gis introduce

지리정보시스템 (GIS) 연구소

목 차


• 1. GIS 의 기초– GIS 의 정의 및 개요– GIS 의 활용– GIS 의 H/W 및 S/W 의 구성– 지구좌표계 및 좌표변환

• 2. 공간자료 일반– 공간자료 획득 및 편집 ( 자료구조 , Data Format, 황공사진측량 , GPS)– 공간자료 분석 및 처리 (Image Processing, Spatial Analysis)– 공간 데이터 베이스 ( Data Modelling, Spatial DB, SDBMS, Query)

• 3. GIS 관련 기법들– 자동지도제작 (Automated Mapping)– 시설물관리 (Facility Management)– 원격탐사 (Remote Sensing)– 지구좌표시스템 (Global Positioning System)– 망 분석 (Network Analysis)

목 차 목 차


• 4. GIS 응용시스템들– 토지정보시스템 (Land Information System)– 도시정보시스템 (Urban Information System)– 지능형 교통시스템 (Intelligent Transportation System)– 환경정보시스템 (Environment Information System)

• 5. 국가지리정보시스템 (National Geographic Information System)

• 6. 수행 연구 과제들– 소방응급지령시스템– 도시계획 확인원 발급시스템– 전주시 지번도 DB 구축


1. GIS 의 기초


1-1. GIS 의 정의 및 개요

• GIS(Geographic Information System) 지상과 지하의 각종 시설물 과 자연 현상에 대한 정보를 컴퓨터 데이터로 변환하여 현황파악과 공간분석에 이용하는 종합적인 시스템

GIS 개념도


GIS : Geographic Information SystemGIS = Geography + Information + System

지리에 관련된 자료를 자동화합니다 . 지리정보를 DB 와 연동해서 사용합니다 . 지리에 연관된 자료를 저장합니다 . 지리를 이용하여 자료를 보여줍니다 . 지리를 이용하여 자료를 분석합니다 .


• IS (Information System)

• IT (Information Techonology)– Computer Hardware, Software, Network– Data– People– Methods

Data Information


• 성공적인 GIS 를 위한 네 가지 분야– 자료– 자료 접근– 공간 검색 / 분석 기술– 사용자 정의 / 수행


1-2. GIS 의 활용

• 토지정보시스템• 지도정보시스템• 시설물관리시스템• 측량정보시스템• 영상정보시스템• 환경정보시스템• 자원정보시스템• 조경 및 경관정보시스템• 재해정보시스템

• 해양정보시스템• 기상정보시스템• 국방정보시스템• 지하공간정보시스템• 물류정보시스템• 상권분석시스템• 생활지리정보시스템


환경정보시스템

시설물관리시스템

해양정보시스템

교통정보시스템


자원정보시스템

상권분석시스템

측량정보시스템

생활지리정보시스템


재해정보시스템

조경 및 경관정보시스템

기상정보시스템

지하공간정보시스템


1-3. GIS 의 H/W 및 S/W 의 구성

컴 퓨 터

디지타이저

플 로 터

프 린 터

스 캐 너


1-4. 지도의 이해

• 유용성– 사용이 편리– 이해가 용이– 시각적 강한 영향력– 정보들은 동시적이고

총괄적 이미지로 제공

• 한계성– 실세계 표현의 한계– 실시간 변화처리 불가– 기호사용으로 인한 혼돈


• 종이지도 (Map, Atlas)– 표현내용에 따른 분류 : 일반도 , 주제도 , 특수도– 축척에 따른 분류 : 대 , 중 , 소– 지도작성법에 따른 분류 : 실측도 , 편집도 , 집성도


• 수치지도 (Digital Map)– 컴퓨터가 처리할 수 있는 수치형태로 만들어진 지도


전국철도노선도 전국주요장날 전국항공노선도

주 제 도


1-5. 지구좌표계 및 좌표변환• 경위도좌표


• 평면직교좌표 (TM 좌표 )


• UTM 좌표계 (Universal transverse mercator coordinate)


