국가인력양성사업 교재개발 gis 분야

국가인력양성사업 교재개발국가인력양성사업 교재개발 GISGIS 분야분야국가인력양성사업 교재개발국가인력양성사업 교재개발 GISGIS 분야분야

1. GIS 개요1-1 GIS 의 정의와 구성

1-2 GIS 기능과 활용분야

1-3 GIS 역사

1-4 GIS 의 기술 및 시장 동향

국가인력양성사업 교재개발국가인력양성사업 교재개발 GISGIS 분야분야

1-1 GIS 의 정의와 구성1-1 GIS 의 정의와 구성

1. GIS 의 정의 GIS 의 일반적 정의 GIS 는 넓은 의미로 인간의 의사결정 능력의 지원을 위해 공간상 위치를 나타내는 도형자료 (graphic data) 와 이에 관련된 속성자료(attribute data) 와 연결하여 처리하는 정보 시스템으로서 다양한 형태의 지리정보를 효율적을 수집 , 저장 , 갱신 , 처리 , 분석 , 출력하기 위해 이용되는 하드웨어 , 소프트웨어 , 지리자료 , 인적자원의 통합적 시스템이다

GIS 의 유사개념- 도시정보 시스템 (UIS : Urban Information System)- 토지정보 시스템 (LIS : Land Information System)- 도면자동화 및 시설물 관리체계 (AM/FM:Automated Mapping /Facility Management)

GIS 의 용어정의 변화 최근 GIS 관련 산업 , 학문의 분야가 급속도로 확대되면서 GIS의 용어 자체에 대한 정의가 지리정보시스템 (Geographic Information System) 에서 - 지리정보과학 (Geographic Information Science) - 지리정보학문 (Geographic Information Study) - 지리정보서비스 (Geographic Information Service)등과 같이 기존의 GIS 의 개념에서 확장 또는 세분화된 의미를 지니는 용어로써 재해석되고 있다

현실 세계

테이터베이스 시스템

자료 유지/관리

도형자료(graphic data)

‥‥‥‥

‥‥‥3

‥

‥

‥

산

강

속성

‥2

‥1

‥id

속성자료(attribute data)

지리정보

의사결정

사 용 자

자료 조작/분석/출력

자료 수집

자료 저장

자료 검색 / 인출

의사결정을 위한정보제공

적 용

현실 세계

테이터베이스 시스템



‥‥‥‥

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지리정보

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자료 수집

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현실 세계

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속성

‥2

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지리정보

의사결정

사 용 자


자료 수집

자료 저장



적 용

GIS 개요도



2. 지리정보의 특징

지리정보의 유형 지리정보는 공간상에 있는 객체나 현상의 공간적인 위치를

나타내는 도형자료 (graphic data) 와 이와 관련된 속성자료 (attri

bute data) 로 구분

지리정보의 특성- 도형자료와 속성자료의 상호연계

도형자료에서 속성자료에 대한 검색 , 속성자료로부터 도형

자료 검색 , 도형자료 및 속성자료의 상호검색 가능

- 공간적 위상관계

도형자료에서 지리적 객체간에 존재하는 공간적 상호관계로

객체간의 상호 인접성 , 연결성 , 근접성 등의 특성을 바탕으로

일정조건을 만족하는 지역이나 조건을 검색 , 분석이 가능

- 동적인 공간자료

일정기간에 대한 지형 정보가 수집된 시간을 파악 . 저장함으

로서 시간과 관련된 지형공간의 분석 가능

속성자료와 도형자료에 의한 상호 검색

:

. .

. .

. .

. .

. .

. .

:

중

상

하

중

상

토 질

:

35,000

3,000

500

2,000

100,500

면적

조영욱5

::

한동엽3

한수희2

김민석1

이정호4

소유주지번

데이터베이스내 테이블형태의 속성자료

12

3

45

도형 자료

Ex) 선택한 도형,속성자료에 공통적으로 해당되는 자료는?

속성자료와 도형자료에 의한 상호 검색

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1 2

• 폴리곤 1, 2는 인접관계

Ex) 폴리곤 1의 오른쪽 폴리곤?

- > 폴리곤 2

연

결

성

A

C

B1

• 노드 1 : 체인 A,B,C와 연결

• 체인 A : 체인 B,C와 연결

포

함

성

2 1 • 폴리곤 2는 폴리곤 1을 포함

인

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• 폴리곤 1, 2는 인접관계

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도형자료와 속성자료의 상호연계에 의한 자료검색 예

공간적 위상관계



3. GIS 의 구성요소 하드웨어 GIS 를 운용하는데 필요한 각종 입•출력 , 연산 , 저장 등을 위한 컴퓨터 시스템을 총칭

소프트웨어각종 정보의 분석 , 출력 , 저장을 지원하는 컴퓨터 프로그램을 말하며 , 정보의 입력 (input) 및 중첩 (overlap), 데이터베이스 관리 , 질의분석(query & analysis), 시각화 (visualization) 등의 기능을 담당

자료 지도에서 추출한 지형등의 도형자료와 각종 문서 , 대장 , 통계자료 등에서 추출한 속성자료를 모두 포함하며 , 최근에는 평면상의 지도가 아닌 항공사진이나 인공위성 사진과 같은 자료도 포함

조직 GIS 를 구성하는 가장 중요한 요소로서 데이터를 구축하고 실제 업무에 활용하는 사람을 말하며 , 시스템을 설계하고 관리하는 전문인력과 일상업무에 GIS 를 활용하는 사용자를 모두 포함

4. GIS 관련 학문 분야 GIS 는 현대 응용과학 기술과 전통 학문분야의 통합기술로 관련학문 분야로는 지리학 , 지도학 , 측지학 , 원격탐사 , 사진측랑학 , 측량학 , 통계학 , 전산과학 , 인공지능 , 수학 , 토목공학 , 물리학 등이 있다 .


1-2 GIS 의 기능과 활용분야1-2 GIS 의 기능과 활용분야

1. GIS 의 주요기능

GIS 에서 가장 중요하고 많이 쓰이고 있는 주요 기능에는 획득 , 전송 , 검수와 편집 , 저장과

구조화 , 재구조화 , 일반화 , 변환 , 질의 , 분석 , 제시가 있다 . 획득 (Capture) : 지리정보의 수집

전송 (Transfer) : 이미 획득된 자료를 GIS 의 자료형태로 변환

검수와 편집 : GIS 의 자료의 오류 제거와 자료의 통일성 확보

저장과 구조화 : 구조화된 자료는 효율적인 자료의 저장과 높은 수준의 분석작업을 보다

쉽게 수행

재구조화 : GIS 자료 구조의 변환 , 일반적으로 벡터구조에서 래스터구조로의 변환을 의미

일반화 : 일반화는 유연화 (smoothing) 과 대상물 (feature) 의 통합 또는 분할 기능

변환 : 지리정보의 축척 , 회전 , 반전 등의 어핀 (affine) 변환과 curviliniear 변환 등

질의 및 분석 : 도형자료와 속성자료의 상호연계에 의한 자료검색과 다양한 분석 기능

제시 : 지리정보를 지도 , 그래프 , 통계량 요약 , 표 , 리스트 등으로 표현


1-2 GIS 의 기능과 활용분야1-2 GIS 의 기능과 활용분야

2. GIS 의 주요 활용분야 토지정보 시스템 (Land Information System : LIS) 도시정보시스템 (Urban Information System : UIS) 도면 자동화 및 시설물 관리시스템 (Automated Mapping and Facility Management : AM/FM) 교통정보시스템 (Transportation Information System : TIS) 환경 정보시스템 (Environment Information System : EIS) 국방 정보시스템 (National Defense Information System : NDIS) 재해정보 시스템 (Disaster Information System :DIS) 기타 활용 분야

- 지하정보 시스템 (Under Ground Information System : UGIS)

- 측량정보 시스템 (Surveyig Information System : SIS)

- 자원정보 시스템 (Resources Information System : RIS)

- 해양 정보 시스템 (Marine Information System : MIS)


1-3 GIS 의 역사1-3 GIS 의 역사

1. 개 요

GIS 는 최근 40 년간 컴퓨터 기술을 기반으로 급속한 발전을

이루어왔다 . 현재의 GIS 관련 이론을 정확히 이해하기

위해서는 GIS 기술발전에 중요한 역할을 담당한 초기 GIS

개념들과 GIS 관련 주변 기술환경의 변화 등 , 전반적인 GIS

기술개발 역사에 대한 이해가 필요하다 .

