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유비쿼터스도시공간정보론동의대학교도시공학과 GIS Lab. 1
공간해석
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공간해석
• GIS에서는 대량의 데이터를 취급하기 때문에가공/해석처리없이는 유효한 정보를 얻기 곤란
• 공간해석에는 정확하게 모델화된 데이터가 필요
• 해석결과는 다양한 표현방법으로 표시가능
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오버레이(Overlay) 분석
• 폴리곤데이터를기준으로–포인트 라인
–폴리곤 라스터
• 각각이어느폴리곤에속해있는지를구함
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폴리곤 -폴리곤오버레이
12 3
4
A
B C
D E
1&A
2&A1&D2&B 2&D
1&E2&A
1&C
1&B
2&C3&C
3&B3&D
3&E2&E
4&B4&D4&C4&E
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라인 -폴리곤오버레이
12 3
4
A
B
CD
12 3
4
1A 2A3A
2D2C
1B
2B
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포인트 -폴리곤오버레이
12 3
4
AB
CD
1A
2B
EF G
• •••
• ••
• ••
• ••
•4D2C
2F 3E1G
각포인트에그것을포함하는폴리곤을구함
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공간해석
• 공간해석의 종류
– 공간검색
– 오버레이
– 버퍼링
– 포로노이 분할
– 네트워크
• 외부통계처리 소프트와 연계
GIS GIS統計소프트
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공간검색속성에 의한 검색도형에 의한 검색
검색조건지정
가옥 종류 = 목조
AND
건축년도 > 2003年
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오버레이
• 복수의 영역을 중첩시켜 새로운영역을생성하는 기능
• 복수의 데이터로부터 조건에 맞는범위의 추출이 가능
+ =
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오버레이(1)• 논리합(OR)복수의 영역을
중첩시켜 중첩된전부를 추출
A市
B市
C市
삼림논밭
공공용지공업지상업지주택지공지
밭
+
=
A市
B市
C市
C市혹은 상업지에 속하는 토지는?
A B
BA
A OR B
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오버레이(2)• 논리곱(AND)복수의 영역을 중첩
시켜 중복된 성질을가지는 것만 추출
A市
B市
C市
A市
B市
C市
+
=
A市의 삼림은?
A B
BA
A AND B
삼림논
공공용지공업지상업지주택지공지
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오버레이(3)
• 배타적 논리합(XOR)
복수의 영역을 중첩 시켜
단일한 성질을 가지는 것
만 추출
A B
BA
A사의 서비스지역
B사의 서비스지역
A사 혹은B社의 한쪽만 서비스를
받는 지역은?A XOR B
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오버레이(4)• 부정(NOT)
복수의 영역을 중첩 시켜조건에 해당하지 않는지역을 추출
A B
BA
A NOT B 서비스를 받지않는 지역은?
서비스 지역
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버퍼링
• 버퍼란 어느 지도요소가 주위에 영향을미치리라 생각될 때 그 주위에 설치되는완충영역을 의미함
• 점・선・면으로부터 일정거리(시간)에 있는 세력권분석 등에 사용
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버퍼링(1)
• 점 버퍼
대상 점을 중심으로 원형의 완충영역을작성
MasterCard
역에서 100m이내에 있는 은행은?
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버퍼링(2)• 선 버퍼
임의의 선을 중심으로 한 완충영역을작성도로의 확폭계획이나 토지평가업무등에 사용
도로중심으로부터50m이내 토지는?
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평면상에 n개의 점이 분포하고 있을 때 임의의 점으로부터 가장 가까운 점을 연결하는 직선의수직이등분선을 그 음으로서 나타나는 범위의 분할을포로노이 분할 또는 티센분할이라 한다.
