what is GIS

행정학과 20606580 남정우

1. GIS의 개념

GIS는 지리적으로 참조 가능한 모든 형태의 정보를 효과적으로 수집, 저장, 분석, 출력 할 수 있도록 설계된 컴퓨터 응용 시스템으로 지형공간에 관한 모든 정보를 컴퓨터에 저장, 이를 바탕으로 인간이 사는 공간과 관련된 의사결정을 효율적으로 하려는 시도의 산물이다. GIS는 다양한 지구표면정보의 참조를 위하여 공간적으로 위치를 표현하는 지형정보와 그 형태와 기능을 설명·보완하는 비 도형 속성정보를 그래픽과 데이터베이스의 관리기능 등과 연계하여 사용자를 지원하는 정보체계 관련 기술 이다. 지리정보체계는 지리적 정보를 모으고, 조작하고, 분석하는 컴퓨터 기반의 데이터 처리를 하는 도구이다. 지리정보시스템을 한마디로 정의하려고 하는 용어들을 크게 대별하면 기술적인 면과 문제해결의 면으로 나뉘는데, 기술적인 면의 정의는 컴퓨터와 관련된 점을 강조해서 GIS란, 사용자의 의도대로 지형에 관련된 공간 데이터에 대한 수집, 저장, 갱신이 용이하며, 변환과 관리를 하는 도구 일체라 하였으며, 문제해결은 시스템의 해석적인 면을 부각시켜 문제해결 환경에 있어서 지형관련 데이터의 통합을 포함한, 의사결정지원시스템이라 하고 있다. 이와 같은 여러 가지 학술적 개념을 종합하면 “컴퓨터를 이용하여 지형, 지세, 토지이용, 도시계획, 지역계획 등 공간을 대상으로 하는 정보를 수집·관리하고 그러한 정보들을 사용목적에 따라 다양한 분석을 통하여 필요한 결과물을 생산하는 공간분석에 관한 종합정보관리시스템”이라고 정의를 내릴 수 있다.지리정보시스템에서 처리하는 대상은 공간적 현상의 지리자료이다. 분포의 특성을 가진 것이라면 모두 지리자료라고 할 수 있으며 지도상에 이러한 각종지리자료를 기입하여 왔다. 흔히 사용되는 주제도로는 지형도, 지질도, 토양도, 지적도 그리고 지하시설물(상·하수도,  지하전화배선, 지하가스관 등)을 표시한 지도 등이 있다. 지리자료는 부호로 표시되는데 그 밖에  주소나 발생건수 등은 글과 숫자로 기재되기도 한다. 완벽한 지리자료가 되기 위해서는 공간자료와 속성자료가 함께 정의 되어야 한다. 공간자료는 각종 지리현상의 위치와 형상 및 사상 간의 공간상 상대적 위치관계를 말하는데 지도상에서는 점, 선, 면을 사용하여 표시된다. 속성자료는 점, 선, 면으로 표시된 각종 좌표상의 지리적사상의 특성을 말한다. d{를 들어 하나의 점으로 표시된 어떤 지표공간을 수질관측소라고 하면, 한 쌍의(X, Y)좌표로 그 위치가 공간 자료로 변환한다. 속성자료에는 관측소의 명칭, 기호, 특정한 시각에 측정한 생화학적 산소요구량(B O D)이나 용존산소량(DO) 등이 포함된다. 도로와 같은 선 자료는 일련의 점을 상호 연관시켜 나타난다. 속성자료인 도로의 명치, 노폭, 노면재료, 교통량 등은 문자와 숫자로 데이터베이스에 기재된다. 다각형 또는 면 자료인 행정구획도와 토양도 등은 하나 또는 여러 개의 선분으로 구성되는 폐곡선으로 공간자료가 만들어지고, 속성자료로는 폐곡선으로 구분되어진 지역의 인구특성이나 토양의 성질 등이 기록된다.GIS는 범람원과 토양층과 같은 단일 데이터 layer에서의 패턴과 관련성을 분석할 수 있다. 두개나 그 이상의 판에서 상호 작용하는 중첩분석을 할 수 있다.

다양한 가정과 비교와 사례들이 테스트 될 수 있다. 그 layer들이 묶여진 결과적인  종합 된 Layer는 복잡한 문제를 분석하는데 유용한 중요한 산물이 된다. 예를 들어 layer들의 복잡한 중첩을 통하여  특수 점이나 지역을 찾을 수 있다. 고정된 지도의 이용과 비교하여 GIS의 유용성은 연구에서 변수들을 조작할 수 있는 시스템이라는 점에서 부각될 수 있다.

