AEC 산업을 위한 공간정보의 획득과 활용

AEC 산업에서 BIM(건물 정보 모델링)과 디지털화는 설계, 시공, 유지관리에 이르기까지 혁명적인 영향을 줄 것으로 전망되고 있다. 3D 레이저 스캐닝 기술은 변화의 중심에 서 있으며, 레이저 스캐닝을 통해 얻을 수 있는 포인트 클라우드(point cloud, 점군) 데이터는 더욱 다양한 방면에서 대중화될 것이다. 이 글에서는 전체 BIM 프로세스를 아우르기 위한 현장 As-Built의 중요성과 함께, AEC 산업에서 발생할 수 있고 또 적용 가능한 포인트 클라우드 애플리케이션을 살펴본다. 

■ 최영구
이메일 | yk.choi@leica-geosystems.com
홈페이지 | https://leica-geosystems.com
라이카 지오시스템즈 코리아의 대표이사이다. 동부건설에서 주로 교량 분야 건설 사업을 담당했으며 특히 내부순환도로, 경부고속철도 사업 등에 참여했다. 2016년 미국 독일 등 세계 20여개국 약 100개의 주한글로벌기업 대표자로 구성된 주한글로벌기업 대표자협회의 제2대 회장을 역임했다.

1. 공간 정보를 얻기 위한 기술의 발전
공간정보를 획득하는 장비는 지난 수십년간 눈부시게 발전해 왔다.
측량장비는 기본적으로 광학 기술과 정밀 기계 기술, 거리를 읽는 레이저 기술 그리고 전자장비와 알고리즘의 결합이라고 할 수 있다. 광학 렌즈를 통해 시준하고 눈금판 지표를 읽어 수평 수직 각도를 얻는 트랜싯은 기계점으로부터 대상물의 위치를 측정하는 가장 기초적인 장비였다. 여기에 기계점과 대상 측정점의 거리값을 알면 극좌표 계산을 통해 상대적인 평면좌표로 변환할 수 있었다. 광학적 확대장치를 통해 보다 정밀하게 각도를 읽을 수 있게 한 것이 데오도라이트(Theodolite)이며, 이로써 각정밀도 측면에서 많은 진전이 이루어졌다.

그림 1. Leitz 측량 트랜싯

그림 2. Wild T2 데오도라이트

그러나 여전히 극좌표 계산의 한 요소인 거리는 줄자 등을 통한 재래식 방법으로 측정할 수밖에 없었는데, 이를 극복하기 위해 개발된 것이 광파거리측정기이다. 광파거리 측정기는 빛의 강도를 변조한 다음 목표점에 설치한 반사거울(프리즘)을 향하여 발사한 뒤 다시 출발점으로 되돌아오기까지 변조위상의 지체를 계산하여 거리를 구하는 장비이다. 초기의 광파거리 측정기는 데오도라이트 위에 장착하여 사용되었으며, 데오도라이트 눈금판을 통해 수평, 수직각을 읽고 광파거리 측정기를 가동하여 거리를 구한 다음 야장에 기입하고, 이를 계산기를 통해 평면좌표로 변환하였다.
전자장비의 눈부신 발전에 따라 측량기는 또 한 번의 혁신을 이루게 되는데, 바로 각측정과 거리 측정을 통합시킨 장비인 ‘토탈스테이션’이 그것이다. 대상 측정점을 시준하고 버튼을 한 번만 누르면 각과 거리를 동시에 측정할 수 있게 되었으며, 따로 야장에 기입하지 않아도 내장 컴퓨터에서 평면 좌표를 계산해 저장할 수 있게 되었다. 측량에 대한 기본 개념이 없어도 장비 조작법만 습득하면 누구나 측량할 수 있는 시대가 된 것이다.
이에 더하여 레이저 거리측정기술을 탑재해 반사거울(프리즘) 없이 무타깃으로 측정할 수 있는 기술이 현재는 보편적으로 사용되고 있다. 다른 한편으로는 자동형 장비 및 통신이 가능한 장비의 개발이 진행되어 측량기에 모터를 달아 원하는 좌표를 자동으로 움직여 시준하거나, 원격으로 장비를 제어하거나 측정 데이터를 통신 모듈을 통해 사무실과 현장 간에 공유하는 다양한 기능들이 계속 탑재되고 있다. 

그림 3. 라이카 토탈스테이션