평면상의 점 가장 가까운 점을직선으로 연결
점들 서로를 연결하는 직선에대하여 수직이등분선을 그음
포로노이분할
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편익점의 출점상황
포로노이도 나타난 범위-세력권
세력권 내 인구구성-예측 가능
포로노이분할(1)
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신규점의 출현(푸른 점) - 세력권 변화로 고객수의 변화를 예측 가능
신규출점
포로노이분할(2)
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네트워크• 도로교통망이나 배관 설비망(수도,가스,전기)
등의 선 형태의 집합체
• 자동차 , 자원 등이 이동할 때 , 기하학적요소 (길이 , 높이 등 ) 과 속성요소 (혼잡도 ,최대유량)의 정보로부터 해석하는 기능
트레이스 기능
네트워크 분석
네트워크 배치
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네트워크 트레이스
• 조건설정을 했을 때 그 조건을 만족하는루트를 트레이스하는 기능
A지점에서 B지점을 경유하여 C지점까지 가는 최단경로
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네트워크 루트 분석• 특별한 조건을 주어서 루트를 결정하는 경우에 사용
• 루트결정 시의 기준으로는「최단경로」・「시간거리」・「좌회전 금지」・「최소경비」・「유료도로 이용」 등의조건을 이용하는 경우가 많음.
A지점으로부터 C지점까지의 유료도로를 이용한 경로
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네트워크 배치• 네트워크 검색으로 도달권을 설정하기에 가능
• 예를 들어, 구급차의 10分도달권을 설정하여도달불가능 지역을 추출한 뒤, 적절한 소방서배치계획의 수행이 가능.
A지점으로부터 10분 도달권
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(2) 정보의의미와표현
X
위치 의미
좌표 속성
+
+
국도 * *선 * *교차로의X
(X,Y) X
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(3)도형정보의형태점,선,면,네트워크,입체
• 0차원 오브젝트
점(point) - 기하학적인 위치를 특정
노드(node) - 위치를 특정해 얻는토포로지의 교점 또는 종점
• 1차원 오브젝트
선(line) - 1차원의 오브젝트
선분(line segment) - 두 점간의 직선
스트링(string) - 선분의 연속
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유비쿼터스도시공간정보론동의대학교도시공학과 GIS Lab. 26
아크(arc) - 수학적 기능에 근거한커버의 형태를 만드는 점의 궤적
링크(link) - 2개의 노드의 접속
방향성 링크(directed link)
체인(chain) - 끝에 노드를 가지는교차가 없는 선분 혹은 아크의 방향연속물
링(ring) - 폐쇄되어 있는 교차가 없는체인, 스트링, 링크, 혹은 아크의연속물
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유비쿼터스도시공간정보론동의대학교도시공학과 GIS Lab. 27
• 2차원오브젝트면(area) -경계선을포함해얻는닫힌연속적인오브젝트
면내부(interior area) -경계를포함하지않는면
폴리곤(polygon) 픽셀(pixel) -하나의이미지를더이상잘게나눌수없는화상요소
메슈(mesh) -규칙적혹은규칙에가까운서페이스의모자이크배열요소
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유비쿼터스도시공간정보론동의대학교도시공학과 GIS Lab. 28
• 3차원오브젝트(입체)2차원오브젝트로구성된다.
• 4차원오브젝트(움직이는입체)시간을포함하여 4차원이라부른다.시간고정→3차원오브젝트
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벡터 모델
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벡터데이터의 구성요소
p1 p2
p3
폴리곤
노드
라인
엣지포인트
스트링
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수치지형모델
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수치지형모델이란?• 3차원의 지표면을 나타내는 데이터모델로서 DEM(수치표고모델)、DTM(수치지형모델)、TIN(불규칙삼각망)、DSM(디지털 서페이스 모델)이 있다.
• DEM은 공간적으로 연속 변화하는地形面의 기복을디지털로 표현한 모델의 총칭이고 특히, 격자배열로지표의 기복에 관한 정보(등고선, 사면 구배 등)을추출하기 위한 모델을DTM이라 함
• DEM은XY좌표와 그 점의標高(Z값)으로형성된다
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유비쿼터스도시공간정보론동의대학교도시공학과 GIS Lab. 33
수치지형모델의 표현
• DEM을 표현하는 방법으로서 메슈모델과 TIN(불규칙 삼각망)모델이 있다.