2. GIS 기술의 변천사 1960 년대 : 본격적으로 GIS 가 개발되기 시작된 시점 .

1970 년대 : 컴퓨터의 기술의 발전으로 GIS 저변 확대

1980 년대 : GIS 의 급성장 시기 , 공간자료에 대한 발전

1990 년대 : 컴퓨터 하드웨어 및 GIS 관련 주변 기술들의

급성장으로 GIS 가 기존의 단위 부서 중심에서 범조직

체계내의 구성이나 외부 기관의 연계를 통한 광범위한

운영체계로 통합 노력

Maryland-MAGI

Moyer & Neimann

New York - LUNR

Minnesota - MLMIS

Maryland-MAGI

Wisconsin-LIS

Tomlinson

1890 U.S. Bureau of the Census

Hollenrith

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Computer Vision

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USGS GIRAS - FGDC - NSDI

USFWS MOSS

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GAP- CCAP

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LandsatNASAApollo

Greenlee & Guptill

Historical GEOMANDER

Genesis of mordern GIS

현대 GIS 기술의 근원


1-3 GIS 의 역사1-3 GIS 의 역사

3. 주요 사건

CGIS (Canada Geographic Information System)

1960년대 중반 캐나다에서 개발된 세계최초의 본격적인 지리정보 시스템

GBF-DIME (Graphic Base File Dual Independent Map Encoding)

1967년 미국 통계청에서 인구 분석을 목적으로 도시지역의 공간정보를 위상적 (topology)

으로 제작하기 위해 개발한 파일 시스템

Harvard laboratory (Harvard Laboratory For Computer Graphics and Spatial Analysis)

60년대 중반 일반적인 지도제작 소프트웨어 개발을 위해 설립된 연구소로 80년대 초반

까지 GIS 기술발전에 있어 매우 중요한 역할을 담당

ESRI (Environmental Systems Research Institute)

최초의 GIS 전문 민간회사로 1981년 최초의 상업용 GIS 소프트웨어인 ARC/INFO 출시


1-4 GIS 의 기술 및 시장 동향1-4 GIS 의 기술 및 시장 동향

1. 최신 기술 동향

테스크탑 GIS

데스크탑 PC 상에서 사용자들이 손쉽게 GIS 자료의 도화와 일정수준의 공간분석을 수행할 수 있는 기술

전문 GIS

특정목적 또는 분야에 적용하는 전문적인 GIS

전사적 GIS

데이터의 공유를 근간으로 부서와 조직의 경계를 넘어서는 시스템 통합차원의 GIS 기술

컴포넌트 GIS 공간정보 및 공간정보처리 자원의 자유로운 공유와 교환을 위한 표준 컴포넌트 사양을 개발

인터넷 GIS

지리정보의 입력 , 수정 , 조작 , 분석 , 출력 등 GIS 데이터와 서비스의 제공이 인터넷 환경에서 가능하도록

구축된 GIS

3차원 GIS 3차원의 입체적인 공간정보의 제공과 공간분석을 수행하기 위한 GIS


1-4 GIS 의 기술 및 시장 동향1-4 GIS 의 기술 및 시장 동향

1. 최신 기술 동향

모빌 GIS

시 ·공간의 제약이 없는 무선통신 환경에서 사용자들이 개인 휴대 단말기를 이용하여 필요한

지리정보를

실시간 제공받을 수 있는 GIS 솔루션

Temporal GIS

지리현상의 공간적 분석에 시간의 개념을 도입하여 시간의 변화에 따른 공간변화를 이해하기 위한

GIS 기법

2 . 국내외 시장동향 국내외의 전반적인 시장환경과 동향은 지금까지 전통적인 패키지 소프트웨어 시장에서 최근 웹서비

스 ,

모바일서비스 등의 서비스 영역으로 확대를 추진되면서 모바일 GIS, 인터넷 GIS, 3차원 GIS 등이 주목

받고 있다


2. 자료의 획득과 모델링2-1 자료의 샘플링2-2 자료 획득 기법2-3 공간객체와 자료모델링2-4 기준면과 지구타원체 , 기준점 측량 , 지도

투영2-5 좌표체계와 좌표변환2-6 GIS 자료의 분류


2. 자료의 획득과 모델링2. 자료의 획득과 모델링

2-1 자료의 샘플링 1 샘플링샘플링이란 방대한 자료로 구성된 실세계 , 현상 등을 단순화 , 공식화 하기 위하여 일부분의 자료가 대표성을 나타낼 수 있도록 효율적으로 추출해 내는 기술을 말한다 . 샘플링 기법으로는 단순 무작위 샘플링 , 계층화 무작위 샘플링 , 계통적 무작위 샘플링 , 군집 무작위 샘플링 , 다단계 샘플링등이 있다 .



2-1 자료의 샘플링 2 측정의 척도

수치자료는 명목 , 서열 , 간격 , 비율의 네 가지 척도로 나타낼 수 있다 . 이러한 척도가 GIS 자료에 대한 연산 기법을 결정한다 . 즉 , 어떤 척도로 관측을 수행하였는지가 곧 어떤 연산을 수행할 수 있는지를 결정한다는 것이다 . 따라서 척도를 바르게 인식하는 것이 중요하다 . 때로는 수치자료가 아닌 문자 자료의 일부도 이와 같은 척도로써 표현할 수 있다 .

3 샘플링이 공간분석에 미치는 영향샘플링은 샘플의 크기 , 간격 , 시기 , 기법에 따라 샘플링 비용과 정확도에 영향을 받는다 . 샘플의 수가 증가함에 따라 모델링의 정확도는 대체적으로 향상되지만 샘플의 수가 일정 수보다 커지게 되면 정확도 향상의 효과가 떨어진다 . 일반적으로 샘플링 간격 ( 거리 또는 시간 ) 이 작을수록 정확한 모델을 근사할 수 있으나 비용이 증가하는 문제가 발생한다 . 샘플링은 수행하는 시대 , 계절 , 시각에 따라 결과가 달라질 수 있으며 , 인자의 분포가 고르지 못할 경우 편향된 결과를 유발할 수 있다



2-2 자료 획득 기법 1 지상측량에 의한 기법

전통적인 측량방법으로는 다각측량 (traverse survey), 삼각측량 , 삼변측량 , 고차 수준측량 , 삼각 수준측량 등이 있으며 자동 측량 장치를 이용한 방법으로는 토탈 스테이션 측량 , GPS 측량 , 관성 방식 등이 있다 .

2 원격탐사에 의한 방법원격탐사 (Remote sensing)란 , 관찰 대상으로부터 떨어져 있는 센서로부터 감지된 데이터를 가공 , 판독하여 필요한 정보를 수집 , 저장하는 과정을 말한다 . 대표적인 방식은 항공 사진측량을 들 수 있으며 , 디지털 방식으로는 디지털 카메라 , 비디오그래피 , 열적외선 스캐닝 , 다중분광 스캐닝 , 수동 초단파 감지 , 능동 초단파 감지 , sidescan imaging sonars, LiDAR(Light Detection and Ranging) 방식 등을 들 수 있다 .



2-2 자료 획득 기법 3 센서스와 샘플링센서스는 직접적인 방식으로 개체의 수나 특성을 조사하기 위한 방법으로 대표적인 예로 인구 , 주택 총 조사를 들 수 있다 . 온도 , 압력과 같은 연속적인 자연현상이나 기타 센서스로는 자료의 획득이 불가능하거나 지나치게 많은 비용이 요구될 경우 샘플링 기법을 사용한다 . 샘플링의 목표는 작고 한정된 개체군집을 조사함으로 주어진 수준의 정확도까지 전체를 대변할 수 있는 특성을 찾아내는 것이다 .

4 기존 자료의 변환대표적인 방법으로 수동 , 자동 디지타이징을 들 수 있으며 작업자의 숙련도와 개입정도에 따라 결과물의 질이 영향을 받는다 .래스터로부터 벡터 자료를 추출하는 작업을 벡터라이징 , 벡터 자료를 래스터로 변환하는 작업을 래스터라이징 (rasterizing) 이라고 한다 .



2-3 공간객체와 자료모델링 1 공간객체와 객체타입

공간객체란 공간 현상을 사상 (entity) 의 집합으로 인식하여 디지털 방식으로 표현한 것을 말한다 . 공간객체는 공간객체를 구성하는 원요소 (primitives) 인 점 (point), 선 (line), 면 (area) 으로 분해하여 볼 수 있으며 이를 유형화 한 것을 객체타입 (object type) 이라 한다 . 공간자료 교환 표준 (SDTS) 에서는 점 , 선 , 면을 각각 0차원 , 1차원 , 2차원에서 정의하며 각 차원에서 객체타입 (object type) 에 따라 세부 유형별로 구체적으로 정의한다 .

2 자료모델링자료 모델링이란 공간 현상들의 개념적 모델을 일정한 형식으로 구현하는 것을 의미한다 . 즉 , 설명하고자 하는 실세계의 주요 특징만을 선택하여 추상화하고 복잡성을 단순화시키는 등의 실세계의 모델을 만드는 것을 말한다 .



