1. 개요
Geographic Information System. 인간생활에 필요한 지리정보를 컴퓨터 데이터로 변환하여 효율적으로 활용하기 위한 정보시스템으로 한국어로는 지리 정보 체계라고 한다.정보시스템이란 의사결정에 필요한 정보를 생성하기 위한 제반 과정으로서 정보를 수집, 관측, 측정하고 컴퓨터에 입력하여 저장, 관리하며 저장된 정보를 분석하여 의사결정에 반영할 수 있는 시스템으로, GIS는 지리적 위치를 갖고 있는 대상에 대한 위치자료(spatial data)와 속성자료(attribute data), 시간자료(temporal data)를 통합·관리하여 지도, 도표 및 그림들과 같은 여러 형태의 정보를 제공한다. 즉, GIS란 넓은 의미에서 인간의 의사결정능력 지원에 필요한 지리정보의 관측과 수집에서부터 보존과 분석, 출력에 이르기까지의 일련의 조작을 위한 시스템을 의미한다.
2. 역사
GIS의 역사의 시작은 주제도(Thematic Mapping)의 제작으로부터 시작되었다고 할 수 있다. 1854년 영국의 존 스노우 교수가 만든 런던 콜레라 사망자 수 지도가 그 예이다[1]. 주제도는 지도에 특정 정보를 표시함으로서, 특정 목적으로 이용할 수 있도록 만들어졌다는 점에서 GIS의 조상 격으로 볼 수 있다.20세기에 들어서면서 컴퓨터 기술이 발달되자, 컴퓨터를 이용한 모델링과 공간분석이 가능해졌다. 1963년에는 캐나다 정부 산하 연구기관의 로저 톰린슨 박사의 주도로 세계 최초의 전산화 GIS[2]인 '캐나다 GIS(Canada Geographic Information System)'가 구축되었는데, 북쪽의 동토를 제외한 캐나다 전역의 토지를 7가지 등급으로 나눠 수집, 관리, 분석하는 시스템이었다[3]. 이 덕분에 토지 관련 법이 체계적으로 제정될 수 있었고 토지 자원 또한 보다 효율적으로 관리할 수 있게 되었다.
1970년대에 들어서면서 컴퓨터의 본격적 보급으로 대학교에서 GIS를 적극적으로 활용할 수 있게 되었다. GIS는 자원, 환경, 공공시설 관리 등의 분야에 중점적으로 활용되었다. 또한, 1972년 발사된 LANDSAT 1 위성은 GIS 데이터 획득에 중추적인 역할을 하게 되었다[4].
이후 PC의 확산으로 GIS는 대중화되기 시작했으며, 최근에는 GIS 서버의 등장으로 인터넷 브라우저를 이용해서도 GIS 분석기능을 사용할 수 있게 되었다. 초기의 GIS의 목적은 주로 데이터베이스 구축에 있었으나, 현재는 응용 서비스를 제공하는 쪽으로 관점이 전환되었다.
3. 활용
GIS는 인간의 현실생활과 밀접한 관계가 있는 모든 자료를 취급하기 때문에 광범위한 활용분야를 가지고 있다. GIS의 활용분야는 토지, 자원, 도시, 환경, 교통, 농업, 해양 및 국방에 이르기까지 다양한 산업 전반에 걸쳐 빠르게 발전하고 있다.상업용 드론이 개발됨에 따라 원하는 데이터가 없을 수도 있는 위성 사진이나, 비싼 금액 들여서 촬영 전용 비행기를 고용하는 대신 상대적으로 싼 드론을 구매해 직접 촬영하는 비율도 늘었다[5].
GIS를 사용하는 사람은 크게 세 부류로 나눌 수 있다. 바로 GIS 데이터의 열람자(Data Viewer)와, GIS 데이터 분석가 및 지도 제작자 (Data Editor), 그리고 GIS 플랫폼을 구축하고 관리하는 전문가(Administrator/Developer) 집단이다[6].
