▲ 안양대학교 산학협력단 컨소시엄은 지난 12일부터 13일까지 양일간 강원도 오크벨리에서 ‘국토정보 고도화를 위한 입체격자체계 적용 및 활용 기술개발’을 위한 제1회 입체격자연구단 통합 워크숍을 가졌다.  © 커넥트 데일리

(커넥트 데일리=김영도 기자) 세계 최초의 국가 차원 단위 공간정보 통합 실증을 목표로 스스로 생각하고 판단하는 ‘디지털 국토’ 구현을 위해 공간정보 분야 총 18개 기관들이 참여해 인공지능이 결합된 차세대 3D 지도 ‘공간데이터큐브’ 개발의 거대한 프로젝트 청사진이 공개되면서 비상한 관심이 쏠린다.

 

안양대학교 산학협력단 컨소시엄(연구단장 안종욱ㆍ안양대 교수)은 지난 12일부터 13일까지 양일간 강원도 오크벨리에서 ‘국토정보 고도화를 위한 입체격자체계 적용 및 활용 기술개발’을 위한 제1회 입체격자연구단 통합 워크숍을 가졌다.

 

이번 통합 워크숍은 입체격자 체계 적용이라는 하나의 목표를 향해 18개 연구기관이 거대 프로젝트의 청사진을 공유하면서 구성 기술들과 정책적 이견을 함께 논의하고 조율하며 협력의 물꼬를 여는 자리가 됐다.

 

특히, 입체격자와 공간데이터큐브라는 다소 생소하고 도전적인 개념을 각 기관이 어떻게 이해하고 구현할지에 대한 구체적인 시나리오와 목표 이미지가 제시되었으며, 제시된 뼈대들을 한 자리에서 맞춰 추상적인 목표를 현실적인 R&D 계획으로 전환하는 중요한 분기점을 마련했다.

 

18개 전문 기관들이 입체격자 체계 적용을 위한 API, 데이터 포맷, 좌표계 등 서로에게 필요한 기술을 직접 요구하고 논의하면서 향후 연구 성과물들이 파편화되지 않고 하나의 시스템처럼 유기적으로 통합될 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의의를 찾을 수 있다.

 

구성기술 발표에서 발표자들은 브이월드 플랫폼의 기술적 한계, 고품질 학습 데이터 확보의 어려움, 복셀 데이터 분석의 기술적 딜레마 등 연구 과정에서 부딪힌 현실적인 문제점들이 솔직하게 공유됐으며, 목표 과제들을 공동 인식하고 해결 방안을 함께 모색한 것이다.

 

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디지털 국토의 시작점을 열다

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▲ 입체격자체계적용 및 활용 기술개발 개요도 ※ 본 이미지는 안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 저작권이 있는 자료 이미지 입니다. 법적인 책임이 따를 수 있으니 절대 무단 도용하지 마세요.  © 커넥트 데일리

안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 책임자인 안종욱 연구단장(안양대 교수)은 공간정보 기술이 ‘사람을 위한 지도(Human Map)’라는 개념에서 출발했다면, 앞으로의 미래는 ‘기계를 위한 지도(Machine Map)’ 개념으로 ‘HCMI(Human-Computer-Machine Interoperation)’ 맵이라는 새로운 패러다임을 제시했다.

 

UAM, 자율주행차, 로봇 등 기계가 정보를 활용하는 사물을 읽는 다중 센싱을 위한 물리적 확장성이 필요한 공간정보 기술이 요구된다는 것이다.

 

안 단장은 국토정보 고도화를 위한 입체격자체계 적용 및 활용 기술개발 프로젝트에 대한 존재 이유를 압축해 설명했다. 

 

이 프로젝트에는 2차원 평면에 머물러 있던 대한민국의 공간정보 체계를 3차원 입체 공간으로 확장하고, 기계가 스스로 인지하고 소통할 수 있는 새로운 디지털 국토를 만들겠다는 비전과 의지가 담겨있다.

 

▲ 안양대학교 산학협력단 컨소시엄 안종욱 연구단장(안양대 교수ㆍ대한공간정보학회 회장).  © 커넥트 데일리

 

안 단장은 현재 공간정보 체계가 디지털 대전환이라는 거대한 흐름을 담아내기에 기술적 한계에 부딪혔으며 인간의 눈으로 보고 이해하는 데 최적화된 기존 지도는 공중과 지하를 넘나드는 첨단 모빌리티의 안전을 담보할 수 없다고 진단한 것이다.

 

그는 “공중과 지상, 지하 공간을 아우르는 새로운 산업 공간이 확대되고 있지만, 현재의 공간정보 체계로는 이를 연계하고 통합할 기준이 부재하다”고 지적했다 .

 

이번 국토정보 고도화를 위한 입체격자체계 적용 및 활용 기술개발의 핵심은 ‘입체격자(3D Grid)’와 ‘공간데이터큐브(Spatial Data Cube)’다.

