GIS - 지리정보시스템

20606357  행정학과 김건우

GIS란 국가지리정보체계(Geographic Information Systems)의 약칭으로 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 말하는 것이다.

지리정보시스템에 대해 좀 더 자세히 알기 위해서는 지리와 정보의 개념을 먼저 살피는 것이 필요하다. 지리가 무엇인지에 대해서는 지리의 3W인 다음의 3가지의 의문으로 생각해 볼 수 있다. 3W는 어디에 있는지(What is where), 왜 거기에 있는지(Why is it there), 거기에 있어서 무얼 하는 것인지(Why do I care)에 대한 것으로 즉 이러한 3W를 통해서 알 수 있는 GIS속 지리는 단순히 공간적 지역의 형태나 위치만을 의미하는 것이 아니라 인간과의 관계를 포함한 사회, 문화 등의 다양한 개념을 포함하고 있는 것이라 할 수 있다.

다음으로 GIS속 정보는 이러한 지리로부터 획득한 데이터들의 분석, 연구를 통해 창출되는 또 다른 데이터를 말하는 것으로 우리 모두는 데이터를 얻고 있다. 즉 어디에서, 어떤 종류의, 얼마를 표현하는 위치데이터와 범위에 있어서 세계적인 지역의 데이터, 단어ㆍ차트ㆍ그래프ㆍ테이블 또는 지도를 나타내는 데이터 프레젠테이션을 얻고 있다는 것이다. 이를 통해GIS는 데이터로 구성이 되어 있고 우리가 GIS를 이용하는 것은 데이터를 바꾸고 데이터를 탐구하는 지식의 활동인 것이다.

GIS의 지리적인 정보 시스템 정의로 GIS는 컴퓨터의 소프트웨어, 하드웨어 시스템 및 데이터이고 사람이 지리정보를 다룰 수 있도록 해주며 현재 그 지역에 연결되어있는 정보들을 분석하는 것이다. 결과적으로 앞서 설명한 것처럼 GIS는 어떠한 공간지역과 연결되어있는 지역에 대한 정보를 표, 그래프, 차트, 그림 등 복합적 시각 자료로 분석, 시각화한 것으로 이를 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어를 통해 관리하는 것이다. 그러나 여기서 한 가지 고려해야 될 점은 공간지역과 정보의 혼합, 하드웨어 및 소프트웨어에 의한 관리가 그 자체로서 의미를 지니는 것은 아니다. GIS에 포함되는 정보는 사용자가 필요로 하거나 어떠한 일정한 목적에 따라 제공되어지고 이러한 시스템을 구성 ․ 관리하는 주체는 인간이다. 따라서 GIS에서 창의력을 지니고 있는 전문가가 가지는 지위는 매우 크다 할 수 있다.

이러한 GIS는 간혹 몇 가지 다른 방법들과 의미가 혼동되고 있는데 바로 그것은 GPS와  정적지도 이다. GPS는 인공위성위치확인시스템(Global Positioning System)으로 지구를 도는 인공위성이 어떤 대상의 현재 위치를 디지털화 된 지표상에 그 위치를 표시하는 프로그램으로 해당 지표의 인구 ․ 지역적 특성 등의 정보를 포함하는 GIS와 그 쓰임이나 형태가 다르다고 할 수 있다. 다음으로 정적 지도란 흔히 GIS의 산물로 제한된 범위의 지형을 시각적 요소로 나타내는 것을 의미한다. 나타내는 방법에 따라 지면상 혹은 디지털로 나타낼 수 있으며 표, 차트, 수치 등의 분석된 정보가 포함되지 않는다는 점에서 차이가 있다. 또한 소프트웨어 패키지도 GIS와는 다른 것이다.

GIS는 공간적인 데이터이다. 80%이상의 평가는 공간적인 부품에 의해 나온다. 또한 대부분의 과학으로부터 데이터는 공간적으로 분석될 수 있다. 또한 GIS는 공간의 데이터를 시각화하고, 그 데이터를 조작하고, 분석하는 방법으로서 기본데이터를 지도로 연결하는 “smart maps"라고 할 수 있다. 하지만 이러한 데이터베이스를 해석하는 것은 절대 쉬운 일이 아니다. 단순히 숫자나 문자 등으로 데이터들을 표현해 놓았다면 이를 보는 사람으로서는 그 데이터가 쉽게 눈에 들어오지도 않고 해석하는데 어려움이 따를 것이다. 따라서 보는 것에는 천단어의 가치가 있다는 말을 생각해 보면서 쉽게 이해하기 힘든 데이터베이스를 한눈에 쉽게 알 수 있도록 다음과 같은 방법을 통해 데이터베이스를 시각화로 나타낼 필요성이 있다.

