GIS란 무엇인가?

행정학과

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김민철

GIS는 Geographic Information Systems의 약자로 지리정보 시스템이라고 말할 수 있다. GIS를 배우기 전에 짚고 넘어야 될 것은 바로 Geographic 즉, 지리이다. 지리라는 것은 어떤 곳의 지형이나 길 따위의 형편을 뜻하며, 또 다른 의미로 지구상의 기후, 생물, 자연, 도시, 교통, 주민, 산업 등의 상태를 의미한다. 지리에는 보통 세 가지 질문이 있다. 첫 번째는 무엇이 어디에 위치하는가, 이고, 두 번째는 왜 그곳에 있는가이다. 그리고 마지막으로 세 번째는 왜 관계가 되어있는지에 대해서 이다.

GIS란?

GIS는 보통 하드웨어, 소프트웨어, 자료, 그리고 조직 및 인력으로 구성되어진다. 이를 구체적으로 설명하자면 첫 번째로 하드웨어는 지리정보체계를 운용하는데 필요한 컴퓨터와 각종 입·출력장치 및 자료 관리 장치를 말하며 중앙 집중식과 분산식이 있다. 여기서 입력 장비는 종이지도나 도면 또는 문자정보를 컴퓨터에서 이용할 수 있도록 수치화 하는 장비(디지타이저, 스캐너, 키보드 등)이고 저장장치는 수치화 된 데이터를 저장하기 위한 장비(자기테이프, 자기디스크 등)이다. 그리고 출력장비는 분석결과를 출력하기 위한 장비(플로터, 프린터, 모니터)이며, 데이터분석 및 연산 장비는 개인용 컴퓨터와 워크스테이션 등이 있다. 두 번째 소프트웨어는 각종 정보의 분석, 출력, 저장을 지원하는 컴퓨터 프로그램을 말하며, 정보의 입력 및 중첩, 데이터베이스 관리, 질의분석, 시각화 등의 기능을 담당한다. 소프트웨어의 운영체제는 GIS를 운영하기 위해 필요한 NS-DOS, Windows95, Windows NT, UNIX 등의 컴퓨터 프로그램인데 GIS용 소프트웨어 등이 있다. 데이터베이스 관리시스템은 구축된 자료를 검색, 수정, 보완 등의 관리 작업을 하는 보조적인 프로그램으로서 공간분석, 편집, 그래픽처리 등의 기능을 가지고 있는 보조적인 프로그램이다. 세 번째로 자료는 지도로부터 추출한 도형정보와 대장이나 통계자료로부터 추출한 속성정보를 말하며, 최근에는 지도 외에 항공사진이나 인공위성영상으로부터 많은 정보를 획득하고 있다. 이것은 GIS의 핵심적인 요소로서 구축에 많은 시간과 노력이 필요하다. 마지막으로 네 번째 조직 및 인력은 GIS를 구성하는 가장 중요한 요소로서, 데이터를 구축하고 실제 업무에 활용하는 사람을 말하며, 시스템을 설계하고 관리하는 전문 인력과 일상 업무에 GIS를 활용하는 사용자를 모두 포함한다.

지리정보시스템(GIS)의 세계에서는 자료를 입력하고 이를 시각화하는 두 가지 방법이 있다.

GIS는 두 가지 방법으로 데이터를 입력 및 시각화 할 수 있다. 그 방법으로는 Raster 방식과 Vector 방식이 있다. 첫 번째, 레스터(브라운관의 주사선으로 구성된 화상)와 그리드(기준선 망)를 이용하는 방법을 들 수 있는데 이는 화소로 공간 낼 수 있고 공간의 위치와 유용 성 알 수 있다. 또한 위성이미지와 공중사진은 이미 이 체계 안에 포함되어져 있다.

두 번째로, 벡터(크기와 방향으로 정해지는 양)와 라이너(직선모양)를 이용하는 방법이 있다. 이는 여러 개의 점들, 선과 다각형으로 공간을 나타낸다. 집, 호수 등을 포한 지형을 나타내며 속성과 규모, 형태, 길이도 나타낸다.

GIS의 구축절차는 다섯 단계로 나뉜다. 첫 번째 단계는 GIS 구축에 필요한 공간자료를 획득하는 단계로서 항공사진, 위성사진 등 기존 자료에서부터 새로운 자료까지 다양한 수준의 자료를 수집하게 된다. 두 번째 단계는 전처리 과정이다. 수집된 자료를 GIS의 관리체계에 맞는 형식으로 변환하거나 대상의 위치를 체계적인 방법으로 식별하게 된다. 위상구조의 설정과 Raster, Vector 방식에 의한 자료 구축이 여기에 해당한다. 세 번째 단계는, 자료의 관리 단계로 전처리 과정에서 사용가능한 것으로 변환한 자료를 입력, 갱신, 삭제, 검색 등을 통해 데이터베이스화한다. 네 번째 단계는, 분석 및 조작 단계이다. 해당 자료는 다양한 자료들과 결합되며 이용자의 학문적 배경 및 기술에 따라 다양한 결과가 나타난다. 마지막 단계는 출력작성 단계로 GIS로부터 최종적 출력결과가 만들어진다. 출력 형태는 통계, 보고서, 지도, 도표 등 다양하며 컴퓨터로 이용된다. GIS는 다양한 분야에서 활용이 되고 있는데 일곱까지로 정리할 수 있다.

