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Nikkei X-TECH_2021.2.19

혁신적인 국토교통성의 3D 도시모델 '플래토(PLATEAU)'
지도에 건물 높이 기록해 침수 대책 지원

이번에 소개하는 디지털 활용은 지도의 혁신이라고 말할 만한 것이다. 우선은 아래의 2개의 사진을 비교해보자.

왼쪽은 구글이 공개하고 있는 지도 서비스 ‘구글어스(Google Earth)’의 화면. 오른쪽은 국토교통성이 2020년 12월에 프로토타입을 공개한 3D 도시모델 플랫폼 ‘플래토’의 뷰어 화면이다.

색감의 차이만 있을 뿐, 모두 상공에서 본 도쿄역 부근의 지도 사진이다. 표면적으로는 차이를 느낄 수 없다. 하지만 전자지도 속에 숨겨진 정보는 전혀 다르다. 이번 이야기의 핵심은 바로 여기에 있다.

필자는 취재를 거듭할수록 플래토가 도시계획을 바꿀 수 있을지도 모른다는 생각이 들기 시작했다. 보급된다면 건설업계에 미치는 영향은 무궁무진할 것이다.

필자는 국토교통성에서 3D도시모델정비 프로젝트 ‘Project PLATEAU’를 추진하고 있는 도시국(都市局) 도시정책과의 우치야마(內山) 과장보좌를 인터뷰했다. 우치야마 과장보좌는 플래토에 대한 거대한 청사진을 그리고 있었다.

먼저 플래토의 개요를 설명하겠다. 우치야마 과장보좌가 제공한 국토교통성의 자료를 바탕으로 이야기를 풀어나가겠다.

앞에서 본 구글어스는 도시 공간의 형상을 재현한 지오매트리(Geometry, 기하형상) 모델로 불린다. 한마디로 2D 지도를 3D로 변환한 것이다. 구글어스뿐만 아니라 일반적으로 3D 지도는 지오메트리 모델로 만들어져 있다.

한편 국토교통성의 플래토는 지오메트리 모델에 시맨틱(Semantic, 의미론적) 모델을 추가해 구성했다. 도시공간에 존재하는 건물이나 도로, 교량 같은 오브젝트를 정의하고, 이에 대한 명칭, 용도, 건설된 연도, 행정 계획과 같은 도시공간 정보를 제공한다.

지오메트리 모델은 형상만을 재현하지만, 시맨틱 모델이 추가된 전자지도는 건물 하나하나를 구별할 수 있다. ‘오피스 빌딩’, ‘역’과 같은 건물의 용도 및 빌딩의 외벽이나 지붕에 사용되고 있는 ‘소재’ 등이 정보로서 포함되어 있다.

지도 상의 건물에 ‘높이’라고 하는 의미 정보도 표시할 수 있다. 이 경우 건물의 높이를 통해 지도 상의 색 구분이 쉬워진다. 이 점만 보아도 매우 편리한 지도라고 직관적으로 알 수 있다.

플래토의 선행 모델로서 3D 도시모델을 정비하고 있는 도쿄 23구의 전자지도를 예로 들어 보겠다. 지요다(千代) 구, 주오(中央) 구, 미나토(港) 구, 신쥬쿠(新宿) 구, 분쿄(文京) 구에 있는 건물의 높이를 통해 색 구분이 순식간에 완성되는 획기적인 것이다.

이러한 화면을 웹 베이스의 전용 뷰어 ‘PLATEAU VIEW’를 통해 누구라도 볼 수 있도록 하는 것이 이번 프로젝트의 큰 목적 중 하나다. 이미 PLATEAU VIEW의 베타 버전이 국토교통성의 전용 사이트에 일부 공개되고 있다(https://www.mlit.go.jp/plateau/).

국토교통성은 일본 전국의 3D 도시모델을 정비해 4월부터 순차적으로 오픈 데이터로서 일반에 개방할 방침이다. 우선은 공모에 참여한 전국 56개 도시, 총 약 1만km²의 3D 도시 모델을 정부 직할로 조사해 정비한다.

눈치 빠른 사람은 쉽게 플래토의 용도를 떠올릴 수 있을 것이다. 대표적 예를 들면 도시 방재. 건물의 정확한 정보가 3D 도시모델에 포함되어 있으면 해저드맵(방재 가이드북) 정보와 함께 피해 예상 정보를 지도에 바로 표시할 수 있다.

태풍이나 폭우로 하천이 범람했을 때 수몰되는 하층을 피해 높은 빌딩의 상층으로 도망치는 수직 피난을 할 수 있는 건물을 특정한 예도 있다. 후쿠시마 현 고리야마(郡山) 시의 3D 도시모델을 이용해 선행적으로 검증이 시작되고 있다.

하천 범람 시 침수상정구역도와 같은 해저드맵은 이전부터 공개되고 있다. 하지만 건물의 높이를 알 수 있는 지도가 없으면 누구나 이해할 수 있는 시각으로 표현하기 힘들고 정보 확산도 어렵다. 반면 플래토의 경우 3D 도시모델을 통해 간단하게 침수 위험 랭크 별로 건물을 색으로 구분해 표시할 수 있다.

