[공학저널 전찬민 기자] 현재 지하공간에서 발생하는 안전사고 예방 대책에 따라 구축되고 있는 지하공간통합지도는 공개정책, 활용기술 부재 등의 문제로 인해 활용이 미비한 상황이다. 이에 따라 안전한 지하공간의 구축과 관리라는 지하공간통합지도의 구축 목적에 부합할 수 있는 지하안전관리 지원 기술의 필요성이 강조되고 있다.
현재 국토교통부에서는 구축된 지하공간통합지도 활용체계의 정확성, 신속성 등의 한계성을 극복하기 위해 ‘범부처 지하공간통합지도 순환 서비스체계 구축’을 계획 중이다. 이에 따라 범부처 지하공간통합지도 순환 서비스체계 실현의 기반이 되는 신속하고 정확한 지하공간통합지도 구축과 탐사현장 지원 등 최신의 지하공간통합지도 활용지원에 대한 기술 개발이 요구되고 있다.
하지만 지하공간통합지도의 적극적인 활용이 요구되고 있음에도 불구하고 낮은 정확도, 대용량의 데이터, 보안데이터의 한계 등의 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고 지하공간통합지도의 활용성의 극대화를 위해서는 신속한 연구개발이 필요한 상황이다.
또한, 지하정보의 정확도를 향상시키는 기술은 신뢰성이 낮은 지하공간통합지도의 문제점을 해결하고 복합데이터 내 지하정보 추출, 지하 탐사를 통해 획득되는 지하정보의 3차원 구축을 위한 연구개발은 두 가지 사항을 고려해야 한다.
우선, 현재 지하공간정보를 탐색하기 위한 GPR장비는 경사지형이 많은 우리나라의 지형 특성을 고려하면 적용하기 어렵고 탐사심도 제한이 존재한다. 특히, 3차원 지하공간정보 구축 기술은 미비해 우리나라 지형에 적합한 정밀 저심부 지하정보를 탐사할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
두 번째 고려사항은 정확한 위치정보와 정확도 향상된 정밀 3차원 지하정보 통합관리 기술개발이 필요하다는 것이다. 또한, 시추공 정보 등 기존 자료의 활용성 제고를 위한 복합데이터 내에서 지하정보를 구축하고 분석하는 기술개발도 필요하다.
이에 따라 지하공간통합지도의 정확성, 활용성 확보를 목표로 탐사 정확도를 30% 향상시키는 기술과 모바일 기반의 현장 활용 서비스 모델을 발굴하기 위한 연구 개발이 착수됐다.
이를 통해 균질한 정확도의 지하공간통합지도 구축, DEM 기반의 3차원 공간좌표 획득, 탐사 심도 5m 구현과 저심도 탐사 정확도가 향상될 것으로 기대되고 있다. 또한, 정밀한 통합 지하정보 확보와 생성, 구축, 관리 자동화, 그리고 체계적인 국가 지하정보관리 기반이 마련될 것으로 예상되고 있다.
이러한 지하정보 정확도 향상 기술은 정밀 지하시설물과 지반정보 탐사·정보 구축을 위한 소프트웨어 개발 기술을 기반으로 하고 있다. 또한, 지하정보 탐사현장에서 실제 지형(DEM)을 기반으로 한 정밀 3차원 지하정보 위치정보 획득과 인공지능(AI) 기술을 활용한 지하시설물, 지층 탐사정보를 자동탐지하고 구축을 지원할 수 있는 기술이다.
지하정보 정밀탐사 시스템 개발이 포함된 지하정보 정확도 향상 기술 개발은 세 가지 단계로 구분돼 진행됐으며, 1단계(2020년)에서는 지하정보 정확도 향상을 위한 프로토타입 기술을 개발했다. 이를 기반으로 2단계(2021년)에서는 실내 테스트베드와 실제 현장 지하탐사 데이터를 이용한 AI 트레이닝 등 지하정보 정확도 향상 SW 기술 개발과 함께 테스트베드 환경을 구축했다.
현재는 3단계 연구가 진행되고 있으며, 지하정보 탐사/통합지도 활용 시스템의 현장 실증과 테스트베드 검증을 수행하고 있다.
지하공간통합지도의 정확도 향상을 위한 연구는 주관연구기관인 한국건설기술연구원을 비롯해 한국지질자원연구원, ㈜베이시스소프트 등이 연구에 참여하고 있으며, 베이시스소프트의 경우 복합데이터 기반 3차원 지하정보 구축과 분석기술 개발을 담당하고 있다. 한국건설기술연구원은 시추공 정보에 포함되는 지반공학적인 측면을 활용하고, 이와 동시에 소프트웨어를 개발할 수 있는 연구 기관을 구성하고 있었기 때문에 이에 부합된 베이시스소프트는 역량 발전의 좋은 기회라고 판단돼 참여하게 된 것이다.
베이시스소프트 안준상 대표이사는 “이번 연구를 통해 지반정보 구축·분석기술의 국산화와 고도화할 수 있고, 위치정보GPR, 지하공간통합지도 데이터가 복합적으로 적용된 정밀 탐사 기술을 확보할 수 있게 됐다”며 “또한 지하공간통합지도 데이터별 품질관리를 통해 신뢰도를 확보하는 한편, 14종 주제도 정확도 향상으로 지하공간통합지도의 연계 활용성 또한 증대될 것으로 예상되고 있다”고 말했다.
그는 이어 “신뢰도 확보를 통한 지하정보를 활용함으로 사회적 비용을 절감할 수 있고, 국내 지하 탐사 기술 확보를 통해 해외 솔루션 도입뿐만 아니라 유지관리 비용까지 절감할 수 있다는 것이 장점”이라며 “특히, 선진국과의 기술 격차를 좁혀 기업의 중복 투자 방지와 다양한 사회적 비용을 절감하는 등 경제적 효과를 기대할 수 있다”고 덧붙였다.
지하정보 정확도 향상 기술은 기술적 경제적 효과뿐만 아니라 정확도가 향상된 지하공간 데이터 서비스가 가능하다는 점과 지하안전영향평가 관련 민간기업과 건설 유관 기관의 정밀화 데이터 활용이 가능하다는 점에서 사회적 기대효과도 높을 것으로 예측되고 있다.
또한, 3차원 지반정보를 통한 재난·재해예측과 대응체계 구축에도 활용될 수 있고, 도로정비, 교량 점검 등 설비 안전 진단 분야로의 확대 적용이 가능하며, 다양한 분야의 3차원 지하공간 데이터 활용 모델을 제시함으로써 신규 시장을 창출에 기여할 것을 기대를 모으고 있다.
2023년까지 진행될 이번 연구에서 연구단 전체 구성원이 현재 성실하게 수행한 결과, 많은 인사이트(Insight)를 발굴해 냈다. 이를 바탕으로 향후 국가연구과제 수행과 국내기술로 제작된 소프트웨어의 개발, 판매의 활로를 찾기 위한 노력도 지속적으로 이어나갈 예정이다.
