20. 점구름 작업

20.1. 점구름 소개

점구름이란 무엇일까요?

점구름(point cloud) 이란 수많은 (수십억, 때론 수조에 달하는) 개별 데이터 포인트로 이루어진 공간의 3차원 이미지를 말합니다. 캡처 방법에 따라, 점구름은 일반적으로 색상값 또는 강도(intensity) 같은 캡처 과정에서 나온 추가 속성도 가집니다. 이런 속성들을 이용하면, 예를 들어 점구름을 서로 다른 색상으로 표시할 수 있습니다. QGIS에서는 경관의 (또는 또다른 공간의) 3차원 이미지를 생성하는 데 점구름을 이용할 수 있습니다.

지원 포맷

QGIS는 엔트와인 포인트 타일(Entwine Point Tile; EPT) 및 LAS/LAZ 데이터 포맷을 지원합니다. QGIS는 항상 점구름 작업에 쓰이는 데이터를 EPT로 저장합니다. EPT는 공통 폴더에 저장된 파일 몇 개로 이루어진 저장 포맷으로, 데이터에 빠르게 접근하기 위해 인덱스를 사용합니다. EPT 포맷에 대해 자세히 알고 싶다면 엔트와인 홈페이지 를 참조하세요.

데이터 포맷이 LAS 또는 LAZ인 경우, QGIS가 데이터를 처음 불러올 때 EPT로 변환할 것입니다. 파일 용량에 따라 시간이 걸릴 수도 있습니다. 이 과정에서 LAS/LAZ 파일이 있는 폴더에 ept_ + name_LAS/LAZ_file 스키마를 따르는 하위 폴더를 하나 생성합니다. 이런 하위 폴더가 이미 존재하는 경우, QGIS는 즉시 EPT를 불러옵니다. (따라서 불러오기 시간을 단축합니다.)

알아두면 좋을 정보

QGIS에서는 (아직) 점구름을 편집할 수 없습니다. 사용자의 점구름을 조작하고 싶다면 오픈소스 점구름 공간 처리 도구인 CloudCompare 를 사용하면 됩니다. 또한 포인트 데이터 추상 라이브러리(Point Data Abstraction Library) (PDAL - GDAL과 유사)도 점구름을 편집할 수 있는 옵션을 제공합니다. (PDAL은 명령 줄 전용 유틸리티입니다.)

수많은 데이터 포인트 개수 때문에, QGIS에서 점구름의 속성 테이블을 표시할 수가 없습니다. 하지만 identify 식별 도구 가 점구름을 지원하므로 단일 데이터 포인트조차도 속성을 모두 표시할 수 있습니다.

20.2. 점구름 속성

점구름의 Layer Properties 대화창에서 레이어와 레이어 렌더링에 대한 일반 설정을 할 수 있습니다. 이 대화창은 레이어 관련 정보도 제공합니다.

Layer Properties 대화창을 열려면:

  • Layers 패널에서 레이어를 더블 클릭하거나, 오른쪽 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 Properties… 를 선택하십시오.

  • 레이어를 선택한 다음 Layer ► Layer Properties… 메뉴를 클릭하십시오.

점구름 Layer Properties 대화창은 다음 탭들로 이루어져 있습니다:

metadata 정보

system 소스

symbology 심볼[1]

3d 3차원 뷰[1]

rendering 렌더링

elevationscale 표고[1]

editMetadata 메타데이터

basicStatistics 통계

[1] 레이어 스타일 작업 패널 에서도 사용할 수 있습니다.

참고

속성 대화창 하단에 있는 Style 메뉴를 이용해서 점구름 레이어 속성 대부분을 .qml 파일로 저장하거나 .qml 파일로부터 불러올 수 있습니다. 자세한 내용은 레이어 속성 저장 및 공유 를 참조하세요.

