What is GIS

문헌정보학과 20821815 이은경

지리정보시스템인 GIS(Geographic information system)를 자세히 알아보기 전 지리와 데이터에 대해 알아보고 넘어가자. 일단 지리는 3개의 'W'로 묶을 수 있다. 어디에 있는지(What is where), 왜 그곳에 있는지(Why is it there), 왜 관심을 가져야 하는지(Why do I care) 이 세 가지를 포함한 개념이다. 데이터는 실세계를 표현하는 사실이나 숫자의 단순한 집합으로 가공되어 있지 않으며, 그 자체로는 의미가 없다. 데이터는 위치자료와 데이터의 규모, 데이터표시로 살펴보면 위치자료는 얼마나 많이-어떤 종류의-어디에를 말한다. 영상이나 지도 위의 점이나 선위치를 평면위치, 수직위치로 나타내는 정보로 모형공간에서의 위치정보, 상대적 위치 또는 위상관계의 기준이 되는 상대위치자료와 실제 공간상의 위치정보, 지상, 지하, 해양 공중 등 또는 우주 공간에서의 위치공간이 되는 절대 위치자료로 구분된다. 데이터의 규모는 글로벌 지역이며 데이터표시는 단어나 차트, 그래프, 표 또는 지도로 표시된다.

GIS는 지식의 정보 데이터를 사용하여 데이터를 탐색하는 것으로 밝혀졌다.

GIS의 개념

GIS는 지리 공간적으로 참조가능한 모든 형태의 정보를 효과적으로 수집, 저장, 분석, 표현 할 수 있도록 설계된 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어 및 지리적 자료, 인적자원의 통합체이다.

보통의 지리적 위치를 공간적 위치라 하고, 데이터 분석의 시각화를 정보라 하며, 소프트웨어와 하드웨어, 데이터를 연결시키는 것이 프로그램이다. 또 생각 탐험가는 GIS의 핵심 권력으로 본다.

다음의 내용들은 GIS가 아닌 내용이다. 먼저 GPS(Global Positioning System)다. GPS는 인공위성 자동 위치측정 시스템으로 지구를 도는 인공위성이 ‘현재의 위치’를 시시각각 알려주어 목적지까지 안내해주는 시스템이다. 정확한 위치를 알고 있는 GPS위성에서 발사한 전파를 수신하여 수신기 위치의 3차원 좌표와 시각을 구하는 것을 가능하게 한 시스템으로 이것은 비행기나 배, 차량 등의 운행에 널리 이용될 뿐 아니라 토목의 측량이나 등산길 안내 등에도 유용하게 사용되며 1970년대 초 미 국방성에 의해 개발되기 시작했다.

다음으로 종이나 디지털방식으로 되어있는 정적인 지도이다. 지도는 종종 GIS의 상품이 되기도 하며 시각적으로 분석하는 방법이다.

마지막으로 소프트웨어 패키지이다. 이것은 이용도가 높은 프로그램이나 업종·업무에 적합한 프로그램들을 묶어서 상품으로 제공하는 소프트웨어로 많은 기업이나 단체가 공동으로 이용할 수 있도록 만들어진 프로그램이다.

공간자료

모든 데이터의 80%는 공간요소를 가지고 있다고 평가했다. 대부분의 과학 분야의 데이터는 "공간" 분석을 할 수 있다.

GIS는 무엇인가?

토지이용, 거리, 지구, 구획 등을 시각화하고 조작, 분석 및 공간 데이터를 표시하는 방법으로 지도 데이터베이스를 연결하여 스마트한 지도를 만든다.

GIS 데이터베이스는 해석하기 쉽지 않다.

GIS 자료의 생성경로는 다양하다. 즉 지도의 디지타이징, 인구센서스와 같은 통계표 형태의 자료, 원격탐사 영상자료, 직접 입력자료, 기존 연구보고서 등을 통해 생성된다. 그러나 다양한 유형의 자료는 쉽게 결합하여 사용할 수 없다. 예를 들어, 위성영상자료와 농경지 위치자료를 변화처리 없이 결합하여 사용하는 것은 불가능하다. 그러나 이러한 자료를 데이터베이스에 저장하여 처리하면 손쉽게 사용할 수 있다. 그렇기 때문에 GIS 데이터베이스를 만드는 것이다.

