< Previous기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 88 자연,터널 그리고 지하공간 (a) CAD(b) GIS <그림 11> CAD 및 GIS 형식의 GPR 데이터 출처: 싱가포르 SLA, 2018 기존 데이터 세트와 싱가포르 관계기관의 지하정보 데이터를 2차 데이터로 사용하여 지하 유틸리티의 속성을 얻거나 개선하고, 국가의 지하정보와 지하 유틸리티 정보간간의 상호 관계를 검토하였다. 이러한 기존 지하 유틸리티 데이터는 유틸리티 서비스(예: 전력, 수도, 가스, 통신 및 하수도)의 실제(As-built) 데이터와 2D 형태의 지하공간 정보이며, 이러한 지하정보 중에는 최신 업데이트 된 정보의 일부만 포함한다. 따라서 제한된 지하정보를 바탕으로 향상된 지하정보를 구축하여 보다 효율적인 지하공간 개발계획을 수립하도록 하는 것이 중요한 도전이 되는 것이다. 4.2 지하정보의 3D 가시화 지하공간 관리를 위한 3D 유틸리티 데이터 모델을 개발하려면 지하 유틸리티를 기존의 지상정보가 포함된 국토 정보에 연결해야 한다. 그림 12는 이와 같은 작업의 작업 프로세스를 설명한다. 합니다. 지하 유틸리티 데이터 모델은 UML로 설계되어 XML 형식으로 내보내지며, 이는 지오데이터베이스 시스템으로 가져올 수 있다. 지하 유틸리티 데이터베이스 시스템을 기반으로 GPR 데이터를 라인 및 포인트에서 유틸리티 네트워크 구성요소로 로드할 수 있다. 기존 지하 유틸리티 데이터 및 GPR 데이터의 정보에 따라 유틸리티를 3D로 모델링할 수 있으며, 3D 모델링은 ArcSence 및 City Engine에서 구현된다. 관련 지하공간 정보를 얻기 위해, 지하 유틸리티 네트워크 데이터는 공간적 관계를 통해 지상의 국토 정보와 통합될 수 있다. 기존 의 지상 데이터가 2D이기 때문에 현재 작업에서는 일정 구획 내의 지하 유틸리티만 2D로 고려하였다. 3D에서 데이터의 정확도를 향상시키기 위해서는 현재 데이터를 3D로 확장하여 더 많은 공간 관계를 지원해야 한다. 그림 13은 지상에 건물이 있는 지하 유틸리티 의 3D 시각화 예를 보여준다. 그림에서 보는 바와 같이 선택한 지하 유틸리티는 분홍색으로 강조 표시되며, 팝업 창에 표시된 정보에 는 GPR의 공간 데이터와 지하 유틸리티 정보 및 지상의 국토 정보에 대한 다양한 속성이 포함된다.제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 89 <그림 12> 구현 프로세스 출처: 싱가포르 SLA, 2018 <그림 13> 국토 관리 정보를 이용한 3D 시각화 결과 출처: 싱가포르 SLA, 2018 따라서 지하 유틸리티 정보를 포함한 지하공간 정보는 건물 및 도로 등을 포함한 지상의 정보와의 통합되어 3D로 구현되도록 하여 야 한다. 이는 기존 데이터와 새로운 데이터의 연결뿐만 아니라 지상과 지하의 정보가 하나도 표현되는 것이다. 또한 3D로 표현되는 지하공간 정보는 도로 및 지하 유틸리티가 존재하는 지질 및 지반에 대한 정보를 포함하도록 하여 지반조건과 의 상관성을 파악하여 지하시설물에 대한 유지관리업무에 효율적으로 활용되어야 한다.기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 90 자연,터널 그리고 지하공간 5. 디지털 지하 (Digital Underground) 5.1 디지털 트윈과 지하정보의 가치 삶의 질이 높은 탄력적이고 활기찬 도시 구축과 지상의 토지가 주거, 휴양 등 사람 중심의 용도로 전용되는 국가 건설 그리고 공공 시설, 교통인프라, 산업저장시설 등 지상에 있을 필요가 없는 것들을 지하에 수용하는 지하 도시와 효율적인 지하 교통 시스템으로 심장부와 업무 지구가 연결된 도시 및 주민과 기업에 전력, 물 및 기타 중요 서비스를 안정적으로 공급하는 국가 건설을 목표로 싱가포 르는 지하공간 개발에 집중하고 있다. 2019년 3월 싱가포르는 향후 싱가포르의 발전을 지도하기 위한 지하공간 개발 기본 계획을 발표했다. 