개방형 BIM 기반 IFC 모델을 이용한 실내공간정보 시각화 도구개발 및 활용방안 연구

류정림,문선기,추승연 대한공간정보학회 2015 Spatial Information Research Vol.23 No.5

MOLIT (Minister of Land, Infrastructure and Transport) authorized Indoor Spatial Information as Basic spatial information in 2013. It became a legal evidence for constructing and managing Indoor Spatial Information. Although it has a little advantage to utilize as service level that Indoor Spatial Information by laser scan or measurement, it has a lot of problems such as consuming many resources, requiring additional progresses for inputting Object Information. In conclusion, it is inefficient to utilize for the maintenance and domestic AEC/FM field. The purposes of this study is to output Indoor Spatial Information by operating IFC model which based on open BIM and to improve availability of Indoor Spatial Information with data visualization. The open-sources of IFC Exporter, a inner program of Revit (Autodesk Inc), is used to output Indoor Spatial Information. Directs 3D Library is also operated to visualize Indoor Spatial Information. It is possible to inter-operate between XML format and the objects of Indoor Spatial Information. It can be utilized in various field as well. For example COBie linkage in facility management, construction of geo-database using air-photogrammetry of UAV (Unmaned Areal Vehicle), the simulation of large-scale military operations and the simulation of large-scale evacuation. The method that is purposed in this study has outstanding advantages such as conformance with national spatial information policy, high level of interoperability as indoor spatial information objects based on IFC, convenience of editing information, light level of data and simplifying progress of producing information. 2013년 국토교통부는 부가가치와 활용도가 높은 실내공간정보를 국가 핵심 공간정보로 구축 관리하기 위하여 ‘기본공간정보’로 추가 지정하였으며, 이에 전국의 실내공간정보를 구축하고 관리할 수 있는 법률적 근거와 계기가 마련되었다. 하지만 측량/촬영 및 레이저스캐닝을 이용하여 실내공간정보를 구축할 경우 실내공간의 매핑으로 시각적 서비스차원의 활용은 유리하지만 시간적, 인적, 물적 자원의 소비가 크고 속성정보의 입력을 위해 추가적인 정보가공을 필요로 하는 등 유지관리 측면과 국내 AEC/FM 분야 정보의 활용이 제한적이라고 판단된다. 이에 본 연구에서는 개방형 BIM 기반의 IFC 모델을 이용하여 실내공간정보를 추출하고 이를 데이터 시각화 기술과 연계하여 이해와 표현이 쉬운 실내공간정보 시각화 방안을 마련함으로써 실내공간정보의 활용성을 높이고자 하였다. 시각화 도구는 Autodesk사의 Revit 내부 프로그램인 IFC Exporter의 오픈소스를 이용하여 실내공간정보를 추출하였으며 실내공간정보의 시각화를 위해서는 Direct3D Library를 사용하였다. 생성된 실내공간정보 객체는 XML 포맷과 상호호환이 가능하며 시설물 유지관리 분야의 COBie 연계, 항공촬영 혹은 UAV를 활용한 공간데이터베이스 구축, 대규모 군사작전 시뮬레이션, 재해/재난 발생 시 대규모 피난 시뮬레이션 등에 활용될 수 있다. 본 연구에서 제시한 실내공간정보 시각화 방안은 국가의 공간정보정책방향에 부합하고 기존 데이터에서 추출하여 생성함으로써 정보생산의 단계가 간편하다. 또한, IFC 기반의 실내공간정보 객체로써 상호운용성이 높고 정보의 편집이 용이하며 데이터의 경량성 측면에서 우수하다.

공간통계정보관리의 규범적 전망에 관한 일고 -관련 입법의 현황과 새로운 법제화의 필요성을 중심으로-

이상경 ( Sang Kyung Lee ) 한국법정책학회 2009 법과 정책연구 Vol.9 No.2

Spatial statistical information means any data or information related to population, industry, geography, etc., which is to be processed by electronic procedure in order for users to interpret spatial statistics or geographical positioning from geo-spatial perspectives. Spatial statistical information has a variety of practical meanings in terms of utilizing it many different areas, such as establishing digitalized government system, national geographical information service(GIS) program, ubiquitous regional digitalized program in public sectors as well as systematically analyzing statistical information about population, housings, businesses in private sectors. Since this kind of information playes an important role in enhancing national competitiveness, innovating structural framework of the central or a local government organizations, and other industries in many ways, this article deals with the normative perspective of the necessity of enacting laws with regard to managing spatial statistical information in order for providing legal grounds for its use. The main point is why we need these kind of laws and what kind of contents should be included in the spatial statistical information management laws specifically. In the information era of 21st century, building such a strong normative infrastructure for the spatial statistical information management system should be the impending matter, which seems to be also necessary for achieving our country`s goal for being a welfare nation and enhancing our people`s right to information. In this regard, this article, first, examines the related spatial information laws from 1995 to 2008 and, second, suggest some comparative analysis of other countries` spatial statistical information management. Finally, this article underlines general principles and policies which should be considered to make the laws, arguing that legislative efforts on enacting such laws should be added ultimately.

How does ChatGPT evaluate the value of spatial information in the 4th industrial revolution?