지리정보시스템에서 위치정보를 입력하고 시각화로 나타내기 위한 방법으로 두 가지 방식이 있는데 하나는 래스터방식이고 또 다른 하나는 벡터방식이다. 다음에서 이 두 가지 방식에 대해서 자세히 살펴보도록 하자.

래스터란 텔레비전 수상기에서 화상의 입력이 전혀 없을 때 주사선에 의해서 브라운관이 희게 빛나는 면을 말하는 것으로 래스터방식에서는 격자, 셀, 픽셀 등의 방법으로 위치와 값을 표현하고 공간 특징요소의 변화를 나타낸다. 위성 화상과 안테나사진들은 이런 구성방식에 있다.

벡터란 크기와 방향을 가지고 있는 양으로써 두 가지 정보를 모두 표현할 수 있는 화살표로 나타내는 것을 말하며 벡터방식은 점과 x, y좌표를 사용하여 공간상의 점, 선, 면적을 나타표현하고 집, 호수 등과 같은 특징과 속성들을 나타낸다. 이 방식을 통해 크기, 형식, 길이 등을 알 수 있다.

GIS는 수많은 원천으로부터 얻은 데이터를 결합하여 나타내어지는데 이러한 GIS의 응용을 위해서 데이터는 먼저 디지털화되고 조사된 지도들이 필요하다. 여기서 데이터는 구매되어지거나 기부되어지거나 자유로운 인터넷을 통해 얻을 수 있으며, 때로는 사용자가 직접 만들어 사용하기도 한다. 그 다음으로 GIS는 데이터의 테이블로 작성되어 관리 되어지는 데이터베이스가 필요하다. 또한 지구 위치 시스템인 GPS를 통해 정확한 위치를 제공 받을 필요성이 있다. 이와 더불어 지리정보의 각 속성들의 분야 표본을 통해 GIS를 적용할 수 있게 하는 속성의 필드 견본 추출이 필요하다. 마지막으로 원격감지와 항공사진기술이 필요하다.

GIS의 지도 데이터는 5가지 레이어(Layer)기능이 있다. 5가지 레이어는 강, 다니는 길, 호수, 주, 수도가 한 곳에, 하나의 지도로 겹쳐서 나타낼 수도 있고 또 다르게 따로 볼 수도 있다. 이런 기능을 통해 직접 가서도 볼 수 없는 정보들을 간편하게 지역을 좀 더 자세히 파악 할 수가 있게 되고, 그것을 활용하고자 할 때에도 유용하다.

GIS는 단지 지도뿐만이 아니라 공간을 분석해 그 지역의 특성 정보를 가지고 있기 때문에 이런 데이터를 정보로 바꿀 수 있다. 즉 지도와 데이터들은 서로 상호작용을 한다.

이러한 GIS 시스템이 사용되어지는 방법들은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있다. 긴급 구조서비스인 소방과 경찰부문에 사용되어지고 있으며 환경적인 시스템으로서 현재 환경상황을 모니터링하고 모델링하는 것에 사용되어 진다. 또 운송ㆍ통신ㆍ광업ㆍ파이프라인ㆍ의료 등의 산업과 국가ㆍ연방ㆍ군대 등의 정부기관에 도움이 되고 있으며 마지막으로 연구ㆍ관리 등의 교육 등에 GIS가 사용이 되고 있다.

언제 어디서든 공간적인 데이터 분석은 반드시 필요로 하게 되면 지리정보시스템을 이용할 수 있다. 공간적인 데이터 분석 없이는 지리정보시스템이 만들어 질 수 없을뿐더러 지리정보를 우리가 한눈에 쉽게 이해 할 수 없게 된다.

지리정보시스템의 특징과 관련한 다양한 기능과 장점들을 살펴보도록 하자.

먼저 지리정보시스템은 네트워크를 통한 문제해결을 통해 그 지역의 정보를 얻을 수 있다. 가령 GIS속 정보를 통해 건물 혹은 기타 입지선정을 위한 최고의 장소를 찾는 방법 등의 문제 해결이 가능해 졌다.

두 번째는 지리정보시스템 속에 포함된 생태에 대한 정보를 바탕으로 그 지역의 생태계를 보다 더 자세히 관리를 할 수 있게 되었다는 점이다.

