Geographic Information Systems "GIS"

국어교육과 20542424 이호준

지리학(Geography)이란 고대 그리스어 geo(땅)과 graphy(기술하다)가 합쳐진 합성어로 ‘땅의 이치를 기술하는 학문’이란 뜻이다. 그렇다면 여기서 몇 가지 의문점을 제기할 수 있다. 즉 ‘(지리적)위치란 무엇인가? 왜 거기 있는가? 그게 나와 무슨 상관인가?‘와 같은 질문이 가능하다.

우리가 학문을 배우는 이유는 현재의 상태를 좀 더 나은 상태로 발전시키기 위해서이며, 학문적 지식을 바탕으로 우리가 사는 실생활에 활용하는 방식으로 이것이 실현된다. 요컨대 지리학은 인간이 발 딛고 살아가는 공간에 대한 종합적인 연구를 함으로써 보다 더 나은 삶을 살아가고자 하는 인간의 욕구가 반영된 학문이라고 할 수 있다.

어떠한 학문이든지 간에 이론을 정립하기 위해서는 논리적으로 타당한 근거나 구체적인 사례가 필요하다. 이러한 것들을 통해 일반화된 하나의 가설이 도출되고, 이를 실생활에 적용시켜 봄으로써 그것이 입증되면 하나의 이론으로 정립되는 것이다.

지리학에서역시 다양한 자료들이 필요하다. 정보화 사회에 접어든 지금 시대에는 그런 자료들이 아날로그식이 아닌 디지털 방식으로 모아지고 처리되어 진다. 지리정보시스템(GIS)이 바로 그 역할을 한다. 어떠한 지리적 장소에 대한 위치나 다양한 종류의 자료들을 지역적 차원이 아닌 범세계적 차원으로 그 영역을 넓혀 수집하고, 수집된 자료들을 단어나 차트, 그래프, 산술표, 지도 등으로 변화시켜 조작해 나가는 것이다. 여기서 자료(data)란 장소, 사람, 사물, 사건, 개념에 관련된 사실(facts) 또는 특징(features)을 수집한 것을 말하고, 이를 구조화(structuring), 조직화(formatting), 변환(conversion) 그리고 모델링(modeling)과 같은 일련의 처리과정을 통해 사용자에게 의미 있는 형태로 전환될 때에야 비로소 정보(information)라고 할 수 있다.

GIS는 지리학이라는 학문과 정보․통신 기술과의 결합이라고 할 수 있는데, 이는 모두 농경사회에서 산업사회로 다시 정보화 사회로 접어든 지금 시대의 변화에 맞춰 학문 간의 경계가 허물어진 데서 발전된 학문 분야라 할 수 있다.

즉 GIS란 컴퓨터 소프트웨어, 하드웨어, 자료들의 체계이며 그 분야에 종사하는 직원들이 공간적 위치와 관련되는 정보들을 조작하고 분석하여 표시하게끔 도와주는 역할을 하는 것이다. 예컨대 대개 지리적 위치에 관한 자료들을 시각화 하고, 그러한 자료와 컴퓨터 소프트웨어, 하드웨어와 연결시켜 하나의 체계를 만들어서 그에 관련된 직업에 종사자들이 바로 이 체계를 이용하여 지리학을 연구하는 것이다. GIS의 또 다른 정의로, 지리적으로 참조된 정보 즉 위치에 따라 식별되는 자료를 획득, 저장, 처리 그리고 표현 가능하도록 한 컴퓨터 시스템이라고 정의 내려 볼 수 있다. 여기서 지리정보(geographic information)는 현실 세계를 이해하는 데 좀 더 도움을 줄 뿐만 아니라 우리가 논리적인 의사결정을 위한 공간적 지능을 발휘하게 한다. 이것은 GIS가 자료처리 기능뿐만 아니라 공간적 지식과 지능을 획득하기 위한 분석능력을 포함해야 된다는 근거라고 할 수 있다.

우리가 자동차에서 쓰는 네비게이션에 활용되는 GPS(위성위치확인시스템)가 GIS에도 이용될 수 있다. 즉 GPS측정결과(종이나 디지털 같은 정적인 지도)는 GIS데이터베이스에 직접적으로 입력될 수 있는 형태로 이용될 수 있는 것이다. 여기서 GIS의 중요한 기능을 도출해 볼 수 있다. 즉 분석을 시각화하여 컴퓨터에 표현해 내는 것이 GIS가 지닌 하나의 기능인 것이다.

