UML로부터 GML Schema 및 지형지물 카탈로그 제작방법

공간정보 2018.06.20 16:20 Posted by 드론쟁이 푸른하늘이

현재 우리나라의 공간데이터 교환은 많은 문제가 있습니다. 생산자가 데이터 공개를 기피하는 것은 논외로 치더라도, 기껏 공개한 데이터도 공개 주체마다 제 각각이라서 사용하기 힘듧니다. 그것은 단순히 교환 포맷의 문제가 아닙니다. 데이터 교환용 공통 스키마가 있어야만 해결될 수 있습니다.

데이터 생산자는 자신의 데이터를 이 공통 스키마에 따라 변환한 임시 데이터셋을 만들고, 이를 지정한 공통 포맷으로 변환한 후, 이렇게 만들어진 파일을 공유해야 합니다. 이렇게 해야 각각의 생산자별로 다른 형태의 데이터가 만들어지는 상황을 피할 수 있습니다.

공간데이터 교환을 위해 가장 좋은 포맷은 GML(지리 마크업 언어 : Geography Markup Language)입니다. ISO TC211 표준에서도 교환표준으로 GML을 추천하고 있습니다. GML은 XML의 일종입니다. XML은 IT 분야에서 정보 전달의 수단으로 널리 사용되고 있습니다. 특히 해당 XML의 구조를 xsd(xml schema definition)이라는 구조로 저장하여 이를 함께 배포함으로써 데이터의 일관성을 유지하고 사용성을 높이고 있습니다. 마찬가지로 GML도 그 구조를 xsd로 만들어 함께 배포하면 데이터 교환에 관한 문제가 해결될 수 있습니다.

이상이 제가 공간정보 유통과 표준에 대하여라는 글에서 주장한 내용입니다. 

공간정보를 GML로 변환하는 것은 어렵지 않습니다. 대부분의 공간정보 처리 소프트웨어가 모두 GML을 지원하고 있기 때문입니다. 그런데 그 GML의 구조를 나타내는 XML Schema는 어떻게 만들어야 할까요? 이 글이 바로 공통스키마를 만들고, 이 공통스키마를 xsd로 변환하는 방법에 관한 글입니다.

공통 응용스키마 작성

공통 응용스키마는 다른 응용스키마와 마찬가지로, ISO 19103에서 정의한 개념스키마 언어인 UML(통합 모델링 언어 : Unified Modelling Language)를 사용하여, ISO 19109에서 정의한 응용 스키마 규칙에 따라 만듧니다. UML은 그래픽 언어이기 때문에 파워포인트나 포토샵 아니면 그냥 워드프로세서로 만들 수도 있지만, 대부분은 UML 도구를 사용하여 만들게 됩니다. 오픈소스인 Modellio도 정말 좋은 대안입니다. 하지만, ISO TC211에서는 상용 프로그램인 Enterprise Architect를 사용하여 작업하므로, 저도 이 도구를 사용하고 있습니다.

또한 응용스키마는 클래스 다이어그램 뿐만 아니라, 각각의 패키지/클래스/속성/연관 등에 대한 상세한 설명을 담은 문서가 필요한데, 이것도 UML 도구의 문서화도구를 사용해야만 편리합니다. 클래스 다이어그램과 문서가 일관성을 유지할 수 있기 때문입니다. 이와 같은 장점때문에 ISO 19109 응용스키마 법칙에서는 UML도구의 문서화 기능을 사용하여 문서화하라고 권고하고 있습니다. 따라서 UML 도구는 공간정보 응용스키마를 작업하려면 필수사항이라고 할 수 있습니다.

그런데 Enterprise Architect 를 사용하여 만든 응용스키마는 xsd로 직접 변환이 되지 않습니다. 기본적으로 UML 은 프로그래밍 언어가 아니기 때문이기도 하고, UML과 XML이 만들어진 개념이 많이 차이가 있기 때문입니다. 그렇다고하여 UML로 만들어진 응용스키마를 보면서 xsd를 따로 만드는 것은 에너지 낭비일 뿐만 아니라 불일치가 발생할 가능성이 높으므로 반드시 피해야 합니다.

