드론으로 측정한 3D 대기질 정보를 Voxel 레이어로 보간 및 시각화

Voxel 레이어(3D 볼륨 레이어)는 다차원 공간 및 시간 정보를 3D로 표현하기 위한 환상적인 방법을 제공합니다. Voxel 레이어 기능을 사용하면 데이터 3D로 시각화하고 데이터 필터링 및 시계열 정보를 확인할 수 있습니다. 이 기술은 기후 데이터, 지하 정보, 그리고 사업을 시작하기 가장 적합한 장소를 결정하기 위한 공간 분석과 시간 기반 분석을 시각화하는데 유용합니다.

다음의 예시는 드론이 수집한 다양한 높이에서 pm10(미세먼지)과 pm2.5(초미세먼지) 대기질 수치를 시각화하는 것입니다. 한국지비에스는 한국과학기술정보연구원(KISTI)으로부터 다양한 고도에서의 공기 질에 대한 항공 드론 데이터를 제공받았습니다. 샘플 데이터는 2020년 6월 인천에서 7일 동안 수집되었습니다. 목적은 고도 기록과 대기질 기록 사이의 관계를 찾는 것으로 이 분석과정에서는 표면 및 voxel 시각화 도구를 생성하기 위한 값을 예측하는 데 도움이 되는 3D 보간 방법인 ESRI의 Empirical Bayesian Kriging 3D 도구를 사용했습니다.


아래 Figure 1은 대기질 센서를 갖추고 있는 드론이 하루 동안 자료를 수집한 지점들을 보여줍니다. 고도에 따라 초미세먼지
(pm2.5) 수치를 수집하고 파란색(낮은 값)과 빨간색(높은 값)으로 비교하도록 시각화되었습니다. Figure 2는 pm2.5 값과 고도 사이의 관계를 보여줍니다.

Figure 1: 드론이 캡처한 X, Y, Z 포인트를 보여주는 이미지입니다.
Figure 2: pm2.5와 고도 사이의 관계를 보여주는 산점도입니다.

위의 비디오는 1주일간의 시간 경과에 따른 대기질 변화를 3D로 보여줍니다. 점 데이터로부터 보간된 표면을 만들어 연구 영역의 서로 다른 높이에서 예측 pm2.5 수준을 표시할 수 있습니다. 아래 Figure 3은 높이에 따른 보간된 pm2.5 값을 보여줍니다. 고도가 높아짐에 따라 pm2.5 농도가 증가하는 것으로 보이고 있습니다.

다음으로 Voxel 레이어(netCDF 파일)를 생성하여 데이터를 완전한 3D 볼륨으로 시각화할 수 있습니다. NetCDF/Voxel 레이어는 래스터, 피쳐 레이어 또는 테이블에서 생성될 수 있으며 다차원 공간 데이터 또는 시간 데이터를 저장할 수 있습니다. ESRI의 ArcGIS Pro에는 수직 및 수평 슬라이스, 등각 표면, 각도 또는 횡단면을 만드는 기능을 통해 각 표면을 시각화하는 데 도움이 되는 유용한 도구를 제공하고 있습니다. 아래 Figure 4는 3D 볼륨 레이어의 전체 3D 볼륨(왼쪽)과 기울어진 섹션(오른쪽)을 보여줍니다.

Figure 4: Voxel레이어(왼쪽)와 Voxel레이어의 기울어진 섹션을 표시합니다.

위의 비디오는 Voxel 레이어가 3D 볼륨 데이터를 시각화하는 데 유용하고 물리적으로 경험할 수 없는 조건을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 ArcGIS Pro의 슬라이스 생성 기능을 보여줍니다. Voxel레이어에 시간 요소가 포함된 경우 추가 분석 및 시간 슬라이스를 만들고 시각화할 수 있습니다.

 

인천 부평구 창업편리지도 구축 완료

한국지비에스는 지난 3월 인천 부평구 토지정보과와 함께 공간정보를 활용한 ‘창업편리지도’를 전국 최초로 구축하였습니다. 이는 부평구 소상공인 창업자들이 필요한 정보를 지도 형태로 서비스하고 예비창업자가 이를 활용할 수 있도록 구성되었습니다.

영세 사업자들의 창업수요는 늘어나는 추세인 반면 정보를 얻기 쉽지 않다는 점을 개선하기 위하여 접근하기 쉽고 직관적으로 볼 수 있는 대시보드를 활용하였습니다.

대시보드는 지도상에서 사용자가 원하는 지역으로 이동하였을 때 주변의 분포 현황을 즉각적으로 반영하여 보여줄 수 있습니다. 지도상에 편의점 창업 제한 거리와 담배권 영역을 표시하여 편의점 창업을 희망하는 시민들이 간단하게 창업을 원하는 지역을 검토할 수 있도록 나타내고, 각 편의점 브랜드별 분포 현황도 확인할 수 있습니다.

대시보드에 Survey123 기능을 추가하여 제공되는 서비스에 대한 사용자들의 피드백을 지자체에서 실시간으로 확인하여 추가 콘텐츠 제작에 활용할 수 있도록 하였습니다.

편의점 창업편리지도 대시보드

지역별로 국내 상위 100개 프랜차이즈 업종의 분포 현황을 검토해 볼 수 있는 대시보드도 함께 구성하였습니다. 프랜차이즈 대시보드는 사용자가 원하는 지역으로 확대, 축소를 통해 창업을 희망하는 지역의 주요 분포 업종을 검토하고 창업하고자 하는 업종 및 프랜차이즈를 선택하는 데 참고 할 수 있습니다.

프랜차이즈 창업편리지도 대시보드

또한, ArcGIS Enterprise 에서 제공하고 있는 Sites 기능을 활용하여 각 대시보드와 함께 행정 절차 등 창업 정보를 함께 제공하는 홈페이지를 구성하였습니다. 사이츠(Sites)는 복잡한 HTML코딩없이 홈페이지를 구성할 수 있어 유지관리와 콘텐츠 추가에도 편리합니다. 부평구 창업편리지도 사이트는 부평구청 홈페이지 분야별정보의 ‘경제’ 탭에서 확인하시거나 아래 버튼을 눌러 이동하실 수 있습니다.

ArcGIS Enterprise는 위와 같이 확장성, 신뢰성, 유지관리의 용이성을 기반으로 GIS서버와 작업을 구성할 수 있으며 이를 통해 직관적으로 시각화되는 지도는 여러 분야에서 정보를 제공하는데 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.