일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2021.4.22

지도에 혁명!
국토교통성 'PLATEAU'의 충격
3D 도시모델이 도시 조성을 바꾼다

국토교통성이 주도하는 3D 도시 모델의 정비 프로젝트 ‘Project PLATEAU(플라토)’가 거리 조성을 바꿀지도 모른다. 건축업계에 미치는 영향은 크다. PLATEAU를 추진하는 국토교통성을 취재했다.

Project PLATEAU가 3월 26일에 본격적인 가동을 시작했다. 공모에 응한 전국 56 도시의 3D 도시모델이 정비된 것이다. 우선 도쿄 23구의 3D 도시모델이 공식 웹 사이트(https://www.mlit.go.jp/plateau/)를 통해 공개되었다. 정비한 데이터는 일반사단법인의 사회기반정보유통추진협의회가 운용하는 ‘G공간정보센터’에서 순차적으로 다운로드 할 수 있게 된다. 오픈 데이터이므로 누구라도 자유롭게 이용할 수 있다.

원래 PLATEAU란 무엇인가? 국토교통성 도시국 도시정책과의 우치야마(内山) 과장보좌에게 물었다. 한마디로 말하자면, 지도 상의 건물 등에 '의미'를 부여해 도시를 구성하는 요소를 3D로 표현하면서 식별할 수 있도록 한 것이다. 도시의 디지털 트윈 등을 쉽고 정확하게 작성할 수 있다.

이해를 돕기 위해 그림 2를 보기 바란다. 왼쪽은 미국 구글의 지도 서비스 ‘Google Earth(구글 어스)’의 화면. 오른쪽은 PLATEAU 화면이다. 어느 쪽도 도쿄역 부근의 지도에서 색감 이외의 차이는 느껴지지 않는다.

하지만 지도의 ‘뒤’에 숨은 정보는 완전히 다르다. Google Earth는 도시의 형상을 재현한 ‘기하 형상(지오메트리) 모델’이다. 일반적인 3D 지도는 통상 지오메트리이다.

PLATEAU는 지오메트리에 '시멘틱(의미론) 모델'을 통합했다. 건물이나 거리 등을 정의해, 용도나 높이와 같은 정보를 추가한다. 그러면 건물 하나하나를 구분할 수 있게 된다.

우치야마 씨는 “지오메트리 지도는 외형은 3D에서도 건물의 형태를 폴리곤으로 재현했을 뿐. 건물의 높이가 정확한 것은 아니다. PLATEAU에는 건물의 의미 정보가 들어 있어, 그 예로, 높이는 정확하며 지도의 이용 범위가 넓어지고, 특히 방재에는 도움이 된다. 국토교통성이 주도하는 이유는 바로 이 점이다”라고 설명한다.

-- 'City GML'로 의미를 부여하다 --
지도에 의미정보를 갖게 하기 위해 ‘CityGML’이라고 하는 기술 언어를 사용한다. 태그로 정보를 입력. 국토교통성이 CityGML를 채택한 것은 지리 공간 정보의 국제 표준화 단체인 ‘OGC’가 책정한 규격이기 때문이다. CityGML로 기술하면, 컴퓨터가 지도를 읽을 수 있게 된다(우치야마 씨).

● 유스케이스를 한번에 공개
대피 훈련이나 드론 경로 산출에 적용

Project PLATEAU는 3D 도시모델의 유스케이스 개발에 힘을 쏟고 있다. 3월 26일에 44건의 사례를 공개했다. 그 사례 중에서 가상 피난 훈련과 드론 물류의 루트 설정, 사진 측량에 의한 모델 갱신을 소개한다.

-- 건물의 BIM+3D 도시 모델, 실내외가 연속된 대피 체험 --
대피 훈련의 핵심은 3D 도시모델에 건물의 BIM(빌딩 인포메이션 모델링)을 포함시킨 것이다. 모리(森)빌딩이 도쿄도 미나토(港) 구에 있는 지하 3층, 지상 36층 규모의 대형 복합시설 '도라노몬(虎ノ門)힐즈 비즈니스 타워」의 BIM 데이터와 PLATEAU의 3D　도시모델을 통합.　실내외를 매끄럽게 연결한 가상 공간을 구축했다.

그 중에서 재해가 발생했을 때의 사람의 행동 시뮬레이션을 실시하거나 사람의 체류를 가시화하는 등으로 적절한 피난 방법을 찾았다. 구체적으로는 비즈니스 타워 근무자로부터 근처의 히비야(日比谷)공원으로의 피난경로를 확인. 실내에서 밖으로 피난하는 혼잡 시의 유사 체험을 할 수 있었다.

