데이터 저장 기술 넘어, 산업 전반에 파급 효과 기대

이봉준 대표 “디지털 전환 시대 국가 경쟁력 핵심 기술”

▲ 공간정보 구조도(사진 = 씨엠월드)          © 매일건설신문

매일건설신문=조영관 기자 | 국토정보의 활용 패러다임이 빠르게 변하고 있다. 기존의 공간정보 체계가 2차원 지도를 중심으로 발전해 왔다면, 앞으로는 공중·지상·지하·실내 등 전 공간(All-Space)을 아우르는 다차원 데이터 관리 기술이 필수적으로 요구된다. 

공간정보기업 (주)씨엠월드는 이러한 흐름을 선도하기 위해 입체격자체계 기반의 공간데이터큐브 핵심기술 개발에 본격 착수했다고 30일 밝혔다.

씨엠월드에 따르면, 기존 공간정보 시스템은 다양한 한계를 드러내 왔다. 2차원 중심의 GIS(지리정보시스템)는 공중과 지하, 실내 공간을 아우르는 통합 분석이 어렵고, 기상·환경·행정 등 이기종(異機種) 데이터를 함께 활용하기에는 구조적 제약이 있었다. 또한 3차원 공간정보와 시간 변화를 반영한 대규모 데이터를 효율적으로 저장·관리할 수 있는 기술적 기반도 부족했다. 이 때문에 자율주행차, 도심항공교통(UAM), 실내 로봇과 같은 첨단 모빌리티의 안전 운행을 뒷받침하기 위한 데이터 서비스는 제한적일 수밖에 없었다.

씨엠월드는 이러한 문제를 극복하기 위한 대안으로 공간데이터큐브 연구를 추진한다. 공간데이터큐브는 3차원 공간을 균일하게 분할하는 입체격자체계에 기반해 전 공간의 데이터를 체계적이고 일관적으로 참조할 수 있는 구조로 ‘여러 포맷으로 나뉘어 저장할 수밖에 없던 정보들을 하나의 통합 포맷으로 수렴’시키는 기술적 해법을 제시한다. 이를 통해 이기종 데이터를 동일한 포맷으로 연계·분석함으로써 인간-컴퓨터-기계 간 상호작용(HCMI)을 지원하며, 산업·행정·과학기술 전반에서 새로운 응용 서비스를 가능케 한다.

특히 공간데이터큐브는 부처별·업무별로 산재해 있던 다양한 공간정보 자산을 하나의 체계로 통합 관리할 수 있는 핵심 수단으로 기능한다. 도시계획, 교통, 재난·안전, 환경, 인구·사회 통계 등 서로 다른 목적과 형식의 데이터를 동일한 공간 단위에서 연계·분석할 수 있어 정책 수립과 행정 의사결정의 정합성과 신뢰도를 획기적으로 향상시킨다. 더 나아가 데이터 표준화와 상호운용성을 자연스럽게 확보함으로써, 공공 데이터의 공동 활용과 개방, 디지털 트윈 및 지능형 행정 서비스로의 확장 기반을 제공한다.

공간데이터큐브, 벡터·래스터·비정형 데이터 수용

공간데이터큐브가 저장하는 데이터의 종류는 벡터, 래스터, 비정형 데이터로 크게 세 가지다. 3차원 벡터 데이터는 건물, 도로, 시설물 등의 모델 데이터로 기하학적 객체가 여기에 해당한다. 3차원 래스터 데이터는 포인트 클라우드처럼 연속적인 표면이나 분포를 나타내는 데이터가 포함된다. 비정형 데이터는 특정 좌표에 정확히 매칭되지는 않지만 대략적인 공간 범위를 가지는 데이터다. 인구 분포, 교통량 같은 사회적 데이터가 대표적 사례다.

공간데이터큐브는 기존에 데이터 유형별로 상이한 포맷과 저장 체계를 요구하던 공간정보 관리 패러다임을 근본적으로 전환하는 통합 저장 구조라 할 수 있다. 벡터, 래스터, 비정형 데이터라는 이질적인 데이터들을 하나의 논리적·물리적 포맷으로 수용함으로써, 데이터 형식에 따른 분절적 관리와 중복 저장, 변환 비용 문제를 구조적으로 해소한다. 이는 단순한 저장 방식의 개선을 넘어, 공간정보의 생성·관리·활용 전 주기를 아우르는 범용적 공간 데이터 인프라의 정립을 의미한다.

다양한 데이터 활용… 벡터필드와 시계열 시뮬레이션

공간데이터큐브의 기술적 가치는 저장 구조 차원의 혁신이 실제 분석·시뮬레이션 활용으로 직결된다는 점에서 더욱 분명해진다. 대표적으로 포인트클라우드 데이터에 3차원 벡터 정보를 결합함으로써, 단순한 형상 표현을 넘어 공간 내 흐름과 방향성을 함께 다룰 수 있는 구조를 구현했다. 이를 통해 바람길 시뮬레이션과 같은 환경·물리 기반 분석이 가능해지며, 이는 도시 기후 분석, 미세먼지 확산 예측, 재난 대응 시나리오 검토 등 고차원 공간 분석으로 자연스럽게 확장된다. 이러한 복합 분석이 가능한 근본적인 이유는, 공간데이터큐브가 데이터의 의미와 구조를 함께 고려한 저장 체계를 갖추고 있기 때문이다.

