제 2 장 gis 의 발달 과정과 향후 발전 방향 강원대학교 지구물리학과 이 훈...

제 2 장 GIS 의 발달 과정과 향후 발전 방향

강원대학교 지구물리학과

이 훈 열 교수

참고문헌 : 이희연 2003, GIS 지리정보학 , 법문사

지구정보학개론및실습 , 강원대학교 지구물리학과 이훈열 교수

2.1 GIS 의 등장 배경

(1) 주제도 제작 : 18 세기부터 주제도 제작 (Thematic Map). 기본도 (base map) 위에 서로 다른 커버리지를 등치선이나 유선도로 표현하고자 하는 노력 . 군대 이동경로 , 지질도 , 교통로 , 인구수 , 교통량 , 지형 특성 등을 중첩시켜 의사결정 지원도구로 활용 . 1854 년 영국 Snow 교수 : 콜레라 사망자 위치와 오염된 우물의 위치 중첩시키는 일종의 공간분석 기법을 통해 공중

위생문제 해결 노력 . 1969 미국 펜실베니아대학 : 뉴욕 Staten 섬 입지선정 위해 투명종이 위에 형상을 겹쳐 커버리지로 제작 .

(2) 컴퓨터 기술 발달 : 1642 년 계산기 처음 발명 1890 년 미국 인구 센서스 . 카드 펀치로 구멍을 내어 전자적으로 읽음 1950 년대 1 세대 컴퓨터 ENIAC: 기계식이 아닌 진공관을 이용한 최초의 전자회로 계산기 . 탄도계산 . 1960 년대 2 세대 컴퓨터 : 트랜지스터 이용 . 화학 , 물리 , 수학 , 지구과학에도 응용 . 지도 제작하는데 사용되기

시작 .

(3) 공간 분석 기법의 발달 : 컴퓨터 기술의 발달과 함께 통계기법 , 모델링 기법 및 공간 분석 기법 발달 . 1952 년 Hagerstrand 의 공간확산 모델 1955 년 미국 디트로이트 고속도로 입지선정에 통계분석 . 1950 년대 말에서 1960 년대 University of Washington. 컴퓨터를 이용한 통계분석 및 공간분석 .


2.2 GIS 의 발달 과정(1) 개척기 (1960 년대 초 ~1970 년 ): 컴퓨터를 이용한 지리자료의 분석 기틀 확립기 . GI

S 수행 비용이 엄청나 정부나 공공기관에서만 제한적으로 이용 .

캐나다 지리정보시스템 (CGIS: Canada Geographic Information System): Tomlinson 의 제안에 의한 최초의 지리정보시스템 . 캐나다 토지 이용 현황 자료 (1/50,000 지도 3,000장 ). 방대한 자료의 수집 , 분석 , 관리를 위해 통계 분석 기법을 포함하는 GIS 구축이 비용- 편익 측면에서 효과적이라는 주장을 캐나다 정부가 수용 . 현재도 운용중 . 미국의 TIGER 파일 다음으로 세계에서 가장 많은 7,000 여장의 지도 축적 . GIS 의 개념과 기술 분야에 매우 큰 공헌 . 디지타이징 및 스캐닝 시스템 개발 . 래스터의 백터라이징 , 인접도엽병합 , 축척 , 타일 제작 , 폴리곤 중첩 기능 등 수행 .

하바드 실험실 (Harvard Laboratory): Fisher, 1964 년 하바드 대학 디자인 대학원에서 컴퓨터 그래픽 및 공간 분석 실험실 설치하여 컴퓨터 지도화 프로그램 개발 (1965 년 SYMAP, CALFORM, SYMUV 등 ). 1970 년대 중반 , 벡터 데이터 기반의 GIS 소프트웨어의 원형인 ODYSSEY 개발 . ArcInfo 소프트웨어가 탄생하는 기초 마련 .

