디지털트윈, 스마트시티, 메타버스

디지털 트윈, 스마트시티, 메타버스
신상희(shshin@gaia3d.com)
가이아쓰리디㈜
2022년 4월 4일

디지털 트윈의 단계(Digital Twin Levels)
<Source: https://www.pbctoday.co.uk/news/bim-news/digital-twin-4-0/64519/>
Digital Twin
A realistic digital representation of assets, processes or systems in the built or
natural environment. The complexity of that representation, and degree of
connectedness, varies depending on maturity.
디지털 트윈

디지털 트윈(Digital Twins)
3
<Source: https://www.youtube.com/watch?v=iVS-AuSjpOQ>

디지털 트윈(Digital Twins): 가트너의 2018, 2019년 주목해야 할 10대 기술
<Source: https://gartner.com/SmarterWithGartner> 4

디지털 트윈(Digital Twins)의 정의
디지털 트윈(Digital Twins)
“컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을
컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 결과를 미리 예측하는 기술”
5
<Source: https://ko.wikipedia.org/wiki/디지털_트윈>

디지털 트윈(Digital Twins)의 정의
6
<Source: Liu, Mengnan, Shuiliang Fang, Huiyue Dong, and Cunzhi Xu. “Review of digital twin about concepts, technologies, and industrial applications”. Journal of Manufacturing Systems(2020)>
• Integrated simulation
• Fidelity modeling
• Realistic model
• Virtual substitutes
• Digital copy/Virtual replica/Cyber copy/Dynamic replica
• Digital representation/Dynamic representation
• Updated virtual instance
• Real-time data
• Dynamic, bidirectional
• Living model
• Real-time control and optimization

7
디지털 트윈(Digital Twins)의 기원 – 개념 제시
“Mirror Worlds are high-tech voodoo dolls: by interacting
with the images, you interact with reality. Indeed, Mirror
Worlds will revolutionize the use of computers,
transforming them from (mere) handy tools to crystal balls
which will allow us to see the world more vividly and see
into it more deeply.”

8
디지털 트윈(Digital Twins) 개념 정립
“…This was the time when the first profits appeared, and several
modifications were made on the construction project based upon the
results of the geometrical building of its digital twin. This
modifications were again carried to the digital version, then
checked and so on…”
<Source: 김대종. 2021년 12월. 국토연구원. 디지털트윈의 개념과 활용사례 및 정책방향. 발표자료 일부 수정>

9
디지털 트윈(Digital Twins) 발달 과정
<Source: 김대종. 2022년 2월. 인간정주의 종착역, 디지털트윈 기반 메타버스>

10
디지털 트윈(Digital Twins)의 대중적 확산
Concept: Digital Informational Construct
Vision: Create, Test, Build
➔ An Early Digital Twin by Concept by Grieves(2002) and Vickers(2010)
<Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_twin>

11
디지털 트윈(Digital Twins)의 유형
Types
of
Digital
Twin DTP
(Digital Twin Prototype)
DTI
(Digital Twin Instance)
DTA
(Digital Twin Aggregate)
물리적 실체 전에 존재
현실 세계의 실제 상황 정보
DTI를 축적하여 예측, 분석 등에 활용

12
디지털 트윈(Digital Twins) 운용 개념
데이터
이벤트
시스템 분석
예측
제어/최적화
고장/예지진단
제공 서비스
디지털 트윈 운용 개념도
What-if 질문들
운용자
의사결정자
질문에 대한 답
필요 시 조치/자동화
디지털 트윈(DT)
( 컴퓨터 시뮬레이션 모델 )
실 체계
(Physical Twin)
연
동
✓ 정의: 물리적 자산, 프로세스 및 시스템에 대한 디지털 복제본[Wiki 사전]
→ 대상 물체의 구성 요소 및 동작 특성을 표현하는 살아있는 디지털 시뮬레이션 모델
✓ 운용 개념: 모델(DT)의 수명주기가 실 체계와 연동되어 함께 살아 감
• 실 체계와 연동하여 학습/진화를 통하여 일관성 유지 및 동질성 유지
• 실 체계 Life cycle과 동기화 -> 설계 – 구현 – 검증 – 운용 유지보수
<Source : 김탁곤, 2019>

13
디지털 트윈(Digital Twins) 운용 개념 – CDDB(Centre for Digital Built Britain)
<Source : Mark Enzer. 2021년 ICGIS 발표 자료>

14
디지털 트윈(Digital Twins) 운용 개념 – Experimental Digital Twin
<Source : Schluse & Rossmann(2016). From simulation to experimental digital twins. IEEE IntSymp Syst Eng Fig. 1. p. 1723>

15
디지털 트윈(Digital Twins) 운용 개념 – Deloitte
<Source : Parrott, Aaron, and Lane Warshaw(2017). "Industry 4.0 and the digital twin." In Deloitte University Press, pp. 1-17>

16
디지털 트윈(Digital Twins) 운용 개념 – Digital Twin Space
<Source : 사공호상 외. 2017. 지능정보사회에 대응한 차세대 국가공간정보전략 연구. 국토연구원>

17
디지털 트윈(Digital Twins)의 공통 요소
가상 세계에
현실 세계
모사
가상 세계에서
분석, 최적화,
시뮬레이션
수행
가상 세계
실험 결과의
현실 세계
반영
1
2
3

디지털 트윈 충실도(Fidelity) 모형
18
디지털 트윈
충실도
디지털 트윈 모델로 표현된 가상 객체가 원래의 물리적 객체와 얼마나
잘 부합하는가?
특성화 충실도
시각화 충실도
가상 객체가 얼마나 정교하게 물리적 객체의 행위 동작에
부합하는지가 기준
디지털 트윈이 물리적 객체와 얼마나 비슷하게 보이는지가
기준
<Source: 김용운 외. 2021. 디지털 트윈의 꿈(한글 요약). ETRI>

디지털 트윈 성숙도(Maturity Level) 모형
19
<Source: https://blog.lgcns.com/1864 >
성숙도 모형: 디지털 트윈의 실현 수준이 어느 정도인지 이해하기 위한 평가 도구
기술 단계 정의 설명
5단계
자율 디지털 트윈
(Autonomous)
개별 및 복합 디지털 트윈에서 자율적으
로 문제점을 인지하고 해결하여 물리대
상 최적화
4단계
연합 디지털 트윈
(Federated)
최적화된 개별 물리대상들이 상호 연계
된 복합 디지털 트윈
재구성 및 물리대상 상호운영 최적화
3단계
모의 디지털 트윈
(Modelling &
Simulation)
디지털 트윈 모의결과를 적용한 물리대
상 최적화
2단계
관제 디지털 트윈
(Monitoring)
디지털 트윈 기반 물리대상 모니터링 및
관계분석을 통한 제어
1단계
모사 디지털 트윈
(Mirroring)
물리대상을 디지털 트윈으로 복제
<Source: 정보통신기획평가원, 디지털 트윈의 기술적 정의와 세부적 발전 5단계(level) 모델>