– 메슈모델은 이름대로 격자형태로 배치된 일련의점으로 구성된다.
– TIN모델은 불규칙하게 배열된 일련의 점으로부터서페이스를 만드는 방법이다.
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메슈모델의 예
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TIN모델의 예
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TIN데이터 모델
7
3
1312
11
9
10
6
21
5
8
4A
B
C
D
E
F
G
HI
J
K
L
M
O
N
P
Triangle
ID
Nodes
A 1 2 5
B 2 5 8
C 5 8 9
・・・ ・・ ・・ ・・
O 7 12 13
P 11 12 13
NodeID
座標(X,Y,Z)
1 X1 Y1 Z1
2 X2 Y2 Z2
3 X3 Y3 Z3
4 X4 Y4 Z4
・・ ・・ ・ ・・
12 X12 Y12 Z12
13 X13 Y13 Z13
노드좌표
노드리스트
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도로
수목
구릉
건물
수치표층모델DSM(Digital Surface Model)
수치표고모델DEM(Digital Elevation Model)
DEM과DSM의 차이
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DEM과DSM
DSM DEM
왼쪽 그림이DSM인데 필트 처리한 것이 오른쪽DEM임
필트링
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수치지형모델의 이용 예◆등고선도의 작성
◆경사・凸부・凹부・사면방위분포도의작성
◆음영 기복도 작성
◆절토・성토공사를 위한 土量의 산출
◆土砂災害시 災害地域의 판독에 이용
◆경관 시뮬레이션에 이용
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3. G I S 의구성
실
세
계
A/D변환기 술
DATA격 납기 술
표시이용기 술
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(1) A/D 변환기술좌표계의정의
• 공간상의 한 위치 또는 물체는 좌표로표시.
• 위치란 어느 좌표계에 있어서 다른 점들과 어떤 기하학적 상관관계를갖는가 를 의미(일반적으로 그좌표계의 특정점 또는 특정선으로부터의 길이와 방향을 매개로 표현)
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• 어느 좌표계의 기준이 되는 고유한원점(origin), 매개가 되는 실수(어떤길이 또는 방향 등)를 좌표라 한다.
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지구의 형태
• 회전타원체(spheroid)
• 장반경(赤道方向) 6378.14km
• 단반경(両極方向) 6356.755km
• 편평률(ellipiticity)
・찌그러진 정도
• 준거 타원체(Reference spheroid)
・좌표계에서 채용한 타원체
・지구는 완전한 회전타원체가 아니다
・목적에 따라 다양한 회전타원체가 있다
北極
南極
赤道
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좌표계의종류
• 1차원 좌표계
• 2차원 좌표계(평면 직ㆍ사교좌표, 2차원 극좌표)
• 3차원 좌표계(3차원직ㆍ사교좌표,원주좌표,구면좌표)
• 지구 좌표계(경위도좌표,평면직교좌표, UTM좌표,UPS좌표,3차원 직교좌표)
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①좌표값의획득
-평면좌표- 원점(r)으로부터의 거리와정해진 방향으로 부터의 각도(θ)를사용
θr
• x=r sin(θ)• y=r cos(θ)• θ =arctan(x/y)
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-구면좌표좌표의 결정- 어느 점을 통과하는 북극과남극을 연결하는 선위도- 그 지점과 적도와의 각도를
자오선상에서 측정범위-90도(남극) 에서 +90도(북극)경도-영국 그리니치 천문대의 자오환의중심을 지나는 자오선을 원자오선으로하고원자오선면과 지표상의 한 점을 지나는자오선 면이 만든 면 각-180도(서경) 에서 +180도(동경)
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• 경도, 위도 및 타원체 높이에 의해 위치를 나타낸다
・経度(Longitude) :그리니치 자오선으로부터의 각도
・緯度(Latitude) :적도면과 회전타원체상 점의법선(垂線)이 이루는 각(측지위도라고도 함)
일반적으로「緯度」라고 할때는「測地緯度」를 말함
• 세계 각국은 각각 독자적인 측지좌표계와 준거타원체를사용하고 있다.