2-3 공간객체와 자료모델링 3 자료모델의 종류

자료모델은 분류방식에 따라 여러 가지가 있을 수 있으나 흔히 벡터 모델과 래스터 모델 , ( 연속 ) 표면 모델 , 입체 모델로 구분한다 . 그 외 특별한 목적에 따른 관계 모델과 시간 모델 등이 있을 수 있다 .벡터모델은 복잡한 실세계를 점 , 선 , 면의 세가지 객체 타입으로 표현하는 방식이다 . 각 위치마다 객체의 존재 여부로 공간이 표현되며 각각의 객체에 속성정보가 부여된다 . 이러한 객체들은 하나의 자료층에 표현되거나 특별한 주제나 함수에 의해 서로 다른 자료층에 표현되기도 한다 .표현하고자 하는 자료의 속성이 위치에 따라 점차적인 변이를 나타낼 경우 관심 지역 전체에 대하여 일정한 샘플링 간격으로 자료를 취득할 수 있다 . 이와 같은 방식으로 얻은 자료를 일정한 격자 또는 배열 형태로 표현한 것을 래스터 자료 구조라고 한다



2-4 기준면과 지구타원체 , 기준점 측량 , 지도 투영 1 기준면과 지구타원체

기준면 (datum) 은 지구의 크기와 형태 , 좌표체계의 기준점과 방향 등을 정의해 놓은 것을 말하며 지도제작 , 측량 , 항법 , 천문학 등의 다양한 분야에서 사용되며 측지학의 근간을 이룬다 . 기준면에는 수평 , 수직 , 완전 기준면이 있다 . 지구타원체는 지구의 물리적 형태에 근사하도록 고안한 수학적 모델이다 . 먼 거리를 측정하거나 좌표 , 방위 등을 측정 (GPS 측위 등 ) 하기 위해서는 정확한 지구 형태가 필요하며 이 때 사용되는 것이 지구타원체 (reference ellipsoid) 이다 .

2 기준점 측량기준점측량이란 기준점 (monument, bench mark) 의 정밀한 관측을 위한 수평 및 수직 측량을 시행하는 것을 말하며 기지점에 기초하여 새로운 점의 위치를 정하는 작업을 의미하기도 한다 .



2-4 기준면과 지구타원체 , 기준점 측량 , 지도 투영 3 지도 투영

평평한 종이에 지구를 표현하여 지도를 만들기 위하여 축척을 바꾸고 형태를 변환시키는 과정을 지도투영이라고 한다 . 지구 ( 또는 참조구 )를 평면에 투영시 통상 세 가지의 방법으로 투영되는 면을 구분한다 . 방위각 형태와 원뿔 형태 , 그리고 원통 형태이다 . 세 가지 투영면은 각각 전개 가능한 평면을 가정하는데 이는 투영되는 면이 완전히 전개하였을 때 평면을 이루기 때문에 붙인 용어이다 . 투영법은 크게 등각 투영 , 등적 투영 , 방위각 투영 , 다원추 투영 , 기타 투영 방식 등으로 나눌 수 있다 .



2-5 좌표체계와 좌표변환 1 좌표계

현재 세계적으로 여러 가지의 좌표계가 사용되고 있는데 보통 2차원 또는 3차원으로 표현된다 . 가장 보편적으로 사용되는 좌표계 방식은 직교축들로 구성되는 직교좌표계와 기선과 각으로 표현하는 각좌표계 이다 . 좌표계는 통상 이용되는 범위에 따라 분류하기도 하는데 전 지구적 차원에서 사용되는 세계적 (global) 좌표계와 일부 지역 (local)에서만 사용하는 지역적 좌표계로 구분한다 .

2 좌표변환위도 - 경도 - 높이 체계와 지심 좌표계 간의 변환 , 축약 Molodensky 변환 (3-parameter 변환 ), Hermert 변환 (7-parameter 변환 ) 과 같은 변환방법을 이용하여 서로 다른 좌표계간의 변환이 가능하다 .



2-6 GIS 자료의 분류 1 형식에 따른 분류HPGL, PostScript, DXF, DLG, TIGER, Coverage 등의 벡터형식과 TIFF, GIF, JPEG, DEM 등의 레스터 형식으로 분류할 수 있다 .

2 자료 취득 방법에 따른 분류자료 취득 방법에 따라 1차 자료 , 2차 자료등으로 분류할 수 있다 . 일차 자료란 샘플링 , 측량 , 원격탐사 등의 직접적인 관측을 통해 취득한 자료를 말한다 . 2차 자료란 지도 , 테이블 , 공간 데이터베이스와 같이 기존에 구축된 자료로부터 추출한 자료를 말한다 .

3 공간객체에 따른 분류공간객체를 구성하는 원요소인 원 점 , 선 , 면 등으로 분류하는 방식이다 .



2-6 GIS 자료의 분류 4 법적인 분류

미국의 프레임워크와 한국의 기본지리정보를 예로 들 수 있다 . 프레임워크에서는 측지기준점 , 정사영상 , 고도 , 교통 , 수자원 , 행정단위 , 지적 등의 분류기준이 포함되며 , 기본지리정보에서는 측량기준점 , 교통 , 행정구역 , 시설물 , 지적 , 지형 , 해양 및 수자원 , 위성영상 및 항공사진 등의 분류기준이 포함된다 .

5 공간 , 비공간 자료공간 자료란 점 , 선 , 면과 같이 위치 , 형태 , 크기 , 방위 등을 가지고 있는 자료를 말하며 객체간의 공간적 위치 관계를 설명할 수 있는 공간 관계 (spatial relationship) 를 갖는다 . 비공간 자료는 모든 속성 (attribute) 또는 특성 (characteristic) 등으로도 불리며 공간적 위치 관계와 무관한 자료를 말한다 .


제 6 장 오차 , 표준화6-1 오차와 불확실성6-2 자료의 일반화와 압축6-3 표준화와 자료 호환


6-1. 오차와 불확실성6-1. 오차와 불확실성

1. GIS 에 있어서의 오차- GIS 에서 오차란 참값과 관측값의 차이로 허용치 이내에서 측정이

가능하나 명백한 이유로 실패한 경우를 의미하며 , 불확실성과 구별되어져야 한다 .

2. 오차 분류와 특성• 오차는 여러 가지 관점에 따라서 다양하게 분류될 수 있

다 . - 측량 관점- 통계적 관점- 자료 범위 관점- 자료 처리 관점



• 오차를 기술하는 방법

- 위치 정확도 (positional accuracy)- 속성 정확도 (attribute accuracy)- 논리적 일관성 (logical consistency)- 완결성 (completeness)

3. 오차 모델링오차를 모델링 하는 방법은 크게 3가지가 있다 .

•점모델• 선모델• 면모델



4. 오차의 전파 다양한 원인으로 발생한 오차는 여러 가지 방법으로 전파되어 간다 .

•몬테카를로 시뮬레이션• 해석적 접근- 정오차의 전파- 우연오차의 전파

5. 정확도 기준• National Map Accuracy Standard• ASPRS• 기타


6-2 자료의 일반화와 압축6-2 자료의 일반화와 압축

1. 자료 일반화의 필요성- 자료는 경제적 요구 , 자료의 강건함 , 다 목적에의 이용 , 표현과

전달 등의 이유로 일반화가 필요하다

2. 일반화와 자료의 질• 일반화의 영향- 일반화는 위치정확도 , 속성정확도 , 일관성 , 완결성 등에 영향을

미친다 .

• 일반화와 해상도- 일반화를 하면 보통 공간적 해상도가 낮아지는 경향이 있다 .



3. 개념적 모델• 공간 구조 표현- 계량적 (metric) 표현- 위상적 (topological) 표현- 그래프 이론적 (graph-theoretic) 표현

• 데이터베이스 요건

• 데이터베이스 모델



4. 처리도구•절차적 접근- 알고리즘을 이용한 접근- 모수적 접근- 프랙탈 기하학

•규칙 기반 접근- IF THEN 문들에 의하여 어떠한 규칙을 충족시킴으로써 일반화가

수행된다 .

• 지도일반화에 급격한 접근- 기하학적 일반화 vs 개념적 일반화- 축척에 따른 일반화



5. 벡터와 래스터 형태의 일반화• 벡터 일반화- 지역적 처리에 기반한 단순화- Douglas 단순화 알고리즘- Cromley 의 계층적 단순화

• 래스터 일반화- 구조적 일반화- 수치적 일반화- 수치적 범주화- 범주적 일반화


6-3 표준화와 자료호환6-3 표준화와 자료호환

1. 표준화와 자료호환• 표준화의 필요성- 비용절감 , 접근용이성 , 상호연계성 , 활용극대화

• GIS 표준화의 특성- 다양한 분야와 결합되며 , 공간정보구축 범주에서 수행된다 .

