What is GIS

행정학과 20606506 김학동

GIS의 정의

21세기에 접어들면서 급속한 산업 발전, 기술 개발 등을 통해 많은 변화가 이루어지고 있으며, 다양화, 전문화 추세 속에서 정보의 중요성이 점점 더 부각되고 있다. 그에 따라 단편적이고 개별적인 정보의 구축, 공유, 활용뿐만 아니라, 국가적 차원에서 정보의 공유를 주도함으로써 많은 비용과 시간을 절감하면서 효율적으로 정보를 활용할 수 있게 되었다.

최근에 들어와 지리정보의 활용이 점차 늘어나면서 과거 종이지도를 수치지도로 제작하는 단계를 넘어서, 현재에는 인터넷이나 인공위성 등등 다양한 매체를 통해 지리정보를 수집 혹은 구축하고 있다. 또한 지리정보를 분석하고 처리하는 과정을 거치면서 고부가가치의 공간 정보를 생성하게 되었고, 공간상에서 야기되는 복잡한 문제를 해결하는데 필요한 정보를 제공하는 단계까지 이르고 있다.

다양한 기술과 분석방법, 그리고 여러 학문 분야들의 결합으로 나타난 지리정보시스템 (GIS: Geographic Information System)은 활용 범위와 응용 분야가 매우 다양하며, 발달과정에서 놀랄만한 기술혁신이 이루어졌기 때문에 GIS에 대한 정의를 한마디로 요약하는 것은 매우 어렵다. 1970~80년대 까지만 해도 GIS를 정의내리는 것이 비교적 용이하였다. 그러나 1990년대 이후 인터넷의 등장과 함께 GIS 환경변화가 급속히 이루어지고 GIS 사용자가 확산되면서 사용자의 관점과 사용 목적에 따라 GIS에 대한 인식도 달라지게 되었다. 이에 따라 사용 목적과 용도에 따라서 GIS에 대한 정의들이 내려지고 있어, GIS에 대한 만족할만한 합의된 정의를 내리는 것 자체가 큰 의미가 없을 정도이다. 여기서는 서로 다른 맥락에서 GIS를 정의하고 있는 네가지 관점을 중심으로 GIS에 대한 정의를 살펴보고자 한다.

첫째, GIS란 실세계의 다양한 형상들에 대한 공간자료를 수집, 생성, 갱신, 검색, 저장, 변환, 분석, 표현을 위해 필요한 다양한 도구들이 모여진 도구상자로 보는 관점이다. 여기서 공간자료란 좌표체계에 의해서 지리적 위치를 나타내고 있는 실세계의 형상을 말한다.

둘째, GIS를 GISystem, 즉 정보시스템의 하나로 보는 관점이다. GIS란 지리적 좌표체계에 의해 참조된 데이터를 다루기 위한 목적으로 고안된 정보시스템으로, 의사결정지원 등과 같은 특정 목적을 위하여 공간정보와 다른 유형의 정보를 하나의 데이터베이스 시스템으로 통합하여, 데이터를 분류, 선정하고 주어진 특정 질문에 대한 해답을 찾아 정보를 추출하는 시스템이라는 것이다. 여기서 의미하는 시스템이란 특정한 문제를 해결하기 위해 지리정보를 처리하고 관리하기 위해 고안된 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 것이다.

셋째, GIS를 지리정보학으로 인식하면서 GIS를 정보학의 한 분야로 보는 관점이다. 정보학이 정보의 창출, 처리, 저장 및 사용과 관련된 논제들을 다루는 것이라면 GIS는 지리정보의 창출과 처리 및 사용과 관련하여 연구하는 학문이라는 것이다. 즉, GIS가 지리적 문제를 해결하기 위한 시스템이고 이러한 시스템이 지리정보기술에 의해서 구성된다면, 결국 GIS란 이러한 지리정보기술을 개발하고 발전시키는 개념과 원리들을 연구하는 하나의 지리정보학이라고 볼수 있다. 바꾸어 말하면 GIS란 실세계의 현상을 표현하는 수단으로 디지털 정보기술을 이용하여 지구표면을 연구하는 정보학이라는 것이다. 이와 같이 GIS는 지리정보를 사용하는 정보학으로서 세계와 인간과의 관계를 기술하고 설명함으로써 실세계를 이해하는데 도움을 주는 학문분야라는 것이다. 이와 같은 GIS에 대한 관점은 미국에서 지리정보학을 발전시키기 위해 1996년에 형성된 UCGIS에서 선정한 GIScience의 10대 과제에 잘 나타나있다.

넷째,GIS를 지리정보연구로 보는 관점으로, 보다 광의적인 차원에서 지리정보의 사회적 활용에 대해 관심을 두는 견해이다. 이들은 지리정보의 사용이 사회에 어떠한 영향을 미치는가에 초점을 두고 있으며, 앞에서 살펴본 GIS에 대한 관점과 정의들은 GIS가 우리의 삶을 어떻게 변화시키며, 사회에 어떠한 영향을 미치는 가를 무시하고 있다는 점을 비판하고 있다.