우치야마 과장보좌는 “지오메트리 모델 지도의 경우 보기에는 3D이지만 건물 형상을 폴리곤으로 재현한 것이기 때문에 건물 하나하나의 높이가 정확한 것은 아니다. 한편, 플래토에는 건물의 의미 정보가 제공되기 때문에 지도의 이용 범위가 대폭 확대된다. 특히 방재에 도움이 된다. 국토교통성이 3D 도시모델을 주도하는 이유는 여기에 있다”라고 설명한다.

방재 외에도 플래토의 적용 범위는 무한으로 확대될 전망이다. 건물 높이에 대한 정보를 태양의 움직임과 조합하면 계절이나 시간 별로 그늘이 지는 구역을 산출할 수 있어 드론의 비행경로를 결정하는데도 도움이 될 것이다. 이를 통해 드론 물류가 단번에 현실화될지도 모른다.

건물 용도 정보를 이용하면 상업시설 주변의 교통 수요를 바탕으로 교통량을 산출하거나 정체 시뮬레이션을 할 수 있다. 특정 지역에 있는 건물 지붕의 총면적을 통해 태양광 발전의 발전량을 추정하는 것까지 가능하게 될지도 모른다. 국토교통성은 플래토의 해커톤과 아이디어톤을 수시로 개최해 3D 도시모델 활용으로 이어질 수 있는 계기를 발굴해 나갈 계획이다.

-- 지도에 의미정보를 갖게 하는 언어 ‘CityGML’이란? --
플래토는 3D 도시모델에 의미 정보를 부여하는 방법으로써 'CityGML'이라는 기술언어를 채택하고 있다. 이것이 플래토가 가지고 있는 가장 큰 특징이라고 할 수 있다.

CityGML이란 ‘XML(Extensible Markup Language)’를 베이스로 개발된 도시의 기술 언어이다. 국토교통성이 플래토에 CityGML를 선택한 것은, 지리공간정보 분야의 국제 표준화 단체 ‘OGC’가 책정한 규격이기 때문이다.

기본이 되고 있는 XML은 인터넷을 통해 데이터를 교환하기 위한 표준 포맷이다. 2000년경부터 일본에서도 보급이 시작. 지금은 널리 쓰이고 있다.

웹의 기술 언어인 HTML(Hyper Text Markup Language)을 알고 있는 사람은 많을 것이다. XML은 HTML의 업그레이드 버전으로 데이터 교환을 위해 데이터의 의미를 부가할 수 있는 기능을 담았다.

태그를 이용해 정보를 기술하는 점은 HTML와 같다. XML 베이스의 CityGML은 비교적 다루기 쉬운 기술 언어라고 할 수 있다. 건물에 대한 정보도 정해진 태그로 기술한다.
 
그렇다면 도시를 형성하는 건물이나 도로 등의 정보를 CityGML로 기술할 경우 어떤 메리트가 있는 것일까? 이것이 핵심 포인트이다.

CityGML을 이용하면 “컴퓨터가 (기술 언어로 쓰여진)전자 지도를 읽어낼 수 있게 된다”(우치야마 과장보좌). 즉, 앞서 소개한 것처럼 침수상정구역도의 정보를 3D 도시모델에 간단히 추가해 넣을 수 있는 것이다. ‘높이 10m 이상인 건물’과 같은 검색을 바로 할 수 있다. 지금까지는 건물의 높이로 분류하려고 할 경우, 인력으로 처리할 수 밖에 없어 번거로웠다.

일본 고유의 의미 정보를 CityGML에 추가할 수도 있다. 예를 들면, 지역·지구에 대한 정보는 일본의 독자적인 것으로 타국에는 없다. 플래토는 ‘제1종 저층 주거 전용 지역’ ‘제2종 중고층 주거 전용 지역’ ‘상업 지역’과 같은 일본의 용도별 지역 정보를 기술할 수 있도록 되어 있다. 그 의미 정보를 이용해 지도를 분류할 수도 있다.

현재 전세계적으로 3D 도시모델을 기술하는 방식이 여러 개 존재한다. 이 중에서 국제표준 CityGML을 채택한 대규모 지도로는 싱가포르가 국가를 통째로 3D 도시모델링 하려고 하는 'Virtual Singapore'와 핀란드의 수도 헬싱키를 3D 도시모델링 한 'Helsinki 3D+' 등이 있다.

“CityGML를 채택한 도시 중에서는 헬싱키가 가장 선진적으로 대처하고 있다고 알려져 있다. 일본도 우선은 그 레벨까지 데이터 정비를 진행시키고 싶다”라고 우치야마 과장보좌는 말한다.

다음 회부터는 필자 자신이 직접 손으로 PLATEAU VIEW를 조작해 본 이야기를 소개. 도시 정보 출처 등에 대해서도 다뤄나갈 예정이다.

 -- 끝 --  

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