2. 국내 표준화 동향• 제 1 차 NGIS 사업- 정보구축 표준화- 정보유통 표준화



• 제 2차 NGIS 사업

• 국내 표준화 기구- 산업자원부 기술표준원 ISO TC 211 KOREA- 한국 정보통신 기술협회 (TTA)

3. 해외 표준화 동향• ISO TC 211• CEN/TC 287• OGC (OpenGIS Consortium)



4. 주요 표준화 성과 • 메타데이터 표준• 공간자료 교환 표준 (SDTS)


7. 모델링과 의사결정

7-1 문제 해결 모델링 기법7-2 다규준 의사결정7-3 공간 의사결정 시스템


7-1 문제 해결 모델링 기법7-1 문제 해결 모델링 기법

공간 모델링 Deterministic process model : 알려진 변수에 의한 물리적 법칙으로 과정을

설명

Stochastic process model : 확률적인 가설에 의해 과정을 설명

GIS 와 공간모델링은 상호보완적인 관계로 볼 수 있다 . 설명이나 예측을 할 때 , 공간 모델링은 정확한 수치 계산을 수행하는데 GIS 보다 강력한 도구가 될 수 있음

현재의 GIS 는 기존의 공간모델링처럼 설명이나 예측을 위한 모델링에 적합하지는 않다 . 하지만 공간 위치선정 모델링에서 전통적인 공간적 반복 계산 도구가 GIS 의 패턴과 작업흐름 (flow) 을 이용하는 등 새로운 시도가 이루어지고 있음

GIS 와 공간모델링은 SDSS (Spatial Decision-Support Systems) 의 형태로 의사결정 문제 해결에 밀접한 기여를 하고 있음

Decision-Support System : 1970 년대 후반에 도입된 용어로 비즈니스 문제에 있어서 데이터베이스관리시스템 , 분석적 연구 모델 , 그래픽적 표현 , 도표 그리고 정책 결정자의 전문가적 지식을 통합하기 위한 하나의 틀을 일컬음 . 여기서의 모델은 시설들의 위치를 기본으로 하고 사용하는 기법은 수학적인 프로그래밍 , 최적화에서부터 보다 복잡한 것에 이르기까지 다양함


7-1 문제 해결 모델링 기법7-1 문제 해결 모델링 기법

통계적 모델링 공간 통계를 이용한 모델로서 GIS 의 연계방안으로는 다음의 세 가지 경우가 있음

포함 전략 : GIS 시스템과 함께 공간 통계를 완전 통합적으로 제공하는 것 예 ) Spacestat, SPIDER, MapINFO 등

모듈 전략 : 통계 분석 모듈을 구축하여 GIS 모듈과 연계하는 방안 예 ) GLIM – ARC/INFO의 연계 , ArcView Avenue 매크로언어 및 ARC/INFO AML 사용 , 최근의 ARC/INFO S-Plus 등

데이터 import-export 전략 : GIS 와 통계 패키지간의 자료 전달에 의해 GIS 공간분석 도구를 확장하는 것으로 가장 보편적인 방법 . 필요한 변수를 import해서 통계 패키지나 스프레드시트에 집어넣거나 그 반대의 경우도 가능 . 예 ) ARC/INFO – SAS 의 사용

수학적 모델링수학적인 공식이나 알고리즘 또는 시뮬레이션 등을 이용한 모델링을 말하며

최적화 (optimization) 와 시뮬레이션 (simulation) 의 두 가지 방식이 있음


7-2 다규준 의사결정7-2 다규준 의사결정

다규준 의사결정의 구조 문제의 정의 (problem definition) : 시스템의

바람직한 상황과 실재의 상황의 차이를 인식하는 것

평가 규준 (evaluation criteria) : 의사결정 문제에 관련된 모든 고려 사항을 반영하는 목적들의 집합과 그 목적을 달성하기 위한 측정값 ( 속성들 ) 을 명시

대안들 (alternatives) : 각각의 대안들에 의사결정 변수를 지정하고 제한 조건을 적용한 후 선택 가능한 대안이 결정됨

규준의 가중치 (criterion weights) : 의사 결정자의 선호도가 의사결정 모델에 통합됨

의사결정 규칙 (decision rules) : 앞의 세 단계들을 하나로 묶는 단계로 모든 대안의 평가를 동일 차원으로 통합

민감도 분석 (sensitivity analysis) : 입력값 ( 지리 정보 , 의사결정자의 선호도 ) 의 변화가 결과 (대안들의 순서 ) 에 어떻게 영향을 주는지 알아봄

추천 (recommendation) : 대안들의 순서와 민감도 분석에 기초하여 바람직한 대안을 제시

문제정의

제한조건평가규준

의사결정행렬

의사결정자의선호도

대안들

의사결정규칙

민감도분석

추천

인텔리전트단계GIS

디자인단계

MCDM

선택단계

MCDM/GIS

의사결정의 구조



속성 (attribute) 과 목적(objective)속성(attribute) : 실세계의 공간

시스템을 구성하는 요소들을 표현하는 값으로 사상 (entity)의 양이나 질 , 사상간의 관계를 표현하며 목적과 관련하여 성과를 측정하는데 쓰임 .

목적 (objective) : 공간 시스템의 바람직한 상태에 대한 기술로서 속성의 개선 방향을 나타냄 . 예 ) 목적이 “대기 오염에 대한 노출 인구의 최소화”라면 “일정 정도 이상의 이산화황에 노출된 사람들의 숫자” 그리고 “일정 정도 이상의 일산화탄소에 노출된 사람들의 숫자”를 속성으로 사용할 수 있음

산림 관리의 향상

산림 생산성 제고

하천 유출량 변동의최소화

홍수피해의최소화

흙의보존최대화

여가활동기회최대화

토양 고도 지질 경사 계곡의밀도

여가시설

목적과 관련된 속성의 계층적 구조



규준도의 제작 규준도 (Criterion map) : 대안을 평가하기 위한 규준을 세웠으면 GIS 데이터베이스에서 지도 레이어로 표현해야 하는데 이렇게 평가규준을 표현하는 레이어를 규준도 ( 또는 속성도 )라 부름

요소도 (factor map) : 관련된 목적이 달성된 정도를 나타내는 속성의 공간적 분포를 나타낸 지도

제한조건도 (constraint map) : 대안들에 적용되는 제한 요소를 나타낸 지도로서 대안들을 고려 대상에서 제거하기 위해 사용함

규준도의 제작



제한조건 자연이나 인간에 의한 제한으로 어떤 행동이 취해지는 것을 허락하지 않는 것을 말함 . 사용 가능한 자원이나 규제에 의해 발생하며 모든 제한조건을 만족시킬 때의 대안을 “가능한 대안” 이라고 함

스크린 과정 (screening) :

대안들을 가능한 대안 또는 불가능한 대안으로 구분하는 과정

상쇄적 제한조건과 비상쇄적 제한조건 상쇄적 (compensatory) 제한조건 : 스크린 과정상의 규준 사이의 상호교환을 고려

비상쇄적 (noncompensatory) 제한조건 : 스크린 과정상의 규준 사이의 상호 교환 ( 또는 상쇄 , trade-offs) 을 고려하지 않는 것

연계적 (conjunctive) 스크린 과정 : 모든 평가규준에 대해 정해진 기준을 만족시키는 것들만을 통과

분리적 (disjunctive) 스크린 과정 : 적어도 한 가지의 평가규준을 만족시키면 통과

사전편집적 (lexicographic) 스크린 과정 : 가장 중요한 속성부터 한가지씩 평가

제거식 (elimination by aspect) 스크린 과정 : 하나의 속성씩 기준을 만족시키지 못하면 바로 제거하면서 평가



의사결정 공간 조건을 충족시키는 영역으로서 가능한 대안들의 집합을 형성

규준 가중치 결정 목적 : 각각의 규준의 다른 규준에 대한 중요성을 표현하는 것

순위법 (ranking), 비율법 (rating), 쌍비교법 (pairwise comparison), 상호교환분석법 (trade-off analysis) 등의 방법이 있음

가중치가 클수록 전체 시스템에서의 중요성이 큼

정규화된 가중치 (Normalized weight)

w = (w1, w2,…, wj,,…, wn) ∑wj = 1

의사결정 공간



단순 부가 가중치법 (simple additive weighting(SAW) methods) 각각의 대안들에 대하여 일정한 척도로 계산된 속성값에 중요도 가중치를 곱하여 더한 총점을 비교하여 가장 큰 값을 선택

