웹GIS 환경을 위한 지리공간 시뮬레이션 프레임워크 개발

Abstract

최근 공간자료의 중요성이 증대함에 따라 전통적인 지리정보 분야를 포함한 환경분야, 도시분야, 자연과학분야 등 다양한 분야에서 시뮬레이션을 하기 위해 공간자료를 이용하는 사례가 증가하고 있다. 공간자료를 연구에 활용하기 위해서는 자료 수집을 시작으로 원자료의 다양한 파일 포맷 분석, 단일 포맷으로 변경하기 위한 리포맷팅, 지리공간 자료의 지도투영 변환, 그리고 연구지역 내 자료 추출 등의 작업이 필요하다. 하지만 이러한 작업은 한 번의 작업으로 끝나는 것이 아니라, 수회에 걸친 반복된 작업을 통해서 연구에 필요한 자료를 얻을 수 있다. 또한, 공간자료의 특성으로 인해 지리정보 분야에 전문지식이 없는 연구자, 과학자 그리고 통계학자 등은 공간자료를 처리하고 연구에 활용하는데 많은 어려움이 있다. 2004년 O'Reilly의 부사장인 데일 도허티(Dale Dougherty)에 의해 처음 제안된 Web 2.0의 등장으로, 위와 같은 문제를 해결하기 위해 웹 기반의 시뮬레이션 시스템을 개발하는 사례가 증가하고 있다. 하지만 전통적인 웹 기반의 시스템 개발방법으로는 공간자료를 효율적이면서 효과적으로 다루는데 한계가 있다. 특히, 공간정보 분야에 전문지식이 없는 비전문가들이 공간자료의 포맷 변환, 지도투영 변환 등 공간자료의 특성을 고려하여 시스템을 구현하기 위해서는 많은 시간과 높은 기술 숙련도가 요구된다. 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 전통적인 컴퓨터공학 분야뿐만 아니라 공간정보 분야에서도 생산성 향상과 균일화된 품질을 제공할 수 있는 프레임워크에 대한 연구가 필요한 실정이며, 현업에서도 반드시 도입해야 되는 중요한 요소로 인정받고 있다. 따라서 본 연구에서는 공간자료의 효율적인 자료처리, 모듈 간 느슨한 결합, 다양한 플랫폼 지원, 통계 분석 지원, GIS 분석 지원 등을 고려하여 웹GIS 기반의 시뮬레이션 시스템을 효율적으로 구축할 수 있는 지리공간 시뮬레이션 프레임워크를 제안하였다. 제안된 프레임워크는 지리공간 데이터세트, 모델, 프로세싱, 그래픽, 분석, 웹 맵핑 서비스로 구성하였다. 각 모듈의 구성요소는 오픈소스 기반의 라이브러리와 소프트웨어 및 본 연구에서 개발한 라이브러리와 소프트웨어를 이용하여 구성하였다. 프레임워크의 평가를 위해 도시계획분야의 도시성장을 대상으로 한 시뮬레이션 시스템을 개발하고 기존 프레임워크와의 비교 평가하였다. 프레임워크 평가 항목으로 유지보수성, 재사용성, 개발환경, 확장성, 개발비용, 기술 종속성을 선정하고 각 평가항목별로 기존 프레임워크와 제안된 프레임워크의 평가를 실시하였다. 기존 프레임워크는 개발환경, 개발비용, 유지보수성을 제외한 재사용성, 확장성, 기술 종속성 평가항목에서 우수 평가를 받았다. 반면, 제안된 프레임워크는 확장성을 제외한 유지보수성, 재사용성, 개발환경, 개발비용, 기술 종속성 평가항목에서 우수 평가를 받았다. 제안된 프레임워크는 멀티 플랫폼을 지원하는 오픈소스 기반의 라이브러리와 소프트웨어를 선택하고, 시뮬레이션 시스템에 불필요한 요소의 제거함으로써 기존 프레임워크에 비해 우수한 평가를 받았다. 그리고 프레임워크를 이용하여 개발된 시스템은 많은 연구자에게 데스크톱 기반의 어플리케이션보다 보다 직관적이고 편리하게 연구지역 선정 및 분석 기능을 제공할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 시스템 사용자는 과학적인 분석 및 분석 결과를 바탕으로 의사 결정에 보다 더 집중할 수 있을 것으로 생각된다.