구글, 네이버, 카카오 등에서 개발한 엔진의 경우 서드파티(3rd party) GIS 엔진이며, 탄탄하면서도 개인에 중점을 뒀다. 다만, 기업에서 사용하기에는 무거우면서도 비용이 늘어나 국내 기업에서는 기업 중심의 GIS 엔진을 개발했다. 현대오토에버의 경우 업무에서 자주 활용되는 기능만 모아서, 단순한 형태의 GIS 정보를 시각화 할 수 있도록 접근성을 높이고 최적화한 HAE-GIS 엔진을 개발했다. HAE-GIS 엔진은 공간 내 좌표와 지도를 구성하고 운용하는 기능, 공간을 분석하는 기능, 인덱싱과 검색 등 업무에 필요한 기능을 갖췄다.
3.1. 예시
- 숲 한가운데 있는 벌목장에서 근처 제재소로 자재를 수송해야할 때 가장 효율적인 길을 찾을 수 있다. 각종 초목, 고도차, 수송차량의 무게를 견딜 수 있는 토양 데이터를 조합해 최대한 고효율 길을 자동으로 찾을 수 있다. 각종 장애물로 인해 최단거리가 오히려 훨씬 비싸게 먹힐 경우가 흔하기 때문.
- 50년간 축적된 위성 사진을 통해 특정 지역이 그 동안 어떻게 발전해왔는지, 어느 방향으로 뻗어갔는지 한눈에 보고 이해할 수 있다. 홍수 같은 자연재해로 인해 쉽게 접근하지 못하는 지역의 피해도 손쉽게 시각적으로 파악이 가능하다. 2010년 아이티 지진 당시 구조 작업과 피해 복구 작업등을 보조하기 위해 세계 곳곳의 GIS 종사자들이 온라인으로 재능기부를 했다.
- 프랜차이즈 회사가 새로운 매점 위치를 선정할 때 각종 데이터를 조합해 가장 좋은 위치를 선정 할 수 있다. 이럴 경우 생각지도 못한 변수도 선정 단계에서 발견될 가능성이 높다.
3.2. 소프트웨어
ESRI사의 ArcGIS 가 가장 높은 시장 점유율을 보이고 있다. 또한, Mapinfo의 MapX등이 있다. 오픈소스 GIS 프로그램으로는 QGIS, GeoAPI, UMN Mapserver, 미 육군 공병대 건설기술 연구센터에서 개발한 GRASS 등이 있다. [7]3.2.1. ESRI ArcGIS
사실상 업계 표준으로 일컬어지는 ArcGIS의 경우 사용이 쉽고 기능이 많으며, 유명세 덕에 웬만한 작업 중 생기는 질문이나 문제점은 ESRI 인터넷 커뮤니티에 이미 답이 나와있을 정도로 이슈 대응도 편하다. 또한 AutoCAD 등 다양한 타사 소프트웨어/하드웨어 호환성이나 특수 파일 형식에 대해 공식 지원을 잘 해주고, 문제 해결이 안될 경우 이에 대한 고객지원도 잘해준다.하지만 개인이 아닌 기업이나 정부, 대학의 경우 수천만원, 심하게는 억대에 달하는 라이센스, 복잡한 라이센스 관리, 심하면 몇년씩 끌고가는 버그들 등 단점을 가지고 있다.[8]
3.2.1.1. ArcGIS Desktop
마지막 공식 버전 v10.8.1. 고객 서포트는 2026년 3월 1일까지 지원한다고 한다. 버전에서 예측할 수 있듯 ESRI사의 역사 그 자체인 PC용 소프트웨어 패키지. 수십년동안 꾸준히 업데이트 해오며 추가 업그레이드가 중지된 2022년에도 대부분의 유저들이 쓰는 소프트웨어인 만큼 GIS 분야의 원탑. 하지만 32-bit 인데다가 새로운 기능이 애드온 형식으로 계속 추가됨에 따라 엄청 무거운 소프트웨어가 되어 버렸고 밑의 동생에게 점유율을 뺏기는 중. 그만큼 에러도 자주 나는건 덤.[9] 하지만 밑의 ArcGIS Pro보다 더 안정적인 기능들도 존재하기에 삭제하지 않고 둘다 같이 쓰는 유저들도 많이 남아있다.3.2.1.2. ArcGIS Pro