Young-Seok Hwang,Jung-Sup Um,Biswajeet Pradhan,Tanupriya Choudhury,Stephan Schlueter 대한공간정보학회 2024 Spatial Information Research Vol.32 No.2

Chat Generative Pre-trained Transformer (ChatGPT), developed by OpenAI, is a prominent AI model capable of understanding and generating human-like text based on input. Since terms and concepts of spatial information are contextual, the applications of ChatGPT on spatial information disciplines can be biased by the perceptions and perspectives of ChatGPT towards spatial information. Therefore, a thorough understanding of the real magnitude and level of comprehension of spatial information by ChatGPT is essential before exploring its potential applications in spatial information disciplines. This article aims to investigate how ChatGPT evaluates spatial information and its potential contributions to 4th Industrial Revolution (Industry 4.0). ChatGPT has summarized a notable perspective on evaluating and utilizing spatial information in the context of the Industry 4.0. The result of this study shows that ChatGPT has a good understanding on contextual concepts related to spatial information. However, it exhibits potential biases and challenges, as its responses lean towards the technological and analytical aspects. The results provide a crucial understanding on how to leverage ChatGPT’s benefits to the fullest while recognizing its constraints, with the aim to enhance the efficacy from the perspective of applications linked to spatial information. Chat Generative Pre-trained Transformer (ChatGPT), developed by OpenAI, is a prominent AI model capable of understanding and generating human-like text based on input. Since terms and concepts of spatial information are contextual, the applications of ChatGPT on spatial information disciplines can be biased by the perceptions and perspectives of ChatGPT towards spatial information. Therefore, a thorough understanding of the real magnitude and level of comprehension of spatial information by ChatGPT is essential before exploring its potential applications in spatial information disciplines. This article aims to investigate how ChatGPT evaluates spatial information and its potential contributions to 4th Industrial Revolution (Industry 4.0). ChatGPT has summarized a notable perspective on evaluating and utilizing spatial information in the context of the Industry 4.0. The result of this study shows that ChatGPT has a good understanding on contextual concepts related to spatial information. However, it exhibits potential biases and challenges, as its responses lean towards the technological and analytical aspects. The results provide a crucial understanding on how to leverage ChatGPT’s benefits to the fullest while recognizing its constraints, with the aim to enhance the efficacy from the perspective of applications linked to spatial information.

효율적인 공간정보 DB 갱신을 위한 법・제도 연구

이효상 한국지적학회 2020 한국지적학회지 Vol.36 No.3

A national spatial information system diagram was created through legal system research for efficient spatial information DB update. The national spatial information system is divided into a management organization and a spatial information system. Management institutions are central administrative agencies, local governments, public institutions, and private institutions, and spatial information systems are hardware, software, DB, and human resources. A local government which directly manages an object to be updated is the most important management organization for updating the space information DB. This was confirmed through analysis of the regulations related to spatial information established and operated by local governments. Therefore, as a legal system improvement item for efficient spatial information DB update, first of all, a legal amendment (proposal) for the introduction of a spatial information authority has been prepared. Secondly, we presented the role of each institution to institutionalize spatial information. Third, for the purpose of clear business promotion, the designation of the spatial information general department (proposal) was drawn up. As for future research, we hope that concrete implementation research of such research will continue. 효율적인 공간정보 DB 갱신을 위하여 법・제도 연구를 통하여 국가공간정보체계도를 작성하였다. 국가공간정보체계는 관리기관과 공간정보체계로 구분된다. 관리기관은 중앙행정기관, 지방자치단체, 공공기관, 민간기관이고 공간정보체계는 H/W, S/W, DB, 인적자원이다. 공간정보 DB 갱신에 있어 가장 중요한 관리기관은 갱신대상물을 직접 관리하는 지방자치단체이다. 이는 지방자치단체에서 제정하여 운영하고 있는 공간정보 관련 조례분석을 통하여 확인되었다. 따라서 효율적인 공간정보 DB 갱신을 위한 법・제도 개선사항으로 첫째, 공간정보 소관청 도입을 위한 법 개정(안)을 마련하였다. 둘째, 공간정보 제도화를 위한 기관별 역할을 제시하였다. 셋째, 명확한 업무추진을 위해 공간정보 총괄부서 지정(안)을 도출하였다. 향후 연구로는 이러한 연구의 구체적인 실행 연구가 지속되길 기대한다.

산사태 위험분석을 위한 국가공간정보 목록 작성에 관한 연구

김태우,윤홍식,송문수 대한공간정보학회 2017 대한공간정보학회지 Vol.25 No.4

In the Korea national spatial data infrastructure(NSDI) Portal, a large amount of spatial information produced or held by the public and private sectors is registered and circulated. In order to activate the use of spatial information directly or indirectly related to our life, it is required to create and manage a list of spatial information in various fields. Currently, NSDI classifies spatial information into seven types according to the government functional classification system. It is difficult for ordinary users to find the information that they want among huge amounts of spatial information that are produced or possessed by the public and private sectors. Especially, There are 28 kinds of spatial information data sets regarding public order and safety in NSDI. These data sets are about 1.1% of the total spatial information. In this study, a list of spatial information for disaster management was prepared, and inventory information on digital topographic map, satellite image, and digital elevation model was surveyed based on basic spatial information as a basis of spatial information utilization. In addition, layer information included in various thematic maps is cataloged according to disaster characteristics such as geological, or geographical features. 국가공간정보포털에서는 공공 및 민간에서 생산하거나 보유한 대량의 공간정보가 등록·유통되고 있다. 우리 생활과 직·간접적으로 관련되어 있는 공간정보의 이용 활성화를 위해서는 다양한 분야의 공간정보목록의 작성·관리가 요구된다. 현재 국가공간정보포털에는 정부기능분류체계에 따라 7개 유형으로 공간정보를 분류하여 제공하고 있다. 일반 사용자들은 공공 및 민간에서 생산하거나 보유한 막대한 양의 공간정보 가운데에서 찾고자하는 정보를 찾기 어렵다. 특히, 공공질서및안전 분야의 경우 1.1%에 해당하는 28종의 공간정보가 등록·유통되고 있다. 본 연구에서는 재난관리를 위한 공간정보목록을 작성하였으며, 공간정보 활용의 기본이 되는 기본공간정보를 중심으로 수치지형도, 위성영상, 수치표고모델에 대한 목록정보를 조사하였다. 그리고 각종 주제도에 포함된 레이어 정보를 지질학적, 지형학적 등 재난특성 별로 목록화 하여 산사태 위험분석에 활용할 수 있도록 하였다.