 

▲ 입체격자체계 개요도 ※ 본 이미지는 안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 저작권이 있는 자료 이미지 입니다. 법적인 책임이 따를 수 있으니 절대 무단 도용하지 마세요.  © 커넥트 데일리

입체격자는 전 지구를 위도, 경도, 고도에 따라 빈틈없는 3차원 격자로 나누는 표준화된 기준 체계로 제각각인 공간 데이터를 하나의 동일한 주소 체계로 통합해 인간, 컴퓨터, 기계가 서로 소통할 수 있는 기반을 제공한다.

 

▲ 공간데이터큐브 개요도 ※ 본 이미지는 안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 저작권이 있는 자료 이미지 입니다. 법적인 책임이 따를 수 있으니 절대 무단 도용하지 마세요.  © 커넥트 데일리

 

또 공간데이터큐브는 입체격자라는 틀 안에 현실 세계의 지형, 건물, 행정, 센서 데이터 등 모든 정보를 복셀(Voxel, 3차원 픽셀)이라는 최소 단위로 큐브 데이터를 통해 복잡한 시공간 정보를 효율적으로 가공, 저장, 관리, 활용할 수 있게 된다.

 

안 단장은 이 기술들을 통해 ▲효율화(전후 처리 시간 30% 절감), ▲경량화(모바일 데이터 용량 30% 절감) ▲지능화(Geo-AI 분석 서비스 20% 증가) ▲국산화(국토정보 SW 50% 확대)라는 구체적인 4대 성과 목표를 제시했다.

 

▲ 디지털 국토의 고도화를 위한 기술개발 사업 전략 ※ 본 이미지는 안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 저작권이 있는 자료 이미지 입니다. 법적인 책임이 따를 수 있으니 절대 무단 도용하지 마세요.  © 커넥트 데일리

 

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시작부터 숨 가쁜 속도전

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안양대학교 산학협력단 컨소시엄은 국토교통부의 국토교통분야 미래 신성장동력 창출과 국민의 삶의 질을 향상시키기 위해 수립된 ‘2025년도 국토교통과학기술 연구개발사업 시행계획’에 따라 230억 원 규모의 ‘국토정보 고도화를 위한 입체격자체계 적용 및 활용기술 개발’ 사업에 최종 선정됐다.

 

국토교통과학기술진흥원(KAIA)과 4월 1일 사업 협약 이후, 동달 28일 국토교통부 착수 보고회를 마치고 한 달 뒤인 5월 29일 연구단 킥오프 워크숍을 가졌으며, 이후 7월 25일 KAIA 착수 보고 등을 통해 속도감 있게 사업의 기틀을 마련하면서 상당한 진척을 보였다.

 

▲ 연구단 추진 경과  © 커넥트 데일리

특히, 6월부터 7월까지 총 여섯 차례에 걸쳐 구성기술별 연계 방안 수립 회의를 집중적으로 갖고 각기 다른 기술을 개발하는 18개 기관이 하나의 목표를 향해 나아갈 수 있는 심층적인 소통의 기반을 다졌다.

 

하나의 목표와 다양한 구성기술 과제 방향성 

안종욱 단장은 이번 통합 워크숍에서 구성 기술별로 논의된 주요 이슈들을 공유하며 연구단이 함께 풀어야 할 구체적인 과제들을 제시했다.

 

먼저, WGS84(세계측지계), ECEF(지구중심직교좌표계), ENU(동북위좌표계) 등 각기 다른 좌표계를 사용하는 모빌리티 기기들을 위해 우리 실정에 맞는 체계적이고 독자적인 좌표 변환 기술 개발(GeoPose)이 시급한 과제로 떠올랐다.

 

▲ 우리 실정에 맞는 첨단모빌리티 실증 유스케이스에 따라 맞춤형 국토정보를 제공하기 위한 기술개발의 필요성이 제기됐다.  © 커넥트 데일리

 

※WGS84(World Geodetic System 1984) : 전 세계에서 사용하는 GPS 기준 지구좌표계(지구의 타원체 정의와 원점 포함)로 위도(φ), 경도(λ), 타원체 높이(h)로 위치를 표현한다.

 

※ECEF(Earth-Centered, Earth-Fixed) : WGS 84 타원체를 기준으로 한 3D 직교 좌표계로 지구 중심을 X, Y, Z축 기준으로 GPS 위성ㆍ위치 계산, 궤도ㆍ거리 계산에 주로 사용된다.

 

※ENU(East-North-Up) : 지역(local) 기준 좌표계로 특정 기준점(Reference Point)을 중심으로 East축, North축, Up축 방향을 정의하며 GNSS/GPS로 받은 WGS84 좌표(위도·경도·고도)를 변환해 지역 단위에서 로봇, 드론, UAM 같은 근거리 3D 위치ㆍ이동 계산에서 직관적으로 자주 사용된다.

 

아울러, 메타데이터, 고도값 기준 등 통일된 데이터 표준을 확립하고, 이를 최종 실증 플랫폼인 브이월드(V-World) 환경을 사용자가 복셀 데이터를 직관적으로 보고 이해할 수 있도록 만드는 시각화 기술의 중요성과 최적화를 지적했다.

