< Previous기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 78 자연,터널 그리고 지하공간 경우 250mm 또는 검출 깊이의 +40%의 수평 정확도를 달성할 수 있으며, 둘 다 사용할 경우 검출 깊이의 +15%의 수평 정확도를 달성할 수 있습니다. 그러나 PAS128에서는 이러한 숫자가 어떻게 설정되었는지에 대해 자세히 설명하지 않는다. 본 고에서는 지하 유틸리티 매핑과 자이로스코프 기반 시스템의 선호로 인해 GPR에 초점을 맞춘다. 파이프 라인의 깊이, 주변의 다른 유틸리티 또는 전자기 장애에 의해 제한되지 않기 때문이다. <표 1> 지하 유틸리티 서비스의 데이터 획득 방법 MethodTechnologyUse case Typical (primary) data Accuracy Conventional surveying Total stationOpen pit Sparse point trajectory Measure distance up to 1500 m; Accuracy about 1.5mm + 2 parts per million Laser scanning photogrammetry Open pit Dense point cloud Handheld: depends on the distance to the subject and the quality of scan reconstruction; Desktop: consistent accuracy within the constrained scan volume GeophysicalGPRBuriedRadargramHorizontal: 250 mm or +40% of detected depth ElectromagneticPCLBuriedSet of points3% for <3 m, 5% for 3-5 m Gyro-based IMU-based system Buried newly laid Dense point trajectory XY - 0.25%, Z - 0.1% Electromagnetic RFID Marker taggingBuried Sparse set of points X, Y, Z axes: ±10 cm; Max. depth: 1.5 m 2.1.1 지하레이다(GPR) GPR은 지하 구조물을 특성화하기 위해 널리 사용되는 기술로 다른 매질(불연속성)에서 산란되고 반사되는 전자기파(EM) 신호를 기록하는 것을 기반으로 한다. 이러한 불연속성은 재료의 차이 또는 재료 특성의 차이와 관련이 있으며, 이를 통해 인공 물체, 지하 공동 및 지하에서 구성 또는 수분 함량이 다른 층을 검출할 수 있다. GPR은 지구물리탐사, 고고학, 매립형 유틸리티 네트워크 검사 등 다양한 응용 분야에 사용된다. 전송되는 신호의 유형에 따라 임펄스 레이더 시스템과 연속파 레이더 시스템으로 구별된다. 침투 깊이, 즉 GPR을 사용하여 불연속성을 감지할 수 있는 최대 깊이는 토질 특성, 전송 파워, 신호 레이어 시간 및 주파수에 따라 수 cm에서 수십 m까지 다양하며, 일반적으로 10MHz에서 4GHz까지 다양하다. 낮은 주파수는 더 큰 안테나를 필요로 하지만 더 높은 침투 깊이를 용이하게 한다. 반면에, 높은 주파수는 더 나은 공간 해상도를 제공하므로 더 작은 물체를 정확하게 찾거나 더 작은 거리 에서 물체를 구별할 수 있다. 지표면을 따라 레이더 안테나를 이동시켜 준연속적으로 데이터를 기록한 후 단층 촬영으로 데이터를 분석하여 3D 정보를 얻는다. 