기타 GIS 관련 프로그램 개발 : 미국 산림청의 MIADS (Map Information Assembly and Display System), 1967 년 미국 통계청의 DIME (Dual Independent Map Encoding). 위상관계 구축 . 1990 년대에 완전한 위상구조를 갖춘 TIGER (Topographically Integrated Geographic Encoding and Referencing) 시스템 탄생의 토대 마련 . 현재 미국의 가장 대표적 GIS 업체인 ESRI, Integraph 와 영국의 Laser-Scan 과 같은 회사도 이 시기에 설립됨 .


(2) 성장기 (1970 년대 초 ~1980 년대 초 ): 컴퓨터의 발달로 GIS 급격한 발달 .

1972 년 마이크로프로세서 개발로 제 3 세대 컴퓨터 등장 1980 년대 초 제 4 세대 컴퓨터인 데스크탑 컴퓨터 등장 하드웨어 가격 하락으로 사용 인구 저변 확대 각종 국제 학술대회 개최 시작 (1970 년대 세계지리학회에서 GIS 모임 ) 천연자원관리 및 환경분야 : GIS 개척기에 구축된 래스터 데이터 기반 . 토지와 공공시설물관리분야 : 벡터 데이터 기반 . 1970 년대 중반 이후 GIS 관련 시스템 53 개 운영 . GIS 관련 소프트웨어 600 여개 .

1979 년 하바드 실험실에서 벡터 기반의 ODYSSEY 프로그램 개발 이를 바탕으로 1981 년 ESRI 사에서 ArcInfo 개발 1980 년 래스터 기반의 MAP 개발 . 전세계 널리 보급 .


(3) 확산기 (1980 년대 초 ~1980 년대 말 ): GIS 가 일부 선진국에서 개발 도상국으로 확산 , 국제적 프로젝트 등장 , 신기술 혁신 , GIS 의 시장화 .

국제적 프로젝트 : 세계식량기구 (FAO) 의 아프리카 북부의 사막화 현황과 사막화 방지를 위한 환경 프로그램에서 아프리카 북부 10 여 개 국가들에 대한 각종 데이터 구축 . 세계은행 (World Bank) 에서도 개발도상국가 농업관련 프로젝트를 통해 GIS 활용 범위 넓혀 . 중국은 자체적으로 국가 디지털 지도 제작 및 인공위성 이미지 획득 .

1984 년 국제과학협회 (ICSU) 에서 세계 환경 변화 모니터링을 위해 GIS/RS 활용 시스템 구축 논의 . 1988 년 미 국립과학재단 (NSF) 기금으로 NCGIA (National Center for Geographic Information and Analysis) 설립 .

지방자치단체 , 국가 , 다국적 , 세계적인 차원에서 GIS 수요 증가 . 인력 양성에 많은 투자 .

신기술 혁신 : 워크스테이션 , 데스크탑 컴퓨터의 등장으로 저렴화 . 정교한 인터페이스 (GUI) 발달 . 위상관계 공간 데이터 구축의 확립 관계형 데이터베이스 시스템 (dbase, Oracle) 등장 프로그램 모듈화로 상업화와 다용도화 촉진 인공지능 (AI), 지식기반전문가시스템 (KBES: Knowledge Based Expert System) 구축 . 표준화 , 교환가능한 포멧 연구 . GIS 가 정보기술과 정보 과학의 한 분야로 인식됨 .

GIS 시장화 : 자동지도제작 시스템들 , 1980 년 초 1,000 여 개에서 4,000 여 개로 증가 . 대형 기업화 . ESRI ArcInfo, ArcGIS, ArcView.


(4) 성숙기 (1990 년대 초 ~ 현재 ): 성숙된 기술 , 폭넓은 응용분야 . 일반화 , 대중화 . GPS 로 실시간 자료입력 가능 . GUI, 멀티미디어 , 인터넷 발달로 운용체계에 획기적 변화 . 데이터 모델의 통합화와 표준화 .

