위치기반서비스를 위한 공간데이터의 다축척 모델 구축기법

Abstract

본 연구에서는 PC, 모바일 또는 웹 환경에서 사용자에게 지도 서비스 또는 위치기반서비스를 제공하는데 있어서 근간이 되는 다축척 지도 데이터베이스를 생성하기 위한 방법론을 제안하고자 한다. 이를 위해, 지도 서비스로서의 활용가치가 매우 높은 연속지적도와 수치지형도, 도로명주소 전자지도를 기반으로 하여 지도 일반화 과정을 적용함으로써, 다축척 지적편집도 모델의 생산과정을 최대한 자동화하기 위한 일련의 방법론을 설계하였다. 또한, 이러한 방법론을 실제 지도 데이터에 적용하여 프로토타입 형태의 다축척 지적편집도 데이터셋을 생성하여 효용성을 검증하고자 하였다. 다축척 지적편집도 데이터셋 구축을 위한 지도 일반화 과정은 크게 세 단계로 구성되어 있다. 첫째, 현실 불부합 문제 등 지적도의 부족한 정보를 수치지형도로부터 보완하기 위해, 도로, 하천, 철도와 같은 네트워크 관련 데이터를 수치지형도로부터 추출하여 스트로크(stroke) 단위로 재구조화한 후, 네트워크 객체의 다양한 속성을 종합적으로 고려하여 목표 축척수준에 맞게 적절히 선택/삭제하였다. 둘째, 축척에 따른 네트워크 데이터를 연속지적도 위에 중첩하여 중첩률을 기준으로 연속지적도를 네트워크 영역과 비네트워크 영역으로 구분하였으며, 구분된 영역 내에서의 필지경계선들에 대하여 필지의 기하학적, 속성적 특성을 종합적으로 고려하여 상대적 중요도가 낮은 필지 폴리곤을 인접한 동일 지목 또는 이종 지목의 필지 폴리곤에 병합하는 방식으로 연속지적도를 목표 축척수준에 맞게 적절히 병합하였다. 셋째, 필지 병합 결과 선형 데이터에 대하여 두 단계로 구성된 하이브리드 선형 단순화 방법론을 적용하였는데, 기존의 단순화 알고리즘에 대하여 높은 성능을 보이는 섹션의 형상적 요소를 분석한 후, 이러한 분석 결과를 바탕으로 선형 객체를 균질한 섹션으로 세분화하고 세분화 프로세스에서 할당된 단순화 알고리듬을 적용하여 단순화하였다. 제안한 방법론의 성능을 평가하기 위해 시각적(정성적)이고 통계적(정량적)인 평가를 실시하였다. 이와 같은 연속지적도 일반화 기법은 네트워크 데이터의 위계와 형상을 고려하여 단계적으로 가구계 영역을 구분할 수 있어 지적편집도의 가독성을 향상시킬 수 있었다. 본 방법론을 통해 생성된 축척수준별 지적편집도에 대한 정성적 평가를 실시한 결과, 민간업체에서 생산한 지적편집도에 비하여 축척수준에 따른 자연스러운 필지의 병합과 네트워크 데이터의 시각화가 이루어지는 장점이 있었다. 또한 결과 선형을 단순화하는데 있어서 하이브리드 단순화 기법을 적용한 결과, 단순화 알고리즘의 개별 적용에 비해 형상적 특성을 더 잘 보존하였으며 더 적은 위치 오차(거리, 각도, 면적 오차)를 발생시켰다. 본 연구를 통해 연속지적도를 원하는 축척에서 볼 수 있는 다축척 지적편집도 모델을 제작할 수 있게 함으로써, 일반사용자가 웹 또는 모바일 환경에서 연속지적도를 쉽게 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 축척별 지적편집도를 생성하는 과정을 자동화함으로써, 지적편집도의 생산과정에서 소요되는 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 균질한 품질의 지적편집도의 제작이 가능하고, 필지 정보의 갱신이 보다 용이해질 수 있을 것으로 기대된다.

In this study, the construction methodology of the multi-scale map database which is the fundamental of the map service and the location-based service in PC and mobile environment is investigated. Using the continuous cadastral map, topographic map and the KAIS(Korea Address Information System) map data which are valuable for the map service, a series of map generalization processes for constructing multi-scale cadastral map automatically are proposed. These methodologies are applied to the real map data, and the prototype of multi-scale cadastral map dataset is generated and evaluated. Map generalization methodology for constructing multi-scale cadastral map dataset is composed of three phases. At first, the network data such as road, river and railroad from the topographic map are extracted and reconstructed into the stroke structure to compensate the unmatching problem between the cadastral data and real world. Stroke objects are selected or eliminated depend on the various objective scale level using the multiple attribute information. Second, the network data with different scale levels are overlaid on the cadastral map, and parcel polygons in the cadastral map are classified into network area and non-network area based on the overlay ratio. Then, the parcel polygons with relatively low importance are merged to the adjacent polygons considering various geometric and attribute characteristics of the parcel boundaries in the network or non-network area. Third, merged parcel polygons in cadastral map are simplified applying the hybrid line simplification algorithm. The shape factors of the line sections, which show high performance about a specific simplification algorithm, are analyzed. Based on the analyzed data, the polylines of parcels are segmented and simplified with the allocated algorithms. The performance of these methodologies is evaluated in visual and statistical aspects. The methodology of cadastral map generalization in this study was able to enhance the legibility of cadastral map by considering the hierarchy and shape of network data. As the result of the visual evaluation, the multi-scale cadastral map generated from this methodology presented smoother merging of parcels and better visualization of network data comparing with the edited cadastral maps produced by commercial map service companies. In the evaluation result of the hybrid line simplification, it produced less positional errors and conserves more shape characteristics than the results in individual application of simplification algorithms. The construction methodology of multi-scale cadastral map model using the continuous cadastral map in this study is expected to enable easier utilization of the cadastral map both in web and mobile environments. Moreover, these automated map generalization processes are expected to reduce the time and cost of producing the edited cadastral map, to homogenize the map quality and to facilitate the updates of the parcel information.