스마트건설 기술 중 하나로 꼽히는 디지털 트윈은 간단히 말해 가상 세계에 현실과 똑같은 3D 모델을 구현하는 것을 뜻합니다. 드론 매핑의 결과물 중 하나인 ‘포인트 클라우드(Point clouds, 점군)’에 지오레퍼런싱(Georeferencing) 기술을 적용한다면 정확도 높은 3D 모델 지도를 얻을 수 있고, 이는 디지털 트윈의 기반이 됩니다.
말이 조금 어려울 수 있습니다! 아래로 포인트 클라우드가 뭔지, 지오레퍼런싱은 뭔지, 그래서 3D 모델은 건설 현장에서 어떻게 활용되는지! 조금 더 자세히 알아보겠습니다.
3D 포인트 클라우드(Point Cloud) 는 3차원 공간에서의 좌표(x, y, z), 색상, 높이 정보를 가진 수많은 점들의 집합입니다. 건설 현장의 지형, 구조물, 장비 등을 포인트 클라우드로 시각화하면 측정과 분석이 쉬워지며, 정밀한 현장 관리가 가능합니다.
포인트 클라우드는 크게 2가지 방법으로 생성할 수 있습니다. 첫 번째 방법은 LiDAR나 RGB-D 와 같은 센서를 사용하는 것이고, 두 번째 방법은 드론으로 촬영한 2D 이미지를 이용하는 것입니다.
건설 현장에서는 비용 효율성과 사용 편의성 때문에 드론 사진 측량 방식을 많이 채택합니다.작업 현장을 다양한 각도에서 촬영한 후, 촬영한 이미지들을 겹치고 정렬하여 3D로 재구성하는 것이 핵심 원리입니다. LiDAR와 사진 측량 방식에 대한 더욱 자세한 내용은 이 글을 참고해주세요.
그렇다면 포인트 클라우드에 지오레퍼런싱 작업은 왜 필요할까요? 포인트 클라우드로 만들어진 3D모델이 종이에 그려진 작업 도면이고, 지오레퍼런싱 작업은 그 작업 도면 아래로 그려진 스케일바라고 생각하시면 이해가 쉽습니다.
지오 레퍼런싱은 포인트 클라우드 데이터에 좌표값을 입히는 작업을 말합니다. 지오 레퍼런싱을 통해 포인트 클라우드 데이터에 위치 정보를 추가하면 이를 기반으로 현장의 스케일에 꼭 맞는 3D 모델을 생성할 수 있습니다.
지오 레퍼런싱을 위해서는 GCP(Ground Control Point) 즉 지상 기준점이 필요합니다. GCP는 지리적으로 알려진 위치에 설치된 랜드마크를 말합니다. 이미지의 위치를 정확하게 결정하는 역할을 하며, 드론 측량시에 GCP를 통해 이미지를 보다 정확하게 정렬할 수 있습니다.
이 과정을 통해 얻은 포인트 클라우드 데이터와 GCP 데이터를 결합하면 포인트 클라우드 데이터에 좌표값을 입힐 수 있습니다. 메이사에서는 정확한 모델을 만들기 위해 4개 이상의 GCP 지점을 측량할 것을 권장하고 있습니다.
메이사 플랫폼은 3D 모델을 통해 다양한 스마트건설 기능을 지원합니다. ‘위치 추가’ ‘선분 추가’ ‘높이 추가’ 와 같은 측량 기능과, 계획고와 현황고 데이터의 비교 기능 등으로 현장에 가지 않고도 건설 현장에 도움이 되는 다양한 작업들을 수행할 수 있습니다.
3D 포인트 클라우드를 통해 작업장의 지형, 고도, 구조물을 입체적으로 파악할 수 있어 시공 계획, 안전 관리, 품질 관리까지 효율적으로 수행할 수 있습니다.
클라우드 기반의 3D 지도는 직관적인 시각 정보를 제공하여 팀원, 관리자, 발주처 등 이해관계자가 쉽게 현장 상황을 이해할 수 있도록 돕습니다.
이동 자재량 추적, 일정 관리 등 프로젝트 관리에 활용할 수 있으며, 메이사에서는 BIM 파일과 정합한 포인트 클라우드 데이터를 통해 공정 진행 상태를 정량적으로 확인할 수 있도록 연구를 지속하고 있습니다.
더욱 자세한 현장 적용 이야기는 메이사 건설 활용 사례집을 통해 확인하실 수 있습니다.
현재 메이사에서는 현장 데이터의 3D 포인트 클라우드를 BIM 파일과 정합하여 공정 진행 상태를 정량적 수치로 확인할 수 있도록 연구를 거듭하고 있습니다. 실제 현장에서 유용하게 적용되는 스마트 건설 기술을 위해, 메이사는 앞으로도 다방면의 편리성 및 실효성을 고도화 해 갈 예정입니다.