이를 통해 각종 지형정보를 상세히 알 수 있을 뿐 아니라 처리도구와 조작도구를 이용해 방대한 공간자료를 효과적으로 관리할 수 있고, 특수한 사용자를 위한 전용 매크로 언어를 이용할 수도 있다.

PDF파일에 제시되어 있는 데이터베이스는 도형, 지역의 크기, 주 이름, 하위 영역, 남·여성 등으로 구성되어 있다.

시각화

시각화 하나로 천 가지 말의 가치를 가진다. 이것의 예시로 나타난 것에는 강을 선으로 표시하고 호수를 파란색 면으로 표현하고, popper square mile을 수치에 타라 흰색, 살색, 오렌지 색 등으로 나누어서 표현하고 있다.

GIS를 두 가지 방법으로 표현 할 수 있는데 하나는 입력, 또 다른 하나는 데이터의 시각화이다.

레스터 자료는 격자무늬(grid) 혹은 그리드 셀(grid cell)로 되어 있는 도형을 사용하여 공간 특징요소의 변화를 나타낸다. 셀 또는 픽셀 단위로 데이터를 저장하고 관리한다. 사진과 유사한 구조를 가지며 데이터 전체가 하나의 객체로 인식되며 스캐닝에 의해 쉽게 취득할 수 있으나 자료의 갱신이 어려우며, 자료의 양이 너무 방대하다는 단점이 있다.

레스터 자료는 현실의 자료를 격자무늬로 되어 있는 도형으로 만들어서 눈에 쉽게 보이도록 시각화 해 둔 데이터로, 원격탐사 자료는 이 방식으로 표현된다. 이 방식에서 선은 한 방향으로 배열되어 안전하고 있는 셀들에 의해 표현되며, 면은 사방으로 인접하고 셀의 집합으로 표현된다. 레스터 구조는 지리적 공간이 단순하면서도 예측 가능한 형태로 균등하게 정의되기 때문에 연속적인 공간에 대해 다양한 공간 분석을 수행하는데 용이하므로 레스터 구조를 분석 지향적이라고 하기도 한다.

위성사진과 항공사진은 이미 레스터 포맷을 사용하고 있다.

벡터자료는 레스터 자료와는 다르게 점, 선, 면으로 공간데이터를 표현하고 점, 선, 면의 위치가 좌표로 기록되며 객체가 크기와 방향성을 보유하고 객체별 데이터 관리가 가능하고 위상구조 형성에 유리하며 정밀한 관리가 필요한 시스템에서 사용된다. 또한 자료의 갱신 및 유지관리가 손쉽지만, 데이터 생성이 복잡하고 어렵다. 벡터 자료는 현상적 자료구조 표현에 용이하고 네트워크 연계기능이 탁월하며 그래픽의 정확도가 매우 높다.

벡터자료의 특징은 하우스, 호수 등을 속성, 즉 크기나 종류, 길이 등에 따라 만든다.

과거에는 레스터자료와 벡터자료가 혼용될 수 없었지만 현재는 레스터 자료를 벡터라이징 S/W를 이용하여 벡터화 시킬 수 있다.

물/폐수, 수송, 토지 기록, 경찰, 화재 등 많은 소스로부터 데이터가 결합되어 GIS 데이터베이스가 만들어진다.

GIS 어플리케이션을 위한 데이터

디지털화하고 지도를 스캔하는 것은 이용자들에 의해 생성되고 구입, 기증 등을 통해 인터넷에서 무료로 이용된다.

데이터베이스는 데이터가 입력되어 있는 표, GPS를 통해 정확한 위치를 알 수 있고, 속성 샘플링 필드, 원격감지와 항공사진이 제공된다.

기존의 지도를 디지타이징하여 GIS를 통해 여러 종이 제품으로 나타나고, 기존의 지도를 번역하여 GIS를 통해 여러 디지털 제품으로 만들어내는 것이 지도제작의 데이터베이스이다.

