한전에서는 판매업무의 혁신을 기하기 위하여 지리정보시스템(GIS)을 운영기반으로 하는 신배전정보시스템(NDIS : New Distribution Information System) 구축사업을 적극적으로 추진하여 현재 일부 지사 지점에서 시범운영중에 있으며, 향후 전국적인 운영확산이 예정되어 있다. NDIS에서는 국가기본도를 GIS의 기초도면으로 활용하고 있으나 DB구축시 기존 설비도면과의 상대위치오차가 발생되고, 설비가 누락 또는 오분류되어 있는 경우가 있어 이를 보정하는데 많은 노력이 드는 실정이다. 국가기본도 사용을 전제할 때 이러한 문제점은 피할 수 없는 현상이며, 한전에서는 이를 보다 효과적으로 해결하고자 배전설비에서 위치의 기준이 되는 전주를 중심으로 기초도면 변경에 따른 설비도면 보정기법연구와 시스템 개발을 수행하였다. 본고에서는 한전에서의 설비도 위치보정 적용환경과 함께 연구개발된 내용을 소개하고자 한다.
본 연구에서는 리모델링 대상 백화점 건물의 내부를 지상레이져스캐너(z-f 레이저 장비)에 의해 3D 데이터를 취득하고 일련의 처리과정을 통하여 건물 내부의 리모델링 시공을 위한 단면자료 추출 과정 등에 대하여 제시하였다. 리모델링시공을 위해서는 건물내부에 대한 정확한 도면이 필요하며, 시공당시의 설계도면이 분실 또는 훼손되었든지 실제치수가 당초 설계와 다른 경우 복잡한 내부를 측량해야 하는데 이 경우 레이저 스캐닝 및 관련 소프트웨어에 의한 도면데이터 추출과정을 제시하였다.
현재 실시설계도면 작성과정에서 시간, 비용 등 제한조건으로 인해 실시설계도면 자체의 품질저하가 발생하고 있으며, 시공상세도는 표준화된 기준이 없이 임의적으로 작성되고 프로젝트 완료 후 대부분이 폐기가 되어 설계단계로 피드백 되지 않아 실시설계도면 품질저하의 악순환이 초래되고 있다. 본 연구에서는 실시설계도면과 시공상세도의 품질 향상을 위하여 일반업무시설에 대한 기존 실시설계 체크리스트를 기본으로 공사현장에 요구되는 정보와 시공상세도를 반영하고, 설계자의 설계도면 구성 분류에 따른 검토항목과 시공자의 공사별 분류 방법에 따른 검토항목을 상호 연계함으로써 시공성을 반영한 실시설계도면 체크리스트 개선안을 제시하였다. 실시설계도면과 시공단계가 연계된 공사별 통합 체크리스트의 활용성을 위해 인덱스 매트릭스를 개발하였으며, 실무전문가를 대상으로 심층면담조사를 통해 유효성을 확인하였다.
삼변망조정계산은 지적도면을 세계측지계 도면으로 변환함에 있어 좌표변환계산의 문제점을 보완할 수 있다. 첫째, 광범위한 지역에 걸쳐 상호 정합하는 기준점 좌표를 결정할 수 있다. 둘째, 지역의 특정 점을 중시하는 계산처리를 할 수 있다. 셋째, 구속조건에 의해 지역망 전체의 형상을 유지하는 해를 구할 수 있다. 이로써 측량 공통점의 좌표를 지역의 측량체계에 알맞게 결정할 수 있다. 기타원점계열 등 원점이 다른 지역 간에 걸쳐 있는 이질적 측량성과를 단일 원점 기준의 성과로 산출하는 데에도 활용가능하다. 여러 지역에 걸쳐 특성이 다른 공통점의 지역측지계 좌표를 정확하게 구할 수 있으므로, 지역측지계 도면을 세계측지계 도면으로 변환하는 작업을 안정적으로 수행할 수 있게 한다.