모리빌딩은 2종류의 VR(가상현실)앱 ‘도보 출퇴근 훈련지원 툴’과 ‘옥내 대피 시뮬레이션’을 개발했다. 전자는 도라노몬 주변의 건물을 "축년 수"로 분류하는 것으로, 근무자가 지진으로 붕괴의 우려가 있는 빌딩을 피하면서 도망치는 것을 지원한다. VR 앱은 City GML 로 기술된 건축 연수를 참조하고 있다.

City GML은 데이터 구조에 일관성을 갖도록 하기 위해 ‘LOD(Level of Detail)’를 이용한다. LOD는 도시를 재현하는 상세도를 말한다. 건물 내부까지 기술하는 최고 수준의 LOD4를 구현하기 위해서는 BIM 데이터가 필요하다.

피난 훈련에서는 복수의 남녀가 툴을 체험했다. 그 결과, 실제의 피난 훈련을 가상으로 일부 대체할 수 있을 가능성을 확인할 수 있었다고 한다. 옥내외를 심리스에 연결함으로써 참가자는 자신이 있는 건물로부터 주변의 거리를 넓게 내다볼 수 있었다.

-- 비행 시뮬레이터+3D 도시 모델, 현지 조사 전 루트 검증 --
이어서 드론을 이용한 물류 비행 시뮬레이터 개발을 소개한다. 지도 상에서 이륙과 착륙의 2지점을 선택해 '건물과의 거리를 30m 이상 확보한다'는 등의 장애물 회피 규제를 준수한 비행 루트를 자동으로 산출할 수 있는지를 확인했다.

PLATEAU는 건물 높이 등 수직 수평 방향의 치수 정밀도가 높다. 따라서 비행 경로의 사전 검증에 활용할 수 있다.

건설 분야에서는 드론을 이용한 솔루션 개발이 활발해지고 있다. 2022년도에도 도시지역 등 사람이 있는 장소에서 드론의 목시외 비행이 인정될 전망이다. 하지만 지금까지는 현지 조사에 노력과 비용이 많이 들어, 드론 물류를 시작하는데 과제가 되고 있다. 사전의 안전 경로 확보와 수고비 절감은 드론 적용 확대에 도움이 된다.

실험한 것은, 드론과 인공지능(AI)등을 개발하고 있는 A.L.I. Technologies(도쿄)이다. 고층 빌딩이 즐비한 도쿄역 인근에서 안전하고 효율적으로 드론을 띄우기 위해 3D 도시모델을 이용한 비행 시뮬레이션을 실시했다.

A.L.I. Technologies는 3D 도시모델을 적용한 비행 시뮬레이터를 개발. 항공법에 따른 자동 공로 가시화 기능에 의한 3D로의 비행 루트 시뮬레이션 및 운항자의 훈련을 가상 공간에서 시도했다.

또한 A.L.I. Technologies의 드론 관제 시스템 ‘C.O.S.M.O.S(코스모스)’가 CityGML을 판독할 수 있도록 개량했다. C.O.S.M.O.S.는 드론의 항공관제를 가능하게 하는 트래픽 관리 플랫폼이다. 드론의 자동 운용에 필요한 기체의 건전성, 운용의 확실성, 안전성 등을 계획·감시·관리한다.

비행 시뮬레이터에서 생성한 루트를 C.O.S.M.O.S로 연결하면 드론을 시뮬레이션과 같은 경로로 띄울 수 있다. 현장을 확인하는 데 드는 번거로움이 줄어 비행루트의 설정 작업을 경감할 수 있다. 다만, 이번 실험에서는 산출한 경로로 실제 드론을 날려 본 것은 아니다.

그럼에도 PLATEAU는 ‘드론의 비행 루트 설정에 유용성이 높다’(A.L.I. Technologies)라고 한다.

-- 드론 물류+사진 측량, 짐을 옮기면서 지도를 갱신 --
드론 물류의 비행 경로 설정과 병행해 3D 도시모델을 효율적으로 업데이트할 목적으로 드론을 사용할 수 있는 지 여부도 검증했다. 상공에서 촬영한 사진을 3D 도시모델 갱신에 이용하는 실험이다. A.L.I. Technologies는 56개 도시 둥 하나인 이시카와(石川) 현 가가(加賀) 시에 협력을 의뢰.　드론 물류의 시험 비행을 하면서 사진 측량도 동시에 실시했다.

드론이 배송　경로 확인용으로 촬영하는 사진을 측량에도 사용한다.　드론 물류를 통해 부가적으로 얻는 부분으로서, 저렴한 가격에 3D　도시모델을 업데이트하는 데이터 수집의 수단으로 이용할 수 있다.

현 시점에서도 ‘지도 데이터의 갱신 빈도를 높이는데 효과적인 수준’인 것으로 확인되었다고 한다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.