그림 4에는 GPR 계측기의 두 가지 예로 모바일 매핑 트레일러와 통합되어 있는 것과 수동으로 밀리는 카트가 표시되어 있다. GPR 측정은 매우 정확할 수 있지만 측정에 따라 반응이 달라질 수 있다. 소위 B-스캔(즉, 지하의 2D 거리-깊이 표현)은 매우 어려울 수 있으며 일반적으로 전문가가 수행한다. B-스캔은 일반적으로 물체의 다양한 신호 강도와 극성을 나타내는 검은색과 흰색으 로 표시되며, 이러한 신호는 비정상적인 응답에 대해 분석된다. 이러한 변칙의 위치가 선형을 이루는 경우에는 유틸리티 기능으로 해석된다. B-스캔의 해석은 GPR 전문가의 경험과 전문성에 따라 결정된다. 이러한 해석 경험은 제조업체 또는 컨설턴트가 제공하는 적절한 교육의 정기적으로 사용되는 시스템에서 얻을 수 있다.제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 79 <그림 4> GPR 장비와 GPR 데이터 출처: 싱가포르 SLA, 2018 2.1.2 자이로스코프 기반 시스템(Gyroscope-Based Systems) 직경 약 5cm 이상인 유틸리티는 관성 측정 장치(IMU)와의 매핑에 액세스할 수 있다. IMU는 시간 경과에 따라 통합할 수 있는 3축 회전 속도를 측정하여 장치의 위치 및 방향 변경을 산출한다. 장치가 프로브 내에 장착되어 있고 프로브가 유틸리티(일반적으로 파이 프)를 통해 이동하는 경우, 프로브의 궤적을 기록할 수 있으며, 따라서 유틸리티의 축을 따라 있는 포인트의 3D 좌표를 기록할 수 있다. 이러한 측정 시스템의 잠재적인 장점은 (i) GPR의 침투 깊이를 초과하는 깊이에 묻히더라도 적절한 유틸리티의 준공 정보를 획득할 수 있다는 것이다. (ii) 지하 구조물의 위치에 지상 측정 기술을 사용하는 것보다 위치가 기하학적으로 더 정확할 수 있다. (iii) 주변 지하의 특성(예: 지반 조성, 물 함량) 및 전자기장에 관계없이 데이터를 획득할 수 있다. (iv) 프로브에 좌표(예: 직경, 곡률 반경, 부식) 이상의 정보를 캡처하는 추가 센서가 장착될 수 있다. 주요 단점은 (i) 충분한 직경, 충분한 최소 반경 또는 곡률 및 접근성을 가진 파이프만 측정할 수 있다는 것이다. (ii) 측정 시스템에 따라 측정 중에 파이프를 비워야 합니다. 즉, 유틸리티의 서비스가 중단된 다. (iii) 3D 좌표의 정확도는 t에 따라 급격히 저하된다. 높은 정확도가 필요한 경우 시작점과 끝점의 좌표가 알려진 유틸리티의 짧은 부분만 측정할 수 있도록 시간을 설정한다. (iv) 프로브가 정지 상태를 유지하면서 다른 곳에서 빠르게 움직이는 짧은 시간과 같은 추가 조항이 필요할 수 있다. 그림 5는 이러한 프로브의 예 및 이를 이용하여 매핑된 유틸리티의 3D 맵을 보여준다. <그림 5> 자이로스코프 기반 파이프라인 측정 시스템과 3D 지도 출처: 싱가포르 SLA, 2018 현재 GPR은 지하 유틸리티를 매핑하는 데 가장 중요한 것으로 보인다. 그러나 레이저 스캐닝 또는 자이로스코프 기반 시스템과 같이 시장에서 사용 가능한 GPR의 단점을 극복하는 다른 기술이 있다. 단일 탐사기술로는 모든 위치에서 전체 유형의 유틸리티를 탐지할 수 없다. 따라서 더 많은 기술을 사용하면 탐지 능력, 적용 범위, 효율성 및 정확도가 증가하기 때문에 GPR만이 지하 유틸리티 기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 80 자연,터널 그리고 지하공간 매핑을 위한 유일한 솔루션은 아니다. 