GIS 활용후의 효과

지도나 도면의 생산, 수정 및 유지관리에 드는 시간과 비용이 절감되며 또한 GIS를 이용하면 각종 지도를 쉽게 확대-축소 할 수 있다. 그리고 서로 다른 축척과 내용을 가진 지도나 도면을 쉽게 중첩시켜 볼 수 있다. 가스폭발사고, 지진, 홍수 등 인위적이거나 자연적인 재해 발생을 사전에 방지하고 빠른  복구 작업을 수행할 수 있다. 공간관련 각종 자료를 빠르게 분석할 수 있으며 이러한 분석결과를 의사결정자가 쉽게 파  악할 수 있도록 시각화 할 수 있다. 향후에 발생할 수 있는 변화를 사전에 예측이 가능하다.

GIS의 필요성

사물이 있는 장소를 지도화 할 수 있다. 사물이 있는 곳을 지도화 하는 것은 사람들이 찾고자 하는 사물들이 있는 장소와 취할 조치를 찾도록 해준다. 양적인 정도를 지도화 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 지도화 한다. 이것은 사물이 있는 장소를 단순히 지도화 하는 것을 뛰어넘은 부가적인 수준의 정보를 준다. 예를 들어, 어린이들 옷을 파는 목록 회사가 가게 주변과 상대적으로 고속득 층 아이들이 많이 사는 곳의 zip 코드를 찾기를 원한다. 또는 보건소는 의사들을 지도화 하기도 원하고 어떤 지역이 충분히 의료서비스가 진행되는지 않은지를 보기 위해 각각의 센서스 구역내 1000명당 의사의 숫자를 지도화 하기를 원할 수 있다.

집중된 정도를 지도화 할 수 있다.

여러분들이 많고 복잡한 사물들의 위치를 지도화 하면 어떤 지역이 다른 지역보다 더 높은 집중을 하는지를 보는 것은 쉽지 않을 것이다. 반면에 밀도를 나타내는 지도는 여러분이 가령 에이커나 제곱 킬로의 넓이와 같은 일정한 단위 지역당 사물이 수를 측정하게 하여, 분명하게 그 분포를 살펴 볼 수 있게 한다. 밀도를 지도화 하는 것은 특히 센서스 구역이나 구와 같은 지역을 지도화 하거나 크기가 매우 다양하게 변하는 지역을 지도화할 때에 유용하다. 센서스 구역 당 사람들의 수를 보여주는 지도에서 더 큰 구역은 작은 지역보다 더 많은 사람들이 있게 될 것이다. 그러나 어떤 작은 구역은 단위 제곱 마일당 더 많은 사람들- 더 높은 밀도-이 있을 수 있다.

지도 내부에 있는 사물을 검색 할 수 있다.

특수 지역 내에 발생하는 사건과 사물들을 지도화 함으로써 특수한 조치를 취하기 위해 GIS를 사용하기도 한다. 예를 들면, 학교에서 1000피트 이내에 범죄 사건이 있었는지를 알아내기 위해 약물관련 체포를 점검할 수 있다.

특정 지점에서 근접한 사물을 찾아 낼 수 있다.

근접한 것을 지도화 함으로써 물체의 일정거리 내에서 발생하는 것을 알아 낼 수 있다. 예를 들면, 도시 계획자는 주류 가게에서 500피트 이내에 사는 거주자들의 수를 살펴볼 필요가 있을 것이다.

어떤 지역의 변화를 지도화 할 수 있다.

미래를 예견하기 위해서 어떤 지역 내에서 변화를 지도화 하는 것은 조치를 취하기 위한 과정이며, 또 그 조치나 정책의 결과를 평가하기 위한 것이다. 1) 사물이 어떤 기간에 걸쳐 어떤 곳을 어떻게 이동해 가는지를 지도화 함으로써, 여러분들은 그것들의 행태를 통찰 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 기상학자는 허리케인이 앞으로 어떤 곳에 언제 발생할지를 예측하기 위하여 그 진로를 연구하게 된다. 2) 미래의 필요성을 기대하기 위해 변화를 지도화 한다. 예를 들어, 정책 책임자는 어떤 경찰관들이 할당되어야 하는가를 결정하기 위해 범죄가 어떤 형태로 매달 변화는 지를 연구할 것이다. 3) 영향을 살펴보기 위해 어떤 조치나 사건 이전과 이후의 상태를 지도화 한다. 소매점 분석가는 광고가 가장 효과적인 지역을 살펴보기 이해 지역적 광고 캠페인 이전과 이후의 상점 판매의 변화를 지도화 할 수 있을 것이다.

내가 공무원이 된다면 GIS를 어떻게 활용할 것인가?

GIS는 활용함에 따라서 아주 다양한 방향에서 쓰일 수 있다. 내가 공무원이 되어 GIS를 활용하게 된다면 토지에 대한 실제이용현황과 소유자, 거래, 지가, 개발, 이용제한 등에 관한 각종 정보를 통합 데이터베이스화함으로써 공공기관의 토지관련정책 수립에 필요한 정보를 정확하고 신속하게 제공하며 각종 토지이용계획 수립시 다양한 시나리오를 검색 할 수 있으며  민원인에게 종합적인 토지정보를 서비스하며, 또한 지상과 지하에 복잡하게 얽혀있는 각종 시설물에 대한 위치정보와 이와 관련된 속성정보 (시공자, 관경, 재질, 설계도면 등)를 연계하여 시설물관리에 소요되는 비용과 인력을 절감케하고 관리 부실로 인한 재난을 사전 방지 할 수 있다. 그리고 하천정보 강우정보 등을 통한 홍수도달시간 예측, 지질정보 지진발생사례 정보등을 통한 지진예측 등에 활용되며 재난발생시 긴급출동 및 피해 최소화 방안을 신속히 수립하는데 활용한다. 그 외에도 교통, 도시계획, 환경, 농업 등 다양한 방면에서 GIS는 활용 될 수 있다.