이와 같은 정보체계의 공통점은 공간정보를 생성,기록,저장,분석,처리 및 출력하는 기능을 갖고 있다는 점이다. 최근에는 이들 공간정보활동 분야들을 통합하여 발전시키려는 노력이 전개되고 있으며, 이에 따라 유럽에서는 공간정보체계, 미국에서는 통합지리 정보체계, 캐나다에서는 지형측정학등의 용어들이 대두되고 있다. 우리나라에서는 지형측정학등의 용어들이 대두되고 있다. 우리나라에서도 GIS, LIS, UIS, AM/FM 등 관련 분야를 상호 연관성 및 의존성을 고려하여 하나의 정보체계로 통일한 지형공간정보체계라는 용어도 사용되고 있다.

GIS의 특징

흔히 공간 데이터는 기존의 비공간적 데이터들과는 다르며 특이하다고 인식되며, 이에 따라서 지리정보시스템도 정보시스템 가운데 매우 특이한 시스템으로 인식되고 있다. 공간 데이터가 다른 데이터들에 비해 특이성을 갖는 것은 아마도 지리학 제 1 법칙인 모든 것은 서로 연관성을 갖고 있지만 가까이 있는 것일수록 멀리 있는 것들보다 더 연관성이 깊다라는 공간적 자기상관성 때문일 것이다.

이러한 공간 데이터의 본질적 특성은 통계학에서 전통적으로 가정하고 있는 독립성의 원칙에 위배된다. 뿐만 아니라 공간적 이질성으로 인해 지역 경계를 어떻게 설정하느냐에 따라서 분석 결과가 상당히 달라질 수 있다는 문제점도 갖고 있다. 바꾸어 말하면 개개의 독특한 형상들이 독립된 커버리지로 표현되는 GIS 분석에서는 각 커버리지로 표출된 형상들은 서로 상호연관성을 지니고 있다는 점을 전제로 하고 있다. 그러나 통계 분석에서는 개개의 커버리지에 나타난 형상들은 독립적인 것으로 간주되고 있다. 이러한 공간 데이터의 자기상관성은 시계열적으로 뿐만 아니라 국지적으로도 이러한 특성을 나타내고 있다.

한편 지리정보시스템은 지리적이라는 단어가 첨가됨으로써 다른 정보시스템들에 비해 독특성을 나타낸다. 일반적으로 정보시스템의 특성은 세 가지 측면에서 고찰할 수 있다. 먼저 기능적인 측면에서 볼때 정보시스템은 특정목적을 달성하기 위해 체계적인 방법으로 정보를 수집, 저장, 분석 표현하는 하위 시스템으로 이루어진다. 또한 구조적인 측면에서 볼 때 정보시스템은 데이터와 기술자원과 인력자원으로 구성되어 있으며, 이들은 서로 상호연관성을 갖는 입력, 처리 , 결과의 하위 시스템과 결속되어 있다. 마지막으로 통제적인 측면에서 볼 때 시스템에서 이루어지는 일련의 처리과정을 관리하고 또한 개개의 정보시스템은 독립적으로 작동되는 동시에, 다른 정보시스템들과 표준화된 통신규약을 통해 서로 연결되는 정보시스템 네트워크를 형성하고 있다.

이와 같은 정보시스템은 공간적 정보시스템과 비공간적 정보시스템으로 구분될수 있다. 비공간적 정보시스템은 지리공간상에서의 위치와는 전혀 관계없는 데이터(예를 들면 금융, 회계, 인간자원 관리, 상품재고 등등)를 처리하기 위해 고안된 시스템이다. 그러나 공간적 정보시스템이라고 해서 모두 지리정보시스템이 되는 것은 아니다. 앞에서 살펴본 바와 같이 CAD나 CAM은 지리적인 위치를 갖고 있는 대상물을 다루지만 지리정보시스템과는 다르다.

지리정보시스템이 다른 정보시스템들에 비해 독특성을 지니는 것은 이 시스템내의 모든 데이터들이 인적, 물적 자원을 포함한 지표면의 형상들을 다룰 수 있다는 점과 시스템이 개발되고 활용되는 목적과 문제 해결을 위한 분야가 지리적 좌표체계를 통해 위치정보가 주어지는 형상들의 입지, 분포, 패턴, 상호관계 등등을 다룬다는 것이다. 다시 말하면 공간상에서 야기되는 문제를 해결하기 위해 고안되었기 때문에 공간데이터를 다루고 그 응용에 초점을 두고 있으며, 지리적 위치관계를 갖고 있는 공간자료와 속성자료를 서로 연관시켜서 데이터로부터 보다 부가가치가 높은 정보와 지식을 창출시킬 수 있는 시스템이라는 특성을 갖고 있다. 여기서 데이터, 정보, 지식과의 관계를 살펴볼 필요가 있다. 가장 낮은 수준의 데이터는 실세계 다양한 공간 현상과 관련되어 수집되는 것으로, 디지털 형태로 입력된다. 그러나 데이터 자세로는 사실 자체의 확인에 그친다. 그러나 이들 데이터에 이용자의 가치가 부여되고 관련된 공간분석 및 처리과정이 적용되면 질적인 변환을 통해 고부가가치의 공간 정보가 된다. 또한 이러한 정보를 토대로 하여 모델링 및 전문가 시스템을 적용하여 보다 높은 수준의 지식을 창출할 수 있게 된다. 이와 같이 복잡한 분석과정과 모델링 과정을 통하여, 목적에 부합되는 고바가가치의 공간정보를 추울하고, 더 나아가 공간적 의사결정을 지원하는데 도움을 주는 지식을 창출할 수 있는 가능성을 지닌 것이 지리정보시스템의 독특성이라고 볼 수 있다.