지방정부의 공간정보 정책수단에 관한 연구 : 광역지방자치단체 공간정보 조례를 중심으로

박성현 아주대학교 법학연구소 2017 아주법학 Vol.11 No.2

제4차 산업혁명 시대를 맞아 공간정보 구축 및 활용이 더욱 중요시 되고 있다. 이러한 시대적 상황에 맞추어 중앙정부는 2009년에 공간정보 3법을 정비하였고, 지방정부도 적극적인 대응을 위한 자치법규를 정비하고 있다. 지방자치단체 차원에서의 공간정보의 체계적인 구축과 효율적인 활용은 해당 지역의 경쟁력을 좌우하는 중요한 척도가 된다. 이러한 배경 하에 본 연구는 지방정부의 공간정보정책의 발전을 위하여 광역지방자치단체의 공간정보의 정책수단인 조례를 비교분석하고, 바람직한 공간정보 조례 개정안을 제시하고자 한다. 지방자치단체가 자치조례를 제정할 수 있는 것은 원칙적으로 자치사무와 단체위임사무에 한하므로 지적업무와 다른 공간정보업무는 자치사무로서 조례로 제정이 가능하다. 현재 전국 7개 시·도에서 공간정보 조례를 제정·시행하고 있다. 공간정보 관련 최초 조례는 광주광역시에서 1997년에 전산계산조직과 지리정보 제공사용료 조례였으며, 2000년대 제정된 6개 시·도의 조례는 「국가지리정보체계의 구축 및 활용 등에 관한 법률」로 시대의 흐름에 맞게 지리정보시스템에 관한 내용을 주로 담고 있었고, 이 법률의 개정으로 2010년 이후 모두 ‘공간정보’로 조례명을 개정하였다는 특징이 있다. 현행 7개 시·도의 공간정보 조례를 검토한 결과, 목적, 정의, 적용범위, 시행계획의 수립, 관리기관과의 협의, 공간정보 데이터베이스 구축 및 관리, 공간정보체계의 표준화, 자료제출 요구, 공간정보협의회 수당, 중복투자 방지 등의 조항에서 정비의 필요성이 제기되었고, 본 연구에서는 이에 대한 개정안을 제시하였다. Establishing and utilizing spatial information infrastructure has become more important in an era of 4th industrial revolution. Keeping up with the times, Central Government restructured Spatial information Act 3 and Local Government is under modifying local regulations for active responses. Systematic establishment and efficient utilizing for spatial information infrastructure becomes the key criterion which decide competitiveness at local levels. This study has done a comparative analysis in spatial information Ordinance of metropolitan municipalities for developing spatial information policy of Local Government. What Local government can enact is limited to autonomous and collective delegated affairs in principle. As Spatial information work, which is different to cadastre work, is included in autonomous affairs, it doesn’t matter for Local Government to enact Ordinances. Now, the major seven cities and provinces of the country has enacted and implemented Spatial information Ordinance. The First Ordinance was about computerized accounting system and geographic information utilizing fees in Gwangju Metropolitan City in 1997. Act on the establishment and use of the National Geographic information System, legislated in the six cities and provinces in 2000s, specified details of geographic information system and all of them the legal term is reformed as ‘Spatial information’ by the change in law. On closer examination of the present Spatial information Ordinance in the major 7 cities and provinces, the need for law maintenance was brought up in articles including purpose, definition, application scope, action plan for national spatial information policy, consultation with management institutions, construction and management of spatial information bases, standardization of spatial information system, request for submission of materials, conference allowance, avoid investment etc. This study presented revisions for them.

