[스페이스인] 공간정보개론 | 1. GIS의 개념

* 본 글은 공간정보교육포털 '스페이스인'의 [공간정보개론] 강의를 듣고 정리한 글입니다.

비교적 과거의 강의이기 때문에 현재의 기술과는 차이가 있을 수 있습니다.

 

 1. GIS의 개념 

 

GIS 용어의 태생 배경

• 단순한 지도 제작에서 컴퓨터를 이용하여 작업을 보다 쉽고 빠르게 할 목적으로 시작됨
• 공간정보처리단계를 거쳐 인간의 작업이나 사고 형성의 내부까지 깊숙이 관여하는 모습으로 발전을 거듭
• 정보통신망을 이용한 3차원의 공간요소를 공유하게 됨
• 인간지능을 바탕으로 시간요소와 확률요소를 충분히 반영하는 인간두뇌의 모습을 갖춘 단계에까지 발전해날 것

 

GIS의 정의

• Geopraphic Information System의 약자
• 지리정보 시스템 또는 지리정보체계
• 지리, 지형의 개념을 기초로 하여 정보처리 개념과 시스템 공학 정보통신 기술의 개념이 혼합되는 등 다양한 학제 간의 개념이 어우러진 복합학문
  • (지리지형 개념 + 정보처리 개념 + 시스템 공학) + 다양한 분야의 학문과 연계
• 지구상에 존재하는 참조될 모든 형태의 정보를 효과적으로 취득, 입력, 저장, 갱신, 조작, 분석, 출력하여 다른 가치 있는 정보로 유용하게 활용하기 위한 체계적인 활동 과정
• 지구상에서 발생하는 시공간상 제반현상들의 위치정보와 속성정보를 결합 > 컴퓨터를 통해 입력, 저장하고 검색, 갱신 등 정보를 관리하고 적절한 조작, 처리 및 분석 > 사용자에게 원하는 정보를 출력, 제공하는 정보시스템 (공간문제 해결, 의사결정 지원)
• GIS가 응용되는 학문 분야가 급속도로 많아지면서 Geographic Information Science, Geographic Information Study, Geographic Information Service 등의 용어로 확장, 세부화되어 해석됨

 

GIS의 영역

• GIS 추진을 위한 자료구축 관련 이론과 기술적 이론
• 구축된 자료를 이용하기 위해 2차적인 정보를 생성하는 방법 (자료의 과닐와 분석적 차원의 이해)
• 오차 발생과 관련된 이론 및 처리기술

 

GIS의 구성요소

• 아래의 6요소들이 시스템적으로 운영됨

        1) 조직 및 인력

• GIS를 구성하는 가장 중요한 요소
• 데이터를 구축하고 실제 업무에 활용하는 사람 > 시스템을 설계하고 관리하는 전문인력과 일상업무에 GIS를 활용하는 사용자를 모두 포함
• GIS를 잘 아는 사람
  • 자신의 업무분야나 전공분야에 대한 전문지식을 가지고 해당 분야에서 제기된 공간과 관련된 문제를 해결하기 위한 도구로 GIS를 활용할 줄 아는 사람
• GIS는 소수의 특정인을 위한 시스템이 아니며, 공간과 관련된 문제를 해결하는 데에 사용될 수 있는 가장 보편적이고 일반적인 도구

        2) 정보자료(데이터)

• GIS에서 다루는 다양한 유형의 공간정보
  • 대상이 되는 공간정보인 데이터가 없다면 GIS는 무용지물
  • 구축된 공간정보의 정확도가 낮으면, 이를 통해 분석한 결과물의 신뢰도 또한 낮음
• 지도나 항공사진 등에서 추출한 지형 등의 도형자료와 각종 문서, 대장, 통계자료 등에서 추출한 속성자료를 모두 포함하며, 최근에는 평면상의 기존 지도나 항공사진이 아닌 인공위성을 이용하는 방법으로 많은 지형정보를 얻고 있음
• 데이터베이스의 구축은 GIS의 핵심 요소로써, 많은 시간과 노력이 필요한 방대한 작업임
• GIS에서 이용하는 공간정보의 유형
  • 벡터(vector)유형
  • 래스터(raster)유형

        3) 분석기법

        4) 소프트웨어

• 정보의 공간분석, 편집, 처리 등을 지원하는 컴퓨터 프로그램
  • 각종 정보의 분석, 출력, 저장을 지원하는 컴퓨터 프로그램을 의미하며, 정보의 입력(input) 및 중첩(over lay), 데이터베이스 관리, 질의분석(query&analysis), 시각화(visualization) 등의 기능을 담당
  • 운영체제: GIS를 운용하기 위해 필요한 컴퓨터를 구동할 수 있도록 하는 운영시스템으로, MS-DOS, Windows, NT, UNIX 등이 있음
  • GIS소프트웨어: 공간분석, 편집, 그래픽 처리 등의 기능을 수행하는 GIS의 핵심 프로그램. 활용도 및 기능 면에서 구분하면 비즈니스 GIS, 데스크탑 GIS, 엔터프라이즈 GIS, 컴포넌트 GIS, 인터넷 GIS, 데이터베이스 warehouse, 가상 GIS 등
  • 데이터베이스 관리시스템: 구축된 자료의 검색, 수정, 보완 등 모든 관리 작업을 하는 보조적인 프로그램
• 벡터 기반의 소프트웨어와 래스터 기반의 소프트웨어가 분리되어 있었으나 최근에는 두 기능이 단일 소프트웨어로 통합되고 있음