선택된 데이터 획득 기술과 관계없이 측정 3D 위치에서 추출된 정보는 3D 시각화, 도시 계획 및 기타 애플리케이션을 지원하기 위해 지하공간 데이터베이스에서 각 유틸리티의 속성과 통합되어야 한다. 2.2 3D 지하 유틸리티 데이터 거버넌스 검토 일부 유틸리티 데이터 모델은 지하공간 영역에서 저장, 시각화, 교환 및 분석을 위해 개발되었다. 일반적인 데이터 모델은 다양한 사용자의 모든 요구사항에 도달하기에 충분하지 않다. 본 고에서는 지하개발사업의 국토 관리를 위한 3D 데이터 모델을 개발하기 위해 일부 국가의 국토 관리에서의 지하 공익사업 데이터 거버넌스와 지하 개발사업 네트워크 및 국토 관리와 관련된 기존 데이터 모델을 검토하였다. 2.2.1 국토관리를 위한 지하 유틸리티 데이터 거버넌스 세계적으로 도시화의 급속한 진행과 도시 공간의 복잡성 증가는 국토 이용을 위한 훨씬 더 정확한 정보를 제공해야 할 시급한 필요 성을 제기한다. 분명히, 2D 지리 정보와 시각화는 현재의 국토 행정에 충분하지 않다. 지난 10년 동안, 법률, 조직 및 기술과 같은 다양한 측면에서 3D 지리정보를 연구하기 위해 많은 작업이 수행되었다. 국토관리 도메인 모델(LADM)은 3D 표현을 위한 국토관리의 개념과 용어를 정의하고 통합하기 위한 중요한 법적 프레임워크이다. 국제 표준으로서 LADM은 조직, 권리 및 공간 정보의 세 가지 주요 측면에서 유연한 개념 계획을 제공한다. LADM에서 2D 및 3D 정보를 통합하면 3D 지리정보에 대한 솔루션을 제공할 수 있다. 3D 기하학적 및 공간적 특성을 정의하기에 충분하지 않은 지하 유틸리티에 대한 정보를 구체적으로 설명하고 지하 유틸리티의 관리를 지원한다. 최근 몇 년 동안 일부 연구자들이나 정부기관들은 지하 기반시설에 대한 캐더스트를 고려하기 시작했다. Döner 등은 지하 유틸리티 등록에서 4D 캐더스트의 영향을 분석하기 위해 세 여러 국가에서의 지하 유틸리티의 물리적 등록과 법적 등록을 비교했다. 분명히 그들 모두는 4D 지적 등록에 의해 지원된다. Pouliot와 Girard는 국토관리 시스템에서 지하 유틸리티 네트워크의 통합에 대한 논의를 제공했다. 다양한 사례 연구를 바탕으로 다음과 같은 세 가지 핵심 질문에 대해 논의했다. ∙ 지하 시설물에 대한 등록 여부 ∙ 지하 네트워크는 국토 등기부에 국토구획과 동일한 사양으로 등록 여부 ∙ 지하 정보가 등록 과정의 일부가 되어야 하는지 여부 일부 국가 및 기관은 관련 지적 시스템에서 지하 유틸리티 네트워크와 그 관리의 3D 매핑을 구현했거나 적어도 개념화했다. 지금까 지, 스위스, 네덜란드, 터키, 영국, 세르비아, 스웨덴, 크로아티아를 포함하여 지적 정보와 관련 법률이 있는 유틸리티 데이터를 보유하 고 있는 국가는 거의 없다. 스위스 취리히는 2007년 지리정보에 관한 연방법과 2012년 효용정보에 관한 규정에서 파생된 2011년 지리정보에 관한 법에 기초 한 포괄적인 지적 지도를 구축하기 시작했다. 이 규정은 각 지자체가 디지털 지하 유틸리티 맵을 유지할 수 있는 기한을 2021년까지 설정하고 있다. 취리히는 1999년부터 자체적인 공익사업 지적 체계를 가지고 있으며, 해당 공익사업자와 거버넌스 프레임워크를 구축 하고 있다. 그림 6은 쮸리히의 지하 유틸리티 지도의 예를 보여준다. SIA 405는 지하 유틸리티 데이터의 교환과 출판을 위한 SIA(Swiss Society of Engineer and Architects)에 의해 잘 정의된 표준이다. SIA 405의 일부인 데이터 모델 LKMap은 유틸리티 맵의 통합 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 81 가시화와 표시를 정의하기 위해 도입되었다. 