 

단순한 데이터 변환을 넘어 3D 버퍼, 최적 경로, 위험지역 분석 등 다양한 분석 결과를 브이월드에서 효과적으로 시각화하는 모델 개발을 강조한 것이다.

 

특히, 안 단장은 공간데이터큐브의 기술적 핵심으로 ‘복셀(Voxel) 데이터’를 여러 번 강조했다.

 

그는 “기본적으로 공간 데이터 큐브는 복셀(Voxel) 데이터로 기존의 공간 정보들이 ‘복셀라이저(Voxelizer)’를 통해 데이터를 변환하고 생성해 결국 복셀 데이터를 기반으로 분석, 가시화, 활용 기술을 개발하는 것이 우리 연구의 핵심”이라고 밝혔다.

 

복셀은 3차원 공간을 가로, 세로, 높이 좌표와 속성값을 가진 작은 부피 단위로, 이 복셀들이 모여 하나의 데이터 큐브를 형성하는 개념이다.

 

결국, 복셀 데이터는 이번 통합 워크숍 구성기술 발표와 치열한 논쟁에 불을 지피며 실제 현장에서 기존 기술보다 얼마나 더 빠르고, 저렴하며, 정확한 가치를 제공할 수 있는지를 정량적으로 입증해야 하는 과제로 남게 됐다.

 

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표준화부터 AI 융합 등 12대 핵심 기술 개발 로드맵 공개

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이번 통합 워크숍에서는 18개 연구기관이 각자의 전문 분야에서 그려온 대한민국 디지털 국토의 미래를 구성할 12개의 핵심기술의 청사진을 테이블 위에 펼쳐놓으며 미래의 디지털 국토에 대한 베일이 벗겨졌다.

 

표준을 정립하는 기반 기술, 데이터에 지능을 부여하는 분석 기술, UAM과 자율주행이라는 미래를 현실로 만들 실증 기술에 이르기까지 각 발표와 질의응답을 통해 드러난 연구단의 비전과 과제를 심층적으로 제시했다.

 

▶ 구성기술 1. 최적화 기술의 초석을 다지다

모든 거대한 시스템은 견고한 기반 위에서 시작되듯이 구성기술 1은 입체격자라는 새로운 미지의 생태계를 다지는 역할로 표준을 정립하고, 데이터를 만들며, 이를 담아낼 플랫폼을 구축하는 핵심 임무를 수행한다.

 

1. 입체격자 표준화의 밑그림을 그리다

▲ 안양대학교 최원욱 교수  © 커넥트 데일리

총괄 기관 안양대 최원욱 교수는 구성기술(1-1-1) ‘공간정보 저장ㆍ관리ㆍ활용 최적화를 위한 공간데이터큐브 표준화 기술 개발’ 발표를 통해 입체격자 기술의 전체적인 개념과 표준화 로드맵을 제시했다.

 

최 교수는 UAM, 자율주행차, 로봇 등이 사용하는 각기 다른 좌표계(WGS84, ECEF, ENU)를 유연하게 변환해 '맞춤형 머신 맵'을 제공하는 기술 시나리오를 발표했다. 

 

그는 OGC의 DGGS 표준을 3차원으로 확장하고, 세슘(Cesium)의 ‘Implicit Tiling’ 기술을 활용해 계층적인 3차원 격자를 구현하는 구체적인 방안을 밝혔다.

 

▲ 데이터 및 서비스 모델 개요도 ※ 본 이미지는 안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 저작권이 있는 자료 이미지 입니다. 법적인 책임이 따를 수 있으니 절대 무단 도용하지 마세요.   © 커넥트 데일리

Implicit Tiling 기술은 3D 데이터를 효율적으로 다루기 위한 최신 기술로 도시 지도를 불러올 때, 지도에 있는 수십만 개의 건물, 나무, 도로의 위치와 정보를 담은 거대한 ‘목록(Index)’ 파일을 먼저 전부 다운로드하는 ‘Explicit Tiling’기술의 한계를 극복했다.

 

Implicit Tiling은 미리 만들어진 상세한 목차를 보는 것이 아니라, 분할 방식이라는 간단한 규칙에 따라 필요할 때마다 즉석에서 목차를 만들어 보는 방식이어서 초기 로딩 속도가 획기적으로 빨라진다.

▲ 기술 구현 시나리오  ※ 본 이미지는 안양대학교 산학협력단 컨소시엄의 저작권이 있는 자료 이미지 입니다. 법적인 책임이 따를 수 있으니 절대 무단 도용하지 마세요. © 커넥트 데일리

 

특히 최 교수는 “복셀의 해상도를 어떻게 할지에 따라서 성능 차이가 많이 나게 될 것”이라며, 정밀도와 성능 사이의 최적점을 찾는 것이 향후 실증의 핵심 과제라고 강조했다.