디지털 트윈 성숙도(Maturity Level) 모형
20
Element Defining principle Outline usage
0 Reality capture As-built survey
1 2D map/system or 3D model
Design/asset optimization and
coordination
2
Static data, metadata and BIM
Stage 2
4D/5D simulation
3 Real-time data Operational efficiency
4
Two-way data integration and
interaction
Remote and immersive operations
5
Autonomous operations and
maintenance
Self-governance, oversight and
transparency
<Source: https://theiet.org/digital-twins>

21
디지털 트윈(Digital Twins) 활용 분야
<Source: AIDAN FULLER et al, Digital Twin: Enabling Technologies,
Challenges and Open Research>
✓ 디지털 트윈 4대 활용 분야(Wikipedia)
- Manufacturing industry
- Urban planning and the construction(built environment) industry
- Healthcare industry
- Automotive industry

22
디지털 트윈(Digital Twins) 활용 분야 – 제조업
<Source: Zheng, Y., Yang, S. & Cheng, H. An application framework of digital twin and its case study. J Ambient Intell Human Comput 10, 1141–1153 (2019).>

23
디지털 트윈(Digital Twins) 활용 분야 – 제조업 활용 연구
<Source: Liu, Mengnan, Shuiliang Fang, Huiyue Dong, and Cunzhi Xu. “Review of digital twin about concepts, technologies, and industrial applications”. Journal of Manufacturing Systems (2020).>

24
디지털 트윈(Digital Twins) 활용 분야 – 도시분야
<Source: Shirowzhan S, Tan W, and Sepasgozar SME. 2020. "Digital Twin and CyberGIS for Improving Connectivity and
Measuring the Impact of Infrastructure Construction Planning in Smart Cities." 240>

디지털 트윈의 기대 효과
25
리스크 식별을 통한 가용성 증대
생산성 향상 및 비용 절감
공정 효율화
지식 공유를 통한 다자간 의사결정
원격 교육 및 지원
실시간 모니터링과 사전 대응
1
2
3
4
5
6

디지털 트윈 – 기회와 위험 요소
26
기회 위험요소
• 건축 및 운영 비용 감소 • 사이버 보안 문제
• 보다 효율적인 각종 설계 • 과대 홍보와 과도한 기대
• 장단기 효율성 및 생산성
향상
• 시스템의 복잡도에 따라
증가하는 디지털 트윈 구
축과 관리 비용
• 각종 자산 상태에 대한 더
나은 이해
• 미흡한 표준화와 산업계
협력
• 가상공간에서 시뮬레이션
혹은 리허설을 해 봄으로
써 사전 위험 요소 파악 및
갈등 비용 저감
• 부족한 인력
• 협력 증진 • 공통 용어와 지식의 부재
<Source: IET, Digital twins for the built environment>

디지털 트윈 시장(세계) – 2025년까지 10배 성장 예상
27
<Source: Managing change and culture to enable the shift towards smart built environment,
Jakub Wachocki>
<Source: 정보통신기획평가원. 2019년 12월. “디지털 전환의 핵심, 디지털 트윈 – 제조와
도시를 중심으로”>

디지털 트윈 시장(세계) –도시 관리 분야 시장 규모 추정
28
(단위 억 달러)
시장 조사 기관 분야 2018년 2019년 2020년 2021년 2022년 2023년 2024년 2025년 2026년 연평균 성장률
Grand View
Research
전체 38.0 50.3 66.5 88.1 116.5 154.2 204.0 270.0 357.3
32%
도시관리/공간정보 7.2 9.6 12.6 16.7 22.1 29.3 38.8 51.3 67.9
Zion Market
Research
전체 32.0 43.9 60.1 82.4 113.0 154.9 212.3 291.0 398.9
37%
도시관리/공간정보 6.1 8.3 11.4 15.7 21.5 29.4 40.3 55.3 75.8
평균
전체 35.0 47.1 63.3 85.2 114.8 154.5 208.2 280.5 378.1
35%
도시관리/공간정보 6.7 8.9 12.0 16.2 21.8 29.4 39.6 53.3 71.8
▪ 에이단 풀러(Aidan Fuller) 등에 따르면 디지털 트윈 관련 논문 중 66%가 제조업, 19%가 도시관리/공간정보, 그
리고 나머지 15%가 보건의료 분야를 다루고 있음
▪ 전 세계 디지털 트윈 시장 중 대략 19% 가량을 도시관리/공간정보 분야의 디지털 트윈으로 추정

디지털 트윈 시장(한국) –디지털 트윈 시장 전체와 도시관리/공간정보 분야 추정
29
(단위 백만 달러)
시장 조사 기관 분야 2018년 2019년 2020년 2021년 2022년 2023년 2024년 2025년 2026년 연평균 성장률
Infoholic Research
전체 279.5 293.7 388.6 390.4 516.6 594.3 800.5 1,078.3 1,452.6
16%
도시관리/공간정보 53.1 55.8 73.8 74.2 98.2 112.9 152.1 204.9 276.0
<Source: 정보통신기획평가원. 2019년 12월. “디지털 전환의 핵심, 디지털
트윈 – 제조와 도시를 중심으로”>

디지털 트윈(Digital Twins)? - SimCity
30

디지털 트윈(Digital Twins)?– Minecraft
31
<Source: https://www.youtube.com/watch?v=LoNDwLSTOI0>

디지털 트윈은
새로운 개념인가?

보이지 않는 것의 상상
33
인지 혁명: 존재하지 않는 것에 대한 정보를 전달하는 능력.
허구의 대상을 상상하고 이야기할 수 있는 언어를 사용한 것

아날로그 트윈(Analog Twin) – 라스코 동굴 벽화(Grotte de Lascaux)
34
▪ 프랑스 도르도뉴 지방
▪ 석기 시대 작품 : B.C.E. 15,000 ~ 17,000
▪ 사냥을 위한 지형 지물, 자연 환경 및 동물을 기록한 것으로 추정

아날로그 트윈(Analog Twin) 1단계 – 위치와 객체의 인식
35

아날로그 트윈(Analog Twin) 2단계 – 현상과 정보의 전달
36

1958년 밀 생산 목표:
헥타르 당
4.2t -> 37.5t
중국 전역에서 쌀, 밀, 땅
콩 수확 신기록 경신
모택동:
“인민들은 하루에 밥을
다섯 끼 먹으라!”
중국 공산당:
“농산물을 수출하여 공
업장비와 기술을 수입
하자!＂
결과:
1958년에서 1962년
동안 3,500만~5,000
만 명 굶주림으로 사망
37
아날로그 트윈(Analog Twin) 2단계 – 현실을 있는 그대로 안다는 것의 어려움!

38
아날로그 트윈(Analog Twin) 3단계 – 분석과 예측
정보의 축약과 추상화
“동치: 두 묘사 사이에 모든 관계를 보존하는 대응성이 있는 경우”
by Max Tegmark

39
그럼에도 디지털(!) 트윈인 것은?
<Source: https://cmte.ieee.org/futuredirections/2019/01/26/digital-transformation-flanking-bits-to-atoms/>

디지털 트윈은
만병통치약일까?

41
현실과 디지털 트윈의 동치 문제
<현실> <디지털 트윈>
1
1
N
N
1
N
1
N

42
복잡계(Chaos) 문제
질문: 자율주행 전기차는 도로의 교통량을 증가시킬까? 감소시킬까?