최근 지형공간정보의 활용분야가 증가하면서 건축물 내부 공간구축에 있어서 더욱 현실화된 다양한 정보의 필요성이 증대되고 있으며, 건축물 대장 및 설계도면은 효과적인 건축물의 공간 모델링에 활용되고 있다. 건축물의 실감적 3차원 시각화는 컴퓨터 그래픽 분야에 속하는 기술이지만, 시각화와 더불어 건축물의 외부 및 내부에 대한 정보생성과 공간분석을 위해서는 GIS의 다양한 기능이 요구된다. GIS에서 건축물 내부의 3차원 시각화 및 공간분석을 위해서 데이터베이스(database) 구축과정에 많은 작업이 요구되며, 건축물 설계 CAD 도면의 레이어(layer)를 편집하는 등의 전처리 과정과 CAD 도면의 좌표를 지상좌표로 변환하는 georeferencing 과정이 필요하다. 본 연구에서는 건축물 내부공간을 상세하게 구축하기 위하여 CAD 도면을 이용하였고, CAD 도면을 효율적으로 편집하기 위하여 AutoCAD VBA를 이용하여 자동화를 추구하였다. 또한, GIS의 주요기능인 공간분석을 위하여 topology를 생성하였으며, CAD 도면상의 건축물을 지상좌표로 변환하기 위하여 georeferencing을 수행하였다. 3차원 건축물 데이터베이스 구축공정을 제시하고, Georferencing 결과의 정확도를 분석하기 위하여 수치지도와 GPS 측량 자료를 이용하였다. 이와 같이 구축된 건축물 모델을 이용하여 3차원 시각화 모델을 생성하였으며, 수치지도를 기준으로 georeferencing 결과를 이용하여 건축물 내부와 건축물 간의 이동경로 설정을 위한 네트워크 모델을 생성하였다.
P&ID(Piping and Instrument Diagram)는 플랜트의 장치 및 계장 정보를 집약적으로 담고 있는, 엔지니어링 핵심도면이다. 한 장의 P&ID에는 심볼로 표현된 수백 여개의 정보들이 존재하며, 이에 대한 디지털 전산화 작업이 수작업으로 진행되고 있어 많은 인력과 시간이 소요된다. 기존 연구들은 CNN 모델을 이용하여 도면 객체 검출에 성공하였으나, 도면 한 장당 약 30분, 인식률은 90% 정도로 현장에서 구현하기에는 부족한 성능이다. 따라서 본 연구에서는 영역 검출과 객체 인식을 동시에 처리하는 1-stage 객체 검출 알고리즘을 제안하였다. 이미지 레이블링 오픈소스 툴을 이용하여 학습 데이터를 구축하고 딥러닝 모델 학습을 통해 도면 내 심볼 이미지 인식 방법을 제안한다.
본 논문에서는 배관의 ISO 도면 교환파일을 이용하여 AR/VR모델을 실시간으로 생성하는 방법을 소개한다. 도면 교환 파일 중에서 산업 표준으로 활용되는 IDF 파일을 분석했으며, 속성 정보의 추출과 함께 형상을 파라메트릭한 방법으로 정의하는 방법을 사용하였다. 이 방법을 통해서 파일 크기가 작은 도면 교환 파일을 사용함으로써 원거리 데이터 교환이 용이하면서도 형상과 속성을 모두 전달할 수 있는 효과를 가질 수가 있다. 이 과정에서 본 논문에서는 배관과 컴포넌트의 형상을 템플릿 형태로 정의해 놓았으며, 이를 통해 배관의 도면 교환 파일로부터 실시간으로 배관 형상을 생성함과 동시에 설계 정보와 함께 AR/VR모델로 가시화가 됨을 검증하였다.
BIM은 단일모델을 이용해 다양한 시나리오로 활용 가능하다는 이점이 있다. BIM 모델을 통해 2D 도면을 자동으로 추출하는 점도 그 중의 하나이나, 이를 실무에서 그대로 활용하기에는 현실적으로 어려움이 따른다. 건축 상세도면은 실내재료 마감 및 복잡한 시공방법을 표현할 뿐 아니라 공사비 산정에 있어 매우 중요한 요소이다. 하지만 이를 BIM 환경에서 표현하는 공통적인 규칙이나 약속이 없고, 설계사별로 같은 의미의 상세도면을 각기 다른 형태로 보유하고 있어 건설산업차원에서의 정보공유 및 교환을 어렵게 한다. 따라서 본 연구에서는 건축 상세도면의 BIM 활용을 위해 부분상세 정보를 체계화하는 방법을 제시하고, BIM 라이브러리와 어떻게 연계되어 수량 및 공사비 산정의 기초자료로 활용되는지 파악한다. 본 연구는 건축 설계자가 설계 업무 진행시 BIM 라이브러리를 통하여 부분상세정보를 확인하고 단가정보, 자재정보 등과 연계되어 수량 및 공사비를 산출하는데 활용될 수 있다. 또한 BIM 라이브러리-기술콘텐츠 연계기술로 인해 BIM기반의 설계효율과 프로세스를 개선해 중소설계사무소의 효율적인 BIM 활용에 도움이 될 것이다.
금형공장 CIM을 구현하기 위한 3차원 자동측정 모듈이 개발되었다. 자동측정모듈은 CAD로 부터 도면정보를 넘겨받아 측정계획을 수행하며 시뮬레이션을 거친후 CNC 3차원 측정기 에서 자동으로 측정이 수행된다. 또한 측정된 결과는 측정 해석모듈을 통하여 CAD 데이터와의 비교가 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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