20.2.1. 정보 속성

metadata Information 탭은 읽기 전용으로, 현재 레이어에 대한 요약 정보 및 메타데이터를 한 눈에 볼 수 있는 흥미로운 장소입니다. 다음과 같은 정보를 제공합니다:

  • 프로젝트 이름, 소스 경로, 최신 저장 시간 및 용량, 사용하는 제공자 등의 일반 정보

  • 레이어 제공자 기반: 범위 및 포인트 개수

  • 좌표계: 이름, 단위, 메소드, 정확도, 참조(예: 정적인지 동적인지 여부)

  • 제공자가 전송하는 메타데이터: 생성 날짜, 버전, 데이터 포맷, X/Y/Z 척도, …

  • (메타데이터를 편집할 수 있는) editMetadata 메타데이터 탭에서 선택: 접근 정보, 범위, 링크, 연락처, 이력, …

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그림 20.1 점구름 정보 탭

20.2.2. 소스 속성

system Source 탭에서 점구름 레이어에 대한 다음과 같은 기본 정보를 보고 편집할 수 있습니다:

  • Settings: (Layers Panel 에서 표현식 등을 이용해서, 또는 인쇄 조판 범례에서, 또는…) 프로젝트 내의 레이어를 식별하기 위해 쓰일, 레이어 파일명과는 다른 레이어 이름을 설정할 수 있습니다.

  • Assigned Coordinate Reference System (CRS): 레이어에 할당된 좌표계 를 변경할 수 있습니다. 드롭다운 목록에서 최근 사용된 좌표계를 선택하거나 setProjection Select CRS 버튼을 (좌표계 선택기 참조) 클릭하면 레이어 좌표계를 변경할 수 있습니다. 레이어에 적용된 좌표계가 틀렸거나 적용된 좌표계가 없는 경우에만 변경하십시오.

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그림 20.2 점구름 소스 탭

20.2.3. 심볼 속성

In the symbology Symbology tab the settings for the rendering of the point cloud are made. In the upper part, the settings of the different feature renderers can be found. In the lower part, there are sections with which general settings for the entire layer can be made and which apply over feature renderers.

20.2.3.1. Feature Rendering types

There are different options for rendering point clouds that can be selected using the drop-down menu at the top of the Symbology tab (see 그림 20.3):

  • pointCloudExtent Extent Only: Only a bounding box of the extent of the data is displayed; convenient for overviewing the data extent. As usual, the Symbol widget helps you configure any properties (color, stroke, opacity, sub-layers, …) you’d like for the box.

  • singlebandPseudocolor Attribute by Ramp: 데이터를 색상 그레이디언트로 렌더링합니다. 색상표 렌더링 작업자의 속성 을 참조하세요.

  • multibandColor RGB: 적색, 녹색 및 청색 색상값을 이용해서 데이터를 렌더링합니다. RGB 렌더링 작업자 를 참조하세요.

  • paletted Classification: 서로 다른 범주에 대해 서로 다른 색상을 이용해서 데이터를 렌더링합니다. 범주화 렌더링 작업자 를 참조하세요.

점구름을 불러올 때, QGIS가 다음과 같은 로직을 따라 최적의 렌더링 작업자를 선택합니다:

  • 데이터셋이 색상 정보(적색, 녹색, 청색 속성)을 담고 있는 경우 RGB 렌더링 작업자를 사용할 것입니다.

  • 데이터셋이 Classification 속성을 담고 있는 경우 범주화 렌더링 작업자를 사용할 것입니다.

  • 이 두 경우가 아니라면 Z 속성 기반 렌더링으로 돌아갈 것입니다.

사용자가 점구름의 속성을 모르는 경우, basicStatistics Statistics 탭 에서 점구름이 담고 있는 속성 그리고 값들이 분포된 범위를 표시하는 훌륭한 개요를 볼 수 있습니다.

../../../_images/point_cloud_symbology_overview.png

그림 20.3 점구름 심볼 탭

색상표 렌더링 작업자의 속성

singlebandPseudocolor Attribute by Ramp 를 이용하면 데이터를 색상 그레이디언트 위로 숫자값에 따라 표시할 수 있습니다. 이런 숫자값은 이를테면 기존 강도 속성 또는 Z 값 등이 될 수 있습니다. 최소값 및 최대값에 따라, 다른 값들을 보간해서 색상 그레이디언트에 분포시킵니다. 개별 값 및 개별 값을 특정 색상에 할당한 것을 “색상표(color map)” 라고 하며, 색상표는 표로 표시됩니다. 다음 그림 아래 다양한 설정 옵션을 설명합니다.

../../../_images/point_cloud_attribute_by_ramp.png

그림 20.4 점구름 심볼 탭: 색상표의 속성

  • Min 및 Max 란에서 색상표에 적용되는 범위를 정의합니다: Min 값은 색상표의 왼쪽 끝, Max 값은 오른쪽 끝을 나타내고, 그 사이의 값들은 보간됩니다. QGIS는 기본적으로 선택한 속성에서 최소값과 최대값을 탐지하지만 이 두 값을 수정할 수도 있습니다. 값을 변경한 뒤에라도 Load 버튼을 누르면 기본값을 복원할 수 있습니다.

