다목적 산림자원조사 체계 구축을 위한 GIS 데이터베이스의 구성, 관리 기법 및 공간 정보 분석 기술 doc_id PCY_201412080940175471_5

이전까지의 산림조사가 단순히 산림자원의 현황을 파악하는 수준에서 이루어졌다면 2006년부터 실시되고 있는 제5차 국가산림자원조사에서는 다목적 산림자원조사체계로 개편하고 임목자원 외에 다양한 산림자원 및 입지, 생태환경에 관한 전반적인 정보를 수집 조사하여 국내외의 각종 산림 통계 수요에 대비한다. 제5차 국가산림자원조사는 전국의 산림 약 640만 ha를 대상으로 실시하며, 전국 산림에 배치된 약 4,000개의 고정조사표본점을 매년 20%씩 조사하여 5년에 모든 표본점 조사를 완료하도록 계획되어 있다. 아울러 이후 2011년부터는 5차 다목적 산림자원조사를 토대로 모니터링 조사를 실시할 계획이다. 다목적 산림자원조사로 얻어지는 다양한 정보를 효율적으로 통합 관리하기 위해 위치정보에 기반을 둔 GIS DB를 구축할 필요가 있다. GIS 데이터베이스 구축은 데이터베이스 설계, 공간자료 입력, 편집과 위상관계 설정, 속성자료 입력, 자료관리 등의 과정으로 완성된다. 데이터베이스 설계는 데이터베이스 구축을 위한 기본 요구사항 분석, 데이터베이스의 기능 및 성능 분석, 데이터베이스의 기본 구조 정의 및 구성항목 분석 등의 단계를 거친다. 제5차 국가산림자원조사는 전국적으로 5년을 주기로 하여 동일한 표본점에 대한 조사가 반복적으로 이루어진다. 동일한 표본점에 대한 주기적인 조사는 산림시업 정보, 토지이용 정보, 산림생장 등 다양한 산림 변화의 모니터링이 가능하기 때문에 매우 중요한 정보를 제공하며 이것이 산림조사체계 개편의 중요한 이유이기도 하다. 따라서 표본점의 정확한 위치를 확보하여 5년마다 동일한 지점에 대하여 반복적인 측정이 가능하도록 고정표본점을 관리하고 이에 대한 정보도 확보하여야 한다. 국가산림자원조사 표본점 정보는 표본점 위치정보와 표본점 조사자료 및 참조지리정보로 이루어진다. 참조지리정보는 외부 공간데이터로써 현지조사를 지원하거나 산림통계 산출에 필요한 GIS 보조정보를 의미하며 기존에 구축되어 있는 DB를 연계하여 사용한다. 따라서 국가산림자원조사의 GIS DB는 조사 표본점의 위치도를 포함한 다중 공간지리정보 레이어와 표본점에 대한 현지 조사의 입력 자료로 구성된다. 동형화(conflation)란 서로 다른 레이어 간에 존재하는 동일한 객체의 크기와 형태가 동일하게 되도록 보정하는 방식을 말한다. 예를 들어 동일 지역을 나타내는 두 레이어의 산림이 동일 좌표계로 등록된 경우 중첩을 시킬 때 이론적으로 정확하게 일치되어야 한다. 그러나 실제로는 정확한 중첩은 불가능한 경우가 많으며, 그 이유는 두 개의 레이어가 각각 입력되는 과정에서 각기 다른 유형의 오차가 생성되어 위치 오차를 발생하기 때문이다. 만일 동일 지역을 나타내는 폴리곤이 중첩될 때 경계가 똑같이 일치하지 않는 경우 크고 작은 폴리곤(sliver)이 경계 부위를 따라 만들어지며, 이러한 미소 폴리곤은 부정확한 공간분석으로 인한 잘못된 정보의 생성을 초래하는 원인이 된다. 이러한 오차를 줄이고 동형화를 시키기 위한 하나의 방법의 한 레이어에서 객체가 지닌 경계를 기준으로 하여 다른 레이어에 나타나는 경계를 그 기준에 맞추는 방법이며 이러한 방식을 템플리트 방식이라 한다. 넓은 지역에 해당하는 자료를 컴퓨터에 입력하여 관리할 때 관리 목적상 작은 단위면적으로 나누어 관리하는 것이 여러모로 편리하다. 이렇게 전체 대상지역을 작은 단위면적으로 분할하여 관리할 때 각각의 작은 면적을 나타내는 지도를 타일(tile)이라고 하며, 타일을 만드는 과정을 타일링(tiling)이라고 한다. 타일을 기반으로 하는 데이터의 관리는 파일의 효율적인 검색기능을 제공함으로써 시스템의 제반 기능을 향상시킬 수 있다. 