컴퓨터가 등장하기 이전에 환경 효과 분석을 하기 위해 그 개발이나 사건이 긍정적인지 부정적인지를 결정하기 위하여 데이터를 얻고 많은 수고를 해서 손으로 정보가 중첩된 지도를 직접 만들어야 했다. 그러나 오늘날 이러한 layer화된 정보들은 다른 요소들 간에 복잡한 상호작용을 평가하는 컴퓨터 기반의 GIS에 의해 손쉽게 처리될 수 있다. 이런 식으로, 환경의 한가지 요소에서의 미묘한 변화는 다른 곳에 강력한 영향을 주는 것을 파악해 내기도 한다. GIS의 적용은 인위적인 그리고 자연적인 환경사건의 분석에 유용하다.  GIS는 특히 자연 재해와 사회를 분석하는데 도움이 되고 있다. 한 예로, BC500 거슬러 올라가는 2 천 번 이상의 지진을 기록하고 있는 유럽지진목록을 들 수 있다. GIS에 넣어진 이 자료는 국가들의 경계선과, 인간이 정착, 하철, 호수와 바다, 핵발전소  입지, 위험물 저장위치, 그리고 다른 경제적 항목들에 미치는 영향에 대하여 부수적인 분석을 가능하게 해 주었다. 가장 포괄적이고 가장 오래 작동하는 시스템중의 하나는 캐나다 지리 정보 체계이다. 자연적인 사물, 자원 그리고 토지 이용에  관한 환경적인 자료는 지도, 항공사진, 그리고 인공위성 자료로부터 작은 지도로 축소되고, C GIS로 통합되어졌다. 이러한 시스템의 발달은 계속하여  진행되는 토지 조사 목록 계획과 더불어 진행되어 오고 있다.

2. GIS 구성요소

장소를 잘 이해하기 위해 장소에 관한 정보의 layer들을 중첩시켜서 보여주는 역할을 하는 것이 GIS(지리정보체계)이다. layer 들이 어떤 정보들을 담고 있을 것인가는 사용자들의 목적에 달려 있다. -가령, 새로운 상점을 위한 최적 입지를 찾거나, 환경 피해를 분석하거나, 도시 내에서의 유사한 범죄 발생의 패턴을 살펴보는 것 등, GIS를 사용하기 위해서는 다음과 같은 것들이 필요하다. 1)H/W ,2)S/W,3)데이터베이스,4)인력, 5)기술력이 있다.

GIS는 사물이 어떤  모습인지와 더불어 어디에 있는지에 관한 정보를 연결해 주는 지도 소프트웨어이다. 종이 지도와는 달리, 보는 것이 얻는 것이 된다. 이와 같이 GIS 지도는 많은 정보의 Layer들을 한데 묶을 수 있다. GIS에 의해 만들어진 수치 지도는 지도상에 도시 내의 여러 사물들을 나타내는 점과 지점들을 가지게 될 것이다. 종이지도와의 차이점은 이런 정보들이 데이터베이스로 부터 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 모아 줄 수 있다.

GIS 사용자들은 Layer상의 지도위치의 각 정보들을 그들의 필요에 따라서 On/Off한다. 하나의 layerss 한 지역의 모든 도로망으로 구성되어 있을 수 있다. 또 다른 layer에는 동일 지역의 모든 호수를 나타낼 수도 있다. 다른 layer에는 모든 도시들을 표시할 수 있다.

왜 이러한 계층화가 매우 중요한가? 종이지도를 넘어서는 GIS의 강점은 사용자가  성취하려는 목적에 따라서 열어 볼 필요가 있는 정보들을 손쉽게 선택할 수 있는 점이다. 어떤 도시에서 고객의 분포에 대한 지도를 그리려고 하는 사업가는 동일 도시의 하수도 관 거를 보고자 하는 하수도 기술자보다는 매우 색다른 정보를 보기를 원할 것이다. 모두 동일한 지도-도로와 도시의 행정구역-로 시작은 하지만 그들이 그 지도에 부가하는 정보들은 다르게 될 것이다.

4. 분석 절차-1)연구 주제에 맞는 질문 형태를 잡아야 한다.2)연구에 필요한 데이터를 선택하여야 한다.3)연구의 분석 방법을 선택하여야 한다.4)수집한 데이터를 목적에 맞게 처리하여야 한다. 마지막으로 5)분석된 결과를 살펴보고 해석하여 적용시킨다.