고고학적 공간정보의 취득관리와 GIS

정훈진,강동석 한국문화유산협회 2010 야외고고학 Vol.0 No.9

고고학적 조사연구는 유물, 유적 등 과거 인간이 남긴 물질자료가 가지고 있는 시간적·공간적 정보를 통해 인간의 문화활동을 이해하려는 일련의 과정이다. 특히 공간정보는 단순한 절대적 위치정보의 의미뿐만 아니라, 과거 인간의 정치적, 경제적, 사회적 행위에 대한 해석이 가능한 의미화된 장소로 인식되고 있으며, 전통고고학을 비롯한 경관고고학에 이르기까지 연구목적에 따라 정확한 공간정보를 취득하고, 분석·이해하려는 다양한 시도가 있었다. 고고학적 공간정보는 공간적 위치, 고고학적 자료와 타 객체와의 관계, 고고학적 자료의 속성 등 세 가지로 구성되는데, 일반적으로 점, 선, 면의 형태로 지형도 또는 주제도에 추상화되며 설명 자료와 함께 지표·발굴조사보고서에 표현된다. 그렇기 때문에 조사보고서는 고고학적 공간정보를 취득·관리하는 매우 중요한 매체로서 역할을 담당하고 있다고 할 수 있다. 그러나 최근 5년간 발간된 지표·발굴조사보고 서를 살펴보면, 유적·조사지역 위치도 등 필수주제도를 누락하거나, 국가기본도의 미사용, 공간정보의 부적절한 표현 및 부정확성 등의 문제점을 지니고 있다. 이러한 조사보고서의 공간정보 관리에 따른 문제점은 보고서에 수록해야 할 필수주제도를 규정하고, 국토지리정보원 제작 수치지도의 사용, 유적성격과 특성에 맞는 표현방식의 선택, 고정밀GPS를 이용한 공간좌표 획득 등을 통해 극복할 수 있다. 조사보고서의 고고학적 공간정보는 GIS 공간데이터베이스 구축을 통해 공간분석 및 통계 등 조사연구 분야에 효과적으로 활용될 수 있다. DB구축은 일반적으로 개념적·논리적·물리적 모델링 과정을 거치게 되는데, 개념적 설계과정은 유적분포범위 및 위치, 유구배치구역, 개별유구 등에 표현된 고고학적 공간정보의 특성을 반영하고, GIS DB로서의 활용성, 확장성 등을 결정하므로 가장 중요한 단계에 해당된다. 고고학적 공간데이터베이스는 GIS를 통해 문화유산의 보존관리, 학술조사연구에 활용된다. 문화유산 관리 차원의 GIS는 국가 또는 공공단체에 의해 주도되며, 자료관리 및 정보서비스, 보존정책수립에 따른 의사결정 지원 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 학술적 조사연구 분야에서 GIS의 활용은 단순한 유적분포도 작성을 비롯하여 패턴·입지분석, 유적분포가능지 예측 모델링까지 매우 다양하며, 유적·유물의 고고학적 현상을 시각화·객관화하여 보다 설득력 있는 고고학적 해석을 유도할 수 있다. Archeological study consists of a series of interpretative procedures for the understanding of human cultural through chronological and spatial information obtained from the remains of past human action. In the case of spatial information, not only does it provide absolute locational information, it is also significant in terms of the political, economical and social activities of past populations. From traditional archaeology to more recent landscape approaches, there have been many attempts to acquire, analyze and understand precise spatial information. Archeological spatial information is composed of three sub-categories: spatial location, the relationship between archeological data and other objects, and the characteristics of archeological data. This information is generally represented on a topographic map through points, lines and polygons, or is abstracted into a thematic map and used in field survey and excavation reports. Therefore it can be said that such reports represent the most important medium involved in the acquisition and management of archeological spatial information. Yet, field survey and excavation reports published in the last five years demonstrate various problems, such as the omission of necessary thematic maps, the absence of the national basic map, the unsuitable representation of spatial information, and inaccurate spatial information. However, those problems can be overcome by regulations which make it compulsory to use the national basic map, the utilization of digital maps produced by the National Geographic Information Institute (NGII), the selection of data expression methods suitable to the material, and the use of high precision GSP, such as DGPS and RTK. By implementing a GIS spatial database, the archeological spatial information contained within field survey and excavation reports can be effectively utilized in many ways, such as for data management, spatial analysis, and statistics. The construction of an archeological spatial database will require processes of conceptual, logical and physical modeling. As the conceptual planning stage determines the extensibility and usability of the database, the range of the archeological information which is to be dealt with should be carefully considered. An archeological spatial database can be effectively utilized, through GIS, for conservation management and academic research. GIS for the management of cultural remains is generally carried out by the government or public organizations, and is widely used in data management, information systems, and decision making when formulating policies. From an academic research perspective, it can be used in various ways, such as in the production of site distribution charts, as well as for geographical condition analysis and predictive modeling in particular. In facilitating the visualization and the objective analysis of archaeological data, it will also lead to tighter archeological interpretations.

지자체 3차원 공간정보시스템의 현황 및 활성화 방향에 관한 연구

윤정미 ( Jeong Mi Yun ),김태우 ( Tae Woo Kim ),서용철 ( Yong Cheol Suh ) 한국지리정보학회 2011 한국지리정보학회지 Vol.14 No.4

3차원 공간정보시스템은 도시공간의 표현, 분석, 시뮬레이션을 통해 2차원 공간정보시스템에 비해 효율적인 관리를 도모하는 시각적 우수성을 가진다. 지금까지 구축된 3차원 공간정보시스템은 중앙정부 주도하에 개발되어 지역적 특색이 고려되지 않은 단순 보여주기 식의 시뮬레이션에 편중되어 있었다. 3차원 공간정보시스템의 역할을 효율적으로 이용하기 위해서는 우선적으로 구축되어 있는 각 지자체의 공간정보시스템의 현황을 재차 파악하고, 적극적으로 활용하는 방안이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 지자체가 도모해야 하는 중앙정부의 국가공간정보화 정책의 방향을 탐구하고, 지자체의 3차원 공간정보시스템의 현황을 파악한다. 3차원 공간정보에 대한 잠재적 수요를 가지는 업무를 중심으로 단위 지자체별 3차원 공간정보시스템의 업무분야에 대해서 검토하였다. 또한 충청남도 3차원 공간정보시스템의 수요조사를 바탕으로 3차원 공간정보의 현실적 지자체 업무활용이 가능한 부분을 검토함으로써 지자체 3차원 공간정보시스템의 발전 방향을 제시하였다. The 3-D spatial information systems are effective for systematical urban management and civil administration. They have more visibility than the 2-D spatial information systems with height information. However, the 3-D spatial information systems for local government were developed by central government`s master plan of national spatial informatization. It means that the systems are biased toward the 3-D viewing as the visibility like a 3-D display and simulation, without reflected distinct characteristics of the local society. In order to utilize municipalities`3-D spatial information systems efficiently, above all, we have to understand the current status of municipalities`3-D spatial information systems and then have to search the ways applying actively. Therefore, we reviewed the current 3-D spatial information systems and discussed the development directions with central government`s national spatial informatization master plans in order to perform properly on the 3-D spatial information system`s excellent functions. We analyzed each system characteristics based on the applicability to civil administration which has the potential usage of spatial information. Additionally we suggested the development directions of 3-D spatial information systems for municipalities` through reviewing which civil administrative tasks 3-D spatial information can be applied. The consideration was based on the user demand research of the 3-D spatial information system in Chungcheongnam-do.