• UPS 좌표계 (Universal polar stereographic coordinate)


• 3 차원 직교좌표


• 지구 타원체 값


• 좌표변환– 평면직교좌표 (XN,YE) 로부터 경위도좌표로의 환산


– 경위도좌표로부터 평면직교좌표 (x,y) 로의 환산


• 우리나라 측량좌표계– 평면직교좌표 원점


2. 공간자료 일반


– Raster 데이터• 픽셀 집합으로 입출력용• 체인 코드 , Run-length 코드 , 블록 코드 등• 체인 코드

– 주어진 이미지에 대하여 시작점과 방향을 사용하여 영역의 경계점을 표현

– 예 ) 시작점에서 반 시계방향으로 진행한 체인 코드– [N7, W3, N7, E11, S1, W1, S1, W1, S9, E4, S3, W10]

– Vector 데이터• 점 , 선 , 영역 타입등이 있으며 , 내부 연산 대상• 점 : 하나의 벡터 데이터 값• 선 : 시작점과 끝점의 벡터 데이터 값의 집합• 영역 : 일련의 선들의 집합 , 다수개의 시작점과 끝점의 순서쌍

2-1. 공간자료 획득 및 편집• 자료구조 , Data Format, 항공사진 측량 ,GPS


시작점

Raster 데이터 Vector 데이터

– Data Format 은 각 사용 Software 마다 다름 .• 예 ) xxx.DXF, xxx.TBL, xxx.MAP, xxx.SHP,

xxx.TIF, xxx.BMP, xxx.JPG, xxx.GIF,etc


• 항공사진측량


• GPS(Global Positioning System)


2-2. 공간자료 분석 및 처리• Image Processing, Spatial Analysis


2-3. 공간 데이타베이스• 공간 DBMS 질의 데이터베이스 스키마

질의 처리기 DDL Compiler

공간 질의 처리기비공간 질의 처리기

질의처리기

공간 연산자

공간 색인

공간 자료 파일 관리기

디스크 관리기

공간 자료

동시성 제어기

회복기능

공간 저장 관리자

데이터베이스사전


3. GIS 관련 기법들3-1. 자동지도제작 (Automated Mapping)

• 수치지도– 그림과 문자가 혼합된

자료로서 컴퓨터에서 처리할 수 있는 자료

– 점 , 선 , 면과 같이 좌표의 기하학적 요소의 형태로 표현

• 수치지도 제작– 지도상에 표현되는 지형 ,

지물의 형태 , 속성 등의 각종 정보를 컴퓨터에서 처리될 수 있는 자료 형태로 변환하는 기법


• 수치지도 제작과정

ㄱ . 대공표지

ㄴ . 항공사진 촬영

ㄷ . 기준점측량


• 수치지도 제작과정 ( 계속 )

ㄹ . 해석도화

ㅁ . 현지조사

ㅂ . 정위치 편집

ㅅ . 데이터구조화 / 도면제작편집


• 수치지도

토지활용계획 및 분석을 위한 종합환경 지질도 진해만 부근의 수질오염 분포도


3-2. 시설물관리 (Facility Management)


일본의 도로관리센타 도로관리센터의 시설관리시스템


GP S장비를

이용한

지하시설물관리


시설물관리를 적용한 열배관 설비정보시스템


3-3. 원격탐사 (Remote Sensing)• 멀리 떨어져 있는 대상물을 관측하는 기술• 측정하고자 하는 목표물에서 복사되어 나오는

전자파를 감지하여 그 물리적 성질을 측정하는 것 .

• 아직 까지는 자원탐사나 식생분포와 같은 순수학문 목적에 주로 이용 .

• 거시적관찰 , 지표면의 순간적 상태 , 동일 정밀도로 신속하게 측정 , 기존상태의 영구적 기록 등의 특성으로 인해 응용분야는 무궁무진하다 .


• 지구관측 개념도


• 원격탐사 활용MOS1 위성영상과 GIS 활용하여 황금삼각지대인 아편 재배지를 탐색

황금삼각지대와 연구대상지역 4/2/1 band 에 RGB 필터를 씌워 false color composite 를 작성하였다 .