가치함수 (value function) 법

Vi 는 i 번째 대안의 전체적인 가치 (값 ), vij는 가치 함수에 의해 측정된 j번째 속성에 대한 i 번째 대안의 가치 (값 ), wj는 속성 j에 대한 정규화된 가중치 , 즉 ∑ wj = 1

확률적 부가 가중치법 (probabilistic additive weighting)

pijk는 확률 , vijk는 가치 (값 ) 이며 , 각각 대안 i 에 대한 속성 j의 레벨 k를 뜻함

j ijji vwV

k ijkijkjji vpwE



해석적 계층법 (analytic hierarchy process, AHP)

의사결정 문제를 핵심을 표현하는 계층들로 분해

주어진 계층 수준에서 쌍을 이루어 비교를 수행

비율척도에 의한 지역적 우선 순위들을 가지고 가장 낮은 계층에서 합성 (글로벌 ) 우선순위의 집합을 만듬

이상점법 (ideal point method) 이상점과의 분리도에 기반 하여 대안들의 순위를 매기는 방법으로 이상점과 가장 가까운 대안이 최적의 대안이 됨 (여기서 이상점이란 각각의 규준에 있어서 가장 이상적인 가중치가 고려된 표준화된 레벨임 ) (a) AHP 과정 (b) 대안들의 비율화


7-3 공간 의사결정 시스템7-3 공간 의사결정 시스템

공간 의사결정 시스템의 요소 DBMS(database management system)와 지리자료 : 저장 , 유지 , 검색 , 추출 등 데이터 및 데이터베이스와 관계된 모든 임무를 수행하며 데이터에의 접근을 가능케 해 주고 프로그램에 적합한 형태로 이용할 수 있도록 관리하는 역할

MBMS(model-based management system) 와 모델 베이스 : 분석 , 통계 , 예측의 기능이 포함되며 모델의 유지 , 관리에 필요한 루틴 및 라이브러리를 보유 . 서로 다른 모델들간의 연계를 제공하여 한 모델의 결과물이 다른 모델의 입력정보가 될 수 있도록 함

DGMS(dialogue generation and management system) : 모든 공간 의사결정 시스템의 기능은 DGMS 를 통해 유기적으로 연관되며 수행됨

공간 의사결정 시스템의 구성 요소


8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가8-1 시스템 계획과 설계8-2 시스템 구현과 응용8-3 비용 / 효과 평가


8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가

1. 상황분석GIS 를 구현하고자 하는 조직의 현황을 이해하고 분석하는 과정

2. 전략적 비전 (vision)프로젝트의 일반적인 방향과 GIS 개발의 목적으로 후속 계획 및 개발의 지침

3. 타당성 조사재정 , 기술 , 제도에 관한 각각의 타당성 평가로써 측정방식은 조직에 따라 다름

4. 전략적 계획 수립전략적 계획 과정전략적 계획 과정

8-1-1 전략적 계획

8-1 시스템 계획과 설계


8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가8-1-2 시스템 요구사항분석

목적하는 곳에 어떻게 도달할 것인지에 대한 방법을 고민하기 전에 목적지가 어디인가를 결정하는 것처럼 요구분석을 통해서 시스템으로부터 얻고자 하는 것을 보다 정확히 정의한다 .

8-1-3 시스템 구현계획

startup 계획

역할 및 책임지정

개념적 개요 작성

구현계획 준비

전략적 계획을 구현계획으로 바꾸는 다리역할첫 준비단계로 프로젝트 배경 , 범위와 목적 , 참여자와 책임 , 업무 상세서 , 일정 및 예산 등을 간략하게 문서화한다 .

프로젝트 팀을 구성 후 각자의 책임과 의무 부여적절한 작업에 적당한 사람을 배치하고 , 참가자에게 GIS운용의 필요성을 인식시키며 신뢰할 수 있는 환경을 조성한다면 성공적인 팀을 구성할 수 있다 .

조직의 구조와 비즈니스 기능을 작성구축하려는 응용프로그램의 선정에 고려할 사항에 대한 개요를 작성한다 .

모든 과정의 결정사항을 문서화startup 계획에서와 같은 양식으로 확정된 계획을 문서화한다 .



8-2-1 시스템 구현 전략 및 상세설계 ※ 시스템 구현 전략

- 구축할 GIS 의 전략 및 범위에 대한 전반적인 이해를 제공- 시스템 구축을 위한 장단기 목표 및 해당 활동과 태스크에 대한 검토- 주어진 시간 내에 프로젝트를 성공적으로 마치기 위한 발판을 마련- 앞서 검토된 전략 / 계획 / 사용자요구분석을 토대로 구현 전략을 세움- 조직 구성 및 관리 , 데이터 , 시스템 기타 제반 여건에 대한 총체적 검토에 따른 전략을 제시

※ 시스템 상세 설계- 구현 단계의 구 체적인 처리 절 차를 정의하는 과정- 시스템 관점 , 데이터 관점 , 응용프로그램 관점에 대한 설계가 필요- 서로 유기적인 관계에서 설계 되어야 함

8-2 시스템 구현과 운용


8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가8. 시스템 구축과 비용 / 효과 평가8-2-2 GIS 응용프로그램 개발

GISGIS 응용프로그램 개발 과정응용프로그램 개발 과정 GISGIS 프로젝트 설계와 구현과정프로젝트 설계와 구현과정



8-2-3 시스템 운용 및 유지관리 ※ 사용자 지원 서비스 및 교육의 내용

- GIS 의 기본적인 동향 - 계획 / 설계 / 이행 단계 동안의 지속적인 브리핑 - 데이터베이스 / GIS 공간분석에 필요한 사용자 교육 - 데이터 오류 / 장애 보고서와 해결 조치 - 전반적인 시스템 관련 매뉴얼 및 교육 - 시스템 장애에 의한 복구 방안

※ 데이터 유지관리 - 원시데이터에 대한 관리 - 잠재적인 오류 및 변화를 위한 현존 데이터 검토 - 갱신에 필요한 원시데이터 확인 - 새로운 정보 수집 , 수정 및 변화 추적정보의 적용 여부

※ 시스템 운영 및 유지관리 - 조직 내에서 운영팀의 위치 - GIS 운영과 유지관리를 위한 구성원 - 업무관리 및 GIS 운영과 유지관리를 위한 예산



8-3 비용 / 효과 평가8-3-1 GIS 비용 / 효과분석 개요

- GIS 사업은 비용보다 효과 혹은 편익이 클 경우 이루어진다 .- 시스템을 구축하고 운영유지하는데 관련된 모든 비용과- 장래에 시스템을 사용하여 발생하는 모든 편익을 정량화하여 분석

※ 필요성- 정책결정자를 설 득하여 예산을 확보하기 위한 자료로 이용- GIS 사업을 일관성 있게 추진하도 록 방향을 제시- GIS 구축사업의 정당성을 인식시키고 홍보할 수 있는 자료로 이용

※ 분석상의 어려운 점- 무형 (intangible) 의 효과를 정량화하기 어려 움- 각 항목별 비용 계산 과정에서 서로 시 점이 상이한 원단위를 사용- 적당한 할인율 설정의 어려 움



8-3-2 비용산정 ※ 비용항목

GIS 를 구현하기 위해 필요한 모든 비용을 포함 . - 하드웨어 - 소프트웨어- 인력 및 수치지도변환 비용 - 유지관리비용 등

※ 비용의 유형- 유형적 (tangible) 비용과 무형적 (intangible) 비용- 일회적 (one-time) 비용과 반복적 (recurring) 비용

※ 비용산정에 있어서 ...- 비용은 GIS 사업의 성 격과 규모에 따라 다양- 같은 GIS 사업에서도 그 단계에 따라 비중이 다르다 . - 예를 들어 초기에는 데이터베이스 등 구축비용의 비중이 높지만 점차 GIS 유지비용의 비중이 증가한다 .



8-3-3 효과산정 ※ 효과의 유형

유형적 (tangible)효과와 무형적 (intangible)효과로 구분 - 유형적 효과 : 비용 절감 , 운영비 감소 , 업무시간 절약 , 비용 회피 , 매출 증가 등 - 무형적 효과 : 의사결정방법의 향상 , 불확실성 감소 , 조직이미지 개선 등

그러나 GIS 를 활용함으로써 얻는 효과에 대한 분류는 매우 다양하게 연구되어 있다 .

※ 효과산정의 어려움- 효과를 측정한다는 것은 비용을 측정하기 보다 어려운 작업 - GIS 의 경 우 화폐가치로 환산하기 어려운 무형적 편익이 더 많기 때문이다 .



