GIS - 지리정보시스템

행정학과 20606768 이승희

GIS란 과거 인쇄물 형태로 이용하던 지도 및 지리정보를 컴퓨터를 이용해 작성·관리하고, 여기서 얻은 지리정보를 기초로 데이터를 수집·분석·가공하여 지형과 관련되는 모든 분야에 적용하기 위해 설계된 종합 정보 시스템을 말한다.

지리학의 3가지 w는 무엇이 어디에 있나? 왜 그것이 거기에 있나? 왜 내가 고려해야 하나? 라는 것인데 어디에 무엇이 있는 줄 알고 그 이유와 왜 그것을 알아야 하냐는 것은 학문적 가치와 더불어 사람들이 이용 할 수 있는 지리적 특성과 같이 인간이 발전해 나갈 수 있도록 활용 할 수 있기 때문이다.

GIS는 지리학 분야와 마찬가지로 많은 기술, 방법, 분야들의 결합으로 이루어지며, 그만큼 정의, 개념, 구현이 다양하다. 초창기 컴퓨터 기술 및 전자 지도 제작 방식의 발전 등에 의해 활성화된 GIS는 지도 제작 성격이 강하였다. 그러나 이후 정보기술 분야의 기술이 발달되며, 이들 발전된 기술이 GIS 분야에 적용되기 시작하면서 GIS 성격과 모습이 달라지고 있다. 즉 최근 정보 기술 분야의 발전은 대규모 데이터베이스 기술로서의 DBMS 기술, 인터넷 등을 중심으로 한 네트워크 기술 발전, 컴포넌트 형태의 기술 발전, 클라이언트/서버 등으로 인한 다중 사용자 환경 등이 보편화되고 있으며, 이러한 주요한 기술 및 방법이 GIS 분야에 적용, 통합되고 있다. 또한 GIS의 목적 및 용도를 어디에 두느냐에 따라 전문가 중심의 GIS, 일반 사용자를 위한 GIS등이 있다. 따라서 각 분야마다 적합한 GIS 정의가 사용되므로 통일된 GIS 정의가 존재하지 않고 있다.

그러나 이렇게 다양한 GIS에서 공통점을 발견할 수 있는데, 즉 지리 정보(geographic data)를 다루며, 지리 정보를 구축, 유지관리, 편집, 분석 및 프로세싱, 디스플레이 및 출력 등의 공통 과정을 가지며, 이러한 GIS 구현 목적이 지리정보의 전산화라는 협의의 의미에서, 고품질의 공간 정보를 얻는 측면, 또한 나아가 합리적인 공간 의사결정을 위한 도구로서 사용되고 있다. 이러한 측면을 종합하여 볼 때 「GIS는 다양한 지리정보를 구축, 유지관리, 편집, 분석 및 프로세싱, 디스플레이 및 출력 등의 과정을 통하여, 공간 정보를 얻는 동시에 공간 의사결정에 도움을 주는 시스템」이라고 할 수 있다

GIS의 원리는 벡터식의 표현에서는 지표 특징의 경계나 궤적이 일련의 점으로써 정의 되며,이들을 여러 개의 직선으로 연결시킴으로써 그 지표 특징의 표현이 이루어진다. 각 점은 경위도 좌표계나 UTM (Universal Transverse Mercator)좌표계에서의 X좌표와 Y좌표를 표시하는 2개의 수치 값으로 부호화된다. 지표 특성의 속성은 전통적인 DBMS 소프트웨어 프로그램을 이용하여 저장되고 이들 2가지 자료 파일간의 연계는 지도상의 각 지표 특징에 부여된 단순한 정의번호(identifier number)에 의해서 가능하다.

