[일반] 지리정보시스템의 발전 과정과 방향 (GIS)

1999년은 GIS(지리정보시스템)의 해라고 한다. 정부의 정보화 사업을 주축으로 근로화 사업, 주제도 사업 등 구체적인 사업들이 본격적으로 진행되고 있기 때문이다. 이에 따라 그동안 조용했던 국내 GIS 시장이 활기를 띠기 시작한 것이다.

현재 국내 GIS 시장은 활기를 띠고는 있지만, 사업성 면에서는 인정받을 정도의 수준은 아니며, 아직 걸음마 단계라 하겠다. 우선 본 글에서는 지리정보시스템의 개념에 대해서 살펴보고 지리정보시스템의 발달과정과 발전방향을 알아본다.

지리정보시스템의 개요

지리정보시스템은 약칭 GIS(Geographic Information System 또는 Geographical Information System)라고 하며 사용하는 목적이나 처리하는 자료의 특성에 따라 여러가지로 분류 사용되고 있다.

①토지정보시스템(Land Information System)

②지적정보시스템(Cadastral Information System)

③도시정보시스템(Urban Information System)

④시설물관리 시스템(Facility Management System)

⑤자동지도제작시스템(Automated Mapping System)

⑥공간정보체계(Spatial Information System)

⑦지구정보시스템(Geo-Information System)

⑧지형공간정보체계(Geospatial Information System)

이들은 모두 GIS의 다른 여러 형태이다. GIS의 구성 요소를 크게 나누면 하드웨어와 소프트웨어로 구분할 수 있다. 하드웨어는 컴퓨터, 자료입력장치, 자료저장장치, 출력장치, 컴퓨터 통신망 등으로 구성되며, 소프트웨어는 운영체제와 지리정보시스템 소프트웨어가 있다.

또 지리정보시스템 소프트웨어를 크게 벡터기반의 소프트웨어와 래스터 기반의 소프트웨어로 구분할 수 있는데, 벡터기반의 소프트웨어는 벡터화된 자료로 구성된 것으로 지리지물과 속성정보의 연결이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 래스터 기반의 소프트웨어는 래스터 자료로 구성된 것으로 다수의 레이어 간의 동시 중첩을 비롯한 공간적인 분석처리에 매우 용이하다는 장점이 있으며, 주로 원격 탐사 자료의 활용, 자원탐사, 환경영향 분석, 입지 분석 적지 분석 등에 응용된다.<표 1 참조>

이러한 방대한 자료들은 데이터베이스 시스템으로 관리되고 있는데, 이 부분이 바로 지리정보시스템에서 가장 중요하고 시스템의 성능과 직접적인 영향을 주는 부분이다. 데이터베이스 시스템에는 인포믹스, 오라클, 사이베이스, MS SQL 등이 있으며, 이들 시스템들은 GIS 데이터베이스를 관리한다. 그럼 여기서 이 방대한 자료들이 데이터베이스로 어떠한 속성을 가지고 있고 어떻게 구성되는지에 대해 알아볼 필요가 있다.

GIS 데이터베이스 시스템

GIS 데이터베이스 시스템은 MAP 데이터베이스와 속성 데이터베이스 그리고 차량 데이터베이스로 나눌 수 있는데, 우선 MAP 데이터베이스의 데이터는 비주얼라이즈용 맵과 프로세스용 맵으로 구분한다.

이러한 데이터베이스가 기본적으로 갖추어야할 기능들은 다음과 같다.

①Tiling

전체 지도를 여러 개의 타일로 나누어서 저장하고 관리하는 기능

②레이어관리

전체 지도를 여러개의 레이어로 나누어서 저장하고 관리하는 기능

③속성 데이터와 연결할 수 있는 기능

지도상의 공간 데이터와 그와 관련된 속성 데이터를 연결해 주는 기능으로 특정 건물을 선택했을 경우 건물에 대한 정보를 표시해 주는 기능이다.

④라이팅(routing) 기능

특정 지점까지 가는 최적의 경로를 구하는 기능

⑤블럭킹(blocking) 기능

특정 도로상에 교통사고나 자연재해로 인하여 통행이 금지될 경우에 해당 도로를 블럭킹할 수 있는 기능

⑥새로운 도로 추가 기능

새로 도로를 건설하는 경우 데이터베이스에 추가하는 기능

⑦도로에 관한 정보 실시간 갱신 기능

도로에 대해서 실시간으로 변하는 정보에 대해서 데이터베이스를 갱신할 수 있도록 하는 기능

⑧목적지 까지의 경로를 지정할 수 있는 기능

사용자가 특정 지점까지 경로를 미리 지정할 수 있도록 하는 기능

이외에도 공간 정보와 연결할 수 있는 기능이나 차량 관리를 위해 차량의 이동 데이터나 현재 위치를 관리하는 등의 기능들이 필요하다.

이렇게 구성된 지리정보시스템들은 부가적인 기능들을 추가하여 여러분야에 응용되게 된다.

