지구정보학개론 및 실습

강원대학교 지구물리학과

이훈열 교수

강의 개요지구정보학이란 ?

지리정보시스템 (Geographic Information System)을 이용하여 지구과학적인 문제를 해결하는 학문

3 학년 2 학기 , 학점및시수 : 3-2-2

교재 : 이희연 2003, GIS: 지리정보학 , 법문사

구성 : 주당 강의 2 시간 , 실습 2 시간

제 1 장 GIS 의 특성과 활용분야

강원대학교 지구물리학과

이훈열 교수

참고문헌 : 이희연 2003, GIS 지리정보학 , 법문사

1.1 GIS 의 정의

지리정보시스템 (GIS: Geographic Information System)

공간적 문제를 해결하기 위해 다양한 지리정보를 수집 , 구축 , 유지 , 관리 , 편집하고 분석과 모델링을 통해 추출된 고부가가치의 정보를 표현하고 출력할 수 있게 고안된 종합적인 정보처리시스템 .

지리정보 : 자연적 , 인문적 여러 현상들이 지도나 도면의 형태로 표현되는 자료 . 점 , 선 , 면 , 부피 등으로 표현되는 형상들이 위치값을 갖는 자료 .

1.2 GIS 의 유사 명칭들 이용 목적과 상관없이 도형 정보와 속성 정보를 복합적으로 취급할 수 있는 모든

시스템에서 GIS 와 관련된 명칭들이 사용되고 있음 . 지리정보시스템 , 지형정보시스템 , 수치지도제작 , 맵핑시스템 등 .

AM(automated mapping), CAM (Computer-Assisted Mapping): 도면자동화 , 컴퓨터 지도화 . 지리적인 해석이나 공간분석은 수행 불가

CAD (Computer-Aided Drafting), CADD (Computer-Aided Craft and Design): 토목 , 기계 등 공학적인 디자인 . 속성 , 중첩을 통한 분석 불가 .

AM/FM (Automate Mapping/ Facilities Management) : GIS 와 유사 기능 많으나 , 주로 공공 단체나 시설물 관리 업체에서 주로 사용 .

LIS (Land Information System): 토지정보시스템 . 텍스트와 그래픽을 가지는 데이터베이스 . 필지에 대한 소유권 및 지세 , 세금평가 , 토지경계 . 정부에 의해 관리 , 유지되며 사법기관에서 책임짐 .

UIS (Urban Information System): 도시정보시스템 . 도시 현황 파악 , 도시 계획 , 도시 정비 , 기반시설 관리 , 도시 행정 및 방재 목적으로 이용되는 종합 데이터베이스 시스템 .

이와 같은 정보체계의 공통점 : 공간정보를 생성 , 기록 , 저장 , 분석 , 처리 및 출력하는 기능을 가지고 있음 .

최근 이들 공간정보활동 분야를 통합시키려는 노력 : 유럽의 공간정보체계 (SIS: Spatial Information System), 미국의 통합지리정보체계 (IGIS: Integrated Geographic Information System), 캐나다의 지형측정학 (Geomatics) 용어 대두 . 우리나라는 지형공간정보체계 (GSIS: Geo-Spatial Information System) 용어 사용하기도 .

1.3 공간 데이터와 지리정보시스템의 특성

정보시스템의 특성 하위시스템 : 정보의 수집 , 저장 , 분석 , 표현 데이터 , 기술 , 인력자원의 네트워크 형성

정보시스템 분류 : 공간적 정보시스템 비공간적 정보시스템 : 금융 , 회계 , 인적자원 , 상품

재고 등

데이터 (data) -> 정보 (Information) -> 지식 (Knowledge)

1.4 지리정보시스템의 주요 기능

효율적인 수치지도 (digital map) 제작 : 디지타이저 , 플로터 . 인력 시간 비용 획기적으로 절감 . 지도의 내용과 활용성 높임

효율적인 GIS 데이터 모델 적용 : 주어진 공간 영역에서 나타나는 현상들을 각각의 커버리지로 구축하고 공간 데이터와 속성 데이터를 연계시킴으로써 다양한 분석기능 및 모델링 가능

고부가가치 정보 및 지식 창출 . 입지분석 , 하천 분석 , 교통 분석 , 가시권 분석 , 환경분석 , 상권설정 및 분석 등 .