・오스트라리아..GDA94,GRS80
・미국..NAD27,Clark
측지좌표계 (Geodetic Coordinate
System)
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• 지구를 완전한 구로 보고 지심을 원점으로하는3차원 직교 좌표계에서 위치를 나타냄
・経度(Longitude):그리니치자오선으로 부터의 각
・緯度(Latitude) :구하는 점과 지심을연결하는 선과 적도면이 이루는 각(地心緯度)
地心座標系 (Geocentric Coordinate
System)
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地心3次元 직교 좌표계
• 회전타원체의 원점을 지구의 중심으로 한 3차원 직교 좌표계
・X축:원점으로부터 경도0도의 자오선과 적도와의 교점 선
・Y축:적도면 상의 동경90도 방향
・Z축:지구자전축
• 우주로부터 전파 등의 관측에 의해 얻어진 데이터를 근거로구축된 세계 측지계
• WGS84 (World Geodetic System 1984)
・미국 국방부가 구축
・ GPS(Global Positioning System)에 이용되고 있다
・타원체는WGS84
• ITRF94(International Terrestrial Reference Frame 1994)
・국제협력 관측 결과를 토대로 작성
・타원체는GRS80을 추천
(Geocentric 3-dimensional Rectangular Coordinate System)
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지도투영이란• 球面인 지구의 표면상태를 그에 대응하는
평면 등으로 옮긴 방법
• 오차 없이 평면으로 옮기기는 불가능하기에지구상의 거리, 각, 방위각, 면적중의 하나에중점을 두면서 처리 함
投影面地球
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지도투영의 찌그러짐• 지도상에서 찌그러짐이 없이 축척대로 나타나는 곳은
투영표준선상과 地図主点만임. 그곳에서 멀어질수록찌그러짐은 커진다.
• 지도의 어느 부분에서 찌그러짐이 없고 어느부분에서 어느 정도 찌그러짐이 크게 되는가는 각투영법에 따라 다름.
• 지도작성에서는 표현하는 범위나 사용목적에맞추어서 찌그러짐의 영향을 적게 하는 투영법을선택
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지도투영법의 투영수법에 의한 분류
• 지도투영법은 원통, 원추, 방위 및 그 변형으로분류할 수 있다. 투영 축이 투영 축이 正軸인경우 경위도선의 형태도 일정한 패턴을 보인다.
【投影式 記号】φ: 緯度
λ: 中央経線으로부터
経度差
r,θ: 極座標
x,y: 直行座標
k,n: 投影定数f,g: 関数
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원통도법(cylindrical projection)
• 標準緯線上에서는 찌그러짐이 없음
• 緯線은経線과 직교하는 平行直線群으로이루어짐
• 経線은 等間隔인 平行直線群으로 이루어짐
메르카토르도법、
밀러도법、
정거원통도법 등
밀러도법
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원추도법(conical projection)
• 経線은 一定点으로 부터 放射되는 直線群으로이루어짐
• 緯線은 그 한 점을 중지하는 동심원호로이루어짐
• 標準緯線上 에서는 찌그러짐이 없음
• 정각원추도법,
정적원추도법 등
正角円錐図法
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방위도법(azimuthal projection)
• 経線은 일정 점을 중심으로 하는 방사상의직선으로 이루어짐
• 緯線은 정점을 중심으로 하는 동심원으로이루어짐
• 経線이 끝나는 定点(地図主点)에서는찌그러짐이 없음
• 正射図法、心射図法、
平射図法、
正距方位図法등
正射図法
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의사 원통도법(pseudo-cylindrical projection)
• 緯線은 평행직선으로 이루어짐
• 中央経線以外의 経線은 곡선으로 이루어짐
• 산손図法、
몰와이드図法
등
몰와이드図法
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②방법