 

2. 글로벌 표준으로 위상 제고

▲ 서울시립대 이지영 교수  © 커넥트 데일리

서울시립대 이지영 교수는 구성기술(1-1-2) ‘공간데이터큐브 표준화 기술 개발’ 발표를 통해 이번 입체격자 체계 적용 및 활용 기술개발의 성과를 국제 표준으로 만들어 대한민국 공간정보의 글로벌 위상을 제고하겠다는 의지를 다졌다.

 

이지영 교수는 “기존 2D 지상 교통 중심의 국제 표준(ISO 19134)을 UAM 등 공중 교통까지 포함하도록 개정하는 작업을 직접 주도하고 있다”면서 “지난 5월 ISO/TC211 총회에서 개정 필요성을 발표해 회원국들의 공감을 얻어 관련 표준 4개를 아우르는 재구성안까지 연구하고 있다”고 밝혔다.

 

독자적으로 개발된 우리의 기술이 글로벌 표준으로 삼겠다는 의지는 기술을 쫓아가는 추격자 위치에서 글로벌 선도자로 발돋움하려는 야심 찬 시도로 보인다.

 

3. 현실 데이터를 ‘복셀’로 변환

▲ 가이아 3D 김학준 이사  © 커넥트 데일리

가이아 3D 김학준 이사는 구성기술(1-2) ‘공간데이터큐브화(자동격자화) 기술개발’ 발표를 통해 현실 세계의 3D 데이터를 공간데이터큐브의 최소 단위인 복셀로 변환하는 자동화 도구, ‘복셀라이저(Voxelizer)’ 개발에 대해 소개했다.

 

김학준 이사는 “이번 기술 개발은 사람이 보는 용도가 아닌, AI 기반 모듈의 입력 자료”라고 목적성을 명확히 정의하고 “현실 3D 건물 데이터의 품질이 제각각이라 겉면만 모델링된 건물(Surface Model)의 내부와 외부를 정확히 판단하기 어렵다”고 기술적 난제를 공유했다.

 

그는 또 “이를 해결하기 위해 GPU 자원 활용까지 고려하고 있다”고 밝혀 ‘복셀라이저’가 단순 변환 도구가 아닌 불완전한 현실 데이터를 해석하고 정제하는 고도의 ‘의사결정 엔진’이 될 것이라는 것을 시사했다.

 

4. 모든 정보를 담는 입체격자 플랫폼

▲ 씨엠월드 이봉준 대표이사  © 커넥트 데일리

씨엠월드 이봉준 대표이사는 구성기술(1-3) ‘공간데이터큐브 저장ㆍ관리 기술 개발’ 발표를 통해 생성된 방대한 큐브 데이터를 저장, 관리, 서비스하는 플랫폼 구축 기술을 소개했다.

 

이봉준 대표이사는 “기존 파일 시스템의 한계를 넘어, 데이터베이스 관리 시스템(DBMS) 기반으로 전환해 검색 및 연산 성능을 높일 것”이라고 밝혔다. 

 

특히 최신 3D 타일 표준인 ‘Implicit Tiling’ 기술을 적용해 데이터 처리 효율을 극대화하는 방안도 검토 중이지만, 최종 실증 환경인 브이월드가 아직 이 버전을 지원하지 않는 점은 해결 과제로 남았다.

 

앞서 안양대 최원욱 교수가 제시한 것처럼 이봉준 대표이사도 실제 서비스를 구현하고 운영하는 플랫폼의 성능과 효율성이라는 관점에서 기술적 해법으로 제시한 것이다.

 

▶ 구성기술 2. 데이터의 지능화

데이터는 살아있는 생물로 유기적인 결합이 전제되어야 인공지능 시대의 유용성을 보장받을 수가 있다. 연구단은 이러한 관점에서 공간데이터큐브라는 그릇에 살아 숨 쉬는 지능을 불어넣기로 했다.

 

구성기술 2에서는 각종 빅데이터와 인공지능(AI)을 큐브에 결합해 ‘스스로 생각하는 지도’를 만드는 기술개발이 이뤄진다.

 

5. ‘복셀’의 정의를 묻다

▲ 한국전자통신연구원(ETRI) 김광수 책임연구원  © 커넥트 데일리

한국전자통신연구원(ETRI) 김광수 책임연구원은 구성기술(2-1) ‘공간데이터 큐브 기반 3D 벡터/레스터 분석ㆍ가시화 기술 개발’이라는 발표를 통해 이번 프로젝트의 가장 깊은 기술적 딜레마를 수면 위로 끌어올렸다.

 

김광수 책임연구원은 “벡터 데이터를 복셀화했을 때, 그 결과물을 여전히 벡터 분석의 대상으로 볼 수 있는가?”라며 워크숍의 가장 근본적인 화두를 던졌다. 

 

복셀의 정체성을 어떻게 규정하느냐에 따라 분석 알고리즘의 방향이 완전히 달라지기 때문인데, 이는 프로젝트의 성공을 위해 반드시 풀어야 할 기술적 매듭으로 연구단에 깊은 고민을 안겨줬다.