제4차 산업혁명 시대를 위한 국토공간정보의 활용 및 중요요인에 관한 연구 : Fuzzy-AHP 보정 분석을 이용하여

한충남(Han, Chung-Nam),안재성(An, Jae-Sung) 한국부동산정책학회 2017 不動産政策硏究 Vol.18 No.3

A surrealistic society in which information can be shared as high precision spatial information is connected with smart sensors has come at last, in the face of the up-to-date Fourth Industrial Revolution. However, the current national geo-spatial information cannot provide convergence service, since it does not meet the criteria and quality required by the Fourth Industrial Revolution. Therefore, the purpose of this study is to seek out and use important factors of national geo-spatial information suitable for the changing era, as human beings are exposed to the Fourth Industrial Revolution. This study divided some scopes into conceptual, temporal, spatial and contents scope: the concept of national geo-spatial information is considered and the definition of national geo-spatial information suitable for the theme of this study is newly established and is suggested in the conceptual scope; temporal scope ranges from 1995 when general planning of GIS establishment was initiated to the present time; spatial scope includes the entire territory; and 30 important factors are selected, understood and analyzed in terms of political, economic, social, technological and environmental dimension, in the contents scope. An empirical analysis compares differences in perceptions on national geo-spatial information among groups of experts including professors, researchers, civil servants, employees in public corporations, by administering questionnaires to them and using the Fuzzy-AHP, a statistical analysis. The results of a comprehensive analysis provides some implications: important factors for political connection and goals may serve as a leading role in the Fourth Industrial Revolution, as they are intensively reflected in policies, in the political dimension; industry is determined to create high added-value only if it apply important factors for cost, benefit and effects contributing to the Fourth Industrial Revolution to businesses, in the economic dimension; important factors for contribution to spatial information service and convergent use of spatial information should make a contribution to our society, in the social dimension; important factors such as establishment of management system and system security should be applied to public corporations and industry, given the priority of standardness and stability, in the technological dimension; and it is necessary to pursue policies by considering both internal and external environments, enhance awareness of internal policy planners through training and professional education and conduct researches and promote environment for allowing national geo-spatial information to be introduced to foreign countries, in the environmental dimension. Finally, specific research process of professors, researchers, civic servants and employees in public corporations are required to realize various important factors suggested by this study, and important factors of strategic national geo-spatial information should be selected and actively applied to policies and use of national geo-spatial information.

ICT 발전트렌드에 대응하는 공간정보의 환경이슈 적용 체계 구축 : 빅데이터 분석과 위성영상 활용을 중심으로

이명진 ( Moung-jin Lee ),이정호 ( Jeongho Lee ),윤정호,심창섭,김근한,채성호,이선민 한국환경정책평가연구원 2017 기본연구보고서 Vol.2017 No.-