디지타이저 입력
스캐너에 의한 자동입력
(도면,image)
해석 도화기(항공사진)
토털 스테이션
G.P.S
date 변환(CAD, Image)
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디지타이저입력
• 디지타이저는 지도나 사진으로부터공간적 정보를 추출하는 디바이스하드웨어• 인디케이트의 위치는 digitizing tablet표면을 이동할 때 컴퓨터에의해 탐지 되어 x,y좌표의 조합으로입력• 인디케이트 - stylus 또는 cursor
(십자 선)
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디지타이저의조작
• 지도를 digitizing table에 부착
• 3개 이상의 기준점(control point, tics, reference point) 입력
• 판정하기 쉬운 곳 선택
(도로의 교차점 등)
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• 컨트롤 보 턴 - 시스템 제어 가능
• 타블레트에 심어진 wires grid에서자기를 발생시켜 cursor로 탐지
• 0.1 mm보다 정밀
• tablet에 따라 좌표변환기능 유
• 컨트롤 포인트는 많을수록 좋음
• point mode - 버턴조작에 의해 입력
(오퍼레이터의 주관개입, 오차 발생)
• stream mode - 일정한 시간간격 또는정해진 이동량에 따라 자동입력
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(방대한 점이 발생)
#지도의디지털화문제점• 지도의 대부분은 디지털화의 목적으로작성된 것이 아니다.
① 종이지도의 불안정성- 디지타이징중 지도의 재부착으로 인한 포인트의재 입력
② 지도의 신축에 의한 오차발생
③ G I S데이터 베이스에 영향
④ 지도는 정보표시가 목적이고
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위치정보를 정확하게 기록한다고 할수 없다.
예: 좁은계곡의철도,하천,도로• 지도 도엽 경계의 오차는 GIS DB의오차
• user의 error
overshoots undershoots spikes
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스캐너(scanners)
비데오스캐너
• 컴퓨터 가독형 데이터의 작성
• 250×1000pixel
• 스캐닝 범위의 불균등한 감도
• 기하학적, radiometric(명암,색식별)분해능력이 낮음
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• 전자ㆍ기계식 스캐너
• 일반적으로 고가, 저속, 고감도
①드럼스캐너
• 드럼이 축을 중심으로 회전하여광원과 광 센서를 내장한 헤드가도면으로 부터의 반사율을 읽어신호를 수치화해 1행마다 pixel열을작성
• 스캐너 헤드는 드럼이 1회전할 때드럼의 축 방향으로 이동하여 다음행을 읽는다.
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• 25미크론 스캔포트, 1변 1m 도면 스캔가
② CCD 센서식 스캔너
• 수 행분 의 데이터를 CCD 센서로동시에 처리
• 센서는 문서 끝에서 끝으로 이동
• 스캔 종료와 함께 다음 행으로 이동
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스캐닝의필요조건
• 문서의 청결(먼지나 필요없는 마크제거)
• 선 굵기는 최소한도 0.1mm
• 복잡한 선은 에러발생빈도가 높음
• 문자는 선으로 판별 됨
• 등고선이 문자에 의해 절단
• 자동 상세인식은 곤란(두 선의등고선과 도로기호)
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해석도화기(Stereo Plotter)
• 공중사진측량을 사용하는 지형계측또는 지형도 작성에서 공중사진3차원모델을 계측하는 시스템은 지형도를작성하는 시스템이라는 유래로 도화기로 불려지고 있다.
• 3차원 디지타이저로서의 도화기
• 3차원 대상을 측정하는 방법 중에서사진측량은 측정대상의 공간을 축소
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• 시켜 구성된 3차원의 사진 모델을도화기로 정밀하게 측정하는 기술이다.