비슷한 기능을 가지는 다섯 개의 데이터 레이어

강은 파란 선으로 연결, 수도는 점으로, 길은 붉은 선으로 연결, 호수는 파란 도형으로 표시하고, 주를 녹색의 큰 틀로서 표현을 한 후 이 다섯 가지 데이터를 합쳐 하나의 GIS 데이터가 완성된다.

정보가 데이터 안으로 들어가는 것, "공간적 분석" 이것은 단순한 지도가 아니다. 지도와 데이터베이스는 상호작용을 하며 다중 데이터베이스는 연결되고 관련되어 있다.

GIS 활용

GIS는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 응급서비스, 환경, 비즈니스, 산업, 정부, 교육 등 다양한 분야에서 활용된다. 먼저 응급서비스에서는 소방, 경찰에서만 사용되는 것이 아니라 하천정보나 강우정보 등을 통한 홍수도달시간 예측, 지질정보 지진발생사례 정보 등을 통한 지진예측 등에 활용되며 재난발생시 긴급출동 및 피해 최소화 방안을 신속히 수립하는데 활용되며, 환경부분에서는 모니터링이나 모델링에서 사용되고, 동식물정보, 수질정보, 지질정보, 대기정보, 폐기물정보 등을 데이터베이스화 한 후 각종 환경영향 평가와 혐오시설 입지 선정 및 대형 건설 사업에 따른 환경 변화예측에 활용된다. 그 다음으로 비즈니스 분야에서도 활용된다. 시설물에 대한 위치정보 제공, 효과적인 일정 및 협력 작업을 위한 공간 분석에 활용되며, 산업분야에서 교통, 통신, 광업, 파이프라인, 건강 등 교통개선계획, 도로 유지 보수, 교통시설물관리 등 종합적인 도로관리 및 운영시스템을 비롯하여 지능형교통시스템의 가장 중요한 부분인 교통정보 제공분야에 활용되고 건강, 복지 분야에서 고정자산, 유동자산 추적, 물품 및 목록 관리, 지리적 자산 할당, 펀드 개발 및 기증자 분석, 건강 네트워크 분석 등에서도 활용된다. 또한 정부의 지방, 주, 연방, 사관 등에서도 활용되며 교육 분야의 연구, 관리, 교육의 도구로 활용되며 도시계획 및 관리를 위해 도시의 현황을 파악하고 도시계획을 수립하고 도시 정비 및 도시기반의 시설물을 관리하는 것에도 활용된다. 농업에서도 활용되는데 토양의 특성에 가장 적합한 작목을 추천해주고 작물 재배 시 수확량 예측이 가능하며, 토양관리의 지침을 제공하고 과학적 영농을 지원하는 등 활용되며, 마지막으로 토지 관련분야에서 공공기관의 토지관련 정책에 대한 정보를 제공하고 민원인에게 종합적인 토지 정보 서비스를 제공하는 것에도 활용된다.

GIS는 이처럼 많은 분야에서 활용되기 때문에 어디서나 공간적 데이터 분석이 필요하다.

네트워크 솔루션, 생태계 관리, 3차원 광산과 데이터, 환경 모니터링 - 독성 깃털, 다양한 표시 방법을 조합하고 기름 유출과 오염도 파악, 입지선정 및 클라이언트 거리, 미래 트렌드의 모델링, 클러스터 및 데이터의 비교, 로마의 린다 병원 시설 등에서 GIS를 활용한 것을 볼 수 있다.

3차원 광산과 데이터에서는 광산은 정도에 따라 단단한 것은 녹색 선으로, 부드러운 것은 살구 색으로 표현하고 고도범위에 따라 회색에서부터 진한 파란색까지 나누어서 보여주고 있다.

GIS가 있는 인터넷

Olympics, National Geographic Map Machine, Find a Home, ATM Locator, Store Locator, GIS Info 등의 사이트에서 GIS정보를 얻을 수 있다.