지하 유틸리티 소유자는 일주일에 한 번 이상 잘 정의된 인터페이스를 통해 데이터를 자동으로 캐더스트 운영자(GeoZ)에 전달한다. 지하 유틸리티 소유자들은 측량을 하고 부분적으로 3D 좌표를 사용한다. <그림 6> 쮸리히의 지하 유틸리티 맵 출처: 싱가포르 SLA, 2018 네덜란드에는 공공시설 위치에 대한 정보교환과 관련된 많은 법이 존재한다. 2018년에는 지하 정보의 저장 및 교환에 관한 법률이 개정되었다. EU 인스피드 가이드라인뿐만 아니라 법에 의해 도입된 변화를 수용하기 위해 KLIC-WIN 프로그램이 시작되었다. KLIC- WIN은 지상 및 지하 네트워크의 정보 교환에 관한 법률인 WIBON과 유틸리티 네트워크 정보 검색을 위한 새로운 EU INSTEME 가이드 라인의 도입으로 촉발된 변화를 안내, 개발, 구현하는 프로그램이다. KLIC-WIN은 새로운 WIBON법과 인스피드 지침을 준수하기 위해 필요한 몇 가지 변경 사항을 도입하는 것을 목표로 한다. ∙ 새로운 정보 모델에 따른 효용 정보의 표현 ∙ 캐더스트에 유틸리티 정보를 중앙 집중식으로 저장할 수 있는 기능 ∙ 최종 사용자에게 제공하기 위한 유틸리티 데이터 형식의 변경 또한 세르비아는 LADM 기반 국가 프로파일을 유틸리티 네트워크 캐더스트에 대한 유틸리티 정보를 포함하도록 확장하였다. 이 데이터 모델을 기반으로 지하 전력망의 소유권을 등록하고 유지하는 시스템을 개발할 예정이다. 영국은 2018년에 지하 유틸리티 등록 을 시작했고 국가 지하자산 매핑 플랫폼을 만들었다. 이 등록부는 전기와 통신 케이블, 가스와 수도관이 어디에 묻혀 있는지를 보여주 는 것을 목표로 하며, 사고와 경제 혼란을 모두 방지하기 위한 것이다. 크로아티아에서는 지하 유틸리티 지적 정보에는 구축된 유틸리 티 라인의 유형, 목적, 기본 기술적 특징 및 위치가 포함되어 있으며 관리자의 이름과 주소가 나열되어 있으며, 2016년부터 공공사업 의 물리적 등록을 국가 차원에서 조직하도록 법을 변경했다. 또한 캐나다는 지하 유틸리티 네트워크의 3D 지도를 개발했다. 일반적으 로 지적 지도에는 유틸리티 네트워크의 2D 시각화, 지하 유틸리티 데이터 거버넌스에 대한 법적 문서, 법에 의한 지하 유틸리티 네트 워크의 법적 소유권 등록 등을 포함하고 있으며, 3D/4D 유틸리티 캐더스트를 개발하기 시작했다. 현재의 모든 작업은 진행 중이며, 최근 몇 년 동안 새로운 도전적인 주제였다.기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 82 자연,터널 그리고 지하공간 2.2.2 지하 유틸리티 네트워크를 위한 3D 데이터 모델 CityGML - 지하 유틸리티 네트워크 애플리케이션 도메인 확장(ADE)은 주로 (i) 네트워크 구성요소의 일반적인 3D 기하학적 구조, (ii) 전체 지하 유틸리티 네트워크의 3D 지형 구조, (iii) 다양한 유형의 네트워크의 기능 정보의 세 가지 측면에 초점을 맞추고 있다. 지하 유틸리티 네트워크의 일반적인 개념에 기초하여, 다양한 유형의 유틸리티 네트워크가 특정 기능으로 구현될 수 있다. 또한, 지하 유틸리티 네트워크 기능과 도시 객체 간의 상호의존성은 3D 공간에서 제시될 수 있다. 3D 도시 모델링(예: 건물)의 표준인 CityGML은 도시 계획 및 기타 도시 연구를 지원하기 위해 지하유틸리티 네트워크의 정보를 인프라에 통합하는 것이 유익하다. 