지하공간 개발은 부족한 도시 국가에서 증가하는 수요를 위한 공간을 만들기 위한 전략 중 하나로 선정되었고, 많은 지하공간 개발이 이미 진행 중이거나 계획 중이다. 이에 따라 싱가포르의 지하공간은 점점 더 혼잡해지고 있으며, 지하공간의 개발 및 이용은 점점 더 어려운 과제가 되고 있다. 지하공간을 계획, 개발 및 관리하고 바람직한 결과로 이어지는 정보에 기반한 결정을 내리려면 계획자, 관리자 및 엔지니어가 지하공 간을 이해해야 하며, 지하의 신뢰할 수 있는 디지털 트윈(지표면 아래의 물리적 세계를 사실적이고 디지털로 표현하는 것)이 필요하다. 전력, 가스, 물, 폐수 및 통신 서비스를 제공하는 파이프, 케이블, 맨홀 및 기타 시설물로 구성된 지하 유틸리티는 지표면 하부층의 상당 부분을 차지한다. (a) Reliable information map(b) Tasks and business processes <그림 14> 싱가포르 마리나 베이 지역의 지하 유틸리티 데이터 예 출처: Underground Singapore, 2020 도시 계획 - 최상의 시나리오에서 지하공간 계획자들은 지하공간을 3D로 미리 계획한다. 신뢰할 수 있는 정보는 싱가포르의 국토 개발 계획자들이 향후 지하공간의 사용을 계획하는 데 도움이 될 것이며, 최소한의 허가를 보장함으로써 지하자산의 복원력과 안전성 을 유지하는 데 도움이 될 것이다. 반대로, 신뢰할 수 있는 지하정보의 부족은 광범위한 영향을 미칠 수 있으며, 이는 길고 비용이 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 91 많이 드는 계획 및 개발 프로세스, 기회 상실, 위험하고 위험한 상황을 초래할 수 있다. 국토 관리 - 싱가포르에서는 국토의 상당 부분을 국가가 소유하고 적극적으로 관리한다. 지하 유틸리티에 대한 신뢰할 수 있는 정보는 국토의 수명 주기 전반에 걸쳐 명확한 이점을 제공하므로 지하공간 관리 전문가에게 효율적인 의사 결정 프로세스, 비용 절감 및 추가 수익을 제공한다. 반대로, 신뢰할 수 있는 지하 유틸리티 정보가 부족하면 잘못된 정보 결정, 비용이 많이 드는 정보 수집 및 비즈니스 잠재력 상실로 이어질 수 있다. 또한, 최근 국토관리 규정의 변화는 지하소유권을 관리하고 지하공간의 충돌을 관리하기 위해 지하 유틸리티의 정보에 대한 정확한 기록을 필요로 한다. 신뢰할 수 있는 지하 유틸리티 정보는 결국 재산권에서 지하 유틸리티 네트워크의 법적 공간 등록을 위한 기본을 만들 수 있다. 지하공사 - 새로운 지하 유틸리티를 설치하거나 새로운 MRT 역을 건설하는 것과 같은 지하개발을 시작하기 전에 기존 유틸리티를 배치하여 손상을 방지하고 필요한 경우 이들을 우회시켜야 한다. 지하 유틸리티의 존재와 위치를 확인하고 표시하기 위해서는 지하 유틸리티 위치 프로세스를 안내하는 신뢰할 수 있는 정보가 필요하다. 신뢰할 수 있는 정보가 부족할 경우 건설 프로세스가 상당히 지연되고 예상치 못한 위치 파악 비용 및 유틸리티 파손이 발생할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 지하 유틸리티 지도와 지하공간 정보는 도시 계획자, 국토관리자 및 지하개발 엔지니어가 일상적인 작업과정을 지원하고 이익을 얻을 수 있도록 하는 충분한 품질의 지도와 정보로 정의할 수 있다. 지하 유틸리티 맵의 가장 중요한 품질 특성은 정확도, 지속성 및 완전성이다. 정확성 - 지하공간 데이터 정확도는 데이터가 실제와 일치하는 근접성의 정도이다. 