  • Interpolation 항목이 색상에 값을 어떻게 할당할지를 정의합니다:

    • Discrete (Value 열 헤더에 <= 심볼이 나타납니다): 동등하거나 더 높은 값을 가진, 가장 가까운 색상표에서 색상을 선택합니다.

    • Linear: 픽셀 값보다 높거나 낮은 색상표 항목에서 색상을 선형적으로 보간합니다. 다시 말해 데이터셋의 각 값에 유일 색상을 대응시킨다는 뜻입니다.

    • Exact (Value 열의 헤더에 = 심볼이 나타납니다): 색상표 항목과 동등한 값을 가진 픽셀에만 색상을 적용합니다. 그렇지 않은 픽셀은 렌더링하지 않습니다.

  • Color ramp 위젯에서 데이터셋에 할당할 색상표를 선택할 수 있습니다. 이 위젯 에서와 같이, 새 색상표를 생성하거나 현재 선택한 색상표를 편집하고 저장할 수 있습니다.

  • Label unit suffix 란에서 범례에 있는 값 뒤에 라벨을 추가하고, Label precision 란에서는 표시할 소수점 이하 자릿수를 제어합니다.

범주화 Mode 메뉴를 통해 범주 전체에 걸쳐 값을 어떻게 배포할지 정의할 수 있습니다.

  • Continuous: 색상표의 색상 지점으로부터 범주 개수 및 색상을 가져옵니다. 색상표의 색상 지점 분포를 따라 경계 값을 설정합니다. (색상 지점에 대해 더 자세히 알고 싶다면 색상표 설정 을 참조하세요.)

  • Equal interval: 이 줄 끝에 있는 Classes 란에서 범주의 개수를 지정하면, 범주들이 모두 동일한 크기를 가지도록 경계 값(limits value)들을 정의합니다.

범주들을 자동으로 결정하고 색상표에 표시합니다. 그러나 이런 범주들을 직접 편집할 수도 있습니다:

  • Value: 표에서 이 열을 더블클릭하면 범주 값을 수정할 수 있습니다.

  • Color: 이 열을 더블클릭하면 색상 선택기 위젯이 열리고, 해당 값에 적용할 색상을 선택할 수 있습니다.

  • Label: 이 열을 더블클릭하면 범주 라벨을 수정할 수 있습니다.

  • 색상표에서 선택한 행들을 오른쪽 클릭하면 해당 선택 집합에 대해 색상 (Change Color…) 및 불투명도(Change Opacity…)를 변경할 수 있습니다.

표 아래에 있는 Classify 버튼으로 기본 범주들을 복원하거나, symbologyAdd Add 아이콘으로 값을 직접 추가하거나, symbologyRemove Delete 아이콘으로 표에서 선택한 값을 삭제할 수 있습니다.

사용자 지정 색상표가 매우 복잡할 수도 있기 때문에, fileOpen Load 아이콘으로 기존 색상표를 불러오거나 fileSaveAs Save 아이콘으로 색상표를 다른 레이어에 사용하기 위해 (txt 파일로) 저장할 수 있습니다.

Interpolation 드롭다운 메뉴에서 Linear 를 선택한 경우, 다음도 환경 설정할 수 있습니다:

  • checkbox Clip out of range values: 선형 메소드는 기본적으로 설정된 Min 값 미만의 (또는 설정된 Max 값을 초과하는) 데이터셋 값에 첫 번째 범주 (또는 마지막 범주) 색상을 할당합니다. 이 범위 밖의 값들을 렌더링하지 않고자 하는 경우 이 옵션을 체크하십시오.

  • Legend settings, for display in the Layers panel and in the layout legend. Customization works the same way as with a raster layer (find more details at 래스터 범례 사용자 지정하기).

RGB 렌더링 작업자

multibandColor RGB 렌더링 작업자를 이용하면, 점구름에서 선택한 속성 3개를 적색, 녹색, 그리고 청색 요소로 사용할 것입니다. 속성들이 제대로 명명되어 있다면, QGIS가 자동적으로 이 속성들을 선택해서 각 밴드의 Min 및 Max 값을 불러오고 이에 맞춰 색상 배율을 조정합니다. 하지만 이 값들을 직접 수정할 수도 있습니다.

값에 적용할 수 있는 Contrast enhancement 방법을 No Enhancement, Stretch to MinMax, Stretch and Clip to MinMax 그리고 Clip to MinMax 가운데 선택할 수 있습니다.

