[공학저널 전찬민 기자] 최근 드론을 이용한 기술이 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 건축물의 디지털 안전 정보 구축과 안전 점검 분야에서 주목할 만한 발전을 보이고 있다.

기존 인공위성이나 항공기를 통한 촬영은 촬영 고도로 인한 저해상도 문제와 건물의 엣지 추출이 어려운 문제를 가지고 있었다. 이에 반해, 드론을 이용한 영상 취득은 고해상도의 고정밀 영상을 제공할 수 있다는 것이 장점이다.

이러한 장점을 가진 드론을 활용해 취득한 고해상도, 고정밀 3D 모델 데이터는 건축물 관리뿐만 아니라 시설물 관리와 시민 안전 관리 분야에도 폭넓게 활용되고 있다. 또한, 도시 규모의 건축물 관리 솔루션을 제공함으로써 보다 효율적이고 정확한 관리가 가능하게 하며, 도시 계획과 발전에 중요한 역할을 하고 있다.

또한, 현실과 가상을 연결하는 디지털 트윈과 메타버스에 대한 관심이 높아짐에 따라, 가상공간 구축을 위한 3D 공간정보의 중요성이 더욱 증대되고 있다. 하지만, 구축 과정에 수작업이 포함돼 시간과 비용이 많이 소요된다는 것이 기존의 주된 한계점으로 지적돼 왔다.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근 고정익 드론 기반의 혁신적인 ‘3D-Model 서비스’가 등장하며 이 기술을 개발한 기업이 드론분야와 3D 공간정보분야에서 주목을 받고 있다. 그 주인공이 바로 3D 모델 데이터 전문기업 시스테크㈜다.

시스테크가 개발한 3D-Model 서비스는 4대 이상의 고정익 드론을 동시에 운영하고, 5개 렌즈가 장착된 5Axis 카메라를 이용해 하루 최대 50㎢ 면적의 3D 모델링 촬영이 가능하다는 것이 가장 큰 장점이다. 이와 더불어 데이터 전처리와 자동화 과정을 통해 2~3cm급 고해상도의 3D 모델을 신속하게 제작할 수도 있다.

특히, 대전시에서는 이 기술을 활용해 디지털 트윈 기반의 소방 안전 도시 구축사업에 참여해 유성구와 서구 전 지역(200㎢)을 단 5일간 촬영하고, 26대의 네트워크 장비를 운영해 20일간의 3D 프로세싱을 통해 3D 모델 데이터가 제작됐다. 이 과정에서 대전정부청사, 자운대, 국가연구기관 등 보안 시설이 많은 지역에서도 적법한 항공 촬영 승인을 통해 데이터가 구축됐으며, 2022년에는 용산 국방부 청사의 데이터 구축도 성공적으로 수행됐다.

이러한 도시규모(30㎢)의 2~3cm급 광대역 3D 모델은 기존 방식에 비해 시간과 비용 면에서 현저한 이점을 제공하고, 지역 내 변화된 건축물을 개별적으로 데이터화하고 업로드하는 기존의 방식과 달리, 더욱 효율적이고 경제적인 방법을 제시할 수 있다. 또한, 3D 모델에는 건물대장정보와 수치지도, 지적도, 도로정밀지도가 데이터가 융합돼 건물 객체별 원하는 정보 확인도 가능하다.

이처럼 3D-Model 서비스는 다양한 분야에서 활용이 가능하다는 점에서 몇 가지 특징을 보이고 있다. 대표적인 특징을 살펴보면, 가장 먼저 시계열 3D 모델 데이터 비교를 통한 변화탐지를 들 수 있다.

시계열간 구축된 동일 지역의 두 개의 3D 모델 데이터를 서로 매칭하고 AI 기술을 활용해 변화된 객체를 자동으로 식별하고 표시하는 방식은 정확한 정보 제공에 매우 효과적이다. 이 기술을 통해 식별된 객체에 대한 상세 정보를 쉽게 얻을 수 있으며, 필요한 정보의 취득 시간을 단축할 수 있다. 이는 공간 분석과 관리에 있어 시간과 자원을 절약하며, 더욱 효율적인 의사결정을 가능하게 한다.

이러한 AI 기반의 분석 방법은 도시 계획, 건축, 그리고 지리 정보 시스템 분야에서 혁신적인 발전을 가져올 것으로 예상되고 있다. 무엇보다 시스테크의 3D-Model 서비스는 건물을 제거하거나 복사해 붙이는 기능도 제공하며 이 기능을 통해 사용자는 가상 환경에서 건물의 위치나 구조를 조정할 수 있다는 것이 차별화된 장점이라고 볼 수 있다.

두 번째 특징은 3D 모델 데이터에 다양한 포맷의 데이터 융합이 가능하다는 점이다.

3D 모델 위에 IFC, FBX 포맷의 BIM 데이터, Pointcloud 데이터, 3DML, 3D Tiles, OSBG, OBJ 데이터를 가져와서 토목, 건축 분야에 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 이렇게 다양한 데이터 포맷을 통합함으로써, BIM 데이터 내의 각 객체들을 구분해 표현할 수 있으며, 종단면과 횡단면도를 포함한 상세한 시각적 정보를 제공하게 된다.