자동화된 타일의 관리는 수치지도를 관리하는 공간데이터베이스의 기능에 속한다. 경우에 따라서 사용자는 타일을 별개의 대상지역으로 하여 관리하고 주변지역의 파일을 다시 재결합시켜야 할 때가 있다. 이렇게 여러 장의 지도를 합쳐서 하나의 지도로 만드는 과정은 타일링과는 반대되는 개념으로써 지도의 결합(map join)이라 한다. 지도의 결합에는 인접 지도간 경계의 부합을 통한 지도 합병이 이루어지게 되며, 합병시 경계면에서의 불부합으로 인한 오차를 최소화시켜야 한다. 공간도메인 설정에 의해 GDB 공간으로 좌표값이 이동된 후 실수의 좌표값을 정수의 GDB 좌표값으로 바꾸어 주는 배율(scale factor)인 정밀도를 설정해주어야 한다. 정밀도는 GDB에 저장되는 좌표 값의 상세 정도를 나타낸다. 이 때 클라이언트 관점에서 소숫점 몇째 자리까지 확인할 수 있는가? 어떤 단위로 확인할 수 있는가? 등을 고려하여 데이터 정확도를 보장할 수 있는 적절한 정밀도 값을 선택해야 한다. 여기서, 좌표체계단위(coordinate system units)는 ArcMap 상에서 보여지는 좌표 값의 단위이고 저장단위(storage Units)는 GDB 상에 저장될 수 있는 좌표 값의 최소 단위로 어느 정도의 데이터 정확도를 가지고 GDB에 저장할 지를 결정짓는 단위이다. 정밀도는 [좌표체계단위/저장단위]로 계산되어질 수 있는데 수치임상도 제작의 경우 적절한 데이터 범위를 설정하기 위해 1000, 2000, 3000, 4000 등의 값을 대입해 정밀도에 따른 데이터 범위의 변화를 확인해 본 결과 3,000이 실제 필요한 데이터 범위에 적절한 최대 X, 최대 Y값을 만족시키는 정밀도인 것으로 확인되었다. 적지적수선정 프로그램은 컴퓨터를 활용하여 적지를 선정하고 적지에 적합한 적수를 판별하는 프로그램으로 모듈이 적지와 적수로 구분되어 있다. 분석 인자로서는 표고, 경사, 방위, 미세지형, 토양형, 유기물 토심 등이며, 이들에 대해서 세부적으로 구분하여 분석에 활용하고 있다. 적지선정 모듈은 조림수종별 최적지를 선정하기 위해 토양조건 및 지형요인 등을 단계별로 추적하는 시업판별 흐름도를 활용하였다. 또한, 적지선정 결과물의 종류는 단일분석인자에 의한 적지 선정도, 복합 인자에 의한 적지 선정도로 나누어진다. 적수 판정모듈에서 적수판정은 시업판별 흐름도와 기후대별 조림수종도를 활용하여 분석한다. 대상 수종은 경제조림수종 21개 중 일부 수종을 제외한 총 18개 수종으로 구성되어 있다. 적수도의 결과물 표현은 유사 성격을 지닌 수종들을 군으로 묶어서 재분류한 후, 분포지역을 동일한 색상으로 표시한 주제도 형식으로 나타낸다. GEOMania Pro는 국내에서 개발된 GIS 프로그램으로 지도와 관련된 geographic data의 맵핑, 데이터 관리, 편집, 분석 및 출력에 용이한 컴포넌트 기반의 Desktop Software이다. Windows 2000/XP 환경에서 안정적으로 운영되는 GEOMania Pro는 OpenGIS 아키텍쳐를 수용하고 수치지도 및 영상 지도를 중첩한 통합 데이터 모델을 사용하여 공간 데이터를 맵핑하고 관리, 분석할 수 있는 기능을 제공한다. 이 소프트웨어는 시설물 관리, 도시계획, 환경영향평가, 재난방지 등 의사결정이 필요한 모든 분야에서 활용할 수 있다. 서버시스템인 GMS/D(GEOMania Millennium Server/Database)는 대용량 GIS 공간 데이터 및 비공간 데이터를 통합 관리하는 Spatial DBMS로써 클라이언트/서버 환경의 GIS 시스템 구성을 지원하여 NT, UNIX, LINUX 서버를 위한 플랫폼을 제공하며 대용량의 GIS 데이터를 신속하고 안정적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.