8-3-5 GIS 비용효과분석기법 ※ 비용편익분석

- 순현재가치 (Net present value: NPV) 순편익 (Net benefit) 을 현재가치로 환산하여 합산한 것

- 편익비용비 (Benefit-cost ration: B/C) 현 시점으로 할인된 총편익과 총비용의 비율로서 B/C 가 1 보다 크면 비용에 비해 더 큰 편익을 가지는 대안이 됨

- 내부수익율 내부수익율은 편익비용비가 1 이 되는 할인율을 의미

※ Gillespie 의 회귀모형※ Tomlinson 의 분석법※ Tulloch 의 분석법


9. GIS 응용9-1 교통분야 응용9-2 환경분야 응용9-3 비즈니스 GIS

9-4 국토 / 도시 /토지 응용


9-1 교통분야 응용9-1 교통분야 응용

1. GIS-T 자료모델 1-1 기본 모델 1) 권역 (Jurisdiction) – 정치적 , 사회적으로 도로가

만 들 어 지거나 지명 이 붙여 지는 것 등 을 말 한 다 . 그러나 모든 교통요소가 정치적으로 이름 붙여질 필요는 없다 . 예를 들면 공항이 그 지역 지명을 따 거나 도로가 우편번호에 기초해서 이름이 붙여질 수 있다 .

2) 2) 교통 대 상 물 (Transportation 대 상 물 ) – 교통체계에서 식별 가능한 요소를 말한다 . 점 (교차로 , 다리 ), 선 ( 도로 , 철도 ), 면 ( 공항 , 기차역 ) 등이 있다 .

3) 3) 이벤트 점 (Event Point) – 이벤트가 일어난 장소를 말한다 . 이벤트 점은 교통 대상물에서 떨어진 거리로 써 표 현 될 수 있 다 . 예 를 들 면 도 로 기점으로부터 얼마의 거리에서 교통 사고가 났다던가 하는 것이다 .

4) 이벤트 (Event) – 교통대상물의 속성 , 사건 , 물리적 성분 등을 말한다 . 속성은 제한 속도 , 포장상태 , 주 도로번호 등을 나타낸다 . 사건은 차량추돌사건 등을 나타내고 , 물리적 성분은 신호등 , 다리 , 교차로 등 실체가 있는 식별 가능한 요소를 말한다 . 이벤트는 점 , 선형 , 면 이벤트의 세가지 하위 타입으로 나뉜다 .

초기 교통 자료 모델


9-1 교통분야 응용9-1 교통분야 응용

2. 교통 네트워크 네트워크를 수학적인 관점에서 본다면 시작점과 방향이 중요하고 그 사이의 점들에 대해서는

별다른 의미를 부여하지 않는다 . 교통 네트워크는 링크와 노드로 구성이 되어 있는데 , 각각의 노드와 링크는 서로 관계를 가지고 있고 각각의 속성 ( 도로 명 , 차선 수 , 이동시간 등 ) 을 가지고 있다 . 교통 진행활동 등을 분석하기 위해 네트워크는 실제 도로 지형의 중앙선을 기준으로 만들어진다 .

3-1 2-1 지능형 교통 시스템 (Intelligent Transportation Systems, ITS)

교통 네트워크 분석은 최근의 지능형 교통시스템 (ITS) 의 발달에 힘입어 매우 활발하게 응용되고 있다 . ITS 는 차량내 탑재 컴퓨터와 ITS 인프라를 주 요소로 하여 구성되어 있다 .

1) 1) 차량 내 탑재 컴퓨터 (In-vehicle computer)네비게이터와 같이 수치 지도를 자동차 안에서 보면서 최단경로를 찾아가는 것이다 . GPS 를 이용하여 자기 차량의 현재 위치를 알아내고 최단경로를 계산한다 .

2) 2) ITS 인프라 (Infrastructure)교통관리를 하는 센터와 속도위반 , 정체정도를 감시하는 시설 등 제반 시설들을 통칭하여 ITS 인프라 라고 한다 .

2-2 네크워크 최적화 기술

ITS 와 연동된 여러 응용 중 최단경로 계산 , 여러 장소를 반드시 지나는 경우의 최단경로 계산 (Traveling salesman problem), 학교 통학버스 경로 계산 등이 대표적으로 활용되는 분야이다 .


9-2 환경분야 응용9-2 환경분야 응용

1. GIS 와 환경모델링1-1 GIS

GIS 는 측량학 , 지도학 , 지질학 , 도시계획 , 토지계획 , 국토자원관리 등에서 유용하게 활용되고 있으며 환경분야에서도 그 활용도가 날로 증대되고 있다 . GIS 와 환경분야는 서로 독립된 분야로서 발전되어 왔지만 최근에는 접목을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다 . 국가 차원의 GIS 는 건설교통부와 국립지리원 등에서 주로 관리하고 있고 , 환경분야는 환경부에서 관리하고 있다 .

1-2 환경모델링GIS 는 환경모델링을 통해 환경분야에 다양하게 응용된다 . 환경모델링은 그 분야가 대상에 따라 넓게 변하며 다음과 같은 분야에 활용된다 . 1) 지표 시스템 – 지표면의 거칠기 , 지형학적 기복 ,

지표면의온도 모델링등 2) 수리 시스템 - 경사도 , 토양 , 피복 , 유역

모델링등3) 지표면과 지표밑의 변화 - 강의 유역변화 ,

지표면침식 , 지하수흐름모델링등4) 생물학 , – 생태학적 모델 산림 , 플링크톤 , 식물

등의 모델링

GISGIS ENV. MODELENV. MODELShared files and

memoryShared files and

memory

Common user interfaceCommon user interface

하나의 인터 페이스를 통한 발전된 통합



2. GIS 와 수리모델링2-1 수리모델링의 구성요소

수리 모델링은 주로 지표면수와 지하수를 다루고 있는데 , 대기수는 그 진행 과정과 역동성이 복잡하기 때문이다 . 수리 모델링은 지표면수 , 표면수의 수질 , 지하수의 흐름 , 지하수의 수송물질 등의 네 가지 구성요소로 이루어져 있다 . 물의 흐름에 대한 모델링의 주요한 과제는 빗물의 이동경로를 파악하는 것이다 . 빗물의 이동경로는 물 흐름의 속도 , 계곡 , 강 등에서의 수위 변화에 영향을 미치게 된다 . 물의 이동경로에는 침전물 등의 이동도 고려된다 . 물의 흐름에 대한 모델링은 오염물질이 얼마나 빠르고 널리 확산되는지에 대한 예측에도 사용될 수 있다 .

2-2 수리모델링과 GIS GIS 와 연계된 수리모델링은 수리학적 평가 (assessment), 수리매개변수 결정 , GIS 와 연계한수리모델링 , 수리모델링과 GIS 의 연결과정으로 나눌수 있다 .

1) 1) – 수리학적 평가 수리모델링에 사용되는 GIS 상에서의매개변수를 정하는 과정2) 2) – 수리매개변수의 결정 토지표면경사 , 협곡길이 , 토지이용도 , 토양특성 등3) 3) GIS 와 연계한 수리모델링4) 4) 수리모델링과 GIS 의 연결과정



3. GIS 와 위험관리 3-1 신뢰성

신뢰성이란모델링과 자료 선택과정에 있어서의 적당한지를 평가하는것이다 . 자료는크게 3 가지로 나뉘는데 모델들중 대부분을차지하는 이진법의 이진 모델 (binary model) 과 각각의

변수들에 가중치를 주는 가중치 모델 (weighted model), 2 개 이상의 변수들간의 관계를 모델링하는 양적 모델 (quantitative model) 이 있다 .

3-2 투명성 투명성이란모델의 한계와불확실성에 대하여 평가하는것이다 . 많은 정책결정자들이 높은 수준의

확실성을 원하지만 그것에는 많은불확실성과복잡성이 내재되어 있다 . 불확실한 요소들로서 대표적인것들은 공간적불확실성 , 언어적불확실성 , 모델의불확실성 , 매개변수의불확실성 등이

있다 .3-3 정책유효성

신뢰성과투명성이 높아질수록 GIS 의생산물이 정책결정자들에게 유용하게 사용될수 있지만 , 과도한 기능들이생산물의단가를 높여서 실질적으로는 비용에 비하여큰이득을얻을 수없는 경우가 있다 . 이에 대하여 평가하는것이 정책유효성이다 .

3-4 명확성GIS 와 위험관리에 있어서 그 적용분야가명확하게 구분이 되어야 한다 . 그리고 사적인 부분과

공적인 부분이 구분되어야 하며 , 일의우선순위가 있어야 한다 .