위 ArcGIS Desktop을 대체하기 위해 바닥부터 새로 짜여진 소프트웨어. 기존 ArcGIS Desktop이 여러 개별 프로그램을 묶은 패키지였지만 이건 한개의 프로그램으로 통합되었고, Python 2.x 를 쓰던 전작의 기능들도 전부 3.x 버전으로 포팅 되었다. 64-bit 지원 덕분에 크게 증가한 최적화와 Microsoft Office를 닮은 UI 디자인으로 인해 초보들이 입문하기 많이 쉬워졌다.3.2.2. QGIS
QGIS 프로젝트 한국어 홈페이지.오픈소스 소프트웨어이다. 유럽에선 ArcGIS만큼 많이 쓰인다. 별도의 기업용 라이센스도 없는 완전한 오픈소스라는 장점이 있어 최근에는 국토교통부에서도 공공데이터를 배포할 때 설치 파일을 제공하고 있고, 현업에서도 단순 편집 등 기본적인 작업을 위해 널리 사용되고 있다. 오픈소스 소프트웨어인만큼 일반인들도 자신의 컴퓨터에 이 소프트웨어를 돈 내지 않고 깔아서 독학할 수 있다. 특히 학교처럼 수많은 학생을 상대해야 하는 곳에서는 라이센스 관리가 어렵기 때문에 ArcGIS와 QGIS를 병행 사용하거나 처음부터 QGIS만을 사용하는 곳이 늘고 있다.
3.3. 공간정보제공 플랫폼
지도 데이터, 위성 및 항공사진, 위치정보 등을 개방형으로 제공하는 플랫폼. 자주 사용하는 구글 지도나 구글 어스, 네이버 지도 및 카카오맵와 같은 것들이 여기에 해당된다. 내비게이션 역시 이러한 공간 정보 플랫폼의 예시로 볼 수 있다.4. 기타 이슈
GIS 데이터의 소유권을 두고 국가기관이 가져야 하는지 기업이 자율적으로 관리하게 두어야 하는지 논란이 있다. 이는 데이터를 공공재로 볼지, 아니면 특허권 및 저작권이 있는 상품으로 볼 지에 따라 갈린다.또한 민감한 개인 정보가 포함되어 있는 데이터베이스나, 해당 데이터베이스를 보관하는 서버 하드웨어의 경우 실질적인 위치가 문제가 되는 경우도 있다. 예를 들어 비용 문제로 캐나다 지자체 정부의 데이터베이스와 GIS 서버를 AWS에 구축할 경우, 자국민의 세금 정보가 타국인 미국의 관할권에 들어간다.[10]
5. GIS 관련 학과
주로 지리학, 도시공학, 토목공학, 측량학(지적학) 등의 분야에서 중점적으로 다룬다. 도시학과, 지리학과, 토목공학과, 지리교육과 등에서도 GIS를 다룬다. 학과뿐만 아니라, 교양/전문 과목으로 GIS 에 관련된 내용을 넣기도 한다. 최근엔 거의 필수적으로 배워야 하는 분야 중에 하나로 자리잡았다. GIS에 특성화된 학과도 몇 개 있는데, 이들 학과의 이름에는 주로 공간정보나 GIS가 학과 이름에 들어가 있다. 다음은 GIS 특성화 학과의 목록이다.- 경북대학교 융복합시스템공학부 항공위성시스템전공
- 경일대학교 공과대학 공간정보공학과
- 경희대학교 이과대학 지리학과[11]
- 공주대학교 인문사회과학대학 지리학과
- 강릉원주대학교 사회과학대학 도시계획부동산학과
- 국민대학교 산림환경시스템학과
- 남서울대학교 공과대학 드론공간정보공학과
- 명지대학교 공과대학 부동산지적GIS학과
- 국립부경대학교 환경해양대학 위성정보융합공학전공
- 상명대학교 공간환경학부
- 서울시립대학교 도시과학대학 공간정보공학과 - 지적정보학과에서 출발한 곳으로, 측량이나 지적 관련 수업이 많은 곳이다.
