2. 김재경, 2007, "인간에게 공간이란 무엇인가?", 새한영어영문학회, pp. 1-8.
  3. 박인혜, 전철민, 이지영, 2008, "CA 모델을 이용한 GIS 기반 화재 대피 시뮬레이션", 한국GIS학지, vol.16(2) pp. 57-171.
  4. 이동헌, 홍성언, 박수홍, 2005, "3차원 기하모델에 대한 공간 관계 연산 설계", 한국GIS학회지, vol.13(2), pp. 119-128.
  5. Andre Borrmann, Ernst Rank, 2009, "Topological analysis of 3D building models using a spatial query language", Advanced Engineering Informatics, Volume 23, Issue 4, October 2009, pp. 370-385. https://doi.org/10.1016/j.aei.2009.06.001
  6. Andy Mitchell, 2005, "GIS Analysis: Spatial Measurements & statistics", ESRI Press, vol.2 pp. 135-145.
  7. Claire, R. and Guptill, S. 1982, "Spatial Operators for Selected Data Structure" In: Auto-Carto V, pp. 189-200.
  8. Cliff, A. and J. Ord., 1993, "Spatial autocorrelation", Pion, London, England.
  9. D. Papadias, J. Zhang, N. Mamoulis, and Y. Tao, 2003, "Query Processing in Spatial Network Databases." In VLDB, pp802–813.
  10. Dijkstra, E.W, 1959, "A Note on Two Problems in Commextion with Graphs", Numerische Mathematik 1: 269–271. https://doi.org/10.1007/BF01386390
  11. Freeman, J., 1975, "The Modelling of Spatial Relations", Computer Graphics and Image Processing, Vol. 4 pp. 156-171. https://doi.org/10.1016/S0146-664X(75)80007-4
  12. Lee J, 2001a, "A spatial access oriented implementation of a topological data model for 3D urban entities", Paper presented at University Consortium for Geographic Information Science Summer Assembley, Buffalo, New York.
  13. Lee J, 2001b, "A 3D data model for representing topological relationships between Spatial Entities in built environments", Ph.D dissertation, Department of Geography, The Ohio State University.
  14. Lee J, 2005, "A combinatorial data model for representing topological relations among 3D geographical features in micro-spatial environments", International Journal of Geographical Information Science, vol.19, No. 10, pp. 1039-1056 https://doi.org/10.1080/13658810500399043
  15. Lee J, 2008, "Spatial Neighborhood-based Data Query using a 3D Network-Based Topological Model", 5th International conference, GIScience 2008, pp. 118-120.
  16. Lee J, Kwan M-P, 2005, "A combinatorial data model for representing topological relations among 3D geographical features in micro-spatial environments", International Journal of Geographical Information Science, Vol.19, No.10, pp. 1039-1056. https://doi.org/10.1080/13658810500399043
  17. Legendre P, 1993, "Spatial autocorrelation: trouble or new paradigm?", Ecological Society of America, London, England.
  18. Microsoft, "SQL Server Books Online", 2008.
  19. Molenaar, M, 1990, "A formal data structure for 3D vector maps", In: Proceedings of EGIS'90
  20. Oracle, "Spatial Developer's Guide", 2009, pp. 1-866.
  21. Park I, Jang G. U, Park S, Lee J, 2009, "Time- Dependent Optimal routing in Micro-scale Emergency Situation", 10th International Confeence on Mobile Data Management: Systems, Services and Middleware, pp. 714-719.
  22. Rene Rikkers, Martien Molenaar, John Stuiver, 1994, "Query Oriented Implementation of a Topologic Data Structure for 3-Dimensional Vector Maps", International Journal of Geographical Information Systems, Volume 8, No. 3.
  23. Shi pu, 2005, "Evacuation Route Calculation of Inner Building", Geo-information for disaster management, pp. 1143-1161. https://doi.org/10.1007/3-540-27468-5_79
  24. Stevens M. and Choi J, 2006 "CAD Data Conversion to a Node-Relation Structure for 3D Sub-Unit Topological Representation", Journal of the Korean Geographical Society, Vol. 41, pp. 188-194.
  25. Sung-Soo Kim, Seong-Ho Lee, Kyong-Ho Kim, long-Hun. Lee, 2003, "A unified visualization framework for spatial and temporal analysis in 4D GIS", Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS '03. Proceedings. 2003 IEEE International. 6:3715-3717 vol.6..
  26. Tobler W, 1970, "A computer movie simulating urban growth in the Detroit region", Economic Geography, vol.46, pp. 234-240. https://doi.org/10.2307/143141
  27. Treeck C. and Rank E, 2004, "Analysis of Building Structure and Topology Based on Graph Theory", Conference on Computing in Civil and Building.
  28. Worboys, M.F. and Duckham, M. 2004, "GIS: A Computing Perspective", Second Edition, CRC Press, ISBN: 0415283752.