43
Level of Degree 문제
궁극의 디지털 트윈은
원자와 분자 수준까지
모델링 하는 것.
그런데, 가능한가?
가능하다면 의미가 있는가?

서로 다른 언어
44
ត ើអ្នកកំពុងនិយាយអ្វី?
మీరు దేని గురించి
మాట్ల
ా డుతున్నారు?
• 디지털 트윈 관련한 표준의 부족
• 각 산업 분야 정보 통합의 어려움
• 각 분야별 기술 발전 수준의 차이
• 기대 수준의 차이
• 자신의 분야에 대한 자부심
A Domain B Domain
➔ 시스템 통합이 아닌 System of Systems나 Federated Systems을 지향

디지털 트윈의
도시관리로 확장

현실 세계와 닮아가는 데이터 세계
46
As it was (abstracted) :: past As it is :: real time
https://www.geo.university https://smap.seoul.go.kr
Virtual Singapore, Virtual Seoul…
정보기술발달(디지털화)
동기화되어가는(동치화)

현실 세계의 지도화
47
•
•
•
GCP
Place names
Land use
Framework
data
Greenbelt
Urban plan
Land price
Forest type
Othophoto
3D
Under. facilities
Thematic
map
DEM
Floating pop.
Credit card
SNS
Geo-bigdata

도시관리로 확장하는 디지털 트윈
48

사이버물리시스템과 스마트시티
49

사이버물리시스템과 스마트시티
50

<Source: https://www.smartcitiesworld.net/special-reports/special-reports/the-rise-of-digital-twins-in-smart-cities>
51
도시관리로 확장하는 디지털 트윈

디지털 트윈 기반 스마트시티 구축 사업
<Source: 2019년 스마트시티 시범도시(세종, 부산) 디지털트윈 마스터플랜 수립 및 시범시스템 구축용역 제안요청서, LX공사> 52

디지털 트윈 기반 스마트시티 구축 사업
53
<Source: https://news.v.daum.net/v/20200927103429370>

디지털 트윈 기반 스마트시티 인프라스트럭쳐
<Source: KAIST, 여화수> 54

국가 디지털 트윈
추진 동향 및 방향

UK National Digital Twin Programme
56
<Source: https://www.youtube.com/watch?v=ChCNcLY6tKA>

공간규모별 디지털 트윈 – UK National Digital Twin Programme
Building Locale Neighborhood City Region Nation
<Source: https://www.cdbb.cam.ac.uk/national-digital-twin-programme, and Jeremy Morley> 57

영국 국가 디지털 트윈 구축 원칙 – 쌍둥이 원칙(Gemini Principles)
<Source: The approach to delivering a National Digital Twin for the United Kingdom> 58
공익성
분명한 공공의 이익을
제공하는데 기여
가치 창출
실질적 가치창출 및
성과 개선
통찰력
의사결정에 기여하는
통찰력 제공
보안성
자체 보안 강화
개방성
최대한 많은 사용자에게
개방
품질
향상된 품질의 데이터
제공
연합
다양한 데이터, 시스템과
연결가능한 표준 준수
선별
명확한 소유권, 규제 및
거버넌스
진화
기술과 사회 발전에 따라
변형, 확장 가능
목적성
분명한 목적을
가져야 함
신뢰성
신뢰할 수 있어야
함
기능성
효과적으로
기능해야 함

영국 국가 디지털 트윈 체계
<Source: Qiuchen Lu etc.(2020) Developing a Digital Twin at Building and City Levels: Case Study of West Cambridge Campus. Fig. 1.> 59

영국 국가 디지털 트윈 생태계
<Source: Kirsten Lamb. 2019. Principle-based digital twins: a scoping review. Center for Digital Built Britain. pp.7-9> 60
1. 개별 디지털 트윈 2. 개별 디지털 트윈 연결
3. 연결된 디지털 트윈의 생태계 4. National Digital Twin

스웨덴 디지털 트윈 시티 센터
<Source: https://dtcc.chalmers.se/>
61

한국 국가 디지털 트윈 구축을 위한 개념 모형
<Source: 김대종, 2021. 1. 20, 국토연구원 디지털트윈연구센터 개소기념 특강시리즈 발표자료 일부수정> 62
෍
𝑛=1
𝑛
𝐵𝐼𝑀(𝑥, 𝑦, 𝑧)
NGI 3D 기타
Standardized
Simplified
Connected
Visualization
Simulation
Pattern
detection
기획 설계 시공
운영
관리
Digital Elevation Model
디지털 SOC
국토지리정보원(NGI)
3D (LoD 1/2)
‘3차원 국토공간정보구축작업규정’
BIM
3D (LoD 3/4)
‘건설산업BIM 기본지침’
SOC 디지털화
정밀도로지도, 지하구조물(15종)
3D 통합지도, 지하공동구(150km)
계측기 설치, 항만 디지털플랫폼(29
개항) 구축
Top-down
Bottom-up

한국 국가 디지털 트윈 생태계
<Source: 김대종, 2021. 1. 20, 국토연구원 디지털트윈연구센터 개소기념 특강시리즈 발표자료 일부수정> 63
건축행정시스템 세움터(eAIS)
건설사업정보시스템(CALS)
෍
𝑛=1
𝑛
NGII 3D 기타
Digital Elevation Model
디지털 SOC
건축/건설
SOC 디지털화
Simplified
Simplified
설계
시공
운영
분산형 디지털트윈(원본) 활용플랫폼? Or 저작도구 플랫폼?
Update
Top-down
Bottom-up

새로운 국가 공간정보 정책 방향(안)
<Source: 김대종, 2021. 12. 디지털트윈의 개념과 활용사례 및 정책방향> 64
쌍둥이
원칙
국가디지털트윈기반(NDTI)
National Digital Twin Infrastructure
국가공간정보기반(NSDI)
National Spatial Data Infrastructure
신뢰
기능
목적
https://www.cdbb.cam.ac.uk/

우리나라의 디지털 트윈 기본 원칙(안)
<Source: 성혜정 외(2021), 디지털 트윈국토의 가치와 추진 원칙 연구> 65

디지털 트윈국토의 발전 단계
<Source: 성혜정 외(2021), 디지털 트윈국토의 가치와 추진 원칙 연구. p.57> 66
발전단계 정의 설명
1. 복제
현실 캡쳐 및 2D/3D
모델 생성
현실 객체의 물리적 특성을 실감형 디지털 객체로 모사
디지털 트윈국토 데이터 기반 조성
실감형 모델 확보
2. 연결
현실 객체와의 연결
(예: IoT, 센서)
네트워크를 통해 현실객체와 디지털객체가 연결되고
모니터링이 가능
3. 통합 및
최적화
데이터 통합과
시뮬레이션/최적화
연계할 타 분야/기관/기기 들의 데이터를 통합하고
분석모델 및 시뮬레이션 모델들을 활용하여 사용자가
원하는 예측/최적화
4. 양방향 통합
현실객체와 가상객체 간
양방향 데이터 통합과
상호작용
현실 상태 제어(디지털에서 물리적 제어)
5. 상호연계
상호 연계된 디지털
트윈국토 체계
디지털 트윈 간 연계/최적화
6. 자율운영 자율 운영·
유지관리 초연결 융합플랫폼의 자율 운영 및 지능형 국토 완성