정확성은 부정확한 측정, 데이터 모호성, 데이 터 완전성 및 데이터 정확성에 의해 영향을 받는다. 지속성 - 지하정보 데이터가 최신 상태를 유지하는 정도이며 실제 상태를 반영한다. 국토 계획 및 관리목적을 위해 현재 상태를 나타내는 것 외에도 지하 유틸리티 정보는 미래 계획, 예상 작업 및 전환 및 진행 중인 작업을 포함해야 한다. 완전성 - 지하정보 데이터 완전성은 실제에 존재하는 모든 유틸리티가 지도에 표시되는 정도이다. 완전한 지도에는 실제 지하 유틸 리티와 함께 사용하지 않는 지하 유틸리티를 포함한 모든 유형의 지하 유틸리티가 포함된다. 5.2 Digital Underground 프로젝트 싱가포르 국토관리청, 취리히 공공부서, 싱가포르-ETH 센터가 Digital Underground 프로젝트에서 협력하고 있다. 이 프로젝트의 주요 목표는 신뢰할 수 있는 지하 유틸리티의 디지털 트윈을 위한 로드맵을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 프로젝트는 싱가포르의 현재 과제를 더 자세히 이해하고 가능한 해결책에 대해 배우는 것을 목표로 하는 다양한 활동을 수행했다. 본 프로젝트는 세 개의 상호 관련된 작업 패키지로 구성되어 있다. ∙ WP1 Roadmap - 첫 번째 작업 패키지의 목표는 주요 프로젝트 성과물인 로드맵을 개발하는 것이다. 이 작업 패키지는 싱가포르 의 현재 상황에 대한 심층분석을 통해 이를 다른 도시 및 국가의 상황과 비교하고 전체 생태계의 이해 관계자가 참여하는 협업 접근방식을 통해 일련의 권장사항을 개발하는 것을 목표로 한다. ∙ WP2 Data Capture - 두 번째 작업패키지는 지하 유틸리티 매핑 워크플로우의 업스트림 부분인 데이터 캡처에 초점을 맞추었다. 자료 연구와 현장시험을 결합하여 데이터 캡처 기술에 대한 최신 정보와 이러한 기술을 사용하여 새로 구축된 지하 유틸리티와 기존 지하 유틸리티 모두에서 캡처된 데이터의 정확도를 향상시키는 방법에 대한 명확한 기술을 확립한다. 기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 92 자연,터널 그리고 지하공간 ∙ WP3 Data Modelling - 세 번째 작업 패키지는 지하 유틸리티 매핑 워크플로우의 다운스트림 부분인 데이터 모델링 및 사용에 초점을 맞춘다. 목표는 최종 사용자의 요구를 충족하는 데이터 모델을 개발하고 캡처된 데이터를 원하는 형식으로 모델링할 수 있는 방법을 조사하는 것이다. 이 데이터 모델은 지하 유틸리티의 통합 지도 개발 및 구현을 위한 청사진 역할을 한다. 5.2.1 WP 1: Roadmap 싱가포르의 현황 및 실태 평가 - 싱가포르의 특정 과제를 더 잘 이해하기 위해 디지털 언더그라운드는 유틸리티 매핑 과정에 다양 한 핵심 관계자들을 참여시켰다. 프로젝트 과정 동안 국토개발기관, 공공기관, 건설사업자 등으로부터 신뢰할 수 있는 지하공간 정보 구축에서의 가장 큰 도전 과제에 대한 의견을 수렴하였다. 해외 지하정보 기술 수준 분석 - 지하 유틸리티 데이터 품질은 전 세계적으로 관심이 많은 주제로서, 연구팀은 해외에서의 노력과 관행을 연구하기 위해 홍콩, 취리히, 로테르담 등을 찾아 관련 기술 수준을 분석하였다. 이해관계자 참여 - 로드맵은 권장사항을 실행하는 데 필요한 이해관계자의 지원이 필요다. 연구팀은 정부기관 대표자들에게 연락 하여 로드맵에 대한 기술내용, 의견 및 피드백을 공유했다. 5.2.2 WP 2: Data Capture 지하 유틸리티를 매핑하는 데 사용할 수 있는 많은 기술이 있으며, 각각의 기술에는 적용 사례, 장점 및 제한 사항이 있다. 