지리학에서 쓰이는 80%의 자료가 바로 공간자료(spatial data)이다.

공간자료는 과학이 고도로 발달함에 따라 더욱 정확해지고 구체화된 형태로 분석이 가능해졌다.

GIS는 이러한 공간적 자료들을 분석하고 조작하여 시각화함으로써 표시하는 것이다. 여기서 컴퓨터화한 지도를 컴퓨터 내의 데이터베이스(관련 자료들이 수집, 정리, 통합된 것)와 연결하는 역할도 GIS가 한다. 즉 GIS는 컴퓨터를 통해 입력되어지는 수천 개의 기계어들을 분석하고, 연결하고, 종합하는 조작의 단계를 거쳐 정제된 일련의 유용한 정보들을 추출하여 우리가 한 눈에 알아볼 수 있도록 시각화하는 역할을 하는 것이다.

이 시각화의 방법에 횡선 줄무늬(raster-grid)가 이용되는데, 여기에는 화소(pixel이란-화상을 형성하는 최소의 단위를 말한다. 컴퓨터 모니터나 인쇄물에서 볼 수 있는 모든 디지털 이미지들을 아주 크게 확대하면, 그림의 경계선들이 연속된 곡선이 아니라 작은 사각형들이 붙어서 늘어서 마치 계단같이 보이는 것을 알 수 있다. 이처럼 디지털 이미지들은 더 이상 쪼개지지 않는 (주로)네모 모양의 작은 점들이 모여서 전체 그림을 만든다. 이 때 이미지를 이루는 가장 작은 단위인 이 네모 모양의 작은 점들을 바로 '픽셀(Pixel)'이라고 한다.), 위치와 수치, 위성 이미지와 항공사진이 이 데이터에 배열되어 있다. 또한 (컴퓨터상의)선 그림-직선(vector-linear)은 여러 지형물과 구조물들의 특징(크기, 형태, 길이)등을 점, 선, 다각형 등으로 표시한다. 이처럼 GIS에 쓰이는 가장 중요한 좌표계는 위도와 경도로 표현되는 지구의 3차원적 지리좌표계라 할 수 있다.

GIS응용 프로그램에 사용되는 자료들을 정리해보자면, 우선 디지털화되고 스캔되어진 지도들을 들 수 있다. 이는 구입하거나 기부되어지거나, 인터넷에 무료로 제공되어 지거나 사용자에 의해 새롭게 만들어진 형태 등으로 제공된다.

이러한 자료들은 컴퓨터 내에 수집된 여러 자료들과 결합하여 데이터베이스(자료목록)화 된다. 여기서 지도들은 GPS를 통해 정밀한 위치가 추적되고, 원격조작으로 이를 감지하여 항공사진을 통해 추출된다. 이렇게 추출되어진 위치는 이와 관련된 수많은 자료들을 바탕으로 그 속성 또한 추출되어질 수 있다. 예컨대, 강, 도로, 호수, 수도 ,주(states) 등의 자료들이 공간적 분석을 통해 정보의 형태로 제공되는 것이다. 따라서 이것은 단순히 지도라고 할 수는 없는 것이다.

이처럼 GIS를 통해 수집된 지도들과 데이터베이스는 상호작용을 해나가며 유용한 정보의 형태로 정제되어진다. 여기서 복합적으로 목록화 되어져 있는 자료들은 모두 통합․연결되어진다.

GIS는 단순히 학문적인 분야에서만 쓰이는 것이 아니다. 우리가 사는 실생활에서 공간적인 자료 분석은 어디서나 필요하다.

예컨대, 소방서나 경찰서와 같은 긴급구조대에서는 신속하게 사고 현장으로 가기 위해 공간적인 자료 분석이 필요한 것이다. 또한 환경 친화적인 개발을 위한 모니터링이나 모델링에 사용될 수 있으며, 사업상 부지위치를 선정해야 하거나 운송체계에 대한 자료를 모으는 데도 사용될 수 있다. 산업분야에서는 운송, 통신, 광산업, 수송루트, 보건의료(서비스)등에도 쓰일 수 있다. 국가적인 차원에서는 지역, 주, 연방정부, 국방 등의 관리에 이용되고, 교육적 차원에서는 학술적, 교육도구 등으로 이용될 수 있는 것이다. 예컨대 국방의 경우 전략적으로 중요한 요충지에 대한 정보를 지도상으로 나타내고 그 지리적 정보들을 다양하게 수집해서 군사적 전술에 이용할 수 있다.

