디지털 대전환시대를 맞아 세계 최초로 체계적인 첨단 모빌리티 디지털 지능체계 구현을 위한 발걸음이 시작된 가운데 LX공간정보연구원에서도 공간정보산업 생태계 전환을 위한 최적화된 솔루션 개발을 추진 중인 안양대 연구단 컨소시엄에 참여해 공간데이터큐브 기반의 HCMI 맵 구축·실증 연구를 진행하고 있어 귀추가 주목된다.
공간데이터큐브는 3차원 공간을 일정한 규칙으로 분할하고, 공간을 식별할 수 있는 고유 값을 자동으로 부여하는 공간색인 기술이다.
인간-기계 상호작용 지원 ‘입체격자체계’ 구현 박차
첨단 모빌리티 위한 공간데이터큐브 기술 상용화 선도
최근 데이터 기반 기술을 바탕으로 산업 프로세스를 비롯한 조직, 시스템 등을 혁신시키기 위한 디지털 대전환이 사회·경제 전반에 걸쳐 가속화되고 있다.
이 같은 디지털 대전환에 발맞춰 공간정보 기술이 각광받고 있지만, 현재의 공간정보체계로는 데이터 관리와 시스템 통합이라는 측면에서 데이터 상호운용성 저하, 정보보호 취약, 고성능 컴퓨팅 성능 요구 등 한계점이 뚜렷하다고 전문가들은 입을 모은다.
또한, 최근 인간의 공간적 활동 범위가 지상에서 벗어나 공중, 지하로 확대되면서 도심항공교통(UAM), 복합지하공간 등으로 산업의 대상 공간이 확장되며 공중, 지하, 수중 등 새로운 공간들의 정보수집과 관리에 대한 요구가 증가하고 있다.
하지만, 기존 공간정보체계로는 지하·공중 데이터 수집·가공과 데이터 통합에 대한 어려움, 지하·공중정보 표현 불가능 등의 기술적 한계점도 분명하다는 지적이다.
이 같은 한계 극복을 위해 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 안양대학교를 중심으로 세계 최초로 공중에서부터 지하에 이르기까지의 통합관리는 물론 기상·환경·행정 등 다양한 지식정보들의 융합·지능화, 인간과 기계 간 상호작용을 지원하는 신 공간정보체계인 ‘입체격자체계’ 구현에 나서고 있다.
이를 통해 첨단 모빌리티를 위한 공간데이터큐브 기술 상용화를 선도하겠다는 방침이다.
첨단 모빌리티 디지털 지능체계는 UAM, 자율차, 로봇 등 스마트 모빌리티 산업의 지능화 기술로, 공간정보산업 생태계 전환을 위한 최적화된 솔루션을 제공할 수 있는 기술로 평가받고 있다.
안양대 연구단 컨소시엄(단장 안종욱 교수)은 ‘공간데이터큐브 저장·관리 자동화 및 최적화 기술 개발’, ‘공간데이터큐브 기반 융복합분석 및 지능화 기술 개발’, ‘K-UAM, 자율주행차, 브이월드 등 정부 추진사업 대상 HCMI Map 적용·실증’ 등의 핵심연구들로 구성돼 있다.
‘공간데이터큐브 저장·관리 자동화 및 최적화 기술 개발’ 연구에서는 1단계 공간데이터큐브 선행 기술을 기반으로 공간데이터큐브 데이터와 서비스 모델을 표준화하고, 새로운 위치기준 체계를 정립하는 한편, 데이터 전처리부터 저장･관리･검색 자동화를 위한 고도화 기술 개발 연구를 진행하고 있다.
‘공간데이터큐브 기반 융·복합 분석 및 지능화 기술 개발’ 분야에서는 3차원 벡터·래스터 데이터의 공간데이터큐브 분석, 실시간 센서 데이터 처리, 인공지능 기술과의 접목을 통한 국토정보의 정보융합 및 지능화 기술 개발을 추진하고 있다.
LX공간정보연구원이 공동연구기관으로 참여하고 있는 ‘첨단 모빌리티 대상별 공간데이터큐브 기반 HCMI Map 적용·실증’ 연구에서는 공간데이터큐브를 기반으로 공중-지상-지하 3차원 정보를 체계적으로 연계·통합하고, 공간데이터큐브 데이터의 공유·공개 생태계 조성 및 실용화 기반을 마련, 연구성과의 사업화 기회를 창출하는 실증기술 개발에 집중하고 있다.
이 연구에서는 공간데이터큐브 기반 UAM 실증기술 개발 및 제도화 방안 연구를 비롯해 UAM 실증을 위한 소음, 기상자료 연계 및 항공 장애물, 디지털 트윈 데이터 셋 제작, 공간데이터큐브 기반 UAM 통합관리 모의시스템 개발·실증 연구가 이뤄지고 있다.
또한, 첨단 모빌리티 대상별 공간데이터큐브 기반 HCMI 맵 구축·실증, 공간데이터큐브 기반 자율주행시뮬레이션 실증 기술 개발, 공간데이터큐브 기반 HCMI 실내지도 구축·활용지원 시스템 개발, 공간데이터큐브 개발 성과 실증 환경 구축 및 브이월드 적용방안 마련 등의 연구도 병행하고 있다.