참고

Contrast enhancement 도구는 아직 개발 중입니다. 이 도구에 문제가 발생하는 경우 기본 설정인 Stretch to MinMax 를 사용해야 할 것입니다.

../../../_images/point_cloud_rgb.png

그림 20.5 점구름 RGB 렌더링 작업자

범주화 렌더링 작업자

paletted Classification 렌더링에서는 점구름을 속성 기반 색상으로 구별해서 표시합니다. 모든 유형의 (숫자값, 문자열, …) 속성을 이용할 수 있습니다. 점구름 데이터가 Classification 이라는 필드를 포함하고 있는 경우가 많습니다. 이 필드는 일반적으로, 식생(植生)과 같은, 후처리 과정에서 자동적으로 결정된 데이터를 포함하고 있습니다. Attribute 드롭다운 메뉴에서, 범주화에 사용할 필드를 속성 테이블로부터 선택할 수 있습니다. QGIS는 기본적으로 LAS 사양의 정의를 이용합니다. (ASPRS 홈페이지 에 있는 PDF에서 ‘ASPRS 표준 포인트 범주’ 표를 참조하세요.) 하지만 데이터가 이 스키마를 비켜 갈 수도 있습니다. 의심이 든다면 데이터를 받은 인물 또는 기관에 범주의 정의를 문의해야 할 것입니다.

../../../_images/point_cloud_classification.png

그림 20.6 점구름 범주화 렌더링 작업자

표 안에 사용한 모든 값들을 대응하는 색상 및 범례와 함께 표시합니다. 각 행의 맨 앞에 checkbox 체크 상자가 있습니다. 이 상자를 체크 해제하면, 더 이상 맵 상에 해당 값을 표시하지 않습니다. 표의 Color, Value 및 Legend 열을 더블클릭하면, 각각 색상, 값, 범례를 수정할 수 있습니다. (색상의 경우 색상 선택기 위젯이 열립니다.)

테이블 아래에 있는 버튼으로 QGIS가 생성한 기본 범주를 변경할 수 있습니다:

  • Classify 버튼을 누르면 데이터를 자동으로 범주화할 수 있습니다: 속성에 나타나지만 아직 표에는 표시되지 않은 모든 값을 추가합니다.

  • symbologyAdd Add 또는 symbologyRemove Delete 아이콘을 클릭하면 값을 직접 추가 또는 제거할 수 있습니다.

  • Delete All 버튼을 누르면 표에서 모든 값을 제거합니다.

20.2.3.2. Point Symbol

Point Symbol 프레임에서 각 데이터 포인트를 표시할 크기 및 단위(예: 밀리미터, 픽셀, 인치 등등)를 설정할 수 있습니다. 포인트 스타일도 Circle 또는 Square 가운데 하나로 선택할 수 있습니다.

20.2.3.3. Layer Rendering

Layer Rendering 프레임에서는 레이어 렌더링을 수정할 수 있는 다음 옵션들을 설정할 수 있습니다:

  • Maximum error: 점구름은 보통 화면에 표시하기 위해 필요한 개수보다 훨씬 많은 포인트들을 담고 있습니다. 이 옵션을 통해 점구름을 얼마나 진하게 또는 연하게 표시할지를 설정합니다. (‘포인트 사이의 최대 허용 간격’ 으로 이해해도 됩니다.) 큰 숫자를 (예: 5mm) 설정하면 포인트 사이의 틈이 보이게 될 것입니다. 작은 숫자를 (예: 0.1mm) 설정하면 표시에 필요하지 않은 포인트를 대량으로 강제 렌더링하게 되어 속도가 느려질 수 있습니다.

  • Opacity: 이 도구를 통해 맵 캔버스에서 아래에 있는 레이어를 가시화할 수 있습니다. 슬라이드 바를 통해 사용자 레이어의 가시성을 필요에 따라 조정하십시오. 슬라이드 바 옆에 있는 메뉴에서 가시성을 정확한 백분율로 설정할 수도 있습니다.

  • Blending mode: You can achieve special rendering effects with this tool. The pixels of your overlaying and underlying layers are mixed through the settings described in 혼합 모드.