국가 디지털 트윈의 혜택
<Source: 성혜정 외(2021), 디지털 트윈국토의 가치와 추진 원칙 연구, p.38> 67

디지털 뉴딜과 디지털 트윈
<Source: digital.go.kr> 68
교육인프라
디지털 전환
SOC
디지털화
비대면
산업 육성
디지털
격차 해소
DNA생태계
강화

디지털 트윈 활성화 전략(2025 목표)
<Source: 관계부처 합동(2021. 9.6), 과학기술정보통신부 정보통신정책총괄과> 69

디지털 트윈 활성화 전략(2025 목표)
<Source: 관계부처 합동(2021. 9.6), 과학기술정보통신부 정보통신정책총괄과> 70

디지털 트윈
관련 기술 동향

72
변화의 추세
<Source: Steve Liang(2016)>

<Source: https://www.gov.uk/government/publications/unlocking-the-power-of-locationthe-uks-geospatial-strategy>
기술적 변화와 전망
73

<Source: https://www.gov.uk/government/publications/unlocking-the-power-of-locationthe-uks-geospatial-strategy>
74

<Source: Future Trends in geospatial information management: the five to ten year vision – Third Edition, August 2020>
75

“GIS community has been experiencing revolutionary changes
in the ways of collecting, processing, analyzing, and visualizing
spatiotemporal data, especially GIS data of large volume, high
speed, and huge varieties.”
<Source: https://gis.usc.edu/blog/predictions-for-the-gis-industry-opportunities-technologies-and-students/>
77

<Source: https://csengineermag.com/crucial-geospatial-technology-trends-in-future/>
1. Miniaturization of Sensors
2. Consistent Accessibility of EO Information
3. Geospatial AI or Geo.AI
4. BIM
5. Autonomous Vehicles
6. Mapping as a Service
7. Smart Cities
8. Drones
78

79
1. Virtual collaboration rooms and mixed reality
2. Deep into miniaturized sensors
3. BIM and GIS, the foundation for digital twin and metaverse
4. High-definition maps for autonomous driving
5. Drones, drones everywhere
6. From coastal and deep into the sea
7. Whirl around the coastal regions
8. Data democratization: big data needs big tools
9. AI and deep learning are living in the cloud
10.Lidar for everyone
<Source: https://lidarmag.com/2022/02/04/top-geospatial-trends-to-watch-in-2022/>

<Source: “Key Trends that Shapes Location Intelligence”, INSPIRE Workshop 2020, Gartner>

Current Future
Concept Object Information Context Awareness
Data Consumer Prosumer/DIY
User Person Things
Visualization Real World Digital Twin
Application Base Map Key Factor for Fusion
Driving Entity Public Sector Private Sector
Space Outdoor
Indoor + Outdoor
+Underground …
Update Cycle Static Dynamic
<Source: Sagong, Hosang(2016), ‘Policy Directions of Spatial Information for Hyper-connected Society’ modified>
81

82
<Source: Steve Liang(2016)>
Location is the first class
citizen for IoT!

83
공간의 크기
갱신주기
좁은 면적
1980
1990
2000
2010 ~
2020
넓은 면적
정적
동적
<Source: Sakong, Hosang(2016), Policy Directions of Spatial Information for Hyper-connected Society>

84
디지털 트윈 관련 기술
<Source: Liu etc. (2020), Fig 4, p.8>

Live(Real-Time)
Geospatial
AEC(CAD/BIM)
+
3D Geospatial
Expansion of
Geospatial Coverage
(Indoor, Underground, Space,
Seafloor…)
Analytics, Simulation,
&
Visualization
Digital
Twin
85

(준)실시간 공간정보
Live(Real Time) Geospatial

센서, 센서, 그리고 센서
87
감각 기관
기억
지능
IoT(Internet of Things)
Big Data
A. I.
Smartizen(10Bn) Smart Devices(100Bn) Smart Sensor(100Tn)
<Source: 이상훈(2016), ‘ICT 기술 파도와 4차 산업혁명’을 수정, 재편집>

센서의 종류
88
• Temperature
• Humidity
• Ultrasonic
• Acceleration
• Infrared
• Biosensor
• Image
• Geosensor
• RFID, Telematics, CCTV <Source: https://wyldnetworks.com/staging/8929/what-are-sensor-interfaces/>

(준)실시간적 공간정보 생산
89
<Source: 스마트 공간정보 기술개발 기획연구>

(준)실시간적 공간정보 갱신
90
<Source: https://newsroom.intel.com/articles/why-how-making-hd-maps-automated-vehicles/#gs.7zi2a4>

(준)실시간적 공간정보 처리
91

(준)실시간적 공간정보 서비스
92
“CFD(Computational Fluid Dynamics): Modeling and predicting air quality, pollution modeling”

93
데이터 대폭발의 시대(Era of Data Explosion)
위치 + 객체 + 현상
Point Cloud + Realistic Mesh + Sensor +
Semantic Model + Volumetric Data + Live Data +
Visualization + Simulation + IoT + Analytics +
…

병목 현상
Point
Cloud
Drone
Images
IoT
CAD
Live
Data
Satellite
Images
Autonomous
Cars
GIS
BIM
CityGML
Bottle Neck!
94

CAD/BIM/3D GIS 융복합
Geospatial BIM

BIM(Building Information Modeling)
96
Building Information Modeling (BIM)
is a digital representation of physical and
functional characteristics of a facility.

BIM의 여러 정의
97
Building Information
Model
Modeling
Management
3차원 객체와 그 객체를 나타내는 여러 가지 정보 집합체를 활용하여
프로젝트 참여자들 간 협업하고 BIM을 공유하는 행위화 프로세스를 의미
설계, 시공, 유지관리단계 등 생애주기에 걸쳐 객체와 정보를 생성하고
정보를 추가하며 공유하는 행위와 프로세스 그리고 이 과정을 관리하는 것
<Source : 진상윤, 2020, 스토리텔링 BIM>
3차원 객체와 그 객체를 관련하여 생애주기 동안 창조되고 관리되는
여러 가지 정보의 집합체를 의미