세 번째는 지리정보시스템의 잘 정리된 자료와 3D 정보를 통해 보다 입체적인 정보를 확인할 수 있고 이러한 요인들을 통해 보다 더 유용한 작업이 가능해 졌다는 점이다.

네 번째는 지리정보시스템을 이용해서 유해한 연기 등의 환경 파괴요인들을 환경적으로 모니터링 하여 피해지역을 다스리거나 예방할 수 있다는 점이다.

다섯 번째 다양한 디스플레이 방법들의 결합을 통해 하나의 지형을 다각도로 분석할 수 있는 장점이 생겼다. 표나 그림 통계 등의 정보를 하나의 지형에 다 나타낼 수 있어서 사용자는 지리정보시스템을 이용함으로써 보다 자세하면서도 쉽게 지형에 관한 정보 분석을 할 수 있게 되었다.

여섯 번째는 지리정보시스템을 이용하면 기름 유출이나 오염과 관련된 사건들의 정보를 얻거나 그 피해방지를 위해 도움이 될 수 있다. 지리정보시스템 속 정보들을 활용하여 기름으로 인해 오염된 지역의 면적과 위치 등을 판단하고 피해 확산을 막기 위한 대처를 할 수 있다.

일곱 번째는 지리정보시스템을 이용하면 시설물의 위치와 고객과의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 거리 측정을 통해 사업체는 고객 유치를 위해 다양한 방법을 강구할 수 있게 되고 고객은 자신의 접근성을 고려하여 현명한 소비를 할 수 있다.

여덟 번째, 지리정보시스템은 미래의 트렌드를 분석하고 모델링을 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 즉 지리정보시스템은 지금 현재의 정보를 분석하는 것 뿐만이 아니라 그 정보를 토대로 미래에 어떠한 변화가 일어 날지를 예측할 수 있게 한다. 예를 들면 인구변화를 통해 도시의 흥망성쇠를 예측 할 수도 있고 과거부터 지금까지의 환경변화를 토대로 미래의 환경에 대해 예측을 할 수도 있다.

아홉 번째는 지리정보시스템을 통해 집단 간의 데이터를 비교 분석할 수 있다는 점이다.  어떠한 한 사항에 관해서 각각의 집단들이 그 사항에 미치는 영향을 평가한다던가 집단간에 생길수 있는 이익과 손해를 비교 분석하는데에도 충분히 사용이 가능하다.

마지막으로 지리정보시스템을 이용하면 로마 린다 병원시설과 같은 실제 존재하는 건물의 내부 설계를 시각화 할 수 있고 이를 통해 내부 시설물들을 관리, 분석할 수가 있다. 이를 이용하면 굳이 종이로 된 큰 설계도를 직접꺼낼 필요도 없고 눈에 확연히 드러나지 않는 건물의 내부를 한 눈에 알 수 있다.

자신이 공무원이 되었을 경우 GIS를 어떻게 활용할 수 있을까?

국가가 사회를 이끌어가기 위해서는 여러 가지 다양한 일들을 수행해 나가야하기 때문에 공무원들도 각 분야별로 각각의 다양한 업무가 주어진다. 이와 더불어 지리정보시스템도 다양한 정보와 시스템 기술을 통해 여러 분야에 쓰일 수 있다. 허나 여기서는 모든 분야를 다룰 수도 없고 나 자신이 그러한 모든 업무를 아는 것이 아니기에 몇몇 경우만 고려해 보았다.

우선 만약 내가 행정부 소속하에 문화관광을 담당하는 업무를 하게 된다고 가정한다면 GIS의 이용이 꼭 필요하게 될 것이다. 먼저 각 지역의 문화유산에 대한 정보를 수집하고 교통체계 정보를 수집하고 조사 분석하여 이를 GIS로 처리한다. 이렇게 하면 그 곳을 처음 방문하게 되는 외국인이나 기타 타 지역 사람들에 그 문화유산에 대한 정보와 접근을 정확하고 쉽게 만들 수 있어 보다 편리하게 많은 사람들이 그 문화유산을 찾게 될 것이다. 이와 더불어 그 지역의 먹을거리, 숙박시설, 다른 유적시설 정보를 GIS로 분석·정리하여하여 그 지역을 이용하는 사람들로 하여금 그 지역을 두루두루 경험할 수 있게 만들고 그 지역의 관광수입을 더욱 끌어올릴 수 있다. 또한 이런 GIS의 이용으로 인해 문화유산 관리에 있어서도 좀 더 편리해 질 것이다. GIS를 이용한다면 공무원이 일일이 직접 그곳을 방문하지 않더라도 위성사진 등을 통해 충분히 사전적·사후적 관리가 이루어질 수 있고 그 문화유적지에는 문화유적을 안내하는 최소한의 인원만 있도록 하여 인력소비를 줄 일수 있다. 마지막으로 문화재관리 공무원들은 이러한 정보들을 더욱 쉽게 관광객들이 이용할 수 있도록 이러한 정보들을 모아 놓은 데이터베이스 시스템을 새로이 만들 필요성이 있다. 그래서 각 그래서 이러한 데이터베이스 시스템을 인터넷이나 요즘 많이 사용하고 있는 아이폰 등에 이용할 수 있도록 최적화 시키는 노력이 필요하다. 물론 이러한 작업을 하기위해서는 그에 합당한 컴퓨터조작능력과 영어 등 외국어 능력이 필요로 하고 일정이상의 시간이 필요로 할 것이다.