공간데이터큐브는 데이터 타입 수준에서부터 정교하게 설계돼 bit, byte, int, float, vector4 등 다양한 자료형을 명시적으로 지정해 정보를 저장할 수 있다. 이를 통해 단순 속성값부터 방향 벡터, 물리량, 상태 정보까지 하나의 공간 단위에 함께 담을 수 있으며, 데이터의 해석 가능성과 연산 효율성을 동시에 확보한다. 이는 기존처럼 데이터 유형별로 별도의 파일 포맷과 데이터베이스를 유지해야 했던 방식과 근본적으로 차별화되는 지점이다.

더 나아가 공간데이터큐브는 시계열 데이터 활용을 전제로 데이터베이스 구조를 설계했다. 동일한 공간 레이어 내에서도 타임스탬프를 기록함으로써 시점별 데이터를 명확히 구분할 수 있어 시간에 따른 변화 분석과 이력 관리가 가능하다. 이는 단발성 데이터 저장을 넘어, 도시 변화 추적, 시설물 상태 모니터링, 교통량·인구 변동 분석 등 지속적 관측과 분석이 요구되는 공공 행정 수요에 매우 적합한 구조라 할 수 있다.

이와 같은 특성을 종합하면, 공간데이터큐브는 단순히 ‘여러 포맷의 데이터를 하나로 묶는 저장 기술’을 넘어, 공간·속성·시간 정보를 통합적으로 담아내는 범용 공간정보 그릇으로 기능한다. 특히 공공기관에서는 도시·교통·환경·재난·안전 등 다양한 정책 분야의 데이터를 동일한 공간·시간 축에서 연계 활용할 수 있어, 데이터 기반 행정과 과학적 의사결정의 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있다. 결과적으로 공간데이터큐브는 공공부문이 보유한 방대한 공간정보를 통합 자산으로 전환하고, 고도 분석과 시뮬레이션, 디지털트윈 서비스로 확장하기 위한 핵심 인프라 기술로서 활용 가능성이 매우 크다고 평가할 수 있다.

▲ 공간데이터큐브 저장·관리 체계(사진 = 씨엠월드)             © 매일건설신문

공간데이터큐브의 단계적 구성

씨엠월드가 개발하는 입체격자체계의 중심에는 바로 공간데이터큐브가 있다. 공간데이터큐브는 단순한 데이터 저장 형식이 아니라, 원시 데이터부터 응용 데이터까지 단계적으로 관리할 수 있는 체계적 구조를 제공한다. 개념적으로 공간데이터큐브는 ▲원시 공간데이터큐브(Raw Datacube) ▲기본 공간데이터큐브(Basic Datacube) ▲응용 공간데이터큐브(Application Datacube)의 세 단계로 구분된다.

원시 공간데이터큐브는 원본 데이터가 가진 형상과 속성값을 그대로 유지한 채, 입체격자체계 규격에 맞춰 잘려 저장되는 단계다. 기존에는 2차원 타일링 과정을 통해 타일 규격에 맞춰 데이터가 잘려져 저장되었다면, 입체격자체계에서는 3차원 큐브 규격에 맞춰 데이터가 큐브 단위로 나뉘어 저장된다.

기본 공간데이터큐브는 일정한 해상도(예 : 64×64×64)를 갖는 큐브로, 데이터가 정규화된 복셀로 저장되는 단계다. 이때 원시 공간데이터큐브와는 달리, 하나의 속성만을 담게 된다. 예를 들어 정밀 도로 데이터를 다룰 경우, 도로·가로수·전신주 등 개별 객체를 각각 독립된 기본 공간데이터큐브로 제작하게 된다.

응용 공간데이터큐브는 이렇게 구축된 기본 공간데이터큐브들을 필요한 용도에 따라 조합·활용하는 단계다. 연구나 산업 현장에서 필요한 정보만을 모아 맞춤형 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 공간데이터큐브는 3차원 ‘레이어’ 개념으로 운영된다. 이러한 저장 방식은 대규모 시·공간 데이터를 체계적으로 관리하고, 빠른 검색과 연동을 가능하게 해준다. 나아가 국가 차원의 데이터 표준화를 뒷받침하는 기반 기술로서, 학술·산업·행정 전 분야에서 활용될 전망이다.

표준화·융합으로 여는 차세대 국토정보

입체격자체계 기반 공간데이터큐브는 단순한 데이터 저장 기술을 넘어, 과학기술과 산업 전반에 파급 효과를 가져올 것으로 기대된다. 현재 기상·해양·항공·재난 분야에서는 격자 형식 데이터가 이미 널리 활용되고 있으나 표준화된 형식 부재로 인해 연구 간 융합과 확장이 제한돼 왔다. 씨엠월드가 추진하는 공간데이터큐브 표준화는 이러한 단절을 해소하고, 환경 모니터링, 재난 대응, GeoAI 기반 패턴 분석 등 새로운 연구와 서비스 창출을 가능하게 한다.

궁극적으로 이번 연구가 실현되면, 국토정보는 2차원 지도를 넘어 다차원 시·공간을 자유롭게 표현하는 차세대 체계로 도약한다. 이봉준 씨엠월드 대표는 “공간데이터큐브는 국토정보의 고도화를 넘어, 디지털 전환 시대의 국가 경쟁력을 좌우할 핵심 기술”이라며 “현장 실증과 응용을 통해 기술의 완성도를 높여갈 계획”이라고 밝혔다.

/조영관 기자