ShapeChange를 이용한 UML ->XML Schema 변환

ISO TC211에서는 이 문제를 ShapeChange 등의 공개 소프트웨어를 사용하여 해결하였습니다. 상세한 내용은 ShapeChange를 이용하여 UML 모델에서 XML 스키마 생성하기를 읽어보시면 됩니다. 이 절차의 핵심은 ShapeChange입니다. 이 소프트웨어가 UML의 교환포맷인 XMI를 읽어들여서 모델의 적합성을 체크한 후, xsd를 만들어주는 소프트웨어 입니다. 

ShapeChange를 설치하고 테스트하는 방법은 ShapeChange 소개글에 나와 있습니다. 간단히 정리하면 Java Runtime Enviroment 32비트버전을 설치하고, ShapeChange 압축파일을 적당한 위치에 압축해제 해주고 약간의 설정을 해주면 됩니다.

ShapeChange 소개글에서 사용한 테스트용 응용스키마는 아래와 같이 생겼습니다. 복잡한 연관 관계는 없이 기본적인 데이터 유형 몇개와, 이들을 사용하는 지형지물 유형 2개가 정의되어 있습니다.

이 응용스키마에 대한 xmi 파일은 아래와 같습니다. 참고로 xmi 는 OMG에서 개발한 XML 교환용 포맷입니다.

test.xml

아래는 이 파일의 시작부분입니다. 매우 복잡합니다. ㅎㅎ

아래는 ShapeChange를 실행시켰을 때 나오는 XML Schema 파일 (.xsd)입니다. 

test.xsd

아래는 이 파일의 시작부분만 일부 캡처한 것입니다. 물론 많이 복잡합니다만, xml 스키마를 일부 알아볼 수 있겠네요.

예를 들어, 위에 있는 클래스 다이어그램에서는 DataType2를 아래와 같이 정의했습니다.

xsd에서는 아래와 같이 정의되어 있습니다. 제가 아직 XML/GML을 공부하는 중이라 잘은 모르지만, 예쁘게 정리된 것 같습니다. ㅎㅎㅎ

  <element name="DataType2" substitutionGroup="gml:AbstractObject" type="test:DataType2Type"/>
  <complexType name="DataType2Type">
    <sequence>
      <element maxOccurs="unbounded" name="string" type="string"/>
      <element minOccurs="0" name="integer" type="integer"/>
    </sequence>
  </complexType>
  <complexType name="DataType2PropertyType">
    <sequence>
      <element ref="test:DataType2"/>
    </sequence>
  </complexType>

보너스 - 지형지물 카탈로그 제작

게다가... ShapeChange를 사용하면 xml 스키마 뿐만 아니라, ISO 19110에서 규정한 지형지물 카탈로그(Feature Catalogue)도 만들 수 있습니다.  아래가 그 html 파일입니다.

test.html

그리고 아래는 이 지형지물 카탈로그의 첫부분만 캡쳐한 것입니다.

지형지물 카탈로그는 ISO 19110 표준에 정의되어 있습니다만, 우리나라에서 아직까지 지형지물 카탈로그를 제작해서 공개한 경우는 못본 것 같습니다. 그런데 이렇게 쉽게 제작할 수 있다면 지형지물 카탈로그도 더 많이 공개될 수 있지 않을까 기대해볼 수 있을 것 같네요.

====

아직까지 자세히 들여다보지는 못해서 사용법이나 자세한 설정방법 등은 잘 알지 못하지만, 응용스키마 작업을 하려면 ShapeChange를 반드시 활용해야 한다는 것은 알게되었네요. 오래전부터 고민해왔었는데, 이걸 발견하니 속이 후련해지는 느낌입니다. ㅎㅎㅎ

민, 푸른하늘


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드론이 세상을 바꾸고 있습니다.드론의 활용처가 계속 넓어지고 있고, 글로벌 기업들의 참여가 많아지고 있으며, 새로운 기술들이 속속 등장하고 있습니다. 하지만 우리나라의 드론 산업은 일부 기업을 제외하면 중국에서 생산된 드론을 가져다가 조립하는 수준이 대부분입니다. 드론은 하드웨어, 소프트웨어, 데이터처리가 복합된 기술입니다. 어떤 기술들을 어떻게 조합할지에 성패가 달렸죠. 5년뒤 10년뒤에 이 블로그엔 어떤 글이 적힐까요? 그것이 궁금합니다.
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