다음으로 만약 내가 도시를 관리하는 공무원으로 행정부에 재직을 하게 된다고 가정해 보자. 우선 도시를 관리함에 있어 가장 근본이 되는 도시 이해를 위해서 해당공무원은 꼭 GIS를 이용할 필요성이 있다. 도시를 이해한다고 직접 일일이 도시 전체를 돌아다닐 수는 없을뿐더러 만약 직접발로 돌아다닌다고 해도 이는 시간 낭비와 인력 낭비일 뿐이다. 따라서 GIS를 이용하여 도시의 전체적인 모습과 도시의 여러 주요기능요소들을 파악하는 것이 가장 효율적인 방법이 될 것이다. 또한 도시건설계획에 있어서도 GIS의 활용이 크게 요구 되어질 수 있을 것이다. 만약 지역에 꼭 필요한 어떤 주요건물을 짓는 다거나 상·하수도 관계시설의 보수, 혹은 도로의 건설 등을 하게 된다고 한다면 GIS를 이용하여 여러 가지 데이터를 분석을 통해 어떠한 곳이 그 건물이 들어서기에 가장 접합한 곳이 될 수 있는지에 대한 파악이 용이할 것이다. 또한 상·하수도 관계시설의 보수에 있어서는 상·하수도 관계시설이 어디에 어떠한 경로로 묻혀있는지 파악하여 도시주민들에게 최소의 피해를 주면서 공사를 할 방안을 찾을 수 있을 것이다. 마지막으로 교통체계를 보완하고자 할 때에도 GIS의 이용은 꼭 필요로 하게 될 것이다. 우리나라는 대도시를 비록 몇몇 도시에 인구가 집중적으로 모여 있는 인구 집중현상이 크다. 따라서 늘 상 출·퇴근 전쟁이 일어난다. 특히나 출·퇴근시간 차량의 정차문제가 많이 야기되고 있는데 이러한 문제를 해결하기 위해서는 GIS의 기능을 십분 활용할 필요성이 있다. 우선 지역전체의 지도를 GIS에 입력하고 각 공장이나 주거시설의 밀집지역 분포와 함께 그곳에 일하거나 거주하는 인구수와 이동을 위한 자가용 수 등을 조사한 뒤 이를 GIS에 입력 처리하여 출·퇴근 시 가장 많이 정체가 되는 구간을 찾아내고 이를 해결하기 위한 대책을 강구할 수 있다.

사실 이미 지리정보시스템은 나를 포함한 대다수 사람들의 삶속에 깊숙이 자리하고 있다. 다만 나 자신이 조금은 관심이 부족했던 탓에 일상생활에서 지리정보시스템의 큰 혜택을 보고 있음에도 그것을 깨달지 못하고 있었던 것이었다. 더불어 공무원사회에서도 이미 상당부분 이러한 GIS시스템을 이용한 업무들이 이루어지고 있다고 한다. 위에서 나열했던 내가 공무원이 되었을 때 GIS의 활용에 대해서도 일정부분에 있어서 벌써 공무원들은 GIS를 이용하고 있다. 이처럼 앞으로 정보화시대가 더욱 빠른 속도록 전진해 오게 되면 공무원사회뿐만 아니라 모든 생활에서 GIS의 활용은 우리가 일상 언어를 하는 것처럼 우리의 삶속 곳곳에 뿌리를 내리게 될 것이다. 따라서 나를 포함한 우리 모두는 GIS의 활용에 대해 더욱 세세히 알아두고 익혀둘 필요성이 있다고 느낀다.