9-3 비즈니스 GIS9-3 비즈니스 GIS

1. GIS 를 통한 비즈니스 정보체계 1-1 GIS 와 비즈니스 과정 리엔지니어링 (business process re-engineering) GIS 를 기반으로 한 전략은 중요한 사업에 관한 정보를창출하여 모든사업과정에 있어서큰영향을

미친다 . GIS 를 기반으로 하는 사업의 목적은 사업과 관련있는 정보에 대한 접근성을 향상시키고 , 사업 사이클 (business cycle) 내에서의 적당한 시점에서 정보를 수집하고 처리하는 방법을 통하여

조직체에워크프로우 (workflow) 를 도입하거나 변화시키는것이다 .

GIS 와 비즈니스 과정



2. 비즈니스 GIS 사례 : french market 2-1 프랑스의 지리마케팅 (geo-marketing) 개요

유용한 정보가 부족함에도불구하고 , 프랑스 시장의 가시적인크기와복잡함은 지리마케팅 (geo-marketing) 이 아직 발전하고 있음을 의미한다 . 이 절에서는 다양한 사용자를 위해 Mapinfo 를

사용하여 개발된 어플리케이션의 몇가지 예를 보여준다 . 그림 4 는 센서스 자료를 이용한 간단한 일반적인 목적의 어플리케이션으로써 이것은 다양한 사회에서 고용된 노동인구의 비율을 보여주고

있다 .

센서스를 이용한 Mapinfo 기반의 어플리케이션



3. GIS 와 비즈니스 전략 : The New Age of GIS

3-1 GIS 를 이용한 잠재적인 마켓 연구 마케팅 부 서 는 시 장 을 분 석 하 여 그

성과로써 고객의 만족을 이끌어 내는데에 전 념 해 야 한 다 . 어떤 기 업 도 모든

시장을 점유할 수는 없으며 또한 시장의 수요를 충족시킬 수는 없다 . 기업들은

신 중 하 게 시 장 을 세 분 하 여 하 나 의표 적 시 장 (target market) 을 선 택 해 야한다 .

3-2 삼차원 잠재마켓 모델 (3-D potential market model)

DTM 은 지형에 대한 정보를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형식으로 나타낸 것을 말 한 다 . 이것을 표 현 하 기 위 하 여 이차원상의 평면에 대한 정보와 그에 해 당 하 는 고 도 정 보 를 사 용 하 여 삼차원상에 표현한다 . DTM 은 어떤 지 역 에 대 한 지 형 을

표현하는 데에 사용되지만 , 변수의 공간적 연속성을 지닌 다양한 정보들 ( 강우량 기온 또는 시장의 잠재수요 등 )

또한 이러한방법으로 표현될수 있다 . GIS 를 이용한 잠재적 마켓 연구를 위한 자료들과 잠재 마켓 지도


9-4 국토 / 도시 /토지 응용9-4 국토 / 도시 /토지 응용

1. 토지정보시스템 (Land Information System) 다목적 토지대장은 1950 년대부터 토지와 지하시설물에 대한 다양한 정보를 제공하여 왔다 . 1970년대부터 미국의 전문가들 사이에서 토지정보시스템은 다목적 토지대장과 같은 뜻으로 사용되었다 . 하지만 토지정보시스템에서는 파이프라인 등과 같은 시설물들과 토양에 대한 정보도 포함되어 있다 . LIS(Land Information System) 은 국지적인 부분뿐만 아니라 , 주나 연방 등과 같은 넓은 지역도 포괄적으로 포함하고 있다 . 다목적 토지대장의 자료들에 대한 설명은 다음과 같다 .

1) 1) 구획 정의 – 지도와 기준자료들에 의하여 정해진다 . 2) 2) 토지 소유권 자료 - 소유자와 저당권 등에 대한 자료가 포함된다 . 토지 가격 자료 – 임대나 매매

시에 결정되는 가격 등이 포함된다 . 3) 3) 토지 이용 – 도시와 외곽지역 또는 토양 , 수계 , 식생 , 인구 , 지리적인 특성 등이 포함된다 . 4) 4) 건물 – 건물들의 방의 숫자 , 층수 , 높이 , 건축타입 , 건물의 재료 , 건물의 연수 등이 포함된다 .5) 5) 인프라 – 상 . 하수도 , 가스 , 전기 , 전화선 등의 자료가 포함된다 . 6) 6) 인구 – 거주자의 숫자 , 연령 , 경제활동인구 , 고용인구 등이 포함된다 . 7) 관공서 – 보험 , 치안 , 화재 등에 대한 정보가 포함된다 .


9-4 국토 / 도시 /토지 응용9-4 국토 / 도시 /토지 응용

2. 도시 GIS도시 GIS 사용자들은 매우 많고 , 광범위하다 . 주요 연구사례로는 분야별로 산업위치 모델링 (Cowen, Mitchell and Meyer 1990), 부동산 시장에서의 공급과 수요 (Gurd 1990), 교통정보 (Lee and Russell 1990), 도시구획 (Sullivan and Chow 1990) 등이 있다 . 다음의 그림들은 San Diego Association of Governments(SANDAG) 의 구성을 나타내고 있다 . SANDAG 는 샌디에고 카운티들로 구성되어 있는 준 정부기관이다 . 아래 그림에서는 남부 캘리포니아의 샌디에고 카운티들의 발전 모델링들에 사용된 도시 GIS 에 대하여 설명한다 .

SANDAG 가 지역발전에 사용하는 예측 자료


10. 국내외 GIS 추진현황10-1 공공분야 GIS 추진현황10-2 민간분야 GIS 산업현황10-3 구축된 자료의 내용과 구입 및 이용


10-1 공공분야 GIS 추진현황10-1 공공분야 GIS 추진현황

1. 국내 GIS 추진현황

1-1. 국가지리정보체계 (NGIS) 구축사업NGIS 구축사업의 기본계획의 비전은 제 1차 국가 GIS 사업을 통해 국토정보화 기반을 준비하고 , 제 2차 국가 GIS사업을 거쳐 국가공간정보 기반을 확고히 하고 범국민적 유통 , 활용을 정착하는 것이다 . 이로써 국가공간정보기반 (National Spatial Data Infrastructure) 을 확충하여 2005 년까지 디지털 국토를 실현하는데 그 목표가 있다 .

민간자문위원회 지리정보유통관리기구

총괄조정분과위원회

NGIS 추진위원회

지리정보분과위

지적정보분과위

기술분과

활용유통분과위

인력양성분과위

산업육성분과위

표쥰화분과위

전문기술지원기관

국가지리정보체계 (NGIS) 사업 추진체계


10-1 공공분야 GIS 추진현황10-1 공공분야 GIS 추진현황

2. 국외 GIS 추진현황 및 사례

2-1 미국미국은 14 개의 정부부처와 독립적인 연방기관의 대표자로 구성된 연방지리정보위원회 (FGDC) 와 각 분과별 소위원회와 실무그룹을 구성하여 국가차원의 정보기반 구축사업을 수행하고 있다 . 또한 주정부 및 지방정부와 학계 , 민간부문의 참여유도 , 국가공간정보기반 (NSDI) 의 연계 , 위원회와 실무그룹을 통한 다양한 활동지원 등의 역할을 규정하고 있다 . 특히 FGDC 의 소위원회는 자료의 항목 , 품질 , 전송에 대한 표준을 마련하고 집행한다 .

2-2 캐나다캐나다는 자원부 (Natural Resources) 산하에 설립된 Geomatics Canada 에서 위성영상자료를 정기적으로 수신하고 이를 가공한 공간영상정보를 일반인에게 제공하는 등 GIS 와 관련된 사업과 행정을 국가적 차원에서 조정하고 있다 .

2-3 일본일본의 NSDI 사업은 GIS 관련 행정부처간 연락위원회가 구성되어 1995 년 시작되었다 . 국가공간자료기반 (NSDI) 사업에는 국제통상부를 비롯한 21 개 정부기관의 대표자들이 참여하였고 , 수상자문단이 국립지도국 , 국립토지원과 함께 위원회의 기반이 되었다 . NSDI 는 행정 기능의 효율성 , 적절한 공간자료구축 , GIS 에 대한 중복투자 방지 , GIS 의 정비 및 보급을 목적으로 한다 .


10-2 민간분야 GIS 산업 현황10-2 민간분야 GIS 산업 현황

1. GIS 산업의 현황과 전망 1-1 GIS 산업의 현황 1) 국외 GIS 산업 현황

세계 GIS 시장의 규모는 96 년에 51억 달러였으며 (Daratech 보고서 ), 이에 연간 성장률 25%를 적용하면 2002년 현재에는 120억 달러 수준으로 추산된다 . 이 중에서 GIS 시장 규모가 가장 큰 미국의 경우에는 2002년 기준 약 80억 달러로 볼 수 있다 . GIS 산업의 수요기관은 주로 공공기관이며 그 밖에 지방정부와 민간부문이 나머지 절반 정도를 차지하고 있다 .