내가 공무원이 되었을 때 GIS 활용방안

점차 변화하는 정보사회 시대에, 그리고 앞으로 더 발전할 이 시대에 GIS는 더욱이 활발하게 활용될 것이라고 생각된다. 꼭 GIS 뿐 아니라 이 사회에서 경쟁력을 가지기 위해서는 기본적인 자격증 외에 GIS와 같은 자격증들이 필요할 것이다.

사실 현재 나의 전공을 살린다면 GIS가 활용될 방안이 있을까라는 생각이 가장 먼저 들었다. 그래도 현재 전공은 아무리 생각해봐도 GIS와는 연관이 전혀 없는 듯했기 때문이다. 그러나 과제를 하다 보니 조금은 연관이 있을듯하기도 했다.

내가 미래에 공무원이 되었을 때 현재의 전공을 살린다면, 현재의 전공이 문헌정보학과 이다보니 도서관이나 연구소 등 어느 곳에 들어가게 되는데 그 때, 건물이 필요하게 된다. 위에서 GIS가 다양한 분야에서 활용되고 있는 것을 볼 수 있었는데, 그 중에는 입지선정 시에도 GIS가 활용되는 것을 볼 수 있었다. 그렇다면 나의 전공을 살린다고 해도 GIS를 활용하여 입지 선정을 할 수 있겠다는 생각이 들었다.

또 다른 방법을 생각해보았더니 내가 반드시 우리 전공을 살리지 않았을 경우이다.

현재의 전공을 살리지 않고 GIS 등 관련 분야를 열심히 배운 후 교육의 도구로나, 도시의 현황을 파악하고, 시설물에 대한 위치정보 제공, 공간 분석, 교통 시설물관리 등 다양하게 활용할 수 있을 지도 모르겠다는 생각이 든다.

또한 GIS를 이렇게 알고만 있는 것이 아니라 활용할 수 있는 많은 방안 등을 생각해보고, 정보사회인 만큼 정보에 뒤처지지 않기 위해 항시 현재는 어떻게 되어가고 있는지를 수시로 체크하여 남들보다 앞서가면 좋겠지만 정보사회에서 앞서가는 것은 별 차이 없지만 뒤처지는 것은 상당한 차이를 나타내기에 뒤처지지 않기에 노력해야 할 것이다.

행정 쪽으로 취업을 하게 된다면 더더욱 GIS는 유용하게 활용될 지도 모른다. GIS를 좀 더 상세하게 배우고 그와 관련된 자격증을 따놓으면 그것이 나만의 스펙이 되는 것이고 현재 사람들은 GIS를 모르는 사람도 많을뿐더러 이와 관련된 자격증이 있다는 것을 모르는 사람도 상당수 일 것이다. 그렇게 생각한다면 지금부터라도 조금씩 준비해 나간다면 1,2학년에 비해서는 조금 늦은 것일 수도 있지만 이제부터라도 시작하면 그렇게 늦은 것은 아니라고 생각하기에 좋은 자격 요건이 될 수 있을 것 같다. 이렇게 자격증을 따 놓는다면 GIS를 활용하는 여러 분야에서 내가 원하는 분야를 골라서 일을 하게 될 수 있을 것이라 생각한다.

앞으로 가장 많이 활용될 분야가 환경 관련 분야라고 생각된다. 장마철 같은 경우에도 하천정보나 강우정보를 활용해서 홍수도달시간을 예측하거나, 지진 같은 경우 지질정보를, 지진발생사례 정보 등을 활용하여 지진을 예측해서 재난 발생 시 긴급 출동 및 피해를 최소화 할 수 있게 해야 할 것이다.

또한 환경오염이 점차 심해지는데 이를 GIS를 통해 모니터링하면서 수질정보, 지질정보, 대기정보 등 각종 환경과 연관된 영향 평가를 통해 좀 더 나은 환경을 만들 수 있도록 활용해야 할 것이다. 물론, GIS만을 이용하여 환경 문제를 개선하려고 해서는 안 될 것이다. 이것만을 가지고는 환경 개선에도 한계가 있을 것이다. 그렇기에 친환경에너지나, 대체에너지를 강구하여 좀 더 나은 환경을 제공해야 할 것이다.