벡터와 래스터 모델의 통합 (Vaster) 공간 , 비공간 자료처리의 프로그램 경계 모호 ( 데이터 베이스나 통계 프로그램에서도 영상 다룰수 있거나 스프레드시트 프로그램에서도 지도 제작 가능 )

객체 관계형 데이터베이스 관리시스템으로 복잡한 형태의 자료 상호운용 표준화 인터넷 GIS 등장으로 통신 표준화와 공간 데이터에 대한 표준화 기술 필수 1994 년 100 여개 이상의 기업 , 공공기관 , 대학들이 개방형 GIS 컨소시엄 (OG

C: Open GIS Consortium) 형성 . 개방형 지리자료 상호운용성사양 (OGIS: Open Geodata Interoperability Specificati

on) 를 통해 표준화 모듈 개발 목적 . ISO(International Standard Organization), 유럽의 CEN 에서 메타데이터와

데이터베이스 , 인터페이스에 이르는 GIS 모든 부분을 표준화 하는 방법을 모색 소프트웨어도 모듈화 또는 컴포넌트화 추세 . 1990 년대 중반에는 인터넷 GIS 가 가능해 지면서 GIS 가 주요 사회기반시설로

인지하게 되어 지리정보인프라 (Geographic Information Infrastructure) 구축 노력 .


2.3 GIS 의 환경변화와 향후 발전방향

(1) GIS 플랫폼과 컴퓨터 환경의 변화

지난 30 년간 컴퓨터 기술 엄청남 변화 . 무어의 법칙 : 마이크로칩의 성능은 18 개월마다 두 배로 , 가격은 절반으로 .

중앙 집중식 컴퓨팅 환경에서 인터넷 발달로 클라이언트 - 서버의 분산화된 컴퓨팅 환경 .

80 년대 Unix 워크스테이션 중심에서 90 년대 마이크로소프트 윈도우즈 PC 로 .

인터넷 GIS 를 통해 비디오 , 오디오 , 지도 , 텍스트 , 방송 등 다양한 형태의 자료를 동일한 웹페이로 통합하여 , GIS 의 내용과 표현을 풍부하게 생성 .


(2) GIS 소프트웨어 패러다임의 변화

고가의 전체 패키기 형태에서 저비용 , 고효율의 개방형 컴포넌트 소프트웨어 .

하드웨어나 운영체제에 구애 받지 않고 개별적으로 동작 가능한 조작단위로 프로그램 개발 . 컴포넌트 재사용 가능 .

응용 프로그램 개발 기간 단축 , 소프트웨어 개발 및 유지 비용 최소화 .

이는 개발자의 편리성을 위한 컴포넌트 . 최종 사용자가 부품을 사서 조립하듯 사용할 수 있는 컴포넌트의 개념은 아님 .


(3) GIS 의 대중화와 서비스 기능의 확대

GIS 초기에는 데이터베이스 구축이 중심 . 그 후 자료 입출력 , 처리 , 분석하는 일종의 툴박스 (tool box) 개념이었다가 , 현재 인터넷 GIS 의 발달로 응용적이고 서비스 제공하는 관점으로 전환 .

소프트웨어 , 데이터 , 이용자가 동시에 같은 장소에 있을 필요가 없음 .

정교화된 GUI 로 비전문가도 단시간에 학습 가능 . GIS 서버의 등장으로 , 인터넷 이용자들이 GIS 소프트웨어

구입할 필요없이 인터넷 브라우저를 이용하여 GIS 응용과 분석기능 사용 .

인터넷 GIS 는 다양한 분석기능 제공에 한계 . 네트워크 사용하기 때문에 처리시간 오래 걸림 . 보안문제 , 비용분담 문제가 남아있음 .

2 장 끝

제 2 장 gis 의 발달 과정과 향후 발전 방향 강원대학교 지구물리학과 이 훈...

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