5.필요성

일반적으로 도시, 환경, 토지, 자원에 관련된 행정업무에 있어서 GIS의 필요성은 행정환경의 변화에 대응한 능동적이며 과학적인 행정시스템을 구축하여야 하는 본질적 목적에 부합되어야 한다. 현대의 토지, 자원, 환경의 다각적인 문제는 삶의 질에 대한 향상욕구와 기회의 균등분배 및 행정참여의 욕구증대로 전문화, 도시화, 다원화의 현상이 심화되는 점이다. 또한 이들 분야에는 다음과 같은 측면에서 문제점이 발생하고 있다.

(1) 제도적 측면에서통계 담당 부서와 각 전문 부서간의 업무 연락 미약, 통계 전담 부서  및 인원 부족, 지역통계자료의 미약,(2) 내용적 측면 : 시간적/공간적 자료의 부족, 개념 및 기준의 불일치로 신뢰도 저하, 자료의 세분화 미비 (3) 모집 관리 활용 측면 : 자료중복조사 및 분산관리, 대부분의 통계자료가 작업의존, 통계조사 및 행정업무자료의 일반적 활용 곤란. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 GIS와 같은 기법을 활용하여 정확한 정보를 제공받아 사회복지시책의 발굴 및 추진과 함께 행정절차 내용의 합리화와 사회, 경제 및 관리능력의 향상을 실현시켜야 된다. 따라서 복잡하게 변화하는 제반문제의 해결을 GIS를 통해 실현하기 위해서는, 첫째, 관련 정보의 구조적 특성 분석, 둘째, 관련 정보의 항목별 분류 및 정립, 셋째, 관련법규를 활용한 자료의 표준화, 넷째, 정보시스템 자료기반 구축의 기본구상 등과 같은 과학적이고 체계적인 구축방법이 면밀히 분석되어 추진되어야 한다. 한편, 사회 전 분야에  걸친 효율적인 관리방안과 정책조정을 위하여 지상, 항공 및 원격탐측과 GIS의 도입 및 활용이 절실히 요구됨에 따라 정확한 자료의 지속적 모집, 수집된 자료의 전송  및 전산기 입력, 효율적인 자료저장 방법, 각종 자료의 처리기법, 적합한 지형 공간정보 선정 및 개발, 이미 개발된 지형공간정보와의 연결호환성, 고해상도의 결과를 출력하는 기법 등과 같은 사항들이 이루어져야 한다.

6. 활용 분야로는 토지관련 에서 토지에 대한 실제 이용현황과 소유자, 거래, 지가, 개발, 이용제한 등에 관한 각종 정보를 통합 데이터베이스 화 함으로써 공공기관의 토지 관련정책 수립에 필요한 정보를 정확하고 신속하게 제공한다. 두 번째로 시설관리에서 지상과 지하에 복잡하게 얽혀있는 각종 시설물에 대한 위치정보와 이와 관련된 속성정보(시공자, 관경, 재질, 설계도면 등)를 연계하여 시설물관리에 소요되는 비용과 인력을 절감케 하고 관리 부실로 인한 재난을  사전에 방지한다. 세 번째로 교통 분야 교통개선계획, 도로 유지보수, 교통시설물 관리 등 종합적인 도로관리 및 운영시스템을 비롯하여 지능형 교통시스템(ITS)의 가장 중요한 부분인 교통정보 제공분야에 활용된다. 네 번째로 도시계획에서 도시화현상에 의해 발생하는 인구, 교통, 건물, 환경 등에 관한 정보를 구축하여 도시현황 파악, 도시계획 수립, 도시정비 및 도시기반 시설물 관리에 활용된다..다음으로 환경분야 에서 동식물정보, 수질정보, 지질정보,  대기정보, 폐기물정보 등을 데이터베이스화 한 후 각종 환경영향평가와 혐오시설 입지선정 및 대형 건설사업 에 따른 환경변화예측에 활용한다. 그리고 농업분야에서 지표경사, 토양, 지질 및 재배기술에 관한 정보를 데이터베이스화 한 후 토양특성에 가장 적합한 작목을 추천하고 작물 재배 시 수확량을 예측하며 토양관리지침을 제공하는 등 과학적, 영농을 지원한다. 마지막으로 재해재난으로 하천정보 강우정보 등을 통한 홍수도달시간 예측, 지질정보 지진발생사례 정보 등 을 통한 지진예측 등에 활용되며 재난발생시 긴급출동 및 피해 최소화 방안을 신속히 수립 하는데 활용한다.