래스터에서는 각 지표 특징의 도형 적 표현 및 그들이 지니고 있는 속성이 단일 자료파일로 통합된다. 실제로 이 경우에는 지표 특징에 대한 정의가 필요하지 않고 그 대신 연구지역을 아주 작은 격자 셀(cell) 메시로 분할한 다음, 각 셀 안에 각 지점의 지표조건이나 속성을 기입하는 방식이다. 래스터와 벡터의 비교는 지리적 공간이 단순하면서도 예측 가능한 형태로 균등하게 정의된다는 장점을 갖고 있다. 따라서 연속적 공간을 분석코자 할 경우, 래스터 시스템은 벡터 시스템에 비해 다양한 분석 능력을 갖추고 있으며, 결과적으로 지형∙식생∙강우량 등과 같은 공간상에서 연속적으로 변화되는 자료의 분석에 적합하다. 래스터 방식의 또 다른 장점은 그 구조가 디지털 컴퓨터의 구조와 잘 부합된다는 점이다. 따라서 래스터 시스템은 수많은 Grid내의 자료를 수학적으로 다양하게 조합되는 문제와 관련된 경우, 이를 매우 신속하게 처리 할 수 있다. 그러므로 래스터 시스템은 토양 침식 가능성이나 삼림관리의 적합성을 평가하는 경우처럼, 환경모델을 평가하는 경우 탁월한 성능을 발휘한다. 또한 위성 화상은 래스터 수조를 채택하고 있기 때문에, 대개의 래스터 시스템은 이들 자료를 손쉽게 통합 시킬 수 있으며 일부 시스템의 경우 거의 완벽한 이미지 처리 기능을 제공한다.

래스터 시스템이 분석 지향적인데 반해, 벡터 시스템은 보다 데이터베이스관리 지향적이다. 벡터 시스템은 지표 특징의 경계만을 저장할 뿐 그 안에 무엇이 들어있는지에 대해서는 저장하지 않는다. 따라서 지도 자료를 저장하는 경우에 매우 효율적이다.

래스터 시스템에 비하여 벡터 시스템은 연속 공간상에서의 분석 기능이 그다지 탁월하지 못하다. 그러나 네트워크상에서의 이동에 관한 문제에 있어서는 탁월한 능력을 발휘하면 이하에서 설명하게 될 기본적인 GIS 연산의 대부분을 처리해 낼 수 있다. 벡터 시스템의 장점은 단순한 자료 관리 기능 및 탁월한 지도 작성 기능에 있다. 벡터식 표현 로직과 전통의 지도 제작 로직간의 긴밀한 유사성 때문에, 펜 플롯터를 사용하여 전통적 방법으로 작성한 지도와 거의 구별하기 어려울 정도의 정밀 지도를 제작할 수 있다. 따라서 벡터 시스템은 공학용 지도 제작과 자교 관리를 주로 하는 행정 자치 단체의 응용 부문에서 많이 쓰인다.

GIS의 응용 분야로는 금융계에서 사용자들은 은행, 신용회사, 보증중개인, 상인, 증권거래소, 그리고 기타 금융기관이다. 금융업에서의 GIS는 잠재된 고객인식, 은행지점과 현금인출기의 위치, 그리고 대리점과의 서비스 설비의 배달계획에 이용된다. 은행지점의 위치선정은 현재의 고객과 새로운 고객을 유치하는데 무척 중요하다.

무인점포와 같이 현금인출기를 기반으로 하는 경우에는 어떤 곳에 현금인출기를 두느냐에 따라서 고객 유치의 성공여부가 결정될 것이다. 따라서 가장 효과적인 장소에 현금인출기를 두어야 할 것이다. 즉, GIS는 가장 현실적인 면을 잘 반영한다고 할 수 있을 것이다. 현금 인출기의 설치 시 최적의 장소를 선택할 수 있도록 의사결정의 기반을 마련해 주는 것이다. 또 보험에선 미국의 각종 보험회사들과 각종 보험을 대행하는 업체, 중개인, 그리고 서비스업체들은 GIS를 이용한다. 전형적인 GIS 응용분야는 유통을 공유하는 고객과 시장, 즉 판매영역 계획과 회사, 중개인 대리점에 대한 조사, 회사와 서비스 기구의 위치 설립, 그리고 재산보증보험이나 생명보험에 대한 위험분류 등이다.