최근 들어 환경에 대한 관심이 늘어나고 있는 추세에 따라 생태계 감시를 위해 GIS가 유용하게 이용되는 사례가 많다. 예컨대 유독성 연기의 발원지 및 확산범위에 대한 정보를 얻기 위해서나 석유누출과 오염 지역에 대해서, 문제 해결 방안에 이용되는 자료를 제공해주기 위해 이용된다. 실제로 GIS는 1989년 알래스카 Exxon Valdez의 석유 유출사건의 공간적인 영향력을 분석하는데 도움을 주었다. 또한 Goddard Space Flingt Center는 최근에 토지이용 패턴, 특히 열대우림의 손실에 대한 영향을 파악하기 위한 노력으로서 브라질 지역의 3년에 걸쳐 포괄적인 GIS를 완성하였다. GIS는 특히 자연 재해와 사회를 분석하는데 도움이 되고 있다. 또 다른 한 예로, B.C. 500년으로 거슬러 올라가면, 2천 번 이상의 지진을 기록하고 있는 유럽지진목록을 들 수 있다. GIS에 넣어진 이 자료는 국가들의 경계선과, 인간의 정착지, 하천, 호수와 바다, 핵발전소 입지, 위험물 저장 위치, 그리고 다른 경제적 항목들에 미치는 영향에 대한 세부적인 분석을 가능하게 해주었다.

사업상으로는 이용되는 구체적인 예로 GIS는 화면상에 부지위치와 고객과의 거리를 표시해 준다. 즉 컴퓨터화한 지도상에 점으로 고객 위치를 표시함으로써 고객관리에 대한 자료로 이용될 수 있는 것이다. 이와 더불어 타 경쟁사와 서비스 지역 경쟁에 대한 자료로도 이용될 수 있다. 이처럼 GIS는 점, 선, 면, 사진, 도표, 그래프, 수치, 지도(위도, 경도)와 같은 다양한 표시 방법들을 결합시켜 자료들을 시각화하여 정보를 제공해 주는 것이다. GIS는 사물이 어떤 모습인지와 더불어 어디에 있는지에 관한 정보를 연결해 주는 지도 소프트웨어라 할 수 있다. 종이지도와는 다르게, GIS 지도는 많은 정보의 Layer들을 한데 묶을 수 있다.

종이지도상에서와 같이 GIS에 의해 만들어진 수치 지도는 지도상에 도시 내의 여러 사물들을 나타내는 점과 지점들을 가지게 될 것이다. 종이지도와의 차이점은 이런 정보들이 데이터베이스로부터 올 수 있고 단지 사용자가 그것을 보기 위해 선택하기만 하면 되는 것이다.

그 데이터베이스는 상점은 어디에 위치해 있는지, 얼마나 도로가 긴지 그리고 심지어는 수 평방 마일의 호수들이 얼마나 차지하는 지를 모아줄 수 있다.

GIS가 쓰이는 또 다른 예로는 인터넷 상에서 집 찾기, ATM기 찾기, 상점 찾기 등의 형태로 GIS를 이용하여 정보를 제공한다. 이처럼 GIS는 우리 실생활에도 다양하게 이용될 수 있으며, 복잡한 자료의 조직망들을 해석하여 우리에게 시각화된 유용한 정보의 형태로 제공해 주는 것이다.

내가 원하는 장래 직업은 국어교사이다. 국어교사로서 GIS(지리정보시스템)를 활용할 수 있는 경우에는 무엇이 있을까? 언뜻 생각해보기에는 ‘국어’라는 과목과 GIS(지리학)은 전혀 상관이 없을 것 같다는 생각이 드는 것이 사실이다. 그러나 궁극적으로 모든 학문은 연결되어 있으며, 국어교육에서도 GIS를 활용한 수업을 할 수 있다.