본 연구는 다양한 환경공간정보 중 위성영상을 중심으로 최근 주요 이슈가 되는 ICT(Information and Communication Technology) 기술 융합을 통하여 해외 선진 사례와 국내 주요 환경 이슈에 대응하는 시범연구를 수행하는 것을 목적으로 한다. 전년도 연구 성과를 통하여 위성영상이 환경공간정보 전체에서 가장 많이 활용되는 것을 분석하였다. 또한 국내외 위성영상의 특징을 분석하고, 환경 분야에서 활용되는 사례를 고찰하였다. 더불어 해외 선진 사례 중 실제 위성영상과 ICT 기술을 융합한 사례(토양수분 변화 분석을 통한 가뭄 감지)를 국내에 적용하기 위하여 적용할 수 있는 기술지도를 작성하고, 이를 바탕으로 시범연구(전북지역)를 수행하였다. 전년도 연구 결과를 통하여 피력한 바와 같이 최근 다양한 환경이슈의 해결을 위하여 실질적인 도구로서 위성영상의 활용이 두드러지고 있으며, 이에 정밀 지구관측을 통한 환경문제 대응을 위하여 우리나라는 2020년까지 총 8대 이상의 위성을 운용할 예정이다. 이러한 기조에서 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합·활용이라는 연구주제의 기술적 특성을 고려하여, 지구관측 위성, 기상·해양·환경 위성, 정지궤도 환경위성으로 분류되는 위성영상 비교 분석 및 이기종 위성영상의 활용 사례 특히, 위성영상과 ICT 기술의 융합 활용의 해외실증 프로젝트 사례를 조사하였다. 더불어 빅데이터(Big Data) 분석 중 텍스트마이닝(Text Mining)을 활용하여 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 보다 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하여 이기종의 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합 활용을 통한 환경이슈 대응 방안을 실증적으로 검토하는 다면적인 분석을 시도하였다. 이를 기반으로 토양수분의 실질적 사례에 대한 위성영상과 ICT 기술 융합 활용의 기술적 체계인 기술지도를 작성하였으며, 기술지도 내용을 실질적으로 구현하기 위하여 연구지역을 선정하여 시범연구를 진행하였다. 위성영상을 활용한 관측 및 검증에 필요한 정보를 ICT 기반으로 연계하여 분석·활용하는 방안을 구현하였다. 추가적으로 향후 발전된 ICT 기술과 위성영상의 융합 활용에 대하여 재구성을 통한 활용 방안을 제시하였다. 현재 및 향후 환경 분야에 활용할 수 있는 국내외 위성영상의 특징을 분석하여 정리하였다. 지구관측 위성(아리랑 시리즈, Landsat 시리즈) 및 기상·해양·환경 위성(천리안 시리즈 등), 정지궤도 환경위성(TEMPO, 천리안-2B GEMS 등)으로 대분류하여 국내외 위성의 제원을 조사·정리하였다. 이기종 위성영상의 활용 사례 조사에서는 국내 지구관측(아리랑 시리즈) 위성, 기상·해양·환경(천리안 시리즈) 위성, 환경 주제도를 활용한 55건의 문헌을 대상으로 하였다. 국내지구관측 위성의 활용 사례는 수문학적 재난 등 총 15건, 국내 기상·해양·환경 위성의 활용사례는 토양수분 증발량에 관한 연구를 포함하여 총 18건, 환경 주제도의 활용 사례는 토양 침식계수 선정 등 총 22건이 조사되었다. 이와 같이 조사된 총 55건의 융합 활용 사례는 재난재해, 농업, 산림, 해양, 수질, 및 기후의 6개 분야로 구분되어 분석되었다. 국내의 대표적인 아리랑과 천리안 위성 사례 및 환경주제도 사례를 분석한 결과, 55건의 사례 중 약50%의 연구가 토양수분과 직·간접적인 연관이 있는 것으로 분석되었다. 구체적으로 재난재해분야에서 14건 중 9건, 농업분야에서 7건 중 7건, 산림분야에서 8건 중 3건, 해양분야에서 3건 중 1건, 수질분야에서 17건 중 5건, 기후분야에서 6건 중 1건에서 토양수분과의 직·간접적인 연관성을 나타냈다. 이를 통해 국내 위성과 환경분야 주제도 중심의 융합 연구로서 토양수분에 대한 연구가 적합하다는 것을 제시하였다. 이를 기반으로 토양수분 관련 위성영상과 ICT 융합 활용 실증 사례를 조사하였다. 분석된 위성영상 및 ICT 융합 활용 해외 선진 사례는 ‘Afsis 프로젝트’, ‘WEAM4i 프로젝트’, 및 ‘ERMES 프로젝트’ 등이 해당된다. 각각의 사례에 대하여 위성영상과 ICT 기술이 토양수분의 환경이슈 부문에서 어떠한 기술적 역할을 담당하며 활용되는지 조사·정리하였다. 빅데이터를 활용한 이기종 위성영상 융합 활용 분석에서는 빅데이터 분석방법 중 비정형 데이터 및 자연어 분석방법인 텍스트마이닝 방법을 활용하였다. 이는 전년도에 개발한 R프로그램 기반의 텍스트마이닝 프로그램의 자체 개선을 통한 네트워크 분석으로 수행되었다. 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 좀 더 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하였다. 또한 이기종 위성영상 융합의 이론적 배경을 분석하였다. 이는 위성영상의 공간해상도, 분광해상도 및 시간해상도로 구분하여 융합 방안을 제시하였다. 이를 통하여 향후 이기종의 위성영상의 환경분야 융합 활용에서 기반이 되는 중심 분광 파장대역, 공간 해상도 등을 도출하였다. 이기종 위성영상의 융합 활용방안으로서 공간해상도가 좋은 지구관측 위성과 시간해상도가 좋은 기상·해양·환경 위성을 융합하여 보완 활용이 필요하며, 특히 향후 천리안 2B호에서 제공하는 300~500nm 파장대역에서 융합 활용할 수 있는 지구관측 위성의 활용이 필요하다. ICT 기술을 반영한 위성영상 중심의 환경공간정보 활용 재구성에서는 전술된 융합 활용방안을 토대로 토양수분의 실질적 환경이슈를 해결하는 방안을 제시하였다. 이를 위하여 우선적으로 토양수분에 대한 위성영상 및 ICT 기술의 적용 및 활용 체계 구축을 기술지도 작성을 통하여 제시했으며, 이는 토양수분 관련 해외 실증 프로젝트(위성영상과 ICT 융합)의 국내 적용을 목적으로 한다. 구체적으로 해외 실증 프로젝트의 1) 위성영상 이용 토양수분 정보 획득, 2) ICT 플랫폼 구축을 통한 외부데이터 연계, 3) 분석·활용 서비스 제공의 세 단계의 구성을 통한 토양수분 관련 위성영상 및 ICT 기술의 융합 활용을 국내에 적용하기 위한 기술체계를 구축하여 제시하였다. 기술지도 내용 중 국지적 토양수분 관측 및 ICT기반 외부데이터 연계를 통한 분석·활용하는 방안을 구현하기 위하여 실제 시범 연구지역을 선정하여 시범연구를 수행하였다. 최종적으로 위성영상 중심의 환경공간정보 및 ICT 기술을 융합하여 토양수분의 환경이슈를 해결하는 활용 방안을 토양수분 시공간 모니터링 시스템으로 재구성하여 제시하였다. 토양수분에 위성영상 및 ICT를 활용한 환경이슈 적용 체계는 우선적으로 지구관측 위성 및 환경관측 위성의 이기종 위성영상을 중심으로 기후·대기 관측정보, 토양수분 관련 실측자료 및 관련 주제도가 필요하다. 각각의 활용 가능한 환경공간정보는 한국항공우주연구원, 국가기상위성센터, 국가환경위성센터, 기상청, 농촌진흥청 및 KEI 등에서 생산 및 관리하고 있다. 이들 정보를 바탕으로 ICT 기술 중 ‘빅데이터 플랫폼’, ‘인공지능인지컴퓨팅’, ‘클라우드컴퓨팅’, ‘IoT(Internet of Things)’, ‘5G 유·무선 네트워크’의 기술을 활용하여 농업생산량 예측, 가뭄피해 예측, 농사정보 등 수요자 맞춤형 서비스 및 정책적 의사결정을 지원할 수 있을 것이다. 정책제언에 대한 검토는 네 가지 관점에서 이루어졌다. 첫째, 환경주제도 갱신(내용 및 주기) 고도화의 필요성이다. 현재 환경주제도의 가장 기본이 되는 것은 토지피복지도이고, 토지피복지도는 위성영상 및 항공사진을 기초로 제작된다. 즉, 향후 토지피복지도 갱신, 더 나아가 환경주제도 갱신 및 고도화를 위해서는 위성영상 중심의 기본 자료 및 최신 ICT기술이 적재적소에 융합되어야 한다. 이는 4차 산업혁명 기반 일반 국민 대상의 신산업가치 창출을 위한 기초자료로 적극 활용할 수 있으므로 토지피복지도 및 관련 환경주제도의 갱신을 위한 적극적 기술 개발 투자 및 연구가 필요하다. 둘째, 위성영상의 제도적 위상 재정립의 필요성이다. 현재 위성영상과 관련한 국내 법·제도적 규정에서는 위성영상은 위성정보(통신, 음향 및 음성 등을 포함)의 일종이며 위성의 정보 생산 목적 및 활용에 따른 위성정보의 구분 및 정의는 명시하지 않고 있다. 원격탐사 방식의 위성영상 정보는 환경뿐만 아니라 기상, 국토 관리, 교통, 재난재해, 기후변화 등 다양한 국민생활 이슈에 공간정보 형태로 활용이 가능하고, 이종 원격탐사 위성 간의 자료 융합 및 분야별 융합이 비교적 쉽게 이루어질 수 있으며, 향후 이에 대한 수요처가 증가할 것으로 분석되었다. 즉, 원격탐사 방식의 위성정보에 대한 관리와 이용에 대해 별도의 새로운 제도적 체계가 필요하다. 셋째, 위성영상 정보 접근성 확장의 필요성이다. 위성영상의 고유의 활용 및 ICT 등 타분야 융합을 통한 정책 적용 잠재성을 현실화하기 위해서는 현재와 같은 위성정보의 접근 통제 환경을 점진적으로 완화할 필요가 있다. 위성영상 정보 관련 법 및 제도 내 정보 보안에 관한 조항 등의 수정은 물론, 정보보안 및 군사안보와 관련된 정부부처 및 산하기관에서 운용하는 위성영상 관련 보안규정 역시 정보 접근성 완화를 골격으로 한 개선이 시급히 수행되어야 한다. 