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벡터지도의 작성방법①디지털 맵핑(DM)
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토털스테이션
• 디지털화 한 측거ㆍ측각기능을 일체화시켜 종합하고 내장c p u를 이용하여계산ㆍ기억ㆍ데이터 전송 등의 기능을갖춘 측거 측각의
• GPS와의 연계
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벡터지도의 작성방법 ②토탈 스테이션(TS)
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벡터지도의 작성방법③맵 디지타이저(MD)
종이지도
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새로운 작성방법 <위성화상의 이용>
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디지털화에 의한 이용 예①
지형물을 선택하여 표시가능
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디지털화에 의한 이용 예②
주제속성을 표시 주제속성에 따라 색구분
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디지털화에 의한 이용 예③
3D表現
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GPS(Global Positioning System)
• GPS는 미군이 120억$을 소요해 개발한인공위성에 의한 위치측정 시스템
• 지구상공 2만km고도의 6개 궤도면상에위성21개와 backup용 위성3개 배치
• 원자시계에 의한 정확한 시간 획득
• 지상에서 관측된 위성의 위치에근거한 궤도계산으로 정확한 현재위치파악
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• 각 위성은 이 시간과 위치를부호화하여 발신
• 지상 수신기에서는 각 위성으로부터의 신호를 받아 각각의소요시간을 계산
• 각 수신기의 위치(x,y,z)와 시간(t)이다르기 때문에 3차원 위치를 구하기위해서는 최저 4개의 위성으로부터의정보가 필요
• 2차원 위치는 3개의 위성으로부터의정보가 필요
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GPS의 신호
• L1 band(1575.42 MHz) -P(precise) 코드로 불려지는 군사용의 고 정도위치 정보용.10.23×106 bps
• L2 band(1227.60 MHz) -C/A(Clear/Aquisition)코드로 불려지는민간도 무료로 사용 가능한 저 정도위치 정보용. 1.023×106 bps
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(2) 데이터격납기술• 어떠한 형태로 보존할 것인가
• 地理情報의 設計에서는
• 공간을 나타내는 도형데이터,
• 도형의 성질을 나타내는 속성 데이터, 데이터 전부에 관한 관리 데이터로나누어 설계
• 속성데이터의 설계는 통상 수ㆍ문자로구성되는 DB 설계와 동일
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• 지리정보 특유의 설계는 공간정보의설계
• 수집된 데이터는 지리정보시스템의데이터 베이스에 체계적으로 보존된다.
• 데이터 베이스란 보관ㆍ검색ㆍ갱신등에 편리하게 구성된 컴퓨터 내의데이터 파일을 말하며, 데이터 베이스관리 시스템(DBMS)이 이를 관리한다.
DBMS의 데이터 갱신기능과 검색기능
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데이터의갱신
• 추가: 데이터의 신규등록 행위
• 삭제: 데이터의 말소 행위
• 변경: 이전 데이터를 새로운 데이터로
변경
• 폐지: 오래되어 쓸모가 없는 이전
데이터 에 과거의 데이터라는
표시 를 하는 행위
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검색기능
• DBMS는 일반적으로 지도와문자수치(attribute:속성)데이터를관련시켜 관리하고 있다.
검색표시 예
1) 도형 도형
Zooming(확대ㆍ축소표시)
Scaling(축척변환)
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축척계층 검색
2) 도형 문자수치 등
속성(attribute) 검색
area검색
3) 문자수치 도형
key 검색
조건위치 검색
4) 문자수치 문자수치
key 검색(도로의 기점으로부터의
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거리를 지정하여 해당지점의포장data검색)
조건검색(데이터 파일에 조건을부여하여 이에 합치하는 데이터를검색, 주거지역 이면서 문교지구)
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도형데이터의설계
• 오브젝트의 차원, 유사성으로부터내용을 구분하여 레이어로 부르는구분을 설정
• 구분의 기준
1) 차원에 의한 구분
2) 좌표원점에 의한 구분
3) 도엽에 의한 구분
4) 오브젝트 성질의 유사성에 의한 구분
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• 목적에 따라 변하는 경우가 많다. 다목적으로 상정한 시스템에서는레이어 설정을 세분화해 목적에맞추어 레이어를 취사선택할 수있게끔 설계
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속성데이터의설계
1) 오브젝트의성질, 계량값소유자, 면적, 통계, 등 오브젝트의
성질을 나타내는 정보
2) 공간데이터와의참조주소 지번 등의 장소를 특정하는
정보 지오 코드
3) 오브젝트의식별명칭
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건물번호, 도로 명, 시설번호 등 동일레이어의 오브젝트를 구별하는 정보.