- 세종대학교 환경에너지공간융합학과
- 신성대학교 항공지리정보과
- 신한대학교 토지행정학과[12]
- 안양대학교 창의융합대학 도시정보공학과
- 유원대학교 공간정보학과
- 인하대학교 공과대학 공간정보공학과 - 국내 최초 공간정보 분야의 특성화학과
- 인하대학교 소프트웨어융합공학과 스마트모빌리티공학과
- 인하공업전문대학 지구환경공학부 전(항공지리정보과) 현 공간정보빅데이터과 - 22년도 3년제 변경
- 전북대학교 도시공학과
- 청주대학교 인문사회대학 지적학과
- 한국전통문화대학교 전통조경학과
- 한국교통대학교 도시교통공학과
[1] 지도에 각 사망자의 주거위치를 표시해 특정 지역에 사망자들이 몰려있는 것을 파악, 콜레라 전염의 원인이 한 우물이라는 것을 밝혀냈다.[2] 엄밀히 따지면 GIS 자체가 컴퓨터 기반을 전제로 하는 분야인 만큼 그냥 최초의 GIS라고 해도 상관없다.[3] 이 시스템의 결과물이 CLI (Canada Land Inventory). 말 그대로 캐나다 땅 목록[4] LANDSAT 9 가 현지시각 2021년 9월 21일에 발사되었다. LANDSAT 프로그램의 취지는 수집되는 데이터의 일관성이기에 LANDSAT 1 에 달려있던 센서처럼 LANDSAT 9 도 RGB 30m 해상도 센서를 탑재했다. 군사/첩보 위성들 중 cm급 해상도를 자랑하는 센서들이 수두룩한 것과는 정반대. 물론 필요에 따라 특정 지역만 고해상도로 촬영하는 군사 위성들에 비해 LANDSAT 은 지구 표면을 16일마다 통째로 촬영하기에 30m도 절대 낮은 해상도는 아니다. 이 프로그램의 데이터를 무료로 배포하는 것도 큰 장점.[5] DJI Mavic 2 Enterprise 같은 작지만 고성능 드론으로도 충분히 쓸만한 고해상도 사진을 찍는게 가능하다. 그러나 상업 모델은 상업 모델인지라 기본 악세사리 포함 이거 하나만으로도 천만원에 근접해서 개인이 구매하기엔...[6] 밖에 나가 직접 데이터를 수집, 수집후 쓸 수 있게 변환하는 작업도 GIS의 일환이다. 보통은 한두가지 업무에 집중하지만 자신이 근무하는 단체의 규모가 작을 경우 이 모든 작업을 혼자 도맡을 수도 있다.[7] QGIS를 깔면 GRASS가 함께 들어있다. 애초에 같은 곳에서 만든 것이니.[8] 물론 심각한 버그일 경우 즉각 발표, 해결책이 나온다.[9] GIS나 ESRI 관련 유머/밈도 전부 이 프로그램을 풍자하는게 현실.[10] 최근에 서버의 위치를 고를 수 있는 기능이 추가됐다.[11] 전국 지리학과 중 GIS관련 과목의 비중이 높으며 지리정보실습실등의 GIS관련 시설 및 학과단독 실습실등을 갖추고 있다. GIS분야에만 4분의 교수님이 있으며 이는 전국 지리학과중에 가장 많은 수이다. 지리학계에서 GIS연구의 1세대인 황교수님이 계신다.[12] 전공 필수 과목 중 GIS를 공부하는 과목이 있다.