황금삼각지대와 연구대상지역

Dimension model with colored contour.

S l ope

map Opium area with contour and village

boundary


서울 / 경기 일대에 대한 Remote Sensing Data


원격탐사 및 지리정보시스템에 의한 지질학적 응용


1997 년 10 월 10 일의 표면수온 분포도


인공위성 데이터를 이용한 경기도 전역 사진지도

SPOT 이미지를 이용한 것으로 1989 년에 독일 지역의 광산이용 변화를 나타낸 것이다 .


인공위성 데이터를 이용한 온도 분석


3-4. 지구좌표시스템 (Global Positioning System)• NAVSTAR(NAVigation System with Timing And

Ranging) GPS 는 미국방성에 의하여 개발된 전세계적인 3 차원 위치결정체계 .

• 이용에 제한이 없다 .(육 , 해 , 공 )• 날씨에 관계없이 24 시간 위치결정이 가능하다 .• 3 차원 정보를 얻을 수 있다 .• EDM 과 같은 Two-way 방식이 아닌 One-way

방식이다 .• 측위 기법에 따라 다양한 정확도 분포를 지님

(mm~100m)• 기선길이에 비해 상대적으로 정확도가 높다 .


• GIS / GPS


• GPS 수신기장비 (1)


• GPS 수신기장비 (2)

다양한 GPS 수신장비 (왼쪽부터 Garmin SRVY 2, Magellan ProMark 5, Motorola LGT 1000, Sokkia S100, Trimble Geo Explorer, Pro XL)


• 우주부문– GPS 를 유지하기 위한 위성으로 이루어져 있다 .– 위성궤도 (Satellite Orbits)

• 위성고도 : 20,200 km• 궤도면 : 적도면에 대하여 55 도의 경사각 유지• 궤도면의 간격 : 각각의 궤도는 60 도를 유지• 궤도당 위성수 : 4 대 ( 본위성 3 대 , 예비위성 1 대 )


• 제어부문 (Control Segment)– 총 5 개의 제어국으로 운영


• 사용자부문(User Segment)– 위성으로부터 전송되는 신호정보를 이용– GPS위성은 2개의 반송파(L1,L2)를 연속적으로 방송한다.

– GPS 위성신호 요소


3-5. 망 분석 (Network Analysis)• 도로망이나 상하수도관망과 같이 선으로 연결된 망

형상


• 망 하중 예측– 도로의 통행량 , 하수도의 하수량등을 바탕으로한 특정지점의 최대 수용량을 예측

• 최단거리 검색– 장애물의 유무 및 통과지점 등을 고려한 최단거리 검색 .

• 자원할당– 예 ) 투표장소의 선정

• 주민이 걸어서 10 분거리 이내


4. GIS 응용 시스템들4-1. 토지정보시스템 (Land Information System)

지리정보시스템 (GIS) 연구소LIS 에 의한 국가별 지적개편


각국의 지적조사 및 재조사 상황


4-2. 도시정보시스템 (Urban Information System)

도시정보관리 시스템 : 도시행정업무의 고도화를 위하여 도시지역에 대한 도면정보와 문자정보를 통합하고 이의 검색 , 분석을 통하여 종합적인 행정업무를 지원하는 컴퓨터 시스템 및 제반절차


부산광역시의 도시계획도

(1997년에서 2001년에 걸친 2도심 6 부심 2 지구 중심개발 계획도 )

UIS 구축사례 : 부산광역시


부산광역시의 3 대권역 특화개발 계획도 : 낙동강과 수영강을 경계로 한 거점개발 계획도


수치지도로 구축될 부산광역시내의 지도

부산광역시 근해의 항세도


시스템 구성도


UIS 구축사례 : 광주광역시


데이타베이스 구축절차


UIS 구축사례 : 울산광역시


정보전략계획


UIS 구축사례 ( 지자체중심 ) : 창원시


지하매설물 중 통신선로 조회 : 용도 , 관종 , 수량 , 관길이 , 시작점깊이 ,끝점깊이 , 최대관경 ,최소관경 , 관리기관등의 선택된 통신선로의 내역을 조회할 수 있다 .


