Interaction Design for Semi-automatic Segmentation and Mapping System

Abstract

Cadaster is an official record used for taxation that includes ownership, extent, and value of real property information on each land piece. Korean historians actively research on pre-modern cadastral data to understand the data itself and to find out interesting historical facts. Some Korean historians are analyzing Kwangmu yangan (1901), which is a text-based cadaster that does not include exact coordinate data. Korean historians are studying the cadaster by connecting it to modern cadastral map. Such mapping can help historians understand the social/economic background of unusual changes in land use or ownership over time. However, this research approach needs too much time to analyze single village that makes it hard to apply to the large volume of data. In this paper we introduce an interactive visualization tool, JigsawMap, designed to efficiently support this cadaster research. JigsawMap is a platform that visualizes the textual cadasters to the node link diagram, providing mapping interaction with the cadastral map. The mapping task can continue with older textual cadasters like a chain reaction. In that way, JigsawMap can connect the past land survey results to today to the future. The goal of JigsawMap is to match the textual cadaster and the modern cadastral map. One of the main tasks of JigsawMap is to segment each land piece of the cadastral map. This task has to be performed to identify land pieces and label them on the map with unique identifier, land type, and land owners name. Since the cadastral map is hand-drawn and includes irregular noises, it is hard if not impossible to develop a fully automatic segmentation algorithm. For this reason, we developed a manual segmentation tool using sketch-based interactions. This method could make users tired because of repeated tedious work and the segmentation results are often inaccurate. In this paper, to improve this manual segmentation method, we present an interactive semi-automatic segmentation tool. We conducted a controlled user study to evaluate our interactive segmentation method in comparison with the sketch-based manual segmentation method.

토지 대장은 조세를 위한 공식 기록으로 소유주, 땅의 크기, 땅의 가치 등과 같은 정보를 포함한다. 국사 학자들은 전근대의 지적 데이터를 통하여 자료 자체를 이해하거나 흥미로운 역사적 사실을 찾기 위해 활발한 연구를 진행하고 있다. 최근 국사학자들은 텍스트 기반의 자료로 지적도나 정확한 좌표 정보를 포함하지 않는 광무양안(1901)을 분석하고 있다. 이런 광무양안의 자료 특성을 고려하여 국사학자들은 좀더 근대의 지적도와 광무양안을 연결하여 텍스트 자료를 지도화 하는 연구 방식을 시도하고 있다. 하지만 이 연구 방식은 한 마을을 분석하는데 두달이 걸릴 만큼 시간이 오래 걸린다는 단점이 있어, 대량의 자료를 분석하는데 한계가 있다. 이런 단점을 해결하기 위해, 우리는 국사학자들을 위한 JigsawMap라는 시각화 툴을 만들게 되었다. JigsawMap은 광무양안을 시각화 하여 근대의 지적도와 연결할 수 있는 인터랙션을 제공한다. 이런 연결 작업을 통해 토지 이용이나 소유권등의 특이한 변화에 대한 사회적/경제적인 배경을 이해할 수 있다. 이 연구는 광무양안 이전의 토지 대장에도 연장시켜 적용할 수 있다. JigsawMap의 가장 주된 기능은 시각화된 광무양안을 지적도에 연결하는 것이다. 하지만 이를 위해서는 지적도의 각 필지를 분할해 내어 라벨링을 하는 전처리가 필요하다. 이 분할 작업은 텍스트에 있는 자료를 지도에 연결하여 지번, 소유주, 지목등을 시각화 하여 연결 작업을 보조하는데 필요하다. 우리는 이미지 프로세싱 알고리즘을 개발하고 있으나, 지도가 손으로 그려져 부정확하고 불규칙한 노이즈를 포함하고 있어 아직 연구가 더 필요한 상태이다. 이를 보완하기 위하여 그림판 프로그램과 비슷한 사용자 중심의 스케치 분할 기능을 추가하였다. 이 방식은 쉽고 익숙하며 실제로 사용 가능하지만, 반복된 작업으로 사용자를 피곤하게 하고 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 이러한 이유로 우리는 이미지 프로세싱 알고리즘을 사용하여 스케치 분할 기능을 개선하는 반자동 분할 툴을 제안하였다. 이 툴을 평가하기 위하여 사용자 평가를 진행하였고 긍정적인 피드백을 받을 수 있었다.