넷째, 신정부 정책의 실천을 지원하는 민간기업의 참여 확대의 필요성이다. 신정부 100대 국정과제 내 주요 전략은 일자리 창출이며, 이는 원격탐사 방식 위성정보 활용 서비스의 핵심인 처리 소프트웨어의 개발은 미래 신성장 동력의 핵심 기술로서 충분히 인정받을 수 있다. 또한 시장 규모로 볼 때 대기업이 아닌 중소 전문기업 또는 스타트업 규모에서 집중적으로 추진할 수 있는 아이템이다. 따라서 원격탐사 분야와 ICT 분야, 이를 융합 활용하는 분야에서 활용 서비스 스타트업 및 전문 중소기업의 육성을 신정부 내 국정운영의 한 축으로 하는 게 중요하며, 원시 위성영상 생산 이후 자료 처리 및 유통 단계서부터 정부 또는 국가기관 주도가 아닌 민간기업의 참여를 정책적으로 장려하여야 한다. This study aims to conduct a case study of best practices overseas and a pilot study to deal with major environmental issues in Korea through integration of ICT that has recently become a major issue, focusing on satellite images among various kinds of environmental spatial information. The study analyzed the case in which satellite images were most frequently used in all of environmental spatial information based on the study results made in the previous year. In addition, it analyzed the characteristics of satellite images in Korea and overseas, and examined the cases in which they were used in the field of environment. Furthermore, an applicable technology roadmap was drawn up to apply the case in which satellite images and ICT are integrated ― detecting drought by analyzing the variation of soil moisture ― to Korea, and a pilot study was conducted on the basis of the roadmap in Jeonbuk. There is more and more use of satellite images as an actual tool to resolve various environmental issues as shown in the previous year’s research findings. Thus, to cope with environmental problems through precise earth observation, South Korea will manage at least 8 satellites by 2020. Considering the technical characteristics of the research topic which is integration and use of environmental spatial information of satellite images and ICT, this study comparatively analyzed satellite images classified into earth observation satellites, meteorological/ocean/environmental satellites, and geostationary environmental satellites. In addition, it studied cases in which multi-sensor satellite images are used, especially verifiable projects from overseas about integration and use of satellite images and ICT. Moreover, multifaceted analysis was attempted to empirically review measures against environmental issues through integration and use of environmental spatial information of multi-sensor satellite images and ICT by conducting a detailed analysis by period and field in order to determine which satellite images in particular are mainly used in Korea, using text mining among big data analysis. Based on this analysis, a technology roadmap was drawn up, which is the technical system of integration and use of satellite images and ICT in the actual case of soil moisture. A pilot study was conducted to select the study area for actual implementation of the technology roadmap. Then a method was implemented to analyze and use the data required for observation and verification using satellite images based on ICT. In addition, an application plan was presented based on restructuring of integration and use of ICT and satellite images developed later. The characteristics of local and global satellite images were analyzed and summarized, which can be utilized in the current and future environment field. Data of local and global satellites were also investigated and summarized by classifying them into earth observation satellites (Arirang series, Landsat series), meteorological/ocean/environmental satellites (Chollian series, etc.), and geostationary environmental satellites (TEMPO, Chollian-2B GEMS, etc.). In the case study of using multi-sensor satellite images, total 55 literatures were examined, which used domestic earth observation satellites (Arirang series), meteorological/ ocean/ environmental satellites (Chollian series), and environmental thematic maps. Total 15 cases including hydrologic disasters were examined in the case of using domestic earth observation satellites, total 18 cases including studies on soil moisture were examined in the case of using domestic meteorological/ocean/environmental satellites, and total 22 cases including selection of soil erosion factor were used in the case of using environmental thematic maps. These 55 cases were analyzed in 6 fields: disaster, agriculture, forest, ocean, water quality and climate. As a result of analyzing cases of Korea’s leading satellites Arirang and Chollian as well as environmental thematic maps, about 50% of 55 cases were directly or indirectly related to soil moisture. More specifically, direct or indirect correlation with soil moisture was found in 9 out of 14 cases in the disaster category, 7 