그러나 데이터의 정확성은 고려하지 않았다. 일부 연구는 기존 데이터 모델을 확장하여 CityGML 유틸리티 네트워크 ADE에 기반한 유틸리티 위치의 지리적 불확실성을 나타내는 유틸리티 네트워크에 대한 더 많은 세부사항을 고려하기 시작했다. IFC - 산업기반 클래스 지하 유틸리티 모델은 건축 및 토목 분야에서 건물의 데이터 교환을 위한 ISO 표준이다. 지하 유틸리티 파트에서는 지하 유틸리티 요소의 2D 및 3D 형상을 설명하며, 두 가지 다른 연결 방법은 구조물내 공급서비스 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 정의된다. 또한 지하 유틸리티 네트워크 객체에 대한 포괄적인 의미를 가지고 있다. 그러나 이 표준은 건물 수준에만 초점을 맞추고 지하공간에 대한 정보가 부족하다. ESRI - 지하 유틸리티 네트워크 모델은 모든 유형의 지하 유틸리티 네트워크의 기본 논리 및 물리적 구조를 나타내는 GIS 기반 유틸리티 솔루션을 제공한다. 이 모델은 지하 유틸리티 네트워크의 2D 기하학적 정보와 연결을 나타내는 지하 유틸리티 데이터 모델 이다. 지금까지 지하 유틸리티의 3D 모델링에 널리 사용된 국제 표준은 없었다. 일부 표준화된 데이터 모델이 다중 효용 네트워크를 통합하기 위해 개발되었지만, 정보가 신뢰할 수 있다고 보장할 수는 없다. 포괄적인 지하 유틸리티 데이터베이스를 개발하기 위해 기존 2D 데이터뿐만 아니라 여러 조사기술의 다양한 유형의 지하 유틸리티 데이터 세트를 통합해야 하는 과제를 안고 있다. 표 2에는 네 가지 유틸리티 데이터 모델에 대한 비교가 정리되어 있다. 기존 지하 유틸리티 데이터 모델의 대부분은 3D 표현에 초점을 맞추고 3D 기하학 및 공간 정보를 포함한다. 기존 데이터 모델은 지하 유틸리티 네트워크의 기하학적 및 공간 정보를 3D로 설명하는 좋은 참조를 제공한다. 하지만 어느 것도 지하 유틸리티 네트워크의 데이터의 정확성을 고려하지 않는다. 한편, 조사기법은 데이터 정확도 에 직접적인 영향을 미친다. 그러나 산업 서비스 제공업체는 일반적으로 이러한 광범위한 표준을 인식하지 못한다. 반면에, 다른 애플 리케이션은 다른 수준의 정확도로 데이터를 사용할 수 있다. 따라서 매핑 절차를 지원하고 지하 유틸리티 네트워크 데이터의 정확도를 제어할 수 있는 3D 유틸리티 데이터 모델이 필요하다. <표 2> 모델 특성 비교 CityGML Utility Network ADE ArcGIS Utility Networks ArcGIS Utility Networks IFC 3D representation modelling - 3D geometries+--++ - Topological aspects++++++++ - Hierarchical modelling++·+++ Land Administration---- Data quality management---- - : no support, ·: basic support, +: sophisticated support, ++: comprehensive support제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 83 지금까지의 논의와 현황을 토대로 국토관리시스템에 공익사업부문을 법적 대상으로 등록할 필요가 있어 지하 개발사업의 소유권을 파악하는데 도움이 된다. 