BIM 관련 동향(국내)
98
<Source : 홍창희, 2020, 국가BIM센터 역할과 미래방향>

BIM 관련 동향(해외)
99
미국
미국각주별교통부에서BIM
의무화
캐나다
CanadaBIMCouncil등에서
준비
칠레
2020년까지 공공사업을 위한
BIM요구사항 달성
브라질
해외BIM전문가에게 BIM
로드맵의뢰
영국
2016년부터 모든공공
공사에서 BIMLevel2만족
스칸디나비아 국가
건축BIM초기에정착
스웨덴교통부BIM전략발표
독일
2020년 말까지모든교통인프라
프로젝트 BIM의무화
일본
토목분야 CIM도입지침발간
(2017.3)
호주
시드니메트로등에BIM의무화
뉴질랜드
BIM활성화위원회에서
뉴질랜드 BIM핸드북출간
중국 및 홍콩
2013년이후 홍콩은지하철,
도로프로젝트에 BIM요구
말레이시아
건설산업개발위원회가 BIM센터
설치후지원
UAE
두바이메트로등에BIM 의무화
카타르
도하메트로와 루사일시티
등에BIM의무화
싱가포르
2014년부터 인프라공사BIM
의무적용
구분 분석 내용 관련 국가 동향
활성화 방안
• 국가 차원의 BIM 의무화
• 단계별 BIM 의무화 전략
• BIM 적용 우수사례 및 BIM 성과평가 등에 대한 자료 발간
• BIM 펀드 등의 지원금(싱가포르) 및 정기 행사
• 영국, 미국, 싱가포르 등 BIM 활용 의무화
• 프로젝트 규모와 분류에따라 BIM 도입 순위 선정
주요 단체
• 국토/교통부 산하 위원회 및 기관
• BIM Task Group
• 국가별 buildingSmart 및 BIM 협회
• 건설산업 협회
• buildingSMART International
• 미국, 싱가포르 등 국토/교통부 관련 정부부처주도
• 영국, 독일 등은 BIM Task Group에서 활성화를
위한 다양한 활동
• 국제 공통 선형 모델, 분야별 표준 모델 개발 추진
관련 문서
및 지침
• 1단계 : 건설 생산성 관련 보고서 및 BIM 적용 사례집 발간
• 2단계 : 프로젝트 특성에 맞는 발주자 요구사항 도입
• 3단계 : 국가 차원의 BIM 핸드북 또는 가이드라인 확정
• 영국과 싱가포르가 가장 우수
• 카타르, UAE 등은 BIM 프로젝트 발주
(영국 Level 2 수준 요구)
일본 건설업연합회 시공 CIM 사례집
호주 공공 인프라 생산성 보고서
싱가포르 BIM 가이드라인과 지침
<Source : 홍창희, 2020, 국가BIM센터 역할과 미래방향>

BIM 활용 – 실시설계단계 BIM 활용 기준(조달청, 2019)
100
활용 기준 활용 수준
디자인 검토
투시도 및 조감도 활용
∙ 건물 외관 디자인 검토
∙ 건물 주요 내부 디자인 검토
동영상 제작
설계안 검토
BIM 설계도면 산출 BIM 실시설계도면 산출 ∙ 정확한 실시설계도면 산출
수량 기초 데이터 산출 수량 기초 데이터 산출
∙ 견적을 위한 수량 기초 데이터 산
출
환경
시뮬레이션
(선택 사항)
에너지 검토
동적 에너지 분석
∙ 주요 건물에 대한 동적 에너지 시
뮬레이션
정밀 에너지 소요량 검토
∙ 한국에너지공단이 배포한 건축물
에너지 효율등급 평가 프로그램을
활용한 에너지 소요량 산출
빛환경 검토
일조시간 검토 ∙ 일조권 만족 여부 검토
일영 검토 ∙ 연간 외부공간 일영분포 검토
최대앙각 검토(녹색 인증) ∙ 인증기준에 따른 성능 검토
주광률 및 균제도 검토(녹색 인증) ∙ 인증기준에 따른 성능 검토

BIM 활용 – BIM 적용 목적 예시
101
설계 단계 대분류 중분류 소분류
활용 수준
필수 가급적 보통 간혹 안함
계획/
중간/
실시
설계
디자인
검토
시간 검토 투시도 및 조감도 활용 ○
설계 검토 설계안 검토 ○
설계 품질 확보
공간설계
품질 확보
면적 조건 검토 ○
공간요구조건 검토 ○
장애자 설계조건 검토 ○
피난 설계조건 검토 ○
방재 설계조건 검토 ○
설계도면 설계도면 설계도면 산출
에너지 효율 에너지 효율 에너지 효율 검토
환경 시뮬레이션
방재 피난
빛
일조 분석
조명 분석
음향 음향 분석
온도 온도 분석
공기 CFD
쾌적성 온도 습도 바람
중간/
실시 설계
설계품질 확보 수량산출 품질확보
물리적 품질 확보 ○
데이터 품질 확보 ○
수량 데이터 개략 물량 수량 기초데이터 산출 ○
실시 설계 설계 품질 확보
설계 품질 확보
간섭 검토 ○
구조부재 간의 지지 검토 ○
품질 검증 품질검증 수행 ○
<Source : 진상윤, 2020, 스토리텔링 BIM>

BIM LOD(Level of Development)
102
<Source : BIM Forum, 진상윤>
LOD Level 설명 및 예시
LOD100
개념 스케치 수준
형상이 아니라 심볼로만 나타내는 수준
LOD200
위치와 형태, 사이즈 정도의 정보만 표현
기본 계획 수준
LOD300
재료나 구조, 시스템 등이 결정되었지만 그 구체적인 타 부재와 인터페이스 등은 나타내지 않음
기본 설계 수준
LOD350
재료, 구조, 시스템의 구성요소들이 표현되며 타 부재와의 인터페이스도 표현
실시 설계 100% 수준
LOD400 1:1 수준의 디지털 목업 혹은 샵드로잉에 해당하는 수준
LOD500 준공 모델(As-Built Model)

CAD/BIM vs GIS
103
VS
<CAD>
<BIM>
<GIS>

CAD/BIM 분야 특성
104
CAD/BIM 분야 특성
1. 특별한 SW가 필요 - CAD/BIM 데이터에 접근하거나
가시화하기가 어려움
2. 독점적이고 폐쇄적인 기술
3. 공간적 맥락과 약한 결합

공간정보 분야 특성
105
Geospatial
분야 특성
1. 특별한 SW 없이 웹 상에서 서비스하는 게 일상화
2. 활성화된 오픈소스 프로젝트와 표준화(OGC)
3. 실외 공간을 주로 다룸

GeoBIM 개념의 등장
106
BIM/CAD GeoSpatial
GeoBIM
• 미시적
• 객체의 미래상
• 설계
• 적지 선정
• 자산 관리
• 공정 관리
• 안전 관리
• 에너지 관리
• 패러메트릭(Parametric) 모델
• 거시적
• 객체의 현재 상태
• 도시 계획
• 스마트시티
• 실내외 공간 모니터링
• 소방/방재
• 에너지 관리
• 비상 계획
• 서피스(Surface) 모델

CAD/BIM/3D GIS의 이상적 통합 모습
GIS
CityGML
GeospatialInformation
GISStandards
IFC
BIM
OutdoorModel
IndoorModel
BIMStandards
Construction
DrawingsInfo.
In/Outdoor
GIModel
(GeospatialInformation
Model)
107

GeoBIM의 기대 효과
108
• 건축, 토목 분야의 계획, 설계, 시공 단계에 효율적
으로 공간정보 제공
• 광역적 기간 시설 건설 시 BIM 사용 효율성 증대
• 지역적, 국가적 차원의 시설물 관리 용이
• 빠르게 변화하는 건물, 인공구조물 등을 생애주기
측면에서 추적하고 관리
• BIM 데이터를 재활용함으로써 스마트시티
등의 3차원 모델 구축 비용 및 시간 절감
• 스마트시티 등의 도시 관리 분야에서 건물
부터 지구, 시 단위까지 통합적 관리
• 각 시설물의 생애주기에 맞춘 다양한 수준의 공간
분석과 시뮬레이션
• 디지털 트윈의 기본 정보 중 하나로 활용
<Source : F. Noardo 외, 2019, EUROSDR GEOBIM PROJECT A STUDY IN EUROPE ON HOW TO USE THE POTENTIALS OF BIM AND GEO DATA IN PRACTICE>

표준화 기구들의 통합을 위한 활동(IDBE)
109
“… to increase interoperability between the
geospatial and built environment domains,
specifically through coordination of standards
development… “

EuroSDR(유럽 국가지도제작기구 협회)의 GeoBIM 연구
110
<Source : http://www.eurosdr.net/research/current>
<Source : https://3d.bk.tudelft.nl/projects/eurosdr-geobim/>
The spatial data research interests of European
countries are represented through the membership
in EuroSDR of national organisations from their
production and research sectors.