계획분야에서는 토지이용계획 확인원 발급이나 입지분석 및 적지분석 그리고 토지 이용 계획을 위한 각종 자료분석 등에 응용되며, 교통분야에서는 도로 및 교통 시설물 관리, 자동차 자동 항법장치, 위치별 교통량 모니터링, 교통 계획을 위한 도로 교통망 분석, 비행 노선 분석 등에 활용된다. 환경분야에서는 산림자원의 관리 및 분석, 오염 확산의분석, 수자원의 관리, 야생동식물의 관리, 야생 동물의 활동 분석, 상수도 및 하수도 시설물의 관리, 각종 환경영향 평가등에 활용되며, 이외에도 농업분야, 재난대책 분야, 전기 및 통신분야, 토목분야, 국방분야, 자운 탐사 분야, 경영분야 지도제작 분야 등의 사회 각 분야에 활용될 수 있다.

따라서 지리정보시스템은 전 산업 분야에서 획기적인 부가가치를 올려줄 수 있다. 반면, 이를 위해 필요한 제반 기술들이나 작업들이 조직적이고, 장기적인 성격을 띠고 있기 때문에 쉽게 접근할 수 없는 어려움을 안고 있다.

지리정보시스템의 발달과정

지리정보시스템의 시작은 최초 지도에서 시작되었다고 할 수 있다. 그러던 것이 컴퓨터가 출현하면서 컴퓨터와 지도라는 공간정보가 만나게 된 지점이 지리정보라 하겠다. 1960년대 캐나다에서 사회경제적인 필요성을 업고 처음으로 개발되었다.

① 1960년대

1960년대에 들어 농촌 지역에서 도시로의 인구 이동이 극심해짐에 따라 농촌지역은 토지 이용 문제가 발생하게 되었고, 도시지역도 토지에 대한 경쟁이 심각해졌다. 이러한 정황 하에서 개발된 것이 GIS의 시초라 하겠다. 그러던 것이 자원관리 문제로 고심하던 각국에 소개 되었고, 많은 유사 시스템들이 개발되었다. 이 당시 학계에서는 래스터 기반의 자료분석을 위주로 하는 GIS를 발전시켜 나갔다. 벡터 기반의 시스템으로는 캐나다의 CGIS와 미국의 DIME이 대표이라고 할 수 있다.

②1970년대

1970년대 컴퓨터 기술이 크게 발전하고 하드웨어 가격이 하락하면서 GIS의 저변 확대에도 영향을 미쳤다. 1970년대 중반에 GIS 관련 시스템은 53개 관련 소프트웨어는 600여개에 달했다. 이 시기에는 또한 전문적인 GIS 소프트웨어 회사가 출현하기 시작했는데, ESRI, GIMMS, Synercom, Intergraph, Calma, Computervision 등을 들 수 있다.

이 시기의 특징으로 천연 자원 관리 및 환경 분야에는 래스터 방식이 주로 사용되었고, 토지나 공공시설의 관리 분야에서는 정밀도가 요구되기 때문에 벡터방식의 시스템이 주로 사용되었다는 점이다.

③1980년대

80년대는 GIS가 세계 각국으로 확산되었으며, GIS의 공간 자료에 위상관계(TOPOLOGY)가 채택되고, 독특한 데이터베이스 관리시스템도 포함되었다. 데이터베이스 관리시스템이 도입되면서 공간 정보의 관계형 자료처리 방법과 위상관계 자료가 연계됨으로써 위치자료와속성자료를 함께 처리하고 분석할 수 있게 되었다.

④1990년대

1990년대는 GIS 기술이 보다 성숙해지고 응용분야도 확산되는 시기라 할 수 있다. 80년대에 워크스테이션이 등장하였지만, 90년대에는 PC의 성능향상으로 GIS의 도입이 더욱 용이해졌다. 또한 데이터의 교환과 공유를 위한 표준화 작업이 틀을 갖추기 시작했다는 점을 괄목할 만한다. 이에 따라 현재에도 OpenGIS 개념이 확산되고 있는 중이다.

Open GIS

GIS의 데이터 모델, 파일 포맷, 지리정보를 관리하는 소프트웨어의 특성에 제약을 받지 않고 자기 컴퓨터 내에서 다른 원격에 있는 컴퓨터에 사용자가 접근할 수 있도록 하는데 주요 목적을 두고 개발하고 있다.

데이터 포맷을 공개하지 않는 이유는 그 회사가 보다 많은 이익을 취할려는 의도로서 시장의 성장과 다양성을 저해하는 요소가 된다. 이에 따라 각국에서는 나름대로의 개방형 데이터 포맷(Open Data Format)을 개발하고 있다. 캐나다의 델타-X(Delta-X)는 그 대표적인 사례이다.

델타-X는 연방 정부기관의 공간정보 관리시스템을 위한 소프트웨어로서 이질적인 공간 정보 데이터베이스의 네트워크에서 상호가동성을 제공하는 시도로 데이터 전환을 위한 GIS 소프트웨어의 데이터 구조에 대한 정보를 제공한다. 관계형, 객체형 데이터베이스와 파일 형태의 데이터를 모두 수용하며, 벡터와 래스터의 공간 정보 구조와 구조화된 문자정보와 일반 문자정보에 대한 상호 가동성을 제공한다.