통합적 접근법은 입법과 기술 솔루션을 기반으로 개발되어야 한다. 서로 다른 서비스 제공자가 생산한 데이 터 간의 신뢰성과 일관성의 정도를 확립하는 것이 필수적이다. 이러한 기술의 사용과 다양한 정보 관리에 관한 관행을 표준화하는 것이 필수적이다. 지하 효용 데이터 모델에서 국토 관리의 중요한 역할로서 국토 구획은 지하 효용 네트워크에 연결되어야 한다. 3. 지하 네트워크에 대한 3D 데이터 모델 설계 3.1 지하 데이터 거버넌스 데이터 캡처에서 사용에 이르기까지 전체 작업 프로세스에는 서로 다른 단계에 있는 여러 참가자가 포함된다. 따라서 각 단계에서 서로 다른 조직 간의 의사소통을 개선하기 위해 지하 유틸리티 데이터 거버넌스를 위한 프레임워크를 제안했다. 현재 업무 프로세스를 관찰한 후, 이 프레임워크를 개선하여 그림 7에서 보는 바와 같이 전체 업무 프로세스를 구성하였다. 이 프레임워크는 다음과 같은 5가지 역할로 구성된다. ∙ 데이터 생산자는 데이터 규제 기관 조직의 평가 생성자 및 평가관입니다. 유틸리티 조사 단계에서 데이터 생산자는 현장 작업에서 데이터를 캡처하여 유틸리티 네트워크 데이터베이스에 데이터를 제출한다. ∙ 데이터 소유자는 수집된 데이터를 관리한다. 이 역할은 회사 또는 데이터 규제 기관이 될 수 있다. ∙ 데이터 규제 기관은 SLA 또는 PUB(Public Utilities Board)와 같은 정부 기관이다. 이들은 지하 유틸리티 네트워크 데이터 모델을 기반으로 지하 유틸리티 데이터를 관리한다. 데이터 규제 기관은 데이터 통합자가 사용할 수 있는 명확한 권한과 유틸리티 데이터의 사전 정의된 하위 집합을 제공해야 한다. ∙ 데이터 통합자는 모든 종류의 지하 유틸리티 네트워크 데이터를 통합하고 국가의 지하 유틸리티 정보를 관리한다. 지하 유틸리티 장보관리 단계에서 데이터 통합자는 애플리케이션에 필요한 정보를 사용자에게 제공해야 한다. 이 역할은 데이터 규제 기관과 사용 자 간의 가교 역할을 한다. ∙ 데이터 사용자는 지하 유틸리티 정보 관리 응용 프로그램에 유틸리티 데이터를 사용할 수 있다. 이 작업 프로세스에서 데이터 생산자로서 평가관은 현장 작업 중에 데이터를 수집한다. 데이터는 자체 지하 유틸리티 네트워크를 관리해야 하는 데이터 소유자(예: PUB)에게 제출되며, 정부의 요구사항에 따라 지하 유틸리티 데이터는 데이터 규제 기관(예: PUB 및 SLA)에 제출된다. 데이터 제출에는 두 가지 옵션이 있다. 데이터 규제 기관에서 지하 유틸리티 데이터를 관리하기 위한 표준으로 일반 지하 유틸리티 네트워크 데이터 모델이 설계될 것이다. 데이터 규제 기관에 지하 유틸리티 데이터 모델이 없는 경우 이 표준 데이터 모델을 사용할 수 있다. 지하 유틸리티 데이터 모델이 있는 경우 계속 사용하거나 표준 데이터 모델을 사용하도록 변경할 수 있다. 지하 유틸리티 정보관리를 지원하기 위해 통합된 3D 지하 유틸리티 데이터 모델이 설계될 것이다. 데이터 통합업체(예: SLA)는 다양한 종류의 지하 유틸리티 네트워크의 데이터를 통합해야 한다. LADM은 지하 유틸리티 정보관리에서 일반 유틸리티 네트워크 데이터 모델과 유틸리티 지하정보 데이터 모델 사이의 관계를 구축하는 연결 구성 요소 역할을 한다. 또한 LADM은 지상의 국토 관리 에 지하 유틸리티 네트워크를 연결할 것이다. 마지막으로, 지하 유틸리티 데이터 모델은 응용 프로그램을 지원해야 한다.