재산과 생명보험에 있어서는 건강과 환경영향, 또는 응급실의 근접도와 같은 위험요소들의 지리적인 분포에 대한 지식은 무척 중요하다. 보험회사는 집에 있는 동안에 발생한 절도 사건과 직장으로 통근하는 동안에 발생하는 사건을 비교하고자 한다. GIS를 통해 범죄 수준과 범행 장소에 관한 사용 가능한 정보는 판단과 처리에 중요한 몫을 한다. 또한 위험정보는 우범지대에 위치한 집이나 쓰리기 처리장 가까이에 있는 집의 경우는 커다란 차이가 있다.

인터넷 GIS는 인터넷 기술과 GIS를 접목하여 지리정보의 입력, 수정, 조작, 분석, 출력 등 GIS 데이터와 서비스의 제공이 인터넷 환경에서 가능하도록 구축된 GIS를 의미한다. 독자적 방식(stand-alone)의 GIS가 네트워크상에서의 활용에 한계가 있었으나, 웹을 통하여 공간데이터에 대한 검색 및 분석이 가능하도록 함으로써 일반인들에게 사용이 가능하게 되었다. 동적(dynamic) 클라이언트/서버 컴퓨팅환경을 제공한다. 인터넷 GIS는 기능수행을 위해 클라이언트/서버의 개념을 응용하는데 클라이언트가 요구한 기능을 서버 측과 클라이언트 측으로 구분하고, 서버는 요구된 기능을 직접 수행하여 결과를 클라이언트에 보내주거나 필요한 데이터와 분석도구를 클라이언트에 보내어 그 기능을 수행하도록 해 준다. 종류는 시스템 개발방향에 따라 CGI기반방식, PLUG-IN 및 ACTIVE-X방식, JAVA방식 세 가지로 나진다.

GIS소프트웨어를 개발하는 회사는 크게 ESRI, Genasys II, Inter graph, Autodesk, Map Info 이 5개 회사이며 각 사들은 추구하는바가 달라 프로그램형태에 있어서도 각기 다른 특징을 보이고 있다.

우리는 일상생활에서 알게 모르게 많은 공간 정보를 접하며 활용하고 있다. 교통지도는 거의 매일 승용차 이용자가 사용하고 있으며, 지하철 이용자는 역구내에서나 지하철 차내에서 지하철 지도를 늘 바라보고 있다. 우리는 거의 매일 TV에 나오는 기상도를 보기도 한다. 각종 시설물을 관리하는 전문가들은 전기회로도, 전신망도, 상하수도 망도, 가스관도등을 항상 이용하여 각종 시설물의 신설 및 보수에 활용하고 있다. 또 공공기관에서는 국토종합개발계획도, 토지이용계획도, 토양도, 임야도등을 제반 행정업무에 활용하고 있으며 국민에게 그 현황을 알리고 있다.

민간 기업에서도 각종 공간 정보를 이용하여 시장분석(market analysis),화물운송차량의 소재지 파악, 동시운송 체제(just-in-time delivery system)의 수립, 신속한 화물운송체제 구축, 신속한 구급차 배치 등 여러 가지 업무의 능률향상을 추구하고 있다.

다가오는 21세기의 국제경쟁은 더욱 치열해질 것으로 전망되는바 공간 정보를 활용 안 유류비 절감을 통하여 국제경쟁력의 강화를 도모해야 할 것이고, 점점 더 짧아지는 소비자까지의 물류 도착시간은 결국 공간 정보의 효율적 응용으로 대처해야 할 것이다.

그간 국제화물의 운송은 컨테이너를 이용한 Door-to-door Delivery에서 Work station to Work Station Delivery로 바뀌고 있으며, 이를 뒷받침하는 공간 정보의 활용을 위한 지리정보시스템이 급격히 개발, 활용되고 있으며 복잡한 현대사회 경영의 첫 출발은 무엇이, 어디에, 어떤 형태로 있는지를 정확히 파악하는데 있다고 하겠다. 선진각국에서는 이러한 복잡한 지상 지하의 각종 정보를 수집, 분석하고 유통하여 서로 정보를 교환함으로써 중복투자를 피하고 예산을 절감하여 엄청난 부가가치를 높이고 있는데 현대의 기술 개발은 정보의 생성, 관리 그리고 이를 이용하는데 총력을 다 하고 있다 해도 과언이 아니다. 모든 의사결정의 가장 기본적인 요인은 정확하고 신속한 정보에 있기 때문이다. 더욱이 전 세계가 연결될 초고속 정보시스템이 완성되면 정보의 양은 엄청나게 늘어날 것이다. 국민은 더 많은 정보를 효율적으로 처리할 수 없으면 그 정보는 산 정보가 아니기 때문이다.