4) 공간적관계토폴로지(topology)라 부르는오브젝트간의 관계를 나타내는 정보
예를들어, 집(부지 경계)을 단위로 누구의옆집은 누구라고 하는 서로의 관계
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관리데이터의설계• 시간적으로 변화하는 공간을 관리하기 위해필요한 정보
1) 누가 만들었는가
2) 언제 만들었는가
3) 좌표 등 도엽의 관리ㆍ배치정보
4) 어떤 정보에 근거하여 만들어
졌는가
5) 어떤 기준에 따라 만들어 졌는가
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데이터베이스시스템의 Type
계층모델 (레이어방식)• 1960년 초반 IBM
• 부문 (관리직, 종업원 수, 영업소)
• 부품 (생산을 위한 부품번호, 재고수 등)
• 공급자 (주소, 가격 등)
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계층모델 (레이어방식)의예 1
공급자 공급자공급자
부문 부문 부문
부품 부품부품
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계층모델 (레이어방식)의예 2
구 구구
시·도 시·도 시·도
군 군군
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계층모델 (레이어방식)의장단점
• 데이터는 트리 구조 이어야 한다.
• 데이터 어세스는 키 속성을 경유
• 지리적 데이터의 경우 지리적 레벨(시군 구)이 주어진 경우는 검색이용이하나 다른 속성의 경우는 곤란
예) 5000명 인구 레코드와 5000명이하의 레코드 검색
• only 1:n
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• 트리 구조는 고정적이다.
- 한번 트리 구조가 확립되면레코드간의
새로운 결합은 정의 불가
- 트리 구조에서는 수직적인 경우만
정의되고 수평적,대각적 결합은
정의되지 않는다.
• System2000은 공간데이터의 보관에널리 이용되고 있지만, G I S의 기반으로는 성공적이지 않다.
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네트워크모델
• 1960년 중반 CODASYL(데이터 시스템언어 회의)의 성과 일부로 개발
• CODASYL은 프로그램 언어COBOL(1966)과 네트워크 모델(1971)을제안
• 제안된 데이터 베이스 시스템의 다른측면- D B관리자, 데이터 security, 감사를 위한 추적 기록
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• 네트워크 모델의 목적은 물리적보존으로부터 데이터구조를 분리하여에러나 과다한 비용지출의 원인이되는 중복 데이터의 회피
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네트워크 D/B의실례
• 병원(레코드 타입):환자, 의사, 병동
- 환자: 이름, 입원날짜 등
- 의사: 이름 등
- 병동: 병상수, 담당간호원 이름 등
– 환자와 의사,병동간의 결합이 필요
– 의사 레코드는 많은 환자 레코드의소유가 가능
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유비쿼터스도시공간정보론동의대학교도시공학과 GIS Lab. 100
– 환자 레코드는 의사, 병동레코드 소유가능• 네트워크 DBMS에는 링크를 결정 한다든 지 재정의하는 방법을 포함(환자에게 병동이 배분되었을 때)
– 제한사항동일 타입의 레코드간에는 결합불가레코드 전체는 복수의 다른 타입의레코드로 구성되고, 동일 타입의하나의 레코드로는 성립되지 않는다.(환자는 한명의 의사,병동 레코드만을갖는다)
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네트워크모델의종합
• 네트워크 모델은 복잡한 공간관계를취급함에 있어 계층 모델보다 융통적
• 리레이션 모델이 보다 더 융통적이기때문에 네트워크모델은 G IS 의기반적 인 이용에서는 보급되지 않음
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릴레이션모델
• G I S에 있어 가장 보편적인 DBMS
- ARC/INFO의 INFO
- System9의 EMPRESS
- 많은 G I S에서 사용되는 ORACLE
- 많은 PC용 G I S에서 사용되는Dbase3
• 레코드간의 링크에의 융통적인 어프로 치는오브젝트간의 복잡한 공간관계의 모델화에적합
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• 1970년 IBM연구원 E.f. codd가 제안• 각 레코드는 속성을 가진다.• 각 타입의 레코드는 표 나 리레이션형• 리레이션의 정도는 표 안의 속성 수- 하나의 속성은 단항 리레이션
(진로: 주제)- 2개의 속성은 2항 리레이션
(인간: 이름, 주소)- n차 속성은 n항 리레이션
(주택: 주소,가격,크기)
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Keys• 리레이션 키는 다음의 특성을 갖는속성의 집합이다.
