지구정보학개론 및 실습 강원대학교 지구물리학과 이훈열 교수

강의 개요 지구정보학이란? 3학년 2학기, 학점및시수: 3-2-2 교재: 이희연 2003, GIS:지리정보학, 법문사 지리정보시스템(Geographic Information System)을 이용하여 지구과학적인 문제를 해결하는 학문 3학년 2학기, 학점및시수: 3-2-2 교재: 이희연 2003, GIS:지리정보학, 법문사 구성: 주당 강의 2시간, 실습 2시간

강원대학교 지구물리학과 이훈열 교수 참고문헌: 이희연 2003, GIS 지리정보학, 법문사

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 GIS의 유사 명칭들 이용 목적과 상관없이 도형 정보와 속성 정보를 복합적으로 취급할 수 있는 모든 시스템에서 GIS와 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) : GIS와 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.

데이터(data) -> 정보 (Information) -> 지식 (Knowledge) 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, 3차원 분석 및 표현.

1.5 GIS의 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: 3차원 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 GIS의 구성요소 : GIS는 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: GIS의 가장 중요한 핵심 요소. 공간 데이터 (spatial data): 형상물의 공간적인 위치 벡터 데이터 (vector data): 공간 형상물을 점, 선, 면으로 표현 래스터 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 GIS의 이용자와 활용 범위 : 현실 생활과 밀접한 자료를 취급하기 때문에 광범위한 이용자 존재 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 GIS의 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 관리. 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