정보의 개발과 더불어 컴퓨터의 지속적인 확산으로 국민 개개인의 집이나 사무실에 컴퓨터는 급속도로 보급될 것이다. 이러한 하드웨어의 보급은 다양한 정보를 효율적으로 처리할 수 있는 소프트웨어를 요구 하게 된다. 이미 정보처리 시스템은 다방면으로 개발되어 있으며, 앞으로도 더욱 발전되어 우리 생활의 모든 측면을 더 편리하고 경제적으로 만들 수 있을 것이다.

자신이 공무원이 되었을 경우 GIS를 어떻게 활용할 것인가

지리정보시스템은 현재에도 대부분의 분야에서 없어서는 안 될 정도로 정보화 시대에 맞춰 많은 발전을 이루었고 그것들이 우리들의 실생활에서 간편하게 쓰이고 있는 단계에 왔다고 할 수 있고 내가 공무원이 되었을 경우에도 지리정보시스템을 통하여 많은 분야에서 활용 이 가능하게 된다.

내가 어떤 공무원이 되냐에 따라 이것의 사용용도가 다르겠지만 여러 활용 방안들을 살펴보면 교통 분야의 경우 실시간의 교통 현황을 각종 센서로부터 입수, 이들을 화면상에서 표시하여 관제에 도움을 주는 교통정보시스템은 이미 일반화되어 있는데 최근에는 도로의 교통 혼잡 문제가 도시에 국한되지 않고 전국에 걸쳐 나타나고 있다.

따라서 교통 현황 파악에서부터 병목 현상이 나타나는 교차점이나 교통 혼잡 구간의 해소, 신규노선계획 등의 부분에서도 GIS가 사용할 수 있으며 인구조사 분야의 경우 지리정보시스템을 통하여 보다 쉽고 빠르게 정보를 얻을 수 있으며 토지이용 분야에서도 합리적인 토지정책결정을 지원하고 국민의 편익을 도모하며 아울러 토지와 관련된 정보를 전산화하고 통합･관리하여 토지업무의 효율화를 구현함은 물론 토지에 대한 정확한 정보의 제공으로 활용 할 수 있으며 재난이나 재해방지 및 구급 활동에 있어서도 자연 재해에 대해 보다 잘 이해하고 사전에 재해를 예방하기 위해 자연 재해의 발생 시기, 장소 그 특성 등에 대한 정보를 수집, 저장, 분석하여 자연 재해들을 미리 예측하고자 노력할 수 있으며 데이터베이스, 분석 도구 등의 기능을 모두 가지고 있는 GIS가 이런 자연 재해 예방 노력의 수단으로 활용될 수 있다.

그리고 운송과 관련된 업무에서는 어떻게 하면 최대로 빠르게 갈수 있는 지리적 요건이 있는지, 주어진 정보를 통한 최대한의 효과를 낼 수 있는 많은 다양한 방법들을 지리정보시스템을 통하여 활용 할 수 가 있다는 것이다.

이번 리포트를 하면서 새삼 알게 된 사실은 지리정보시스템이 이미 우리 생활에 많이 녹아 들어있었고 우리들은 그러한 시스템을 통하여 과거보다 편리하고 윤택한 삶을 살고 있었다.

빠르게 변화하는 시대에 우리가 발맞춰 따라 갈 수 있는 방법은 정확한 정보를 빠르게 얻을 수 있는 능력이고 그러한 것을 지리정보시스템을 통하여 우리가 배우고 이런 기술을 더 발전시켜 앞으로 우리들이 살아가는데 있어 큰 보탬이 될 수 있도록 하여야 한다.