표준화 기구들의 통합을 위한 활동(IDBE)
111
<Source: https://www.ogc.org/pressroom/pressreleases/3187>

오픈소스 진영의 도전
113

쉽지 않은 도전 – 정보의 손실
114
ADE
(Application Domain Extension)
<Source : Filip Biljecki, 2019, Extending CityGML for IFC-sourced 3D city models>

쉽지 않은 도전 – 음악 없는 MP3 플레이어
115
• 당신이 평생 동안 본 BIM 데이터의 개수는?
• BIM/CAD로 된 데이터가 많을까? 아니면, 그냥 종이도면이 많을까?
• BIM/CAD 소유자들은 자신들의 데이터 공유에 비우호적
• 3차원 데이터를 구축하는데 많은 비용이 들지만, BIM/CAD 데이터 구축은 그 이상의 비용이 소요됨

쉽지 않은 도전 – 표준!
116
• BIM/CAD 분야는 산업계 전반적으로 표준 활용이 저조
“왜 Revit 파일을 IFC로 변환해서 드려야 하죠?”
“정부가 시켜서 어쩔 수 없이 IFC나 CityGML로 납품하죠.”
• 포맷 변환 과정에서 설계 데이터의 도형/속성 정보가 손실되는 경우가 많음
• 산업계 고객들은 설계 소프트웨어의 자체 포맷을 선호
• 포맷 변환은 고객이나 사용자에게 부담으로 작용

쉽지 않은 도전 – 데이터 생애주기에 대한 이해
117
• 고객에게 받은 BIM/CAD 파일은 거의
대부분 최종본이 아님
• 수많은 버전의 BIM/CAD가 존재
• CAD/BIM은 생애주기에 따라 지속적으로
수정, 갱신
BIM/CAD
Format
IFC CityGML
활용
서비스
• 당신의 고객도 어느 파일이 최종본인지
모르는 경우가 많음
• BIM/CAD 데이터가 깨끗할 것(!)이라는
기대를 버릴 것 – 소위 Dark Data!

쉽지 않은 도전 – 시각화
118
• 대용량 BIM/CAD 데이터의 시각화는 여전히 도전적 과제
• 많은 고객들은 예쁜(!) 시각화를 바람
• 예쁜 시각화를 만족시켜주면 이제 고객들은 뭔가 다른 기능을 원하기 시작함
• 궁극적으로 3차원 분석, 3차원 시뮬레이션 등을 희망

공간규모별 디지털 트윈 – CityGML
CityGML 5단계 세밀도(LoD: Level of Detail)
• LOD 0 – regional, landscape
• LOD 1 – city, region
• LOD 2 – city districts, projects
• LOD 3 – architectural models (outside), landmarks
• LOD 4 – architectural models (interior)
<Source: https://citygmlwiki.org/index.php/Basic_Information> 119

공간규모별 디지털 트윈 – CityGML
<Source: T. H. Kolbe – Semantic 3D City Models with CityGML for Urban Analytics> 120

121
공간규모별 디지털 트윈 – 세밀도(Level of Details)

122
디지털 트윈 3D 데이터 구축

123
디지털 트윈 3D 데이터 구축

공간정보의 확장
Expansion of Geospatial Coverage

지하공간정보(UGI: Underground Geographic Information)의 중요성 부상
125

126

127
<고양 온수관 파열>
<KT 통신구 화재>

128
<Source : https://geospatial.blogs.com/>

129
지하공간정보 활용 사례
행복도시·
2기신도시(동탄) 3D정보시스템의 데이터구축·
관리
지하시설물 카테고리
·
동탄

130
지상지하 통합관리 디지털 트윈 체계

실내공간정보(Indoor GIS) – OGC IndoorGML
131

실내공간정보(Indoor GIS) – Apple IMDF
132
<Source: https://www.ogc.org/pressroom/pressreleases/4415> <Source: https://register.apple.com/resources/imdf/>

실내공간정보(Indoor GIS) – GPS vs IPS
133
Global Positioning System Vs. Indoor Positioning System

실내공간정보(Indoor GIS) – OGC 3D IoT Pilot Project
134

실내공간정보(Indoor GIS) – 실내 네비게이션
135
<Source : https://alim.algorithmexchange.com/cms/digital-twin/>

분석, 시뮬레이션, 가시화
Analytics, Simulation, Visualization

138

139
<Source: Helosinky 3D+ Digital Twins of a City>

140

141
<Source: https://www.omnisci.com/news/skyhook-chooses-omnisci-to-support-mobility-indexing-in-next-phase-of-covid-19-response>

142
<Source: https://alim.algorithmexchange.com/cms/digital-twin/>

143
<Source: 스마트 공간정보 기술개발 기획연구>

스마트시티

<Source: https://smartcity.go.kr/%ec%86%8c%ea%b0%9c/> 145

스마트도시 조성 및
산업진흥 등에 관한 법률
(약칭: 스마트도시법)
• 제2조 1항: "스마트도시"란 도시의
경쟁력과 삶의 질의 향상을 위하여
건설ㆍ정보통신기술 등을 융ㆍ복합하여
건설된 도시기반시설을 바탕으로 다양한
도시서비스를 제공하는 지속가능한
도시를 말한다.
• 제2조 2항: "스마트도시서비스"란
스마트도시기반시설 등을 통하여
행정ㆍ교통ㆍ복지ㆍ환경ㆍ방재 등
도시의 주요 기능별 정보를 수집한 후 그
정보 또는 이를 서로 연계하여 제공하는
서비스로서 대통령령으로 정하는
서비스를 말한다.
<Source: http://www.law.go.kr/LSW/lsInfoP.do?lsiSeq=200214#0000/>
스마트시티 정의
146

147
<Source: 김형태, 스마트시티 디지털트윈 기반의 환경영향평가>
116개
국제전기통신연합 (ITU)의 조사에 따른 스마트시티의 정의
도시에 ICT, 빅데이터 등 신기술을 접목하여 각종
도시 문제를 해결하고, 삶의 질을 개선할 수 있는
도시 모델 (도시 플랫폼)로 정의
(스마트시티 추진전략 (‘18.01.29. 4차 산업혁명위원회, 관계부처 합동))
도시가 하나의 플랫폼이 된다는 것은 새로운 기능
과 서비스를 자유롭게 추가할 수 있다는 것을 의
미하며, 무한한 혁신 잠재력을 보유하고 있음
(정보화진흥원, 스마트시티 발전전망과 한국의 경쟁력, 2016.11 참고)
(ITU, ITU-T FG-SSC(2014), Smart Sustainable cities : An analysis of definitions)