이러한 기능은 프로젝트의 효율성을 높이고, 설계와 구축 과정에서의 정확도를 개선하는 데 도움을 주는 역할을 하게 된다. 또한, 다양한 데이터 소스의 통합은 건축가, 엔지니어, 그리고 플래너들에게 보다 포괄적이고 상세한 시각적 자료를 제공해 보다 정교한 의사결정을 가능하게 한다.

세 번째 특징은 3D 모델 데이터에서 조감도용 고해상도 출력이 가능하다는 것으로, 건축물 심의를 위한 조망권과 가시권 분석에 있어 실감형 뷰와 고해상도 조감도 이미지의 제작을 통해 건축가와 도시 계획가들에게 원하는 방향에서 촬영한 선명하고 정확한 이미지를 제공할 수 있다. 이를 통해 건축물의 조망권과 가시권을 보다 효과적으로 평가할 수 있는 기회를 제공한다.

특히, 주목할 점은 제공되는 조감도 이미지들이 30,000 X 30,000 픽셀의 놀라운 해상도를 자랑하며, 3미터 와이드 프린트에서도 깨짐 없이 선명한 출력을 보장한다는 것이다. 이러한 고해상도 이미지는 건축물 심의 과정에서 더욱 상세하고 정확한 분석을 가능케 한다.

시스테크 박성진 대표이사(사진)는 “3D 모델 데이터의 활용은 다양한 분야에서의 적용 가능성을 보여주고 있으며, 대표적으로 현재 소방대원의 현장 사전 답사와 화재 상황에 대한 사전 시뮬레이션에 큰 변화를 가져오고 있다”며 “이 기술을 활용하면 지역 랜드마크 건물의 화재 진압 시나리오를 미리 계획할 수 있으며, 고가사다리차량의 제원에 맞춘 차량 주차와 장비 배치를 사전에 확인할 수 있어 신속한 대응이 가능해진다”고 말했다.

그는 이어 “또한, 화재 상황이 접수되면 소방차량의 출동 경로와 위치를 실시간으로 표시하고, 중요 교차로의 CCTV와 연계해 교차로와 도로의 차량 흐름을 파악할 수 있으며, 현장에 대한 실시간 중계 영상을 3D 모델 위에 투영, 소방 지휘관들이 현장 상황을 보다 정확하게 파악하고 효과적으로 지휘할 수 있을 것”이라며 “이러한 3D 모델 데이터의 소방분야의 활용은 소방 작전의 효율성과 정확성을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 소방대원의 안전과 시민의 안전을 보장하는 데 크게 기여하고 있다”고 덧붙였다.

뿐만 아니라 3D-Model 서비스는 소하천 침수 시뮬레이션부터 재난 안전 관제 서비스에 이르기까지 폭넓게 활용될 수 있으며, VIP 경호서비스, 대테러 작전, 그리고 국방 관련 전장 시뮬레이션 시스템에도 이용되고 있다. 특히, 실시간 CCTV와 연계한 재난 안전 관제 서비스는 신속한 대응과 정확한 상황 분석에 크게 기여하고 있다.

이처럼 다양한 활용 사례는 3D-Model 서비스가 단순한 시각화 도구를 넘어, 복잡한 재난 상황이나 보안 요구에 대응하는 강력한 솔루션으로 자리 잡고 있음을 보여주고 있다. 이 기술은 재난 대응의 효율성을 높이고, 보다 안전하고 체계적인 보안 계획 수립에 중요한 역할을 하고 있으며, 이러한 다각적인 활용은 앞으로도 지속 발전해 더욱 다양한 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대되고 있다.

이러한 시스테크의 3D-Model 서비스는 국내에서 이미 검증을 마쳤으며, 2023 국토부 항공안전기술원주관 해외 드론로드쇼에 참가기업으로 선정돼 콜롬비아, 사우디아라비아, 라스베거스 UAM EXPO, 체코공화국 등에서 드론기업, 정부기관과 전시, 세미나를 통해 기술력을 널리 알리고 있다.

특히, 사우디아라비아 NAUSS와 KAUST와는 도시규모 3D 모델을 활용을 위한 POC를 추진 중이이며, 인도 M사와도 드론공장 설립과 인도 공간정보 국사업 확장을 위한 MOU를 체결해 POC를 추진 중이다. 또한, 캐나다 A사와는 도시규모 3D 모델 기반 소방관제서비스 사업을 위한 POC를 준비 중이다.

박 대표는 “드론기반 고정밀 3D-Model 서비스를 한국을 넘어 해외 민간과 국방분야 서비스에 적용하도록 사업을 확장해 나가고 있다”며 “멀지 않은 시기에 Google에도 활용 가능한 고정밀 드론맵 서비스를 적용하도록 Google Maps와도 POC를 추진하겠다”고 포부를 밝혔다.