20.2.4. 3차원 뷰 속성

3d 3D View 탭에서는 3차원 맵에 점구름을 렌더링하기 위한 설정을 할 수 있습니다. 탭 최상단에 있는 드롭다운 메뉴에서 다음과 같은 옵션들을 선택할 수 있습니다:

../../../_images/point_cloud_3d_view.png

그림 20.7 범주화 렌더링 작업자를 선택한 점구름 3차원 뷰 탭

3d 3D View 탭의 아랫부분에 Point Symbol 프레임이 있습니다. 여기에서 모든 렌더링 작업자에 동일하게 적용되는, 레이어 전체에 대한 일반 설정을 할 수 있습니다. 다음과 같은 옵션을 설정할 수 있습니다:

  • Point size: 각 데이터 포인트를 어느 정도의 (픽셀 단위) 크기로 표시할지 설정할 수 있습니다.

  • Maximum screen space error: 이 옵션을 통해 점구름을 얼마나 진하게 또는 연하게 표시할지를 (픽셀 단위로) 설정합니다. 큰 숫자를 (예: 10) 설정하면 포인트 사이의 틈이 보이게 될 것입니다. 작은 숫자를 (예: 0) 설정하면 표시에 필요하지 않은 포인트를 대량으로 강제 렌더링하게 되어 속도가 느려질 수 있습니다. (더 자세한 내용은 Symbology 최대 오류 를 찾아보세요.)

  • Point budget: 렌더링이 너무 오래 걸리는 것을 피하려면, 렌더링할 최대 포인트 개수를 설정하면 됩니다.

  • Point cloud size: 사용자에게만 제공하는 정보로, 포인트의 총 개수를 표시합니다.

  • checkbox Show bounding boxes: 디버그 작업에 특히 유용한 옵션으로, 노드들의 경계 상자들을 계층 구조로 표시합니다.

20.2.5. 렌더링 속성

Scale dependent visibility 그룹 박스에서는 Maximum (inclusive) 및 Minimum (exclusive) 축척을 설정해서 피처가 보이게 될 축척 범위를 정의할 수 있습니다. 이 범위를 벗어나면, 피처를 숨깁니다. mapIdentification Set to current canvas scale 버튼을 클릭하면 현재 맵 캔버스의 축척을 가시성 범위의 한계값으로 설정할 수 있습니다. 자세한 내용은 가시성 축척 선택기 을 참조하세요.

참고

Layers 패널에서 레이어에 대한 축척 의존 가시성을 활성화시킬 수도 있습니다. 레이어를 오른쪽 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 Set Layer Scale Visibility 를 선택하십시오.

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그림 20.8 점구름 렌더링 탭

20.2.6. 표고 속성

elevationscale Elevation 탭에서 데이터의 Z 값을 수정할 수 있습니다. 3차원 맵에서 데이터의 표고를 조정하기 위해 Z 값을 정정해야 할 수도 있기 때문입니다. 다음 두 가지 옵션이 있습니다:

  • Scale: 크기 조정 인자를 설정할 수 있습니다. 이 란에 10 을 입력하면, Z 값이 5 인 포인트를 높이 50 으로 표시합니다.

  • Offset: 이 란에 Z 수준에 대한 오프셋을 입력할 수 있습니다. 서로 다른 데이터소스들의 높이를 서로 일치시키는 데 유용합니다. 기본적으로, 데이터가 담고 있는 Z 값 가운데 가장 낮은 값을 오프셋 값으로 사용합니다. 이 줄의 끝에 있는 refresh Refresh 버튼을 누르면 이 값을 복원할 수도 있습니다.

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그림 20.9 점구름 표고 탭

20.2.7. 메타데이터 속성

editMetadata Metadata 탭에 사용자 레이어에 대한 메타데이터 리포트를 생성하고 편집할 수 있는 옵션이 있습니다. 더 자세한 정보는 메타데이터 를 참조하세요.

20.2.8. 통계 속성

basicStatistics Statistics 탭에서는 사용자의 점구름 및 그 분포에 대한 속성들의 개요를 볼 수 있습니다.

윗부분에 있는 Attribute Statistics 프레임은 점구름이 담고 있는 모든 속성을 목록으로 나열할 뿐만 아니라, Minimum, Maximum, Mean, Standard Deviation 같은 몇몇 통계값도 표시합니다.

Classification 속성이 존재하는 경우, 아랫부분에 또다른 표가 표시됩니다. 이 표는 해당 속성이 담고 있는 모든 값과 함께 값의 절대 개수(Count ) 및 상대 존재비(% abundance)를 목록으로 나열합니다.

../../../_images/point_cloud_statistics.png

그림 20.10 점구름 통계 탭