- 키 값은 각각의 요소에서 고유
- 키에 붙어 있는 속성이 폐기되면키의 고유성은 파괴된다.
예) 전화번호는 전화번호부의 고유의키
- 리레이션의 기본 속성은 적어도하나의 키에 관계된다.
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(3) 데이터해석기능• 본격적인 G I S에는 많은 기능을 보유
• 지금까지 Keyboard 입력이 전제
• GUI(Graphical User Interfaces)
• 데이터란 해석· 평가하여 결론을이끌어 낸다든지 의사결정을 하기위한자료
• 정보란 해석· 평가한 결과로서얻어지는 의미 있는 지식
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• 결국, 데이터를 해석· 평가하여 정보를얻는 과정을 지원하는 기능이 데이터해석기능
• G I S에서 자주 사용되는 수법은공간분석(Spatial analysis)이라 부른다.
1) 각종 집계기능
지역 내를 소zone으로 분할하여소zone별 집계(각시군구내의 공공시설수 )
2) Map Overlay 기능
임의의 다각형군을 지도에 오버레이
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시켜 그 안의 점,선,면 군을 추출하는것 에 의해 해석대상지역의 특성을밝힌다. (건물용도현황+용도지역=용도현황및 용도규제: 규제 변경계획 등)3) 네트워크 기능도로망, 수도관망 등의
network형태로 분포하는 시설을 대상(최단경로 탐색: 어느 장소에서목적지 까지 의 최단경로 탐색최대 유로 검색: 교통류나 통신망해석)
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4) 버퍼기능(buffer)
어느 점, node, Polygon으로부터일정거리에 있는 영역을 구하는 기능.
(도로신설: 도로신설로 영향 받는지역)
5) 주변영역분할
시설이 분포해 있을 때 시설별로가장 가까운 곳에 위치하는 영역을구하여 지역을 각 시설의 주변영역으로 분할 하는 기능(우체국별 가장가까운 곳에 있다는 조건하에 이용하기쉬운 지역)
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(4) 표시ㆍ이용기술1) 공간분석 기술
2) 어프리케이션(모델링)
3) CG에 의한 2,3차원 표시
4) 네트워크 환경하에서의 이용
5) 다른 시스템과의 통합
(DB, 통계PK,CAD)
6) 데이터 변환
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4. 기술적과제(1) 데이터에관한과제- 자동입력에 있는 인식기술
- 3차원 데이터 계측
- 데이터 압축
- 데이터의 품질관리
(2) 데이터베이스기술에관한과제- 오브젝트 지향 데이터 베이스
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- 3차원 데이터 베이스
- 온라인 처리
(3) 표현과이용에관한과제- 3차원 공간 처리
- Fuzzy 기술
- 3차원 입체표현
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5. 응용분야
(1) 환경분야
- 지구환경
(2) 자원분야
- 광물자원
- 수자원
- 삼림자원
(3) 토지관리분야
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- 토지거래
- 재산세
(4) 도시계획분야
- 도시종합계획(마스터 플랜)
- 토지이용계획(용도지역)
- 건축확인
(5) 도시하부구조 관리분야
- 도로 관리
- 하수도시설 관리
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- 전력설비 관리
- 가스 공급설비 관리
- 전화시설 관리
(6) 내비게이션 분야
- 긴급지령
- 배달
- 선박, 항공기 안내
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(7) 농림업 분야
- 농지관리
- 농림업 시설관리
(8) 군사분야