기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 84 자연,터널 그리고 지하공간 <그림 7> 지하 유틸리티 네트워크 데이터 거버넌스의 프레임워크 출처: 싱가포르 SLA, 2018 3.2 3D 지하 유틸리티 데이터 모델 현재 3D 지하공간에 대한 연구는 3D 지하 유틸리티 데이터 모델의 개념 설계에 초점을 맞추고 있으며 이를 국토 관리와 연결한다. 지하시설물 이용자들의 수요를 파악하기 위해 싱가포르 국토행정의 업무과정과 필요성을 알아보는 워크숍을 개최하였다. 본 검토는 국토 취득 및 매입, 계획 및 조정, 국토 이전 및 매각, 국토 임대의 4가지 적용 영역을 포함한다. 현재 기존 데이터 소스는 유틸리티 네트워크, 2D CAD 및 2D 지하공간 정보이다. 지하 환경을 평가하고 국토 관리 및 이용을 지원하기 위한 지하 유틸리티 및 공간의 3D 지하공간 정보에 대한 요구가 시급하다. 따라서 3D 지하 유틸리티 데이터 모델은 유틸리티 네트워크의 기본 정보 및 구조, 유틸리 티 조사 정보 및 국토 관리 정보를 구성하는 세 가지 패키지를 포함한다(그림 8). 3D 지하유틸리티 데이터 모델을 국토관리정보에 연결하기 위해 이들 3개 패키지는 싱가포르 지하공간데이터 모델과 LADM(ISO 19152)을 포함한다.제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 85 <그림 8> 3D 지하 유틸리티 데이터 모델의 패키지 출처: 싱가포르 SLA, 2018 지하 유틸리티 네트워크 패키지는 기하학적, 공간적 및 물리적 정보를 포함하는 지하 유틸리티 네트워크의 기본 정보를 설명한다. 통합 관계에 기초하여 3가지 수준에서 지하 유틸리티 네트워크의 계층을 정의한다(그림 9). 매크로 레벨(Macro Level)은 UtilityNetwork 클래스에서 기본 정보와 함께 설명하는 전체 유틸리티 네트워크로, 지하 유틸리티 네트워크의 유형 및 재료와 같은 지하 유틸리티 네트워크의 유형이다. 메소 레벨(Meso Level)은 지하 유틸리티 네트워크의 일부인 지하 유틸리티 네트워크의 중심으로 터널, 맨홀 <그림 9> 유틸리티 네트워크의 다단계 구조 출처: 싱가포르 SLA, 2018기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 86 자연,터널 그리고 지하공간 및 유틸리티 네트워크의 다른 유형의 공간으로서 지하 유틸리티 네트워크 클래스 지표면의 유형과 3D 기하학적 정보(예: 직경)를 설명 하는 것이다. 마이크로 레벨(Micro Level)은 노드와 유틸리티 세그먼트를 포함하는 유틸리티 네트워크의 기본 요소이다. 노드는 지하 유틸리티 네트워크 클래스에 의해 정의되는 네트워크의 연결 지점이다. 세그먼트는 유틸리티의 라인 세그먼트로 지하 유틸리티 네트 워크 클래스에 의해 정의된다. 마이크로 레벨과 메조 레벨의 관계는 2D 데이터를 3D 데이터로 변환하는 데도 도움이 된다. 그림 10은 지하 유틸리티 네트워크 패키지의 여러 클래스와 각 클래스의 기본 속성의 관계를 보여준다. <그림 10> 유틸리티 네트워크의 클래스 다이어그램 출처: 싱가포르 SLA, 2018 지하 유틸리티 설문 조사는 지하 유틸리티 조사 정보를 구성하는 것을 목표로 구성되었으며, 조사 상태와 데이터의 정확성을 관리 하는 데 도움이 될 수 있다. 지하 유틸리티 조사 클래스는 싱가포르 지적 데이터 모델에서 설문 조사의 속성과 연계된다. 또한 지반조 건과 측량방법은 자료의 정확성과 직접적인 관련이 있으며, 싱가포르의 조사 표준 및 규격의 정보를 통합한다. 