반면 우리나라에서의 GIS는 1980년대에 한국전력공사의 영업배전 종합 체계의 시범운영에 처음 도입되었다. 이후 소규모로 진행 되다가 90년대에 들어서 본격적인 시스템 구축 움직임이 시작되었다. 1997년에 비로서 1995년부터 시작되었던 국가지리정보시스템의 표준안이 확정됨으로서 본격적인 사업이 추진되고 있다.

국가 GIS 추진체계 및 구축 사업

국가지리정보체계(NGIS) 구축사업은 국가 경쟁력 강화와 행정생산성 제고를 위해 국가 차원에서 국가 표준을 설정하고, 기본 공간 정보 데이터베이스를 구축하며, GIS 관련 기술개발을 지원하여 GIS 활용기반과 여건을 마련하기 위해서 이다. 이러한 여건 조성하에 국토공간 관리, 재해관리, 대민 서비스 등 국가 정책 및 행정 그리고 공공분야에서의 활용을 목적으로 1995년 “국가지리정보체계 구축 기본계획”을 재경원에서 수립하였으며 동년 6월에 건설 교통부로 이관되었다가 1997년 국가지리정보시스템의 표준안이 확정되었다.

이 사업은 기본공간 정보 데이터베이스의 기반 구축과 표준화와 GIS 관련 기술 개발 및 인력 양성, 정부차원의 GIS 활용 체계 개발 지원, 공간정보 관리/유통의 극대화, 전문 추진기구 설립 및 예산 지원 강화, GIS 기반 구성 조성을 위한 공공 부분과 민간 부분의 공동 재원 조성, 관련 제도 및 법규 정비 등을 주요 내용을 추진되고 있다.

이를 바탕으로 지형도 수치지도화 사업, 기존 지적 도면 전산화 사업, GIS 표준화 사업, GIS 기술개발 사업, GIS 인력 양성사업, 국가 GIS 구축 사업 지원연구, 공공 GIS 활용체계 개발 사업, 주제도 수치지도화 사업, 지하시설물도 수치지도화 사업, 지하시설물 관리 체계 개발 시범 사업 등 구체적인 사업들이 진행되고 있다. 하지만 이들 사업들에서 많은 문제점들이 대두되고 있지만, 명확한 해결을 보지 못하고 있는 것이 대부분인 것 같다.

이러한 정부의 구체적인 사업 지원의 노력에도 불구하고 국내 GIS 시장은 활기는 띠고 있지만, 적극적인 투자 대상이 아니라는 점이다. 이러한 사실들은 국내 창투 회사들의 대부분이 GIS분야에 대해 적극적인 지원을 하고 있지 않다는 사실에서 간접적으로 인식할 수 있다. 또한 GIS 분야의 모든 활동들이 정부의 사업 외에 괄목할 만한 움직임이 크게 보이지 않는다는 점도 이를 증명하고 있다.

맺으며

GIS 분야는 최첨단의 기술들이 모여 이루어내는 합주곡이라 할 수 있다. 현재까지의 GIS 분야의 모든 활동들이 정부 주도하에 이루어지고 있고 그 활동들이 GIS의 핵심이라기 보다는 기초작업이 주요 내용이지만, 조만간 민간 부문에서의 핵심적인 GIS 구축으로 이어질 것을 기대해본다.

인터넷 GIS

인터넷 기술을 GIS와 접목시켜 인터넷 환경에서 지리정보의 입력, 수정, 분석, 출력 등의 작업을 처리하여 네트워크 환경에서 GIS 서비스를 제공할 수 있도록 구축한 시스템이 바로 인터넷 GIS 시스템이다.

이러한 인터넷 GIS를 가능하게 하기 위해서는 다양한 기반 기술 개발이 선행되어야 한다.

공간자료간 상호 가동성 문제해결 뿐 아니라 광역 통신망을 대상으로 한 분산처리 개발을 가능하게 하는 OGIS(The Open Geodata Interoperability Specification), 플랫폼에 독립적인 특성 때문에 인터넷 또는 다른 복잡한 분산 네트워크 환경하에서 활용을 손쉽게 할 수 있는 도구인 자바 프로그래밍 언어, 하드웨어와 소프트웨어 사이에서 요구되는 상호가동성에 대한 OMG(Object Management Group)의 사양인 CORBA, 클라이언트와 서버 관계를 성립시켜 주는 미들웨어, WWW의 서버와 클라이언트가 하이퍼텍스트 문서를 통해 통신할 때 사용하는 프로토콜인 HTTP, 컴퓨터 네트워크에 접속된 사용자들이 다양한 미디어에 URL과 하이퍼텍스트라는 간단하고 동일한 인터페이스 방식으로 접근이 가능한 WWW 등이 있다.

이와 관련된 제품으로 Autodesk MapGuide 등의 제품들이 있지만, 데이터의 구조상 파일 크기가 너무 크다는 점에서 현재 국내에서는 활용이 적은 상태이다.