148
<Source: 스마트도시와 신도시의 개발, LH공사, 임홍상>

한국의 스마트시티 정책 동향
149
U-City법 제정
제1차 U-City종합계획 수립
U-City법 제정
제2차 U-City종합계획 수립
U-City법 일부개정
스마트시티추진전략 발표
제3차 스마트도시 종합계획
(2019-2023) 수립
스마트도시법 일부 개정
스마트도시법 개정

한국의 스마트시티 추진 전략
150
혁신적이고 포용적인 스마트시티로
국민의 일상을 행복하게 만들어 가겠습니다.
첫째
둘째
셋째
넷째

스마트시티에 대한 비판적 시각
151
<Source: https://www.ordnancesurvey.co.uk/business-government/innovation/happens/articles-ehs/smart-cities-digital-technologies>
“Despite the futuristic images the term conjures, a “smart city”
is merely a well-managed city aided by digital technologies.
One of the primary challenges in achieving success for smart
cities, and the reason many initiatives have failed to make it
past the pilot stage, is that they have been driven by a focus on
implementing the technology rather than achieving the end
policy goal, such as improving access to education, or better
transport links.”

스마트시티 구축
기대 효과
• 효율적인 서비스와 인프라 최적화
• 상황 인지와 대응성 향상
• 안전과 방재
• 스마트한 성장과 지속가능성
• 경제 발전과 일자리 창출
• 시민 참여와 민주주의
스마트시티 구축 효과
152

디지털 트윈 기반
스마트시티

Urban Digital Twin vs. Smart City
154
<Source: Vaux, S. How do we build Smart Cities?>
‘Urban digital twins can change
the way cities are planned,
operated, monitored and
managed’ (DUET project)
…to harmonize and
democratize these virtual
happenings by creating
interoperating digital platforms
where decision-makers and
other stakeholders can monitor,
simulate, predict, and plan the
present and future state of
their city…

디지털 트윈 기반 스마트시티 – 공진화하는 현실 세계와 디지털 트윈
155
<Source: 김대종(2021), 국가 디지털트윈 개념과 구축방향, 국토: Vol. 474, p.14>

디지털 트윈 기반 스마트시티
156
TO-BE

디지털 트윈 기반 스마트시티
157

디지털 트윈 기반 스마트시티 – LH 도시 디지털 트윈
158

디지털 트윈 기반 스마트시티 – LH 도시 디지털 트윈
159

160
디지털 트윈 기반 스마트시티 플랫폼 개념적 모델
<Source: https://www.cdbb.cam.ac.uk/system/files/documents/TheGeminiPrinciples.pdf>

161
디지털 트윈 기반 스마트시티 플랫폼
<Source: ITU Focus Group on Smart Sustainable Cities>

162
디지털 트윈 기반 스마트 시티 플랫폼
<Source: ISO/IEC JTC1/WG11>
Stakeholders
Vision & Outcomes
Business Process Framework
Knowledge Management Framework
Engineering Framework

163
<Source: OGC Smart Cities Spatial Information Framework>

164
<Source: Helsinki 3D+>

오픈 소스와 표준 기반
디지털 트윈 플랫폼

166
설계 원칙과 방향
1. 개방형 표준
2. 오픈소스 활용
3. 웹과 모바일 중심
4. 분산 모듈 기반의 계층적 설계
• OGC, ISO, buildingSMART, W3C 등의 표준을 준수
• 기술 종속성 극복, 유연한 확장성 확보
• 기술 공공성 확보
• 개방된 소스 코도를 활용해 시민 참여 유도
• 목적에 맞는 특화된 개발에 집중
• 활용성과 접근성 증대
• 특정한 목적을 위해 게임 엔진(Unity, Unreal Engine) 활용
• 레고 블록처럼 모듈화하여 용이한 통합성 확보
• 각 계층의 모듈을 목적에 따라 조합하여 새 서비스 제공
• 분산 환경에서 본 플래폼 모듈을 타 시스템에서 활용

167
공간정보 가치 사슬

168
논리적 시스템 아키텍처(안)
➔ 데이터 계층, 비즈니스 계층, 어플리케이션 계층의 조합을 통해 다양한 서비스 제공
사업분야
데이터 계층 비즈니스/프로세싱 계층 어플리케이션 계층
OGC/ISO 국제 표준 포맷, 인터페이스
지형/지적
지물/시설물
행정/통계
산림/농업
공간정보
환경/대기
국토/도시
시민 참여 정보
IoT/센서
시각화
공간 통계
데이터
관리
포맷/좌표계
변환
공간 연산
모델링
시뮬레이션
추가 모듈
도시
관리
일조
경관
생활
환경
교통
소음
개발
계획
가시화 계층(서비스)

169
물리적 시스템 아키텍처(안)

170
디지털 트윈 관리시스템 핵심 모듈(안)
모듈 개략 설명
사용자 관리 모듈 • 사용자의 역할에 따라 그룹을 지정하고 그에 맞는 정보 접근 권한 제공
3차원 객체 변환 모듈
• 사용자나 관리자가 업로드하는 3차원 공간정보(CityGML, IndoorGML, LAS, OBJ, 3DS, IFC)를 스트리밍 서비스
포맷인 3D Tiles로 변환하고 이를 웹을 통해 서비스할 수 있도록 관련 정보 등록
• 2D 데이터는 2D/3D 데이터 관리 모듈에서 제공하는 기능을 활용
• 지형, 래스터 데이터는 용량이 크고 일괄 처리가 어려운 측면이 있으므로 별도로 처리 후 이를 등록하는 방식 활용
원본 데이터 관리 모듈
• 사용자나 관리자가 업로드하는 2D나 3D 원본 공간정보를 저장소, 데이터베이스에 저장, 등록
• 이후 메타데이터 추출, 인터넷을 통한 다운로드 및 서비스 여부 등에 관해 관리
센서 데이터 관리 모듈 • 각종 IoT 데이터를 저장, 가시화 할 수 있는 다양한 API 제공(SensorThings API 사양 준수)
디지털트윈 서비스 관리 모듈
• 디지털트윈 기반의 각종 서비스(도시계획, 경관분석, 교통, 환경, 대기, 재난 등)를 디지털트윈 플랫폼에 등록, 운용하
고 서비스 이용 대상을 지정하는 등의 관리를 수행
디지털트윈 가시화 설정 모듈
• 2D/3D 데이터의 그룹화, 배경지도 선택 및 설정, 실내외 정보 가시화 여부, 지하 정보 가시화 여부, 가시화 성능 등을
설정하고 서비스
시스템 모니터링 모듈 • 디지털트윈 데이터 상태, 사용자 상태, 시스템 사용량, API 사용 현황, 각종 통계 현황 등을 제공
분석/시뮬레이션 연계 모듈 • 디지털트윈 기반 시스템 외의 분석 및 시뮬레이션 서버와 연계를 위한 관리 모듈(API 설정 및 활용 권한 등)

171
OGC 3D Data Container and Tiles API(GeoVolume API)
<Source: OGC 3D Data Container and Tiles API Pilot Summary Engineering Report>

Web based Digital Twin platform
on top of open source!

