수치지도·GIS

왜 배우는가: GIS는 산림측량과 조사 자료를 공간 위에서 연결하여 분석하는 기반 기술이다. 정의와 기능을 묻는 1교시 문제와 체계를 논술하는 2교시 문제에서 함께 다뤄지므로 용어와 원리를 같이 익혀야 한다.

출제 이력: 제138회 1교시 5번, 제137회 1교시 4번, 제132회 2교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

지리정보시스템(GIS)은 위치를 기준으로 지리자료와 속성자료를 통합하여 수집·저장·갱신·처리·분석·출력하는 정보시스템이다.

답안은 이 정의를 첫 줄에 두고, 자료의 종류와 처리 기능을 이어서 설명하면 된다. 핵심 키워드는 다음과 같다.

• 지리정보시스템(GIS): 공간상 위치를 가진 지리자료와 속성자료를 통합 처리하는 정보시스템이다.
• 공간자료: 지형·지물의 위치와 형상을 좌표로 나타낸 자료이다.
• 속성자료: 지형·지물의 종류, 성질, 특징을 나타내는 자료이다.
• 수치지도: 지형공간정보를 일정한 축척에 따라 디지털 형태로 나타낸 지도이며, GIS의 기초자료이다.
• 벡터자료: 점·선·면의 도형으로 위치와 형상을 표현하는 자료 구조이다.
• 래스터자료: 공간을 격자(셀)로 나누고 셀마다 값을 부여하는 자료 구조이다.
• 공간분석: 버퍼링, 중첩분석 등으로 자료 사이의 거리, 포함, 겹침 관계를 계산하는 기능이다.
• 유일식별자(UFID): 지형·지물마다 부여하는 고유 코드로, 자료를 연계하고 상호 참조하는 기준이 된다.

2. 개념 풀이

GIS는 공간상 위치를 점유하는 지리자료와 이에 관련된 속성자료를 통합하여 처리하는 정보시스템이다. 여기서 지리자료는 위치 정보를 가진 자료이고, 속성자료는 그 위치에 있는 대상의 종류와 특성을 나타내는 자료이다. 하드웨어, 소프트웨어, 지리자료, 인적자원이 결합된 체계로서, 자료를 효율적으로 수집·저장·갱신·처리·분석·출력하는 데 이용된다.

GIS의 원리는 위치를 공통 기준으로 삼아 서로 다른 주제의 자료를 한 공간에 겹쳐 보는 데 있다. 같은 좌표계 위에 놓인 도로, 건물, 임상, 경사 자료는 위치가 같다는 사실로 연결되며, 이 연결을 통해 자료 사이의 관계와 패턴을 찾을 수 있다. 공간자료는 대상의 형상과 위치를 담당하고 속성자료는 그 대상의 의미를 담당하므로, 두 자료가 같은 식별 체계로 묶여야 조건 검색과 통계 산출이 가능하다. 따라서 GIS는 지도를 그리는 도구가 아니라 공간에 근거한 판단을 지원하는 체계로 이해해야 한다.

정보시스템이라는 말은 자료의 생성과 저장에서 분석과 의사결정까지 포함하는 일련의 과정을 뜻한다. GIS의 기능도 이 흐름에 따라 자료구축, 자료관리, 자료분석, 자료·정보제공의 네 가지로 나뉜다. 자료구축은 항공사진이나 현지조사 자료를 디지털 형태로 만드는 단계이고, 자료관리는 저장과 갱신을 맡는다. 자료분석은 공간분석과 속성 조회를 수행하며, 자료·정보제공은 결과를 지도와 보고서로 출력해 의사결정에 전달하는 단계이다.

핵심 용어는 다음과 같다.

• 수치지도: 지표면·지하·수중 및 공간의 위치와 지형·지물, 지명 등 지형공간정보를 전산시스템으로 일정한 축척에 따라 디지털 형태로 나타낸 것이다. 종이지도를 데이터베이스로 바꾼 자료이므로 GIS의 기초자료 역할을 한다.
• 공간자료: 지형·지물의 위치와 기하학적 형태를 좌표로 나타낸 자료이다. 점, 선, 면의 기하 구조로 구성된다.
• 속성자료: 지형·지물의 종류, 성질, 특징을 나타내는 자료이다. 공간자료와 연결되어 조회와 분석의 기준이 된다.
• 벡터자료: 점, 선, 면으로 지형·지물의 위치와 형상을 표현하는 방식이다. 경계나 도로처럼 형태가 뚜렷한 대상에 적합하다.
• 래스터자료: 공간을 격자로 나누고 셀마다 값을 부여하는 방식이다. 위성영상이나 연속적인 표면 자료에 주로 쓰인다.
• 공간분석: 버퍼링과 중첩분석 등으로 자료 사이의 거리, 포함, 겹침 관계를 계산하는 기능이다. GIS 분석의 핵심 기능으로 쓰인다.

3. 등장 배경과 필요성

GIS는 국내에 초창기 대학을 중심으로 도입되었다. 토지, 환경, 수질, 교통 등의 의사결정을 원활하게 수행하고 결과를 정량화하기 위한 수단이었다. 이후 대구 가스 폭발 사건과 성수대교 붕괴 사건을 계기로 국가 차원의 정보 인프라 구축이 필요하다는 인식이 커지면서 GIS 도입이 불가피해졌다.

이에 국가는 1994년부터 국가NGIS 구축사업을 추진하였고, 국립지리원 주관으로 전국을 대상으로 한 수치지도 제작이 그 일환으로 이루어졌다. 국가적 규모에서 처음 개발된 수치지도는 국가기본도로 제작되었으며, 종이지도를 컴퓨터에서 활용할 수 있도록 수치화하는 방식이었다.

종이지도는 사회, 경제, 문화, 행정 정보와 지리정보가 통합되지 않은 형태여서 계량적 분석이나 정책 결정에 쓰기 어려웠다. 종이지도를 기준으로 자료를 다시 찾고 가공하는 과정에서는 시간, 인력, 비용이 낭비되었다. 정보화 사회에서는 정확한 정보를 신속하게 유통해야 하므로, 지도를 데이터베이스로 보존하고 재가공하는 수치지도의 필요성이 커졌다.