상지대학교 지형정보연구실http://gis.sangji.ac.kr

인터넷과 GIS 강의 관련(3)

GIS의 자료구조 및 특성

데이터와 정보

데이터 (DATA)

정보(INFORMATION)

실세계를 표현하는 사실이나 숫자의 단순한 집합으로

가공되어 있지 않으며, 그 자체로는 의미가 없음

하나 이상의 데이터로부터 도출된 의미, 공유가 용이

하고 문석을 통해 새로운 정보 생성 가능

3.1 정보의 분류

지형공간정보Geo-Spatial Information

위치자료Positional Data

특성자료Descriptive Data

상대위치자료Relative

Positional Data

절대위치자료Absolute

Positional Data

도형자료GraphicData

영상자료Image Data

속성자료Attribute

Data

(1) 위치자료(Positional Data)

영상이나 지도 위의 점이나 선위치를 평면위치(x,y좌표),수직위치(z좌표)로 나타내는 정보

1) 상대위치자료

모형공간에서의 위치정보, 상대적 위치 또는 위상관계의 기준

2) 절대위치자료

실제 공간상의 위치정보, 지상, 지하,해양 공중 등 또는 우주공간에서의 위치기준

3.1 정보의 분류

(2) 특성정보 (descriptive data)

a) 도형자료 (graphic data)

지도형상 및 주석을 설명하기 위한 6가지 도형요소로 구성

지도형상의 수치적 설명이나 지도의 특정한 지도요소

일정격자나 Vector 및 Raster형으로 입력

① 점(point) : 기하학적 위치를 나타내는 0차원(삼각점, 수준점 등)

② 선 ( line) : 1차원의 표현방식으로 두 점까지의 최단거리로 선형대상물이 해당

③ 면 (polygon) : 한정되고 연속적인 2차원적 표현,경계를 포함하거나 함하지

않음(행정경계 등)

④ 화소(pixel) : 영상에서 눈에 보이는 가장 작은 셀

⑤ 격자(grid cell) : 연속적인 면의 단위 셀

⑥ 심볼(symbol) : 지도 위의 점의 특성을 나타내는 도형요소

GIS(2D) GIS(2D) 자료자료 : Geographic Data: Geographic Data

GIS 자료(Geographic Data)

GIS 자료(Geographic Data)

도형자료도형자료 속성자료속성자료

벡터 자료벡터 자료 래스터 자료래스터 자료

DBMSDBMSRDBMSOODBMSORDBMS

RDBMSOODBMSORDBMS

Geometric요소(xy coord.등)TopologyMetadata

Geometric요소(xy coord.등)TopologyMetadata

인공위성항공사진이미지

인공위성항공사진이미지

CAD분야

CAD분야

Image Processing(Remote Sensing)

Image Processing(Remote Sensing)

문자/멀티미디어문자/멀티미디어

File SystemFile System

b) 영상정보 (image data)인공위성, 항공기를 통해 얻어진 영상이나 사진상의 정보를

수치화 하여 입력(디지털사진기, MSS, MSC, scanner에 의한

입력) : 항공사진영상, 위성영상

c) 속성정보 (attibute data)지도형상의 특성, 질, 관계와 지형적 위치를 나타냄(문자 및

숫자의 형태) : 보고서, 문서, 대장 등 자료

정량적자료 : 이름, 설명, 행정구역, 통계분석 불가능

정성적자료 : 인구수, 지가, 면적 등 통계분석 가능

GIS 자료의 종류

서 류

지 도

항 공 사 진

위 성 영 상 자 료

통 계 자 료

설 문 자 료

3.2 GIS 도형자료의 자료구조

래스터 벡 터

점

선

면

SURFACE

DEMDTMTIN

벡터 및 레스터 도형자료의 예

벡터자료의 특징

- 점 (0차원), 선(1차원), 면(2차원)으로 공간데이터 표현

- 점, 선, 면의 위치가 x, y 좌표로 기록

- 객체가 크기와 방향성 보유

- 객체별 데이터 관리 가능

- 위상구조 형성에 유리

- 정밀한 관리가 필요한 시스템에 사용

- 자료의 갱신 및 유지관리가 손쉬움

- 데이터 생성이 복잡하고 어려움

- 자료형식 : DWG, DGN, DXF 등

- 셀 또는 픽셀 단위로 데이터 저장관리

- 사진과 유사한 구조

- 데이터 전체가 하나의 객체로 인식

- 스캐닝에 의해 쉽게 취득

- 자료의 갱신이 어려움

- 자료의 양이 방대함

레스터자료의 특징

- x, y 평면 위치 외에 고도 값을 이용한 지표면 모델링

- 2.5D: DEM, TIN 등

SURFACE 자료의 특징

표고의표고의 형태형태 표면표면 해석해석 가시권가시권 분석분석

레스터자료의 장점과 단점

레스터자료의 장점레스터자료의 장점 레스터자료의 단점레스터자료의 단점

• 간단한구조

•분석이쉽다.