7.GIS를 가지고 무엇을 할 수 있나 사물이 있는 장소를 지도 화 할 수  있다. 양적인 정도를 지도 화 할 수 있다. 사람들은 가장 많고 가장 적은 곳이 어디인지,  그들의 기준을 충족시키고 조치를 취하는 장소를 찾기 위해서 혹은  장소들 간의 관계를 파악하기 위해서 양적인 것을 지도 화 한다. 이것은 사물이 있는 장소를 단순히 지도 화  하는 것을 뛰어넘은 부가적인 수준의 정보를 준다. 그리고 집중된 정도를 지도 화 할 수 있다. 많고 복잡한 사물들의 위치를 지도 화하면 어떤 지역이 다른 지역보다 더 높은 집중을 하는지를 보는 것은 쉽지 않다. 반면에 밀도를 나타내는 지도는 일정한 단위 지역 당 사물이 수를 측정하게 하여, 분명하게 그 분포를 살펴  볼  수 있게 한다. 지도 내부에 있는 사물을 검색 할 수 있다. 그리고 특수 지역 내에 발생하는 사건과 사물들을 지도 화함으로써 특수한 조치를 취하기 위해 GIS를 사용하기도 한다. 특정 지점에서 근접한 사물을 찾아낼 수 있다. 근접한 것을 지도 화함으로써 물체의 일정거리 내에서 발생하는 것을 알아 낼 수 있다.

마지막으로 어떤 지역의 변화를 지도 화 할 수 있다 .미래를 예견하기 위해서  어떤 지역 내에서 변화를 지도 화 하는 것은 조치를 취하기 위한 과정이며,  또 그 조치나 정책의 결과를 평가하기 위한 것이다. 사용이유로는 조직화된 통합 향상을 꾀할 수 있다.GIS의 가장 주요한 장점중의 하나는 조직과 자원들의 향상된 운용을 할 수 있다는 것이다. 첫째, GIS는 부서와 지점들이 데이터를 공유할 수 있도록 도와주는 주소와 같은 공통의 입지 데이터로서 함께 데이터를 서로 연결시킬 수 있다. 둘째, 공유된 데이터베이스를 사용함으로써, 한 부서는 다른 일에서 도움을 얻을 수 있다. 데이터는 한 번  수집되어 여러 번 쓰일 수가 있다.(2)더 합리적인 의사를 결정  할 수 있다.GIS는 의사결정 시스템 일뿐만 아니라, 의사결정 과정을 지원하기 위한 자료를 검색하고 분석하고, 지도 화하는 도구이기도 하다. 예를 들면, GIS는 최소의 환경효과를 주는, 위험지역에 위치한, 인구 핵심지역에 가까운 주택 개발 입지 결정에 도움을 주도록 사용될 수 있다.

* 내가 공무원이 되었을 때 GIS의 활용 방안

GIS란 지리정보체계를 말하는데 GIS는 국토공간상의 각종 자연물과 인공물에 대한 속성정보와 위치정보를 컴퓨터에 입력 후, 이를 연계시켜 각종 계획 수립과 의사결정 등을 지원하는 정보시스템이며, GIS는 국토ㆍ토지정보화, 환경보호, 산림관리, 재해ㆍ재난관리, 입지분석, 도시시설물관리, 교통정보화, 해양, 통계 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

이렇게 다양하게 활용되고 있는 GIS를 활용하여  최근에는 개발제한구역 지정, 이동통신의 기지국 입지 선정 등 복잡한 전략적 판단의 문제나 휴대용 여행자 정보단말기의 관광안내지도, 차량항법용 전자지도 등 일상생활과 관련된 지리정보서비스 형태로 다양하게 발전하고 있다.

나는 이러한 시스템을 활용하여 다양한 공간분석을 하고 그래픽정보나 관련 데이터베이스 등 각종 지형정보를 상세히 알아서 활용할 뿐 아니라 최근에는 스마트폰의 등장으로 휴대용 전자기기의 발전이 비약적으로 이루어 져 컴퓨터를 사용한 작업에서 스마트폰을 사용한 휴대 작업을 할 것이다. GIS는 토지·자원·환경·도시·해양·수산·군사·교통·통신·상하수도 등 광범위한 분야에서 이용된다. 따라서 거의 모든 공공부문에서 사용이 되고 있다.

내가 공무원이 되었을 경우에는  컴퓨터를 통해 자료를 볼 수 있게 하는 능력까지 키워서 남들이 작업을 할 수 있게 만들어 주는 능력까지 키울 수 있게 한다면  스스로의 지식가치 수준도 많이 상승할 것으로 예상되고 불필요한 비용지출도 줄일 수 있을 것 이라고 생각한다.