2) 국내 GIS 산업 현황국내 GIS 시장은 국가 GIS 구축 기본계획에 따라 시행된 수치지형도 제작사업 (1995) 을 계기로 그 규모가 점차 커지기 시작하여 , 주제도 및 지하시설물도 전산화사업 등 계속되는 정부발주의 정보화 근로사업을 통해 GIS 산업은 꾸준히 발전해왔다 . 국내 GIS 시장은 최근 약 10 년간 연평균 40% 정도의 높은 성장률을 유지하면서 99 년 기준 약 2,500억 원 규모의 시장을 형성하였다 . 또한 GIS 산업에서 운영되고 있는 각 업체의 자본금 , 매출액 , 고용인력 등도 꾸준히 상승한 것으로 나타났다 .

1-2 GIS 산업의 전망국외 GIS 시장의 규모는 1999 년의 108억 달러에서 2001년에 178억 달러로 증대될 것으로 추산되면 앞으로 2005 년에는 약 500억 달러에 이를 것으로 전망되고 있다 . 반면 국내의 경우 1999 년도 GIS 시장의 규모는 약 2,500억원으로 , 2003 년도에는 약 1 조원 정도의 규모로 성장할 것으로 보이며 , 향후 2006 년에는 약 2 조원이 넘는 시장을 형성할 것으로 전망된다 . 또한 GIS 업체 현황으로는 국내 GIS 시장에서 활동하는 업체가 99 년도 현재 약 300여개로 추산되며 , 2003 년에는 약 800여개 , 2005 년에는 약 1400여개로 늘어날 것으로 전망된다 .


10-2 민간분야 GIS 산업 현황10-2 민간분야 GIS 산업 현황

2. GIS 산업의 육성목표 및 전략 2-1 GIS 산업 육성을 위한 기본 방향 1) 수요자 중심의 GIS 산업 육성

공공기관의 단순 지도제작과 DB구축 위주로 성장해온 GIS 산업을 다양한 수요자 중심의 산업으로 재편하고 , GIS 산업이 다른 정보기술산업과 병행하여 발전할 수 있도록 B2B, B2C 형태의 산업으로 육성 .

2) 수요기관 및 활용분야의 다양화 GIS 산업의 수요기관 및 활용분야를 다양화하여 업체의 활동영역을 다변화하고 , 새로운 수요계층을 창출하여 GIS 시장규모의 확대 .

3) 해외 GIS 시장 개척 GIS 산업을 양적・질적으로 정비하여 국내 GIS 산업을 일정 수준 이상으로 육성하고 발전시켜 , 해외GIS 시장을 적극 개척하여 국내 GIS 기술력을 해외로 수출 .

2-2 GIS 산업 육성 목표 1) GIS 산업의 선진화

GIS 산업을 선진국 수준으로 끌어올리기 위해 제｢ 2차 국가 GIS 기본계획 목표연도인 ｣ 2005년까지 GIS 업체수를 2,000개사 이상으로 늘리고 , GIS 분야 종사자수는 70,000명 이상으로 확대하며 , 업체당 평균 자본금과 매출액 등을 현재의 2배 이상으로 증가시킴

2) GIS 기술의 국산화 현재 GIS 분야의 S/W와 H/W 등은 주로 국외에서 개발한 상품에 의존하고 있으나 , 이러한 응용 시스템 개발분야의 산업을 선진화하고 , 기술개발 및 교육에 집중적으로 투자하여 2005년까지 GIS기술활용의 국산화율을 30%까지 확대


10-3 구축된 자료의 내용과 구입 및 이용10-3 구축된 자료의 내용과 구입 및 이용

1. 지리정보 구축현황 1-1 중앙부처의 지리정보 구축현황 1) 수치지형도 구축현황 – 건설교통부 (국립지리원 )

수치지형도 제작사업은「국가지리정보시스템 구축방안」을 마련하여 국립지리원 주관으로 조사가 시행되어 기본도로서 산악을 제외한 전국은 1/5,000 지형도 , 산악지형은 1/25,000, 도시화 지역에 한하여 1/1,000 지형도를 추가로 제작하는 방안을 채택하였다 .

2) 지하시설물도 구축현황 - 건설교통부지하시설물도 수치지도 전산화 사업은 2002년 4월말 현재 전산화 전체 대상물량 63,5486km 가운데 83.4%인 499,676km 를 구축 완료하였다 .

3) 토지이용현황도 구축현황 – 건설교통부주제도 전산화사업에 의하여 전국토의 약 38%에 해당하는 지역의 토지이용현황도가 제작되었으며 제작물량은 총 12,400 도엽이다 . 이는 144 개 시군구에서 지가현황도가 제작된 지역을 대상으로 한 것이다 .

4) 토지특성도 구축현황 – 건설교통부주제도 전산화사업의 일환으로 34 개 시군구를 대상으로 전국토의 약 12%에 해당하는 지역에 대한 토지특성도가 제작되었다 . 총 제작물량은 4,109도엽 (1/1,000: 1821 도엽 , 1/5,000: 2288 도엽 ) 이다 .

5) 지적도 구축현황 – 행정자치부행정자치부에서는 한국전산원 , 대한지적공사 , 민간기업 등과 공동으로 토지정보시스템 (PBLIS) 구축방안을 토대로 지적도면의 전산화사업을 실시하고 있다 .


10-3 구축된 자료의 내용과 구입 및 이용10-3 구축된 자료의 내용과 구입 및 이용

2. 구축된 자료의 구입 및 이용 2-1 국가지리유통센터 (www.ngic.go.kr) 1) 설립목적

- 국가지리정보유통체계 구성요소를 정의하고 , 유통표준안 마련 , 도입기술 검토 등을 통하여 한국형 유통모델을 정립하고 기술적 , 제도적 방안 마련- NGIS 사업을 비롯한 각종 GIS 사업을 통하여 제작한 다양한 종류의 지리정보를 인터넷을 이용하여 시간적 , 공간적 제약 없이 수요자에게 쉽게 보급 , 유통할 수 있는 유통망을 구축함으로써 공공 및 민간부문 등 다양한 분야에서의 지리정보 활용성 제고- 공공기관 , 지자체 등에 분산되어 관리되고 있는 지리정보의 소재 , 내용 , 품질 및 수량 등에 관한 정보의 통합적인 유지관리를 통해 체계적인 정보유통구조를 정립

2) 유통체계모델국가지리정보유통체계는 정부기관 , 지방자치단체 , 기타 산하기관이 보유한 각종 지리정보를 수요자에게 제공하는 B2C(Business To Customer) 서비스를 실시하고 있다 .

2-2 국립지리원 지리정보센터 (www.ngi.go.kr)국립지리원에서는 측량법 제 23조 제 2 항에 의거하여 1/5,000수치지도 , 1/25,000지형도 등 국가가 만든 각종 지도를 지도판매대행업체 2곳을 지정하여 판매하고 있다 . 지형도 및 수치지도의 구입은 지도판매대행업체 ( 한진지도 , 중앙지도문화사 ) 와 전국 93곳의 지방대리점에서 직접 구매하거나 , 전화 , 팩스 , 인터넷 등을 통하여 주문 / 구입할 수 있다 . 영상지도 ( 위성영상지도 , 수치정사사진 ) 및 수치표고자료는 2003 년 9월부터 일반판매를 실시할 예정이다 . 또한 수치지도의 경우에는 국가지리정보유통센타 (NGIC) 에 접속하여 신용카드로 결재하고 즉시 다운받을 수도 있다 .


11. 참 고 자 료11-1 GIS 관련 소프트웨어

11-2 GIS 관련학회 및 협회


11. 참고자료11. 참고자료

11-1 GIS 관련소프트웨어

GIS 활용에 필요한 국내 외 대표적 소프트웨어의 •소개와 주요기능

1. 국내 소프트웨어

GeoMania, IntraMap3D, Spatial Object, Click!NeoMap,

Zeus

2. 국외 소프트웨어

ArcGIS, GeoMedia, MGE, MapInfo, ERDAS, Grass, SmallWorld, IDRISI


11. 참고자료11. 참고자료

11-2 GIS 관련학회 및 협회

GIS 관련학회 및 협회의 설립목적과 주요사업

1. 한국 GIS 학회2. 한국지형공간정보학회 3. 대한지리학회 4. 한국지형정보산업협회 5. 한국지리정보소프트웨어협회 (KOGI

S) 6. 한국지리정보산업협동조합

7. 한국지리정보기술협회 8. 한국 LBS협회 9. 개방형지리정보시스템학회 10. 대한토목학회 11. 대한원격탐사학회 12. 한국측량학회 13. 대한측량협회

국가인력양성사업 교재개발 gis 분야

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