•비교적저수준의기술사용

•데이터의취득이비교적쉽다

•모델링이용이

• 간단한구조

•분석이쉽다.

•비교적저수준의기술사용

•데이터의취득이비교적쉽다

•모델링이용이

• 공간 정확도가 낮음

• 낮은 해상도

• 큰 데이터 용량

• 함축적 의미의 데이터

• 공간 정확도가 낮음

• 낮은 해상도

• 큰 데이터 용량

• 함축적 의미의 데이터

벡터자료의 장점과 단점

벡터자료의 장점벡터자료의벡터자료의 장점장점 벡터자료의 단점벡터자료의벡터자료의 단점단점

• 지도의 실제모양과 유사

• 고해상도로 표현이 가능

• 공간적 정확도가 높다

• 위상구조로 표현이 가능

• 일반적으로 저장공간이 작다

• 지도의 실제모양과 유사

• 고해상도로 표현이 가능

• 공간적 정확도가 높다

• 위상구조로 표현이 가능

• 일반적으로 저장공간이 작다

• 복잡한 구조

• 높은 수준의 기술을 요함

• 구축비용이 비싸다

• 복잡한 구조

• 높은 수준의 기술을 요함

• 구축비용이 비싸다

래스터자료의 벡터화(VECTERIZING)

RASTERIZE VECTORIZE

벡터라이징벡터라이징

S/W S/W 이용이용

•• SCORPIONSCORPION

•• RCADRCAD

•• GEOVEC GEOVEC

주요 도형자료의 포맷

- CAD: DWG, DXF(CAD데이터의 교환 포맷), DGN

- GIS: S/W마다 별도의 포맷 제공

예: Coverage, SHP, MIF, GEO, NGF 등

- GIS 데이터 표준: SDTS(Standard Data Transfer Spec.)

3.3 위상관계의 설정

• 위상구조(topology) ; 공간 속의 점,선,면,위치등에 관하여 양이나 크기와는

관계 없이 형상이나 위치와의 관계를 나타내는 학문

• 연결성(connectivity) : From node에서 to node [ ]:arc,( ):node,{ }:polygon

• 인접성(contiguity) : left poly 와 right poly 로 표시

• 면적의 결정(area definition)

[3][4]

위상설정의 특성

• 일련의 지형 요소들간의 공간적 위상 관계 : 인접성, 연결성, 면적결정

• 간단한 요소들에서 복잡한 요소로 구성 : point arc polygon• 중복자료의 제거 : arc는 선형지형을 나타내기도 하며 면적지형의 경계선으로

나타냄

• 자료를 저장하는 데 있어 효과적

[1][2]

[3]

[5][6]

[7]

[8]

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[10]

(1)

(2)[4](3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

{1}

{2)

{3} {4}

12345678

Node Arc1, 2, 32, 4, 51, 4, 65, 6, 71088, 9, 103, 7, 9

POLY# USERID Arc #1234

0111299

1, 3, 6, 71, 2, 44, 5, 62, 3, 5, 7

Arc # from to LPOLY RPOLY12345678910

1113448687

3282234775

2412311444

1243434444

Node Topology ( ) Arc Topology [ ]

Polygon Topology { }

Topological Operation : 공간 객체들간의 관계

(touch, contain, intersect 등) 분석

Geometrical Analysis : 거리, 면적, 둘레길이, 무게중심 등

Buffering Analysis : 영향권분석

Overlay Analysis : 공간 객체간의 union, intersect, difference 분석

Network Analysis : 연결성, 방향성, 최단경로, 최적경로, 입지 할당

Spatial Analysis : surface 모델링

유역분석, 경사/향 분석, 가시도 분석, 삼차원 가시화

: 홍수피해 및 복구모델링, 산불확산모델링, 환경오염모델링 등

위상설정에 GIS 자료의 주요 공간분석

GIS 관련 자료관리 구조의 특성

평면구조

계층구조

조직망구조

관계구조

•자료에 대한 검색이 빠르다.•프로그램을 작성하는데 용이하다.•다양한 값을 가지는 경우 프로그램 작성이 난해하다.

•다양한 기록의 추가와 삭제가 가능하다.•높은 단계의 기록에 의해 자료 검색 속도가 빠르다.•자료에 대한 접근은 지시자의 의해 설정된 경로에서만설정이 가능하다.

•대용량의 저장공간이 필요하다.

•자료의 접근 경로가 다양하다.•자료항목이 반복되지 않는다.•복잡한 자료저장을 위한 광대한 저장영역이 필요하다.

•일반 사용자의 자료접근이 가능하다.•자료의 추가나 새로운 관계설정이 되더라도 영향을받지 않는다.

•자료 기록에 대한 접근이 순차적이며 느리다. •높은 정확도의 유연관계 때문에 논리적 오류가 발생할수 있다