지하매설물중 가스관로 조회 : 용도 , 관종 , 관경 , 관길이 , 시작점깊이 , 끝점깊이 ,시설연도 , 관리기관 등 선택된 가스관로의 내역을 조회할 수 있다 .


지적도 조회

건축물 관리대장 조회


창원에서 UIS를 이용하여 제작한 창원시안내지도


도로노선조회 : 선택된 도록의 도로번호 , 주요 경과지 ,길이 , 면적 , 포장종류 ,도로사태 , 관리기관등의 도로 노선의 내역을 볼 수 있다 .


도로 횡단도 조회 : 도로를 횡축으로 잘랐을때 도로내에 묻힌 지하매설물들의 위치와 심도 , 종류를 파악할 수 있다 .


UIS 구축사례 ( 지자체중심 ) : 과천시


과천시 시가지에 구축되어 있는 1:1,000 수치지형도 (21.25km)


도시기반

지하시설 현황

조회화면


시설물도 관리시스템중 상수관로 조회화면 : 상수관로에 대한 이력을 볼 수 있다 .


지자체들의 도시정보시스템 추진현황


4-3. 지능형 교통 시스템 (Intelligent Transportation

System)• 정의 – 교통체계의 효율성과 안전성을 제고하기 위하여 기존의

교통체계에 전자 , 정보 , 통신 , 제어 등의 지능형 기술을 접목시킨 차세대 교통체계 이다 .

• 목표– 지능형 교통시스템은 교통 전분야에 걸쳐 신기술을 응용한

총체적인 교통체계 혁신사업으로서 , 21 세기 정보화 사회에 부합하는 신속 , 안전 , 쾌적한 교통체계 구현을 목표로 한다 .


• ITS 구성도


• ITS 정보체계도


• ITS 분야

분 야 개 요ATIS(Advanced TravellerInformation System)

첨단교통정보시스템 : 교통여건,교통규제상황등 교통관련 정보를 운전자에게 실시간으로 제공하여 안전하고 원활한 이동을 지원하는 시스템

ATMS(Advanced TrafficManagement System)

첨단교통관제시스템 : 여행시간 측정, 사고규제상황 등 실시간 도로교통상황 파알을 통한 효율적인 도로교통관리를 도모하는 시스템.

CVO(Commercial VehicleOperation)

상업용차량운영관리시스템 : 상업용 차량의 위치파악 및 본사와의 교신을 통해 신속하고 경제적인 운송을 실현하기 위한 시스템.

AVCS(Advanced VehicleControl System)

첨단차량제어시스템 : 차량 및 도로에 설치하는첨단정보 통신기기를 통해 자동적으로 차량운행을 제어함으로써 궁극적으로는 자동운전을목표로 하는 시스템.

APTS(Advanced PublicTransportation System)

첨단대중교통시스템 : 대중 교통 수단의 운행스케쥴, 차량의 현위치 등 관련정보를 취합하여이용자와 관리자 양측에 제공함으로써 대중 수송 수단의 효율적이용을 도모하는 시스템.


운전자에게 최적의 도로상황을 제공하여 차량혼잡을 최소화하고 , 도로의 효율을 극대화 시킬 수 있다 .


4-4. 환경정보시스템 (Environment Information System)


3 월 4 월 5 월 6 월

7 월 8 월 9 월 10 월


GIS 를 활용한 재해예방북한산 국립공원에서의 산불분포도


북한산국립공원에서 현 산불 감시 초소의 가시권


북한산 국립공원에서 산불감시초소 후보지의 가시권


인천 해양수질 데이터의 GIS 적용


5. 국가지리정보시스템 (National Geographic Information System)


6. 수행 연구 과제들• 소방응급지령시스템• 도시계획확인원 발급시스템• 전주시 지번도 DB 구축

gis introduce

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