다양한 데이터 유형들의 통합과 표현이 가능 . 실시간 데이터 , 음성 및 동영상 , 3 차원 분석 및 표현 .

1.5 GIS 의 기초 학문 분야 다양한 학제간 긴밀한 연계

지리학 : 다양한 공간 분석 기법을 이용한 정보 추출 지도학 : 지도 제작 및 표현 기법 원격탐사 : 인공위성이나 항공기를 통해 비교적 저렴한 비용으로 최신의 정보 얻을 수 있음 측량학 : 형상물의 위치에 대한 정보 제공 . 위치 기준점 관리 . 측지학 : 지구의 형상 , 크기 , 운동 , 지구 내부 특성을 해석하는 학문 . 지형과 중력의 변화

등 . 사진측량학 : 항공사진 측량 . 지형데이터 생산 범지구 위치측정시스템 (GPS: Global Positioning System): 정확한 지표면의 위치 파악 . 전산학 : 지리 정보를 컴퓨터에 입력 , 관리 , 저장 . 데이터베이스 .

데이터베이스 관리시스템 (DBMS: DataBase Management System): 수치화 과정에서 자료의 표현과 시스템 디자인 , 대량정보의 저장 , 조작 , 접근 , 갱신하는 방법론 .

CAD 소프트웨어 개발 : 3 차원 자료 입력 , 출력 , 표현 , 및 시각화 기술 . 컴퓨터 그래픽 기술 : 그래픽 대상을 조작하고 표현하는 + 기술을 위한 하드웨어와 소프트웨어 제공 인공지능 (AI: Artificial Intelligence): 컴퓨터가 인간의 지식과 의사결정을 보조 .

멀티미디어 기술 : 다양한 매체의 정보를 유기적으로 결합하여 생동감 있는 정보로 만들어 사용자에게 필요한 지식을 제공 . 컴퓨터와의 결합으로 GIS 자료의 압축 , 저장 , 자료 송수신 기술 .

통계학 , 수학 : GIS 모델 자체가 통계적 . 통계학적 기법이 다양한 분석에 사용됨 . 정보의 오차 , 정확도 판단하고 분석과정에서 필요한 정보 추출에 있어서의 오차의 확산 파악하고 신뢰도 향상

GIS 단계별 기초학분 분야와의 관계

데이터 베이스 구축단계 : 공간데이터와 속성 데이터 수집하여 컴퓨터 데이터베이스에 저장하는 작업 . 원격탐사 , 지리학 , 측지학 , 측량학 , 사진 측량학 .

데이터베이스 관리 단계 : 전산학

데이터분석 및 정보 추출 단계 : 수학적 분석 , 통계적 처리 , 공간 분석 . 지리학 , 통계학 , 수학 , 토목공학 .

정보의 제공 : 컴퓨터 지도학 , 멀티미디어학

1.6 GIS 의 구성요소: GIS 는 다양한 분야의 지식과 기술이 결합되어 다양한 분야에 이용되기 때문에 , 각 분야 및 시스템

성격에 맞는 구성 요소를 필요로 한다 . 하드웨어 : GIS 운영의 기본 토대 .

자료 입력 : 디지타이저 , 스캐너 , CD, 자기 테이프 , 키보드 , 마우스 자료 처리 및 관리 : 데스크탑 PC, 워크스테이션 . Windows, Unix. 인터넷 발달로 중앙 집중형 컴퓨터 시스템

보다는 컴퓨터 전송망을 통한 분산형 시스템 ( 서버 - 클라이언트 ) 발달 . 자료 출력 : 모니터 , 플롯터 , 프린터 .

소프트웨어 입력 : 공간데이터 입력 , 속성 데이터 입력 , 데이터 통합 , 구조화 편집 데이터 유지 관리 : 시간 추이별 유지 관리 , 다중 사용자 관리 데이터 조작 : 데이터 질의 및 검색 , 분류 , 좌표 체계 적용 및 조작 공간 분석 : 입지 선정 , 하계망 분석 , 최단거리 산출 , 가시권 분석 등 . 모델링 및 시뮬레이션 : 상권 분석 , 하천 분석 , 교통분석 , 환경 분석 등 . 디스플레이 및 출력 : 심볼화 기능 ArcView, MapInfo, AtlasGIS, Idrisi 등의 상업 프로그램 다수 존재 . 기본 요소 기능인 컴포넌트 형태로 제공되는 추세 .