GIS의 구성요소

지리정보시스템은 다양한 분야의 지식과 기술이 결합되어 이루어지며 또한 다양한 분야에서 사용되기 때문에, 각 분야 및 시스템 성격에 맞는 구성요소를 필요로 한다. 여기서는 GIS 분야의 주요 구성요소라고 볼 수 있는 하드웨어, 소프트웨어, 데이터, 인적자원, 방법, 네트워크에 대해 살펴보고자 한다.

①하드웨어 - 하드웨어는 GIS가 운영되는 기본 토대로서, 크게 자료 입력과 자료처리 및 관리, 그리고 자료 출력의 세 부문으로 나누어 볼 수 있다. 먼저 자료 입력장치로는 디지타이져와 스캐너가 주로 이용되고 있으며, 그밖에도 CD, 테이프 등의 매체나 키보드를 통해 입력되기도 한다. 디지타이져와 스캐너 등은 입력 도면의 크기, 해상도, 처리 속도 등에 따라서 비용과 성능이 달라진다.

데이터를 저장하고 분석, 처리하는 중추적 역할을 하는 자료 처리와 관리장치에는 데스크탑 PC, 위키스테이션 등이 있다. 1960년대 초기에는 주로 대형 컴퓨터가 사용되어 왔으나, 1980년대 후반 이후 퍼스널 컴퓨터가 등장하고 또한 고성능 워크스테이션이 등장하였다. 컴퓨터 기술의 발전으로 하드웨어 장비 비용이 크게 낮아지는 반면에 선응은 매우 향상되어 일반 사용자들이 좀더 GIS에 쉽게 접근할 수 있게 되었다.

컴퓨터는 운영체제에 따라 GIS 시스템이 구현되고 있다. Windows 2000, NT 환경은 데스크탑에서 운영되며, UNIX는 워크스테이션에서 구현된다. 최근에는 Windows NT 운영체제가 점차 큰 비중을 차지하고 있다. 인터넷이 등장 이후 중앙집중형의 컴퓨터 시스템의 구축보다는 컴퓨터 전송망을 이용한 분산형 시스템이 구축되면서 서버와 클라이언트 방식의 운영체제가 이루어지고 있다.

한편 출력장비로는 우선적으로 모니터를 통해 출력결과물을 볼 수 있으며, 이를 효과적으로 출력하기 위해 플롯티나 프린터 등이 사용된다.

②소프트웨어 - GIS를 운용하고 구현하는데 필요한 구성요소 중 소프트웨어는 데이터와 함께 핵심적 요소라고 볼 수 있다. GIS 데이터의 구축과 분석 및 다양한 조작기능들이 소프트웨어를 통해 이루어진다. 현재 다양한 GIS 데이터의 구축과 분석 및 다양한 조각기능들이 소프트웨어를 통해 이루어진다. 현재 다양한 GIS 소프트웨어들이 개발, 판매되고 있으며, 가격 면에서도 상당한 차이를 보이고 있다. 뿐만 아니라 개개의 소프트웨어에서 지원하는 데이터 모델과 구조에 따라 지원되는 데이터들도 달라지는 경향을 보인다.

내가 공무원이 되었을때 GIS의 활용방안

앞에서 말한거와 같이 GIS는 다양한 기술과 분석방법, 그리고 여러 학문 분야들의 결합으로 나타난 지리정보시스템은 활용 범위와 응용 분야가 매우 다양하다. GIS의 활용분야에는 토지관련분야, 시설물 관리분야, 교통분야, 도시계획 및 관리분야, 환경분야, 농업분야, 재해 재난 분야등 더 세분화 한다면 끝도 없이 많다고 할수 있는데 나는 공무원이 된다면 GIS를 통해 태풍이나 지진의 피해를 최소한이라도 줄이고 싶다. 군데 군데 미세한 지진이 우리나라에도 일어나고 있지만 아직까지 일본을 비교대상으로 한다면 막대한 영향을 줄 정도는 아니라고 생각되기에 지진쪽보다는 하천정보 강우정보 등을 통한 홍수도달시간을 예측하여 태풍의 피해를 최소화 하고 싶다.

우리나라 역대 태풍 피해액

인명 피해 뿐만 아니라 태풍 루사는 무려 5조 8천억원의 상당한 피해액을 가져왔는데 이 돈이 공공복지부분에 쓰여졌다면 더 좋았을것이고 GIS는 어느 분야보다도 재해나 재난분야에 절실하며 필요성이 가장 크다고 생각되기에 공무원이 된다면 이쪽 관련으로 활용방안과 계획을 잡고 이용하고 싶은게 나의 바램이다.