새로 건설된 지하 유틸리티에 대한 정보의 정확성을 보장하고 기존 지하 유틸리티에 대한 정보의 정확성을 개선하기 위해 이러한 기술에 대한 사용성 및 적용성 등을 검토하였다. (a) Data capture technology (b) RFID detection in progress <그림 15> Data capture technology 출처: Underground Singapore, 2020제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 93 ∎ GPR을 이용한 지하조사 지하 유틸리티를 매핑하는 가장 좋은 기회는 지하 유틸리티가 노출되어 보이고 접근할 수 있을 때이지만 대부분의 경우 이러한 기회는 발생하지 않을 수도 있다. GPR은 비파괴 지구물리학적 기법을 사용하여 지하를 탐지하고 위치를 파악할 수 있는 기술이다. 기존 지하 유틸리티를 매핑하기 위한 기법으로 GPR을 적용하여 그 성능을 평가하기 위해 현장실험이 수행되었다. 현장시험 - 지하 유틸리티 매핑기법으로서 GPR의 정확성, 스캐닝 깊이 및 일반적인 효과를 평가하기 위해 현장시험을 수행했다. 각 시험은 현장에 대한 사전 측정과 백필링 후 GPR 측정으로 구성되었다. 전문가 분석 - GPR 데이터 캡처는 레이더그램을 주요 데이터로 생성하며, 이 이미지들은 해석하기 쉽지 않다. 쌍곡선의 존재는 땅속에 묻힌 물체의 잠재적인 존재를 나타내며, 선형 패턴으로 서로 가까이 있는 많은 쌍곡선은 파이프나 케이블의 존재를 나타낼 수 있다. 지하 유틸리티를 탐지하려면 숙련되고 노련한 전문가가 데이터를 분석하고 해석해야 한다. (a) B-scan radargram with hyperbolas indicating possible utilities(b) GPR survey <그림 16> Data capture technology 출처: Underground Singapore, 2020 ∎ 3D GRP을 이용한 모바일 매핑 GPR은 지하 유틸리티를 탐지하기 위한 실현 가능한 기술이다. 그러나 데이터 캡처 및 처리는 상대적으로 작은 영역에서도 힘든 작업이다. 이 기술은 정보 정확도를 향상시키기 위해 첨단 3D GPR 배열을 응용하여 빠른 속도로 고해상도 데이터 캡처가 가능하도록 하였다. 본 프로젝트에서는 라이카 지오시스템즈 및 IDS Georadar와 협력하여 Pegasus를 출시했다. Pegasus는 매핑 플랫폼으로 라이카 레이저 스캐너와 IDS Georadar의 EM GPR 어레이로, 서로 다른 주파수로 작동하는 두 편광 방식의 40개 안테나로 구성되었 다. 이를 통해 시스템은 한 번의 패스로 넓은 표면에 필요한 모든 데이터를 캡처할 수 있다. 본 장비를 이용하여 앙목키오와 같은 오래된 주거 지역부터 셍캉과 같은 새로운 주거지역에서의 지하 유틸리티를 조사했다.기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 94 자연,터널 그리고 지하공간 (a) Leica Pegasus:Stream(b) GPR scan track <그림 17> 3D GPR 출처: Underground Singapore, 2020 5.2.3 WP 3: Data Capture 데이터 모델링은 데이터 캡처, 데이터 처리, 데이터 통합, 데이터 저장 및 애플리케이션을 포함하는 유틸리티 매핑 워크플로우의 필수적인 부분이다. 지하 유틸리티 데이터 모델은 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어 시스템과 독립적인 지오데이터의 구조와 내용을 설명하는 개념적 모델로 기하학적 정보의 제시, 데이터 품질 관리 및 다양한 응용을 위한 표준을 제공할 것이다. (a) Leica Pegasus:Stream(b) GPR scan track <그림 18> 3D GPR 출처: Underground Singapore, 2020제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 95 시범 연구는 데이터 캡처에서 애플리케이션에 이르는 워크플로우를 테스트하기 위해 설계되었다. 