 

단순히 기술 개발에 대한 진행 상황 보고를 넘어 연구단 전체가 함께 풀어야 할 근본적인 질문으로 ‘입체격자’라는 새로운 데이터 체계를 기존의 분석 틀에 끼워 맞출 것인지, 아니면 완전히 새로운 분석 패러다임을 만들 것인지에 대한 중대한 선택의 기로를 제시한 것이다.

 

ETRI는 생성된 공간데이터큐브를 분석하고 가시화하는 핵심 엔진을 개발하는 역할을 맡아 ▲3D 벡터 데이터 ▲3D 래스터 데이터 ▲시공간 네트워크 데이터 ▲고정밀 위성영상 데이터 등 4가지 종류의 데이터에 대한 분석 및 가시화 기술을 개발하는 것을 주요 목표로 한다.

 

김광수 책임연구원은 “2-1 과제의 역할은 4가지 데이터에 대한 종류별 분석 기술 개발”이라고 전제하면서 “구성기술 1에서 제시한 공간데이터큐브에는 복셀 데이터만 저장되며, 이는 벡터와 래스터에 대한 구분이 없다”고 지적했다.

 

※벡터(Vector) : 점, 선, 면으로 세상을 표현하는 방식으로 도로는 선, 건물은 면, 신호등은 점으로 저장되면 확대해도 깨지지 않고, 객체별 구분이 명확해 속성 정보를 관리하기에 유리하다.

 

※래스터(Raster) : 세상을 바둑판 같은 작은 격자(픽셀)로 표현하는 방식으로 각 격자는 고도나 온도 같은 하나의 값을 가지며, 지형처럼 연속적으로 변하는 현상을 표현하는 데 효과적이다.

 

ETRI가 맡은 연구는 벡터 분석기와 래스터 분석기라는 별개의 도구를 만들어야 하는 연구 과제인데 정작 공간데이터큐브에서는 벡터와 래스터가 구분되지 않은 복셀 데이터라는 단일 데이터만 나온다는 것이다. 

 

그는 또 “복셀 데이터를 다시 벡터나 래스터로 변환하는 '디복셀라이저(D-Voxelizer)'가 필요하다”면서 “기존의 벡터와 래스터라는 낡은 틀에 복셀이라는 새로운 데이터를 억지로 끼워 맞추려 하지 말고, 복셀 자체를 분석하는 새로운 기술 패러다임을 만들어야 한다”고 명확성을 제안했다.

 

6. 행정 데이터로 도시의 변화를 읽다

▲ 건설기술연구원 장용구 연구위원  © 커넥트 데일리

건설기술연구원 장용구 연구위원은 구성기술(2-2-1) ‘행정 빅데이터 공간데이터큐브화 기술 밀 상태변화감지 분석모델 개발’ 발표를 통해 건축물대장, 지반 정보 등 정적인 행정 데이터를 큐브에 결합해 시계열적 상태 변화를 분석하는 모델을 소개했다.

 

장용구 연구위원은 황사 이동 경로 예측, 지진 영향권 분석, 지하 안전 모니터링 등 공공 데이터를 활용한 구체적인 분석 시나리오를 제시하며, 입체격자 기술이 도시 안전과 관리에 어떻게 기여할 수 있는지 보여주었다.

 

7. 실시간 센싱으로 살아있는 지도 구현

▲ 헬리오센 이슬기 부장  © 커넥트 데일리

헬리오센 이슬기 부장은 구성기술(2-2-2) ‘센싱 빅데이터(센서/비정형 텍스트) 공간데이터큐브 분석 기술 개발’ 발표를 통해 CCTV, SNS 재난 속보 등 실시간 동적 데이터를 활용하는 기술 개발에 대해 소개했다.

 

헬리오센의 목표는 도시 곳곳에서 발생하는 다양한 센서 및 텍스트 데이터를 수집해 공간데이터큐브에 시계열적으로 통합하는 것이다.

 

수집 대상은 ▲드론ㆍCCTV 영상 ▲자율주행ㆍ로봇 센서 데이터뿐만 아니라, ▲SNSㆍ뉴스 속보ㆍ재난 문자 등 위치 정보를 포함한 비정형 텍스트까지 포괄하고 있다.

 

이슬기 부장은 “기상청 예측보다 시민들이 실시간으로 올리는 SNS 데이터가 더 빠를 수 있다”며 비정형 데이터의 중요성을 다채널의 정보성을 강조했다.

 

이 부장은 또 “하지만 규칙성이나 유효성이 없는 데이터는 분석에 사용할 수 없다”면서 “데이터 수집 단계부터 신뢰할 수 있는 출처를 선별하고 유효성을 검증하는 체계를 마련해야 한다”고 말했다.

 

모빌리티의 안전과 직결되는 서비스를 예로, 실시간 경로 재탐색을 핵심 시나리오로 제시했다.

 

자율주행차가 특정 경로로 이동 중일 때 SNS나 재난 문자를 통해 해당 경로상의 지하차도가 침수되었다는 정보가 입수되면, 시스템은 즉시 해당 지역의 격자를 ‘진입 불가’ 상태로 변경하고 실시간 정보를 반영해 가장 안전하고 빠른 우회 경로를 실시간으로 재탐색하게 된다.