한편, 지하 유틸리티 조사 클래스는 측량 및 표현 패키지에서 지하 유틸리티 네트워크와 기타 네트워크간의 연결을 구축한다. 평가는 측량 데이터의 정확성 을 확인하는 방법을 설명하는 것으로 데이터의 정확도를 알 수 없는 경우 평가는 없다. 향후 작업에서 정확도 수준은 깊이 수준, 지반 상태 및 조사 방법에 기초하여 정의되어야 한다.제5강. 디지털 지하정보 최신 기술과 과제 Vol. 25, No. 3 87 4. 사례 검토 초기 연구는 GPR 데이터와 기존의 지하 데이터 및 국토 지적 데이터를 지하공간 데이터베이스의 형태로 통합하기 위하여 합리적인 작업 과정을 찾는 것을 목표로 하였다. 또한 데이터 캡처와 애플리케이션 간의 격차를 해소하여 지하 유틸리티를 위한 3D 데이터 모델의 설계를 개선하는 데 도움이 되도록 하였다. 4.1 연구영역 및 데이터 세트 초기 연구는 싱가포르 북부에 위치한 토파요의 로롱 2, 3, 4 주변에서 수행되었다. 이것은 모바일을 배치하는 프로젝트의 시범 연구 사이트 중 하나이다. 지도 제작 플랫폼, 즉 Pegasus:Stream은 EMPR(IDS Georadar)과 Leica Geosystem AG) 사진 및 레이저 스캐너를 결합하여 지상 및 지하 기능의 대규모 3D 매핑을 수행하였다. Pegasus:Stream은 온보드 GNSS 수신기와 IMU 및 거리 측정 기기(DMI)를 사용하였 고, EMPR에는 이중 주파수(200 MHz 및 600 MHz)를 가진 다수의 배열 안테나가 포함되어 있다. 안테나는 두 개의 편광(HH 및 VV)으 로 송수신하여 GPR의 단일 패스로 3D 지하 유틸리티 네트워크를 재구성할 수 있다. 표 3은 EMPR의 기술 사양을 보여준다. 스캔 현장은 싱가포르 지역에 있는 1.8km 길이의 양방향 4차선 아스팔트 도로로 1960년대 이후 개발이 이뤄졌다. 본 사례는 기존 유틸리티 맵 정보의 품질 향상을 목적으로 대규모 지하 유틸리티 맵핑에 대한 GPR의 타당성을 조사하기 위해 수행되었다. 데이터는 약 15km/h의 주행 속도로 수집되었으며, 획득한 모든 데이터는 GPR 시스템과 함께 상용 처리 소프트웨어를 사용하여 지하 유틸리티 를 탐지하고 추출하기 위해 후처리 해석되었다. 현재 단계에서는 지표면의 포인트 클라우드 데이터를 사용하고, 식별된 지하 유틸리티 는 전송하도록 되었다. 동일한 처리 소프트웨어를 사용하여 3D 데이터 모델링 및 시각화를 위해 x, y, z 값을 점 및 선으로 하는 CAD/GIS 형식으로 표현하였으며, 그림 11은 CAD 및 GIS 형식의 GPR 데이터의 예를 보여준다. <표 3> EMPR의 기술 사양 Overall weight228 kg (500 lbs) Max. acquisition speed15 kph (9mph) PositioningSurvey wheel and/or GPS or Total Station Scan Rate per Channel (@512 samples/scan) 87 scans/sec Scan Interval 17 scans/m @ 200 MHz 33 scans/m @ 600 MHz Antenna FootprintWidth 1.84 m Number of Channel38 Antenna Central Frequencies200 MHz (34 channels) / 600 MHz (4 channels) Antenna Spacing6 cm Antenna PolarizationHorizontal (HH) and Vertical (VV)Next >