최종 사용자의 데이터 요구를 충족하고 지하 유틸리티의 통합된 지도를 구축하고 유지하는 것이 중요하다. 캡처된 데이터는 서로 다른 측량기법, 설계도면 또는 기존 지도와 같은 서로 다른 소스에서 가져올 수 있다. 즉, 데이터 모델링은 유형, 형식, 해상도, 정확도, 신뢰성 및 완전성이 다른 데이터를 처리해야 한다. 이러한 지하 유틸리티 데이터는 유틸리티 수명 주기의 서로 다른 단계에서 제공될 수 있으며, 그 사이에 상당한 기간이 소요될 수 있다. 본 프로젝트에서는 지하공가개발사업을 위한 개념 데이터 모델을 개발하였다. 데이터 모델은 세 가지 주요 구성 요소로 구성된다. ∙ 지표면 하부 지하 유틸리티에 대한 3D 가시화 ∙ 지하정보에 대한 품질 및 신뢰성에 대한 정보 ∙ 지하 유틸리티를 기존 지하정보 지도와 연결 본 시스템은 이동식 GPR 플랫폼을 이용하여 확인된 지하 유틸리티에 대한 데이터를 모델링할 수 있는 방법을 검토하였으며, 모델 링 프로세스는 사용 가능한 GeoSpace 데이터를 사용하여 형상을 탐지하고, (ii) 식별된 형상의 3D 모델링 및 (iii) 싱가포르의 지하정 보 지도와의 융합하도록 하는 것이다. 모든 지하 유틸리티 정보를 완벽하게 식별할 수는 없었지만, 이들과 관련된 지하정보를 사용하 여 3D로 모델링할 수 있었다. 결과적으로 결국 지하공간관리 목적을 위한 신뢰할 수 있는 3D 정보 지하 유틸리티의 가치를 검증할 수 있음이 입증되었다. 6. 논의 및 결언 본 고에서는 지하공간 관리를 위한 지하 유틸리티의 통합 3D 데이터 모델을 개발할 것을 제안하였다. 이를 위한 데이터 거버넌스를 위한 프레임워크와 유틸리티 데이터 조사, 관리 및 애플리케이션 워크플로우를 5가지 역할로 구성하도록 설계되었다. 또한 지하 유틸 리티 데이터 사용의 현재 워크플로우에 대한 이해를 통해 3D 지하 유틸리티 매핑의 작업 과정에서 각 역할의 운영 및 권한을 명확하게 정의할 필요가 있다. 한편, 지하 유틸리티의 3D 데이터 모델은 3D 공간정보, 즉 지하 유틸리티 조사 정보와 지하 유틸리티의 국토 관리정보로 설계된다. 지하정보에 대한 데이터 캡처와 실제와의 차이를 해결하기 위해 다음과 같은 주요 기술이 요구된다. ∎ 다양한 조사기술의 지하유틸리티 네트워크 데이터 통합 지하공간 조사에서 지반 조건 및 데이터 정확도를 기반으로 관리하고 통합하는 기술을 개발하여야 한다. 이것은 3D 지하 유틸리티 매핑을 위한 데이터 수집과 데이터 관리 사이의 격차를 해소하기 위한 첫 번째 단계이다. ∎ 기존 지하 데이터와 새로운 지하 데이터 3D 구현 기존에 지하 유틸리티 정보와 새롭게 조사된 지하 데이터는 정보의 일관성 및 정확성을 확보하기 위하여 새로운 표준(3D)으로 구현 되어야 한다. 이는 GPR 데이터에서 지하 유틸리티의 속성을 향상시키는데 도움이 되며, 지하 유틸리티 데이터를 2D에서 3D로 변환하 는 과정에서 필수적인 사항이다. 기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 96 자연,터널 그리고 지하공간 ∎ 지하정보 3D 관리를 위한 기존 네트워크 데이터 모델과의 연결 지하시설물 및 지하구조물에 대한 관리 플랫폼을 지원하고 지하 유틸리티와 지하정보와의 연결 관계를 구축하는 데 유용하다. 신뢰 할 수 있고 통합된 지하 유틸리티 데이터 플랫폼은 지하 인프라의 국토관리에 중요한 기반을 제공할 것이다. 본 시스템은 대규모 모바일 지하 유틸리티 매핑의 GPR 데이터를 기반으로 구현된다. 