특히, LX공간정보연구원에서는 현재 공간데이터큐브 기반 UAM 실증계획 수립 및 활용기술 개발에 박차를 가하고 있어 눈길을 끈다.
현재 UAM 이해관계자 대상 공간데이터큐브 활용 수요 조사, 정부추진사업(국가실증 1·2단계, 가상통합운용 R&D 등) 기반 실증계획 수립, 비행계획 안전성 검토(공간분석) 연구를 수행하고 있다.
또한, 격자 기술 분석 연구 및 UAM 공간정보 격자화 연계 대응, 운행지원 활용기술 알고리즘 개발 및 모듈화, UAM 실증시스템 탑재를 위한 인터페이스 및 입출력 데이터 포맷 정의, 운행지원 활용기술 실증 시나리오 개발 등의 연구도 추진하고 있다.
이 같은 연구들을 기반으로 진행 예정인 2단계 연구사업에서는 공간데이터큐브 기반 운행지원 실증 시나리오 운영과 제도화를 목표로 관련 연구를 추진할 계획이다.
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공간데이터큐브 기술 실용화에 초점
브이월드 등에 ‘격자체계’ 실제 적용
LX공간정보연구원 연성현 선임연구원은 “최근 국가 인프라가 물리적 기반에서 디지털 중심으로 빠르게 전환되고 있는 가운데 디지털 전환의 핵심 인프라 중 하나인 국가 공간정보에 대한 고도화와 활용 확대가 절실한 시점”이라고 밝혔다.
이어 “이 같은 시점에서 진행되고 있는 정부 주도의 공간데이터큐브 기술 개발 사업은 국가사업의 디지털 전환 가속화는 물론 디지털트윈, UAM, 자율주행차 등 미래 신산업 분야의 경쟁력 확보에도 크게 기여할 것”이라고 강조했다.
이번 연구 사업은 공간데이터큐브 핵심 기술 개발과 실용화에 초점을 맞추고 있다.
공간데이터큐브 기술은 기상, 환경, 행정 등 다양한 정보를 공간적으로 융·복합할 수 있는 만큼 사람은 물론 컴퓨터, 기계도 이해하고 활용할 수 있는 새로운 공간정보체계 구축을 실현할 수 있는 최적의 기술로 평가받고 있다.
연 박사는 “이번 연구 사업에서는 UAM, 자율주행차, 국가 3차원 공간정보 플랫폼인 브이월드 등에 공간데이터큐브 기반 격자체계를 실제 적용해 효용성을 검증하는 실증연구도 함께 추진하고 있다”고 말했다.
3차원 공간정보는 구축과 갱신에 막대한 비용이 들지만, 기존의 공간정보를 큐브화하고, 융·복합 속성정보를 비롯한 분석결과와 시각화 데이터를 하나의 경량화된 구조로 통합함으로써 활용성과 효율성이 크게 향상될 것으로 기대를 모으고 있다.
연 박사는 “LX공간정보연구원에서는 UAM 실증 시나리오에 공간데이터큐브를 적용해 실제 비행 환경에서의 공간정보 활용 가능성을 입증하는 데 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
한편, UAM의 경우 정부의 K-UAM 기술로드맵에 따라 수동비행을 시작으로 원격조정, 자율비행 단계로 진행될 예정이다. 이 같은 진행 과정에서 기상, 소음, 전파 등 복합적인 공간정보가 핵심 요소로 작용한다.
따라서 UAM 운항 시 지속적인 비행계획 수립과 판단이 필요하고, 버티포트나 회랑에 대한 항공장애물 정보, 실시간 기상, 소음, 전파 정보 등도 반영돼야 한다.
UAM 운항 특화 ‘공간정보 활용’ 최선
연 박사는 “공간데이터큐브는 이 같은 복합 데이터의 통합적인 관리·분석에 매우 적합한 기술”이라며, “따라서 향후 UAM 비행 경로의 안전성 확보는 물론 기상 예측, 소음 영향도 분석, 전파환경 진단 등 다양한 활용이 가능해질 것”이라고 설명했다.
이어 “이번 연구를 계기로 공간정보 기반의 새로운 산업 생태계 조성에도 기여할 수 있을 것”이라고 전망했다.
끝으로 연 박사는 앞으로의 계획에 대해 “K-UAM 생태계 조성과 초기 상용화 시점을 앞당기기 위해서는 다양한 기술적 기반이 필요하지만, 그 중에서도 공간정보는 안전을 위한 핵심 요소”라고 강조했다.
이 같은 측면에서 LX공사는 지난 2월 도심항공교통 공간정보 구축·관리 및 정보의 제공에 관한 업무 위탁기관으로 지정된 것도 공적 역할 수행 차원에서 큰 의미가 있다는 해석이다.
그는 또, “앞으로 LX공간정보연구원은 UAM 운항에 특화된 공간정보 활용 기반 마련을 위해 공간데이터큐브의 구조화·경량화·표준화 기술을 UAM 분야에 적용하기 위해 집중하겠다”고 밝혔다.
이어 “이를 통해 UAM 운항경로 설계, 도심 내 위험요소 분석 등 정밀한 의사결정을 지원하며, 민간 서비스 확대를 위한 기반 기술로 연계할 계획”이라고 덧붙였다.
