2021년 6월 15일에 LX국토정보공사 본사에서 강의한 자료입니다. 디지털 트윈 플랫폼과 관련한 국내외 동향을 살펴보고, 오픈소스와 개방형 표준 기반의 디지털 트윈 플랫폼에 대해 이야기했습니다. 이후 가이아쓰리디의 디지털 트윈 플랫폼인 mago3D와 그 활용처를 소개했습니다.

1. 디지털 트윈 플랫폼 기술과 사례
신상희(shshin@gaia3d.com)
가이아쓰리디㈜
2021년 6월 15일

2. 디지털 트윈의 단계(Digital Twin Levels)
디지털 트윈
플랫폼

3. 영국 디지털 트윈 구축 원칙 – 쌍둥이 원칙(Gemini Principles)
<Source: The approach to delivering a National Digital Twin for the United Kingdom> 3
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

4. 4
디지털 트윈 정보 가치 사슬
<Source: https://www.cdbb.cam.ac.uk/system/files/documents/TheGeminiPrinciples.pdf>

5. 5
스마트시티 플랫폼
<Source: ITU Focus Group on Smart Sustainable Cities>

6. 6
디지털 트윈 기반 스마트 시티 플랫폼
<Source: ISO/IEC JTC1/WG11>
Stakeholders
Vision & Outcomes
Business Process Framework
Knowledge Management Framework
Engineering Framework

7. 7
OGC 스마트시티 프레임워크
<Source: OGC Smart Cities Spatial Information Framework>

8. 8
헬싱키 - 디지털 트윈 기반 스마트시티 플랫폼
<Source: Helsinki 3D+>

9. 9
Cesium for Unreal

10. 디지털 트윈의 단계(Digital Twin Levels)
오픈소스와 표준 기반
디지털 트윈 플랫폼

11. 11
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

12. 12
공간정보 가치 사슬

13. 13
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)

14. 14
물리적 시스템 아키텍처(안)

15. 15
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)

16. 16
OGC 3D Data Container and Tiles API(GeoVolume API)
<Source: OGC 3D Data Container and Tiles API Pilot Summary Engineering Report>

17. Web based Digital Twin platform
on top of open source!

18. 마고
MAGO
지신, 대지의 여신

19. 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
Version3.0 releasing?
19

20. mago3D – 개요
20

21. mago3D – 특징
21

22. mago3D – 구성
22

23. mago3D – 주요 기능
23

24. mago3D – 데이터 자동 변환
24

25. mago3D – 디지털 트윈 가시화
25

26. mago3D – 디지털 트윈 가시화
26

27. mago3D – 디지털 트윈 가시화
27

28. mago3D – 디지털 트윈 가시화
28

29. mago3D – 디지털 트윈 가시화
29

30. mago3D – 시뮬레이션
30

31. mago3D – 표준 기반 시스템 확장
31

32. mago3D – RTLS 연계
32

33. mago3D – 관리자 기능
33

34. mago3D – 시스템 아키텍처
34

35. mago3D – 소프트웨어 아키텍처
35

36. 디지털 트윈의 단계(Digital Twin Levels)
디지털 트윈
활용 사례

37. 디지털트윈 활용 사례 – BIM
37

38. 디지털트윈 활용 사례 – 실내
38

39. 디지털트윈 활용 사례 – 시설물 관리
39

40. 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
40

41. 디지털트윈 활용 사례 – 조선업
41

42. 디지털트윈 활용 사례 – 조선업
42

43. 디지털트윈 활용 사례 – 공사 전후 비교
43

44. 디지털트윈 활용 사례 – 자율주행차
44

45. 디지털트윈 활용 사례 – 신도시 건설
45

46. 디지털트윈 활용 사례 – 바람길 시뮬레이션
46

47. 디지털트윈 활용 사례 – 수리/수문/수질
47

48. 디지털트윈 활용 사례 – 수리/수문/수질
48

49. 디지털트윈 활용 사례 – 바람장
49

50. 디지털트윈 활용 사례 – 바람장
50

51. 디지털트윈 활용 사례 – 미세먼지
51

52. 디지털트윈 활용 사례 – 국가를 넘어 지구로…
52

53. 디지털 트윈의 단계(Digital Twin Levels)
시사점

54. 도시는 컴퓨터가 아닙니다.
54

55. 과대 포장과 지나친 기대
55

56. 기대하지 마시오. 당신 자신이 아닌 다른 사람의 데이터를…
원시 데이터 디지털 트윈
56

57. 왜 디지털 트윈을 구축하는가?
57

58. 웹이냐? 게임 엔진이냐? 그것이 문제로다…
<Source: https://www.gim-international.com/content/article/emerging-web-and-game-engine-tech-for-3d-cities>
58

59. 감사합니다.
33
신상희 shshin@gaia3d.com