        5) 하드웨어

• GIS를 운용하는 데에 필요한 각종 입출력, 연산, 저장 등을 위한 컴퓨터 시스템
  • 입력장치: 종이지도, 도면, 문자정보를 컴퓨터에서 이용할 수 있도록 디지털화하는 장비 > 키보드, 스캐너, 디지타이저 등
  • 저장장치: 디지털 데이터를 저장하기 위한 장비 > 자기테이프, 자기디스크, 광디스크 등
  • 데이터 분석 및 연산장치: PC, 워크스테이션 등의 컴퓨터
  • 출력장치: 분석 결과를 출력하기 위한 장비 > 모니터, 프린터, 플로터 등

        6) 작업절차

• 정확하고 일관된 결과를 산출하기 위해 분석작업엔 잘 정의되어 있고 일관성을 가진 방법이 필요

 

지리정보

        지리정보의 개념

• 일련의 지리적 특성을 지닌다는 점에서 다른 일반 ‘정보’의 형태와는 명백하게 구분됨
• 지리정보 = 일반정보 + 지리적 특성(지리적 위치, 다양한 속성정보의 포함, 공간적 관계, 시간 등)
  • 객체의 위치를 나타내는 좌표값이 기본적으로 포함되어 있어야 함
  • 객체와 객체 사이의 인접성과 같은 공간적 위상 관계, 시간에 따른 변화, 그 외 다양한 정보와의 결합이 포함됨
• 지리정보의 대표적 특성
  • 지리적 위치, 관련 속성정보, 공간적 위생관계, 시간 등

        지리정보의 유형

• 자연적인 지리정보: 하천의 흐름, 토양의 성분, 지표면의 형태, 바람의 방향 등
• 인위적인 지리정보: 도로 정보, 건물 정보, 시설물 정보 등
• 지리정보는 객체에 의해 발생함
  • 객체 (= geographical object: 지리적 객체)
    • 공간상에 존재하는 일정 사물이나 특정 현상을 발생시키는 존재 (예: 하천, 도로, 철도, 지하철 등)

        지리정보의 구성요소

• 위치정보/도형정보(graphic information)
  • 모든 지리정보를 컴퓨터에 저장하거나 관리하기 위해서 필요한, 정보를 제공하는 객체가 지구상의 어떤 지점에 위치해있는지에 대한 정보
  • 좌표값을 기준으로 점, 선, 면 등의 도형으로 표현
  • 도형정보를 컴퓨터에 입력할 때에는 정보의 형상을 입력해야 함 > 벡터정보(vector data)와 레스터정보(raster data) 활용
• 속성정보(attribute information)
  • 객체에 대한 설명이나 특성, 이름 등
  • 아라비아 숫자, 텍스트, 기호 등으로 표현

 

GIS의 특징

        1) 도형정보와 속성정보의 관계

• 지리정보는 공간정보와 속성정보가 1:1로 연결되어 관리됨 > 효율적인 정보의 관리와 분석이 가능. GIS의 가장 큰 장점
• 도형정보에 의한 속성정보 검색이 가능
  • 도형자료를 선택하고 이와 관련된 속성정보를 데이터베이스에서 검색
• 속성정보에 의한 도형정보 검색이 가능
  • 도형자료에 대한 조건을 선정하고 이를 통해 부합되는 공간자료를 검색하는 것

        2) 동적인 공간자료의 기능

• 지리정보는 일정 시점이나 일정 기간에 대한 공간상의 변화에 관한 자료를 수집/정리하는 것을 포함해 지리정보가 수집된 시간을 파악/저장함으로써 시간과 관련된 분석이 가능함
  • 과거시점부터 축적된 공간정보를 시간의 순서에 따라 분석함으로써 그 지역에 대한 공간적인 변화과정을 확인할 수 있음 (미래의 공간 변화 예측 가능)
    • 일정 시점에서 볼 때 대상물의 위치 변화
    • 일정 기간에 대한 대상물의 형태 변화
    • 일정 기간에 대한 대상물의 상태 변화
• GIS를 이용해 다양한 공간분석을 수행하는 가장 중요한 이유: 미래 예측
• 특정 기간의 공간 변화 특징을 분석하고 공간 변화가 발생하게 된 배경을 조사해 미래의 공간 계획을 위한 자료로 활용할 수 있음
• 예시: 춘천시 도시 확장을 위성영상을 활용해 시계열적으로 분석

 

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