데이터 : GIS 의 가장 중요한 핵심 요소 . 공간 데이터 (spatial data): 형상물의 공간적인 위치

벡터 데이터 (vector data): 공간 형상물을 점 , 선 , 면으로 표현래스터 데이터 (raster data) : 공간 형상물을 셀들의 집합으로 표현

속성 데이터 (attribute data): 형상물의 속성 인적자원 : 데이터 제작자 , 시스템 관리자 , 프로그래머 , 시스템 엔지니어 , 사용자 절차와 방법 : GIS 이용방법론 . 네트워크 : WWW 이용 , 서버 - 클라이언트 관계 . 원격 접속 , 분산 접속 . 멀티미디어 지원 .

1.7 GIS 의 이용자와 활용 범위

: 현실 생활과 밀접한 자료를 취급하기 때문에 광범위한 이용자 존재

GIS 사용자 : 가능하면 쉽게 정보에 접근하여 간편하게 시스템을 사용하기를 원함 . 교통정보나 기상정보 참조 , 부동산 가격 참조 , 기업이나 업체 찾기 , 여행 계획 수립 , 위락 시설 정보 찾기 , 교육시설 찾기 등 .

GIS 활용가 : 단순 질의에서부터 복잡한 시공간 모델링까지 , GIS 사용 목적과 필요로 하는 기능이 매우 차별화 . GIS 개발 촉진에서 능동적 역할 . 엔지니어 /계획가 , 시설물 관리자 , 자원계획가 , 토지 행정가 , 법률가 , 과학자 .

GIS 전문가 : 지리정보 관리 및 기술 제공 . GIS 발달과 구현 및 운용에 가장 역동적인 역할 수행 . 데이터 베이스 관리 , 응용 프로그램 , 프로젝트 분석 , 시스템 분석 .

1.8 광범위한 GIS 의 응용 분야 정부 및 공공기관 : 공공정책 수립하고 결정하는데 활용 증가 .

지방자치단체의 도시정보시스템 (UIS) 농 , 임 , 수산 , 토지 , 도시정보 , 시설물 , 교통 , 문화 , 복지 , 재난 , 재해 , 환경 .

천연자원 관리와 환경 분야 환경정보시스템 (EIS): 하천 , 범람원 , 습지 , 농경지 , 대수층 , 삼림 , 야생동물

생태분석 , 어족 , 희귀종 보호 , 환경오염 , 폐기물 관리 , 수질관리 . 자원정보시스템 (RIS): 농수산자원 , 삼림자원 , 수자원 , 에너지 자원 효율적 관

리 . 위성을 통한 농지 계획 , 농지 생산 모델링 , 농지 정리 , 작물 선정 , 토지 경사도 분석 , 농작물 수확량 관리 , 농작물 윤작 기술 모니터링 , 토양 유실 , 관개시설 관리 , 삼림 자원 관리 , 농작물 윤작기술 모니터링 , 토양 유실과 관개시설 관리 , 벌목 및 식목 계획 , 연안 어업 및 양식업 분석 , 수자원 잠재력 평가 , 지하수 개발과 관리 등 .

민간사업 분야 : 구매 패턴 , 고객확보 , 판매권역 구분 , 점포 입지 , 배송경로 선정 . 서비스업이나 소매업의 마켓팅 조사와 상권 분석 , 금융 및 보험업 .

시설물 관리 : 상하수도 , 전기 , 통신 , 가스 , 송유관 , 열난방 , 지하시설물 . 교통과 물류 분야 : 교통지리정보시스템 (GIS-T). 도로 상황 유지 , 관리 .

수송 및 배달업체 . 토지 이용과 토지 관련 정보 분야 : 토지정보시스템 (Land Information

System). 토지 구획 , 대지 분할 , 토지 거래 . 원격지 민원발급 , 부동산 , 건설 회사 , 은행 , 보험사 등 .

1장 끝