 

이는 실시간 센싱 데이터를 통해 종전의 정적인 지도에서 시시각각 변하는 도시 상황에 동적으로 반응하는 ‘살아있는 유기체 지도’를 공간정보산업의 미래 가능성으로 제시한 것이다.

 

8. AI의 공간학습과 추론 정의

▲ 국토연구원 임시영 부연구위원     ©커넥트 데일리

 

국토연구원 임시영 부연구위원은 구성기술(2-3) ‘공간데이터큐브 기반 기계학습데이터 구축/활용 지능화 기술 개발’ 발표를 통해  '입체격자'라는 백지상태의 과제 앞에서 AI의 명확한 역할과 방향을 찾아가는 현실적인 고민과 전략을 제시했다.

 

그는 “데이터의 형태와 서비스의 요구사항이 아직 확정되지 않은 상황에서 AI의 목표를 정하기 어렵다”면서 “불확실성을 극복하기 위해 연구팀은 연구단 내부 전문가들을 대상으로 어디에 AI가 필요한가?를 묻는 설문조사를 진행했다”고 밝혔다.

 

그 결과, “AI의 역할은 복셀화(Voxelization) 과정 자체를 돕는 AI와 복셀화된 데이터를 활용하는 AI라는 두 개의 명확한 트랙으로 구체화되고 포인트 클라우드 데이터를 AI로 처리해 복셀화하는 기술에서 구체적인 가능성을 찾았다”고 덧붙였다.

 

▲Semantic Segmentation(의미 단위 분할) ▲3D Change Detection(3차원 변화 탐지) ▲3D Scene Graphs(객체 간 관계 추론) 등 최신 AI 기술을 통해, 복셀 데이터에 고차원적인 의미와 맥락을 부여할 수 있다는 것을 제시한 것이다.

 

임시영 부연구위원은 “이런 알고리즘들은 대부분 매우 잘 정제된 데이터를 사용한다”면서 “현실의 포인트 클라우드가 가진 품질의 한계를 어떻게 극복할 것인지가 앞으로의 과제가 될 것”이라고 진단했다.

 

▶ 구성기술 3. 미래를 현실로

구성기술 3에서는 개발된 기술로 무엇을 할 것인가라는 본질적인 질문에 단순한 개념을 넘어 구체적인 실증 계획과 시스템으로 답했다.

 

9. UAM을 위한 하늘길을 열다

▲ LX공간정보연구원 연성현 선임연구원  © 커넥트 데일리

LX공간정보연구원 연성현 선임연구원은 구성기술(3-1) ‘공간데이터큐브 기반 공중정밀지도 구축 및 UAM 운행 지원 기술개발’ 발표를 통해 UAM 시대의 안전 운항을 위한 입체격자 기술의 적용성과 ‘하늘 길 내비게이션’ 역할에 대해 구체적인 로드맵을 소개했다.

 

연 선임연구원은 “UAM 운항에 필요한 공간정보를 ▲기반 공간정보(3D 지형/건물) ▲항공 장애물 정보 ▲항행 지원 정보(기상, 소음, 전파) ▲버티포트 시설 정보로 체계화했다”고 밝혔다.

 

이는 단순히 눈에 보이는 건물과 지형을 넘어, 비행 안전에 영향을 미치는 모든 환경 요소를 3차원 공간에 담아내겠다는 것이다.

 

특히 그는 “기상 예측 정보를 입체격자화(복셀라이저)하는 부분을 요청했다”면서, 시시각각 변하는 기상 상황을 3차원 공간에서 실시간으로 분석하고 예측하는 것이 UAM 안전의 핵심임을 강조했다 .

 

현재 LX공간정보연구원은 국토교통부 K-UAM 그랜드 챌린지 사업의 실제 시나리오를 벤치마킹하여 실용적인 연구를 추진하고 있다.

 

연 선임연구원은 “자율 비행이 되는 시점에 입체격자 기술의 활용성이 높겠지만, 당장은 초기 상용화 시점에 실증할 수 있는 기술에 연구를 맞추고 있다”면서 “버티포트(UAM 이착륙장) 주변의 장애물 관리와 비행 경로의 안전성 검토를 핵심 활용 기술 삼았다”고 밝혔다.

 

10. 자율주행차를 위한 차세대 정밀도로지도  

▲ 지오스토리 문주환 과장  © 커넥트 데일리

지오스토리 문주환 과장은 구성기술(3-2) ‘자율주행차 운행지원을 위한 공간데이터큐브 기반 정밀도로지도 구축 및 실증’ 발표를 통해 차세대 정밀도로지도가 입체격자 기술을 만나 어떻게 진화하는지에 대한 구체적인 방법론을 제시했다.