마고
MAGO
지신, 대지의 여신

역사
2014
Project started.
NSIP Program
2016
Live 3D Geo-Platform
Alpha version released.
2017
GeoBIM Platform
Version1.0 released.
2018
OpenIndoorMap opened
2019
Digital Twin Platform
Version2.0 released.
2021
Digital Twin Platform
Version2.5 released
175

mago3D – 데이터 자동 변환
180

mago3D – 디지털 트윈 가시화
181

182

183

184

185

mago3D – 시뮬레이션
186

mago3D – 표준 기반 시스템 확장
187

mago3D – 관리자 기능
189

mago3D – 시스템 아키텍처
190

mago3D – 소프트웨어 아키텍처
191

디지털 트윈
활용 사례

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – BIM
193

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 실내
194

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 실내
195

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 연구단지
196

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 교량(Point Cloud)
197

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 조선업
Yards
Cranes
Office Buildings
Factories
Docks
Blocks
Ships
Smart Welding Machine Virtual Yard on Web Browser!
1,500 EA
25 EA
250 EA
75 EA
25 EA
15,000 EA 1,700 EA
3 EA
198

199

200

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 공사 전후 비교
201

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 지구 단위 시뮬레이션
202

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 물환경 시뮬레이션
203

204
공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 자율주행차 관제

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 바람장
205

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 바람장
206

공간규모별 디지털트윈 활용 사례 – 국가를 넘어 지구로…
Building Locale Neighborhood City Region Nation…
207

스마트시티
교훈과 시사점

210
Overselling and Over-Expectations

211
Do Not Expect Clean Data from Others!
Raw Data Digital Twin

212
What is Your Real Purpose?

213
WebGL vs Game Engine
<Source: https://www.gim-international.com/content/article/emerging-web-and-game-engine-tech-for-3d-cities>

분석
시뮬레이션
가시화
National Digital Twin의 미래
정적/
동적
지상 / 지하
실내/
실외
객체/
현상
다출처/
이기종 센서
<Source: https://www.arcweb.com/ja/node/149 수정> 214
National Digital Twin

메타버스

‘메타버스’의 등장
216
“양쪽 눈에 보이는 모습에 약간의 차이를 두면 그림은 입체적으로 보인다. 1초에
그림을 72번씩 바꿔 주면 그림은 실제로 움직이는 효과를 낸다. 움직이는 입체 그
림을 가로 2000픽셀 크기로 보여 주면 사람의 눈이 인식할 수 있는 최대치에 도
달한다. 그리고 작은 이어폰을 통해 스테레오 디지털 사운드가 들려주면 움직이는
입체 화면은 완벽히 실제와 같은 배경음을 갖게 된다.
그러니까 히로는 전혀 다른 곳에 존재하는 셈이다. 그는 고글과 이어폰을 통해 컴
퓨터가 만들어 낸 전혀 다른 세계에 있다. 이런 가상의 장소를 전문 용어로 ‘메타
버스’라 부른다. 히로는 메타버스에서 많은 시간을 보낸다. 임대 창고에 사는 괴로
움을 잊게 해 주기 때문이다.”
<Source: 스노크래시. 2021. 닐 스티븐슨(지음). 남명성(옮김). 문학세계사>

‘메타버스’란?
217
<Source: 우운택. 2021. 가상융합세계 선도를 위한 디지털트윈 기반D.N.A + XR 전략>
• 단어적 해석은 추상이나 초월을 뜻하는 메타(meta)와 세계 또는 우주를 뜻하는 유니버
스(universe)의 합성어이므로 ‘세상의 세상’ 즉, 현실의 맥락 정보를 가진 디지털 세상을
의미
• 따라서, 메타버스는 1) 다양한 센서를 통해 현실과 연동되고, 2) 현실에서 모아진 데이터
를 해석한 다양한 정보가 체계적으로 관리되고, 3) 현실과 같은 정치·경제·사회· 문화적
활동도 가능한 ‘3차원 가상 공간’으로 정의
• 현실 세계와 같은 사회경제적 활동이 통용되는 초월적 3차원 가상공간
Meta
(초월)
Verse
(우주)
Metaverse

초기 메타버스 – Second Life
218
<Source: https://secondlife.com>

메타버스 유형 – ASF(Acceleration Studies Foundation)
219
<Source: https://www.metaverseroadmap.org/overview/ >
<Source: 우운택. 2021. “가상증강현실에서 메타버스까지!”>
‘헛것도 보인다＇
‘헛것만 보인다＇
• 1) 가상으로 향상된 물리적 현실
과 2) 물리적으로 지속가능한 가
상공간의 융합
• 메타버스 핵심 요소?
- Environment
- Humans
- Simulation
- Augmentation

증강 현실(Augmented Reality)
220
• 증강현실은 현실공간을 매개로 관련 거울세계나 가상세계와 연동하여 관련 정보를 접근,
탐색, 활용

가상 세계(Virtual Worlds)
221
Second life
BTS on Fortnite
• 가상세계는 사용자들이 아바타를 통해 세컨드 라이프 같은 3차원 가상공간에서 현실과
유사한 사회/문화/경제/정치적 활동 지원

거울 세계(Mirror Worlds) ≒ 디지털 트윈(Digital Twin)
222
• 거울세계는 구글 어스(Google Earth) 같이 실제 세계를 반영하여 정보적으로 확장된
가상세계

삶의 기록(Lifelogging)
223
• 일상생활에서 일어나는 모든 순간을 텍스트, 영상, 사운드 등 다양한 형태로 캡처하고, 저
장하고, 정리하여 즉시에 활용하거나 다른 사용자들과 정보나 경험을 공유할 수 있도록
지원

메타버스의 특징
224
공간
인간
시간
현실 가상
인간 아바타
(디지털휴먼)
과거 미래
Parallel Digital Universe
현실세계 + 가상세계

디지털 트윈 연계 가상증강현실 활용(예)
225
<Source: 우운택. 2021. 가상융합세계 선도를 위한 디지털트윈 기반D.N.A + XR 전략>
➔ 디지털 트윈은 가상증강현실과 연동할 때 더욱 가치 상승

현실과 가상의 융복합?
226

메타버스 상호운용성과 표준화를 위한 노력들
227
<Source: https://www.geoconnexion.com/publication-articles/the-metaverse-is-geospatial>

감사합니다.
33
신상희 shshin@gaia3d.com

디지털트윈, 스마트시티, 메타버스

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie 디지털트윈, 스마트시티, 메타버스

Ähnlich wie 디지털트윈, 스마트시티, 메타버스 (20)

Mehr von SANGHEE SHIN

Mehr von SANGHEE SHIN (14)

Kürzlich hochgeladen

Kürzlich hochgeladen (6)

디지털트윈, 스마트시티, 메타버스