초기 구현은 GPR 데이터를 CAD에서 GIS 형식으로 변환하고 3D 유틸리티 데이터 모델을 기반으로 유틸리티의 3D 시각화한다. 지하공간개발에 대한 관리정보를 얻기 위해 지하 유틸리티에 대한 정보는 필수적이다. 지하유틸리티와 지상 정보사이의 공간적 관계로부터 지하유틸리티 네트워크의 정확성과 세부 사항을 개선할 필요가 있다. 지하공간의 관리를 완전히 지원하기 위해서는 3D 유틸리티 데이터 모델이 궁극적으로 지하시설물, 지하차도, 공용서비스 터널, 도로 및 철도망 등과 같은 다른 지하 인프라를 포함하도록 확장되어야 한다. 본 시스템을 구축하기 위해서는 주요 측면을 개선해야 한다. 첫째, GPR 데이터는 포괄적인 3D 지하 유틸리티 네트워크를 제공하기 에 충분하지 않으므로 지하 유틸리티 데이터의 정확성을 확보하고 지하 유틸리티에 보다 정밀한 속성을 제공하기 위해 다른 종류의 데이터를 통합해야 한다. 둘째로 지하 유틸리티의 형태 및 구조에 대한 세부 사항이 개선될 필요가 있다. 지하공간 데이터 모델 개발은 지하개발사업에 대한 문제점을 상당부분 개선할 것이다. 또한 종합적인 지하공간정보에 대한 데이터베이스를 개발하기 위해서는 기존의 데이터를 활용할 수 있는 방안을 모색하여 새롭게 수집된 데이터와 통합할 필요가 있다. 3D 데이터 업데이트를 지원하려면 데이터 모델을 4D(3D+시간)로 확장해야 한다. 3D 지하공간 정보 데이터 모델을 기반으로 지하공간개발을 실현할 수 있는 통합시스템이 개발되어야 한다. 지하공간정보 통합시스템의 권고안을 활용해 다른 지하 인프라를 포함한 데이터 모델을 확장하고, 다양한 애플리케이션을 지원하는 지하공간정보 관리플랫폼을 개발하도록 하여야 할 것이다. 참고문헌 1. The Urban Redevelopment Authority (URA). Draft Master Plan 2019—Proposals for an Inclusive, Sustainable and Resilient City; Urban Redevelopment Authority: Singapore, 2019. 2. Jaw, S.W.; Van Son, R.; Khoo, V.H.S.; Schrotter, G.; Loo, R.W.K.; Teo, S.S.N.; Yan, J. The Need for a Reliable Map of Utility Networks for Planning Underground Spaces. In Proceedings of the 2018 17th International Conference on Ground Penetrating Radar (GPR), Switzerland, 18-21 June 2018; pp. 1-6. 3. Yan, J.; Jaw, S.W.; Son, R.V.; Soon, K.H.; Schrotter, G. Three-dimensional data modelling for underground utility network mapping. ISPRS Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci. 2018, XLII-4, 711-715. 4. The British Standards Institution. PAS 128:2014 Specification for Underground Utility Detection, Verification and Location; BSI Standards Limited: UK, 2014. 5. Becker, T.; Nagel, C.; Kolbe, T.H. Semantic 3D modeling of multi-utility networks in cities for analysis and 3D visualization. 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