GIS는 지리 공간에 대한 다양한 자료들을 수집, 분석, 조작 및 처리하여 그림이나 도표, 그래프 등으로 시각화시켜 우리들에게 정보를 제공한다. 이를 통해 우리는 어떤 지리적 공간에 대한 종합적인 이해와 이를 바탕으로 현 실생활에 활용하여 부딪힌 문제를 해결하거나 더 나은 삶을 영위할 수 있는 것이다.

국어는 ‘언어’를 다루는 학문이다. ‘언어’는 바로 사람이 사용하는 의사소통의 도구이다. 그리고 사람들이 서로 모여 사는 공간이 바로 ‘지역’이다. ‘언어’는 세계 각 지역을 비롯해서 한 나라 안의 지리적 위치에 따라 다양한 양상으로 나타난다. 즉 ‘언어’에는 그 지역의 사람들의 언어적 관습이나 문화가 반영되어 다양하게 나타나는 것이다.

국어교육의 내용 중에 ‘방언’에 대해 다루는 부분이 있다. 여기서 바로 GIS를 활용하여 특정 지역의 방언이나 언어적 관습에 대해 다양하고 폭넓은 정보를 제공해 줄 수 있는 것이다. 예를 들어, 경상도 지역의 방언은 예로부터 통일신라시대의 언어적 관습이나 어휘가 전해져 내려왔다. 즉 경상도 지역에서 쓰는 방언은 과거 통일신라시대 때 우리 선조들이 쓰던 언어와 그 맥을 같이 하고 있는 것이다.

그런데 단순히 경상도 지역의 방언에 대해 설명하고, 분석하며 예시를 제시하는 것보다, GIS를 활용하여 구체적으로 과거 통일신라시대의 영토를 3D화면으로 보여주고, 언어적 방언의 경계가 지리적 요인에서도 기인한다는 사실을 지도를 통해 제시할 수 있는 것이다.

학생들에게 교육적 효과를 높이기 위해서는 교사의 설명식 교수법만을 쓴다든가, 발표식으로만 수업을 진행한다든가, 혹은 토론식으로만 수업을 진행한다든가하는 등의 한 가지 방법만을 고수해서는 곤란하다. 어떤 내용을 가르치느냐에 따라 다양한 교수법을 적용하고, 이와 더불어 간 학문적 영역으로 수업을 넓혀 나감으로써 학생들에게 폭넓은 시야를 제공해야 교육적 효과를 높일 수 있는 것이다. 여기서 GIS는 국어교육에서는 ‘언어’만을 다루어야 한다는 선입관을 허물 수 있는 것이다.

비단 방언에 대한 교육뿐만 아니라, 문학작품을 수업하는 경우에도 이용될 수 있다. 예컨대 윤동주 시인에 대한 내용을 다루는 수업을 하는 경우를 들 수 있다. 윤동주 시인이 살았던 북간도 지역에 대해 GIS를 활용하여 북간도 지역을 보여주고, 당시 이 지역에 우리나라 사람들이 살았던 이유에 대해서도 다양한 자료들을 통해 제시할 수 있다. 더불어 1940년대 우리나라에 대한 지리적 자료를 시각적으로 제공하며 식민지 시대 때의 정보들도 제공해 줄 수 있다. 이런 교육이 이루어질 때, 학생들은 단순히 글자를 보고 윤동주 시인에 대해 접하는 것보다 다양한 분야에 걸쳐 윤동주 시인에 대한 정보를 구체적으로, 시각적으로 접하게 됨으로써 보다 폭넓은 시야를 가지게 될 수 있는 것이다. 기행문에 대한 수업을 진행할 때도 마찬가지다. GIS를 활용해서 구체적인 지리적 위치나 장면을 제공하고, 지리적 위치에 대한 다양한 정보들 또한 제공해 줌으로써 학생들은 보다 더 오래 기억할 수 있고, 사고의 폭도 넓어질 수 있다.

이처럼 GIS를 국어교육에 활용할 때, 보다 교육적 효과도 높일 수 있고 학생들의 사고의 폭도 넓힐 수 있을 것으로 기대된다. 내가 국어교사가 된다면 단순히 어떤 한 분야의 학문에만 좁혀 사고하는 것보다 학문 간의 경계를 극복하고 간 학문적으로 수업을 해내가고 싶다.