 

문주환 과장은 “기존 시스템은 매우 상세하고 구체적인 지도를 만드는 데 초점이 맞춰져 있어, 입체격자에서 그대로 활용하기에는 무리가 있다”면서 “방대한 데이터를 한 번에 처리하는 방식은 시스템을 무겁게 만들고, 다양한 기관과의 유기적인 연계를 어렵게 한다”고 지적했다.

 

기존 정밀도로지도 제작 시스템이 매우 상세한 기능들을 담고 있어, 입체격자 연구에 그대로 활용하기에는 무리가 있다고 진단한 것이다.

 

그는 “기존의 무거운 시스템에서 공간데이터큐브 적용에 필요한 5개 핵심 기능인 ▲포인트 클라우드 가시화 ▲주행궤적 기반 객체 추출 ▲3차원 공간 편집 및 측정 ▲카메라 영상 연동 및 활용 ▲로드/링크 관리를 추출해 가볍고 유연한 시스템으로 재설계하는 모듈화와 입체격자를 기반으로 차량의 주행 경로에 필요한 데이터만 실시간으로 불러오는 동적 로딩(Dynamic Loading) 방식을 채택해 시스템의 메모리 부담을 획기적으로 경량화하고 처리 속도를 향상시키겠다”고 밝혔다.

 

11. 스마트 빌딩의 두뇌, 실내 자율주행

▲ 아이씨티웨이 김상수 수석연구원  © 커넥트 데일리

아이씨티웨이 김상수 수석연구원은 구성기술(3-3-1) ‘공간데이터큐브 기반 HCMI 실내지도 구축 및 활용지원 시스템 개발’ 발표를 통해 실내 공간을 위한 ‘HCMI 실내지도’가 어떻게 우리의 일상 공간 가장 깊숙한 곳까지 파고 드는지 구체적인 청사진을 제시했다.

 

HCMI 실내지도는 단순히 실내를 3차원으로 보여주는 것을 넘어, 배송이나 안내, 보안 등의 임무를 받은 로봇이 스스로 지도를 해석하고 목적지까지 자율적으로 이동할 수 있도록 지원하는 기계를 위한 지도이다.

 

김 수석연구원은 “실내 로봇이 별도의 측량 없이 어느 건물에 가도 자율적으로 서비스를 할 수 있도록 해주는 것이 최종 목표”라며 기술의 지향점을 명확히 밝혔다.

 

아이씨티웨이는 2단계 로드맵을 따라 첫 1~2년차에는 HCMI 실내지도를 설계하고 이를 관리할 서버 플랫폼을 구축하는 데 중점을 두고, 이후 구축된 인프라를 기반으로 실제 로봇에게 데이터를 제공하고 자율주행을 지원하는 시뮬레이션 및 서비스 기술을 개발한다는 계획이다.

 

12. 모든 기술의 종착지 ‘브이월드’

▲ 공간정보산업진흥원 이승수 수석위원  © 커넥트 데일리

공간정보산업진흥원 이승수 수석위원은 구성기술(3-3-2) ‘공간데이터큐브 개발 성과 실증 환경 구축 및 브이월드 적용 방안 연구’ 발표를 통해 디지털 국토 고도화를 위한 기술들을 수용하고 R&D의 성과를 국민이 체감할 수 있는 서비스에 대한 현실적인 고민과 해법을 제시했다.

 

이승수 수석위원은 “브이월드 서버는 제한된 사용자만 접속이 가능해, 연구 개발을 추진하는 다른 기관들이 접속하기 어려운 문제가 있었다”면서 첨단 기술을 개발해도 이를 시험하고 적용할 테스트 베드가 제한적이라고 지적했다.

 

이 수석위원은 “독립된 연구개발 환경을 구축할 수 있도록 브이월드 인프라를 확장하는 계획과 연계해, 물리적 인프라의 일부를 연구개발 환경으로 조성하는 협의를 이미 완료했으며 별도로 약 480억 원 규모의 ‘디지털 트윈 스토어 2단계 고도화’ 사업을 준비하고 있다”고 해법을 제시했다.

 

이는 낡은 부품을 교체하는 수준의 유지보수가 아닌, 플랫폼의 심장인 엔진 자체를 교체하는 대규모 프로젝트로 브이월드의 기술적 한계와 운영 예산 삭감의 우려가 해소될 것으로 보인다.

 

이승수 수석위원은 “유지보수 예산이 삭감되더라도, 이 고도화 사업을 통해 브이월드 자체를 키울 수 있을 것”이라고 강조하며 단기적 문제와 별개로 미래를 위한 전략적 투자가 지속적으로 이뤄질 것을 시사했다.

 

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불 붙은 질의응답, 고도의 압박감으로 가치 검증

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입체격자 기술개발 연구단의 첫 통합 워크숍은 장밋빛 청사진만 제시된 것이 아니라 구성기술 발표가 끝날 때마다 이어진 질의응답에서 실효성에 대한 의문이 제기되며 거대 프로젝트가 마주한 현실적인 고민과 풀어야 할 숙제들을 놓고 고도의 압박감이 점철된 논쟁이 이어졌다.

 

플랫폼의 한계와 가치 증명의 과제, 기술의 정체성을 묻는 근본적인 질문들까지 연구자들 사이에 오간 치열한 문답은 대한민국 디지털 국토의 미래에 대한 열망과 깊이를 가늠하게 했다.

 

최종 목적지 ‘브이월드’, 이대로 괜찮은가?

가장 먼저 현실의 벽에 부딪힌 것은 최종 실증 플랫폼인 브이월드(V-World)였다. 한 참석자는 “브이월드는 이 기술을 적용하기 위해 무엇을 준비하고 있는가?”라며 포문을 열었다.

 

씨엠월드 등 개발사들은 브이월드의 낮은 세슘 버전이 최신 3D 타일 기술을 지원하지 못하는 문제를 제기했다. 

 

이에 대해 공간정보산업진흥원 이승수 수석위원은 “유지보수 사업비가 삭감되고 있어 버전업이 확정되지 않았다”고 현실을 인정하면서도, “총 4년의 연구 기간 내에 버전업을 지원하도록 노력하겠다”고 답했다. 

 

더 나아가 그는 보안 문제로 연구진의 접근이 어려운 한계를 극복하기 위해, 브이월드 클라우드 내에 독립된 연구개발 환경을 이미 구축했다고 밝혔다. 

 

단기적인 한계를 인정하지만 장기적인 고도화 계획과 병행하는 현실적인 ‘투-트랙 전략’으로 이어가겠다는 의지를 표출했다.

 

가치 증명의 과제

“기존 체계에서 하던 것보다 공간데이터큐브를 이용했을 때 분석이나 가시화가 더 좋다는 것을 비교해서 보여주는 것이 필요하다.”

 

▲ 국토교통과학기술진흥원(KAIA) 박재선 박사  © 커넥트 데일리

 

국토교통과학기술진흥원(KAIA) 박재선 박사의 지적이 워크숍의 핵심을 관통하면서 국가 R&D 신기술의 연구나 기술개발이 반드시 답해야 할 본질적인 질문이 됐다.

 

▲ 국토지리정보원 국가위성센터 안종태 센터장  © 커넥트 데일리

국토지리정보원 국가위성센터 안종태 센터장 역시 “R&D 예산 확보 당시 가장 핵심적으로 내세웠던 가치가 바로 ‘자동화’와 ‘경량화’였다”면서 “자동화와 경량화가 되지 않으면 기존 데이터 구축 방식과 다를 바 없어 기술이 퇴색할 것”이라고 강조했다 .

 

연구단은 향후 UAM 항로 설정, 자율주행 경로 탐색 등에서 기존 방식 대비 입체격자 기반 분석이 얼마나 더 빠르고, 정확하며, 효율적인지를 정량적인 데이터로 입증해야 하는 과제를 떠안게 되었다. 

 

안종욱 단장은 이러한 지적에 대해 즉시 수용하면서 “구성기술 2쪽에서 보완해 다음부터는 비교 자료를 제출해달라”고 요청했다.

 

끝나지 않는 논쟁, ‘기술의 정체성’ 

워크숍의 가장 깊이 있게 다뤄진 논의는 기술의 근본적인 정의를 둘러싸고 날선 논쟁이 이어졌다.

 

ETRI 김광수 책임연구원은 “벡터 데이터를 복셀화했는데, 이것을 벡터 분석이라고 할 수 있는가?”라며 딜레마를 제기하고 기술적 정체성에 대한 화두를 던졌다. 

 

이는 향후 분석 알고리즘의 방향을 결정할 매우 중요한 문제에 봉착할 수밖에 없는 구조로 연구단이 새로운 ‘복셀 분석’이라는 패러다임을 새롭게 정립해야 할 필요성이 제기됐다.

 

또 하나의 복셀 안에 여러 개의 포인트 클라우드 데이터를 어떻게 표현할 것인가? 라는 국토연구원의 임시영 부연구위원의 질문도 복셀의 해상도 문제를 촉발했다. 

 

이에 대해 씨엠월드 이봉준 대표이사는 “분석 기법에 따라 달라질 수 있다”면서, “응용단에서 직접 변환 규칙을 적용할 수 있도록 API를 제공하는 것이 현명할 것”이라고 답해, 획일적인 기준이 아닌 유연한 체계의 필요성이 강조됐다 .

 

이 외에도 대국민 서비스 브이월드와 보안이 중요한 K-Geo 플랫폼 간의 역할 분담과 데이터 보안 가이드라인 수립 등 보다 다양하고 현실적인 과제들이 논의됐다.

 

▲ 국토정보 고도화를 위한 입체격자체계 적용 및 활용 기술개발사업’을 위한 제1회 입체격자연구단 통합 워크숍에는 국토교통부 공간정보진흥과 유무식 사무관을 비롯해 국토교통과학기술진흥원 김소연 실장, 박재선 박사 및 안양대 산업협력단 컨소시엄 18개 참여기관의 80여 명 관계자, 자문위원들이 화이팅을 외치며 거대 프로젝트의 힘찬 출발을 알렸다.  © 커넥트 데일리

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