out of 7 cases in the agriculture category, 3 out of 8 in the forest category, 1 out of 3 in the ocean category, 5 out of 17 in the water quality category, and 1 out of 6 in the climate category. This showed that research on soil moisture is adequate for research on integration and use of domestic satellites and thematic maps in the field of environment. Based on the above, a case study was conducted on the integration and use of soil moisture-related satellite images and ICT. The advanced cases about integration and use of satellite images and ICT included ‘AfSIS project’, ‘WEAM4i project’, and ‘ERMES project’. This study examined and summarized which technical role is performed by satellite images and ICT in the environmental issues of soil moisture for each case. In analyzing the integration and use of multi-sensor satellite images using big data, the text mining method was used, which is a method of analyzing unstructured data and natural language among various methods of big data analysis. This was conducted in a network analysis through the self-developed text mining program based on the R program developed in the previous year. A detailed analysis was conducted for each time and field regarding which satellite images are mainly used in Korea. In addition, the theoretical background of the integration and use of multi-sensor satellite images was analyzed. This was categorized into spatial resolution, spectral resolution and temporal resolution to present integration method. Based on the above, central spectral wavelength range, and spatial resolution were elicited, which form the basis of integration and use of multi-sensor satellite images in the field of environment. It is necessary to integrate and use the earth observation satellites with good spatial resolution and meteorological/ocean/environmental satellites with good temporal resolution as a integration and utilization of multi-sensor satellite images. In particular, it is necessary to use earth observation satellites that can be ingegrated in 300-500 nm wavelength band provided by Chollian 2B. In restructuring the use of environmental spatial information focusing on satellite images that applied ICT, a measure to resolve actual environmental issues of soil moisture was presented based on the aforementioned plan of integration and use. To this end, a technology roadmap was drawn up to establish the application and utilization scheme of satellite images on soil moisture and ICT, which is intended to apply global advanced projects related to soil moisture (integration of satellite images and ICT) in Korea. More specifically, a technological system is established and presented to apply the integration and use of soil moisture-related satellite images and ICT from overseas verifiable projects in Korea through the following steps: 1) acquiring soil moisture data using satellite images, 2) linking external data by establishing the ICT platform, and 3) providing analysis and utilization services. A pilot study was conducted by selecting an actual study area for demonstration in order to implement the method to analyze and use the data by linking ICT-based external data and observing local soil moisture among the content of technology roadmap. Finally, this study restructured the plan to integrate environmental spatial information focused on satellite images with ICT to resolve environmental issues of soil moisture into a soil moisture time-space monitoring system. The system to apply to environmental issues using soil moisture satellite images and ICT need soil moisture data and climate/air observation data derived from multi-sensor satellite images of earth and environmental observation satellites, as well as in-situ data on soil moisture and related thematic maps. The available environmental spatial information are produced and managed by Korea Aerospace Research Institute, National Environmental Satellite Center, Korea Meteorological Administration, Rural Development Administration, and KEI. Based on this data, ICT such as ‘big data platform,’ ‘artificial intelligence cognitive computing,’ ‘cloud computing,’ ‘IoT (Internet of Things),’ and ‘5G wired and wireless network’ can be used to predict agricultural production, forecast drought damages, provide customized services for consumers such as farming data, and support policy decision making. Review of policy suggestions was carried out in four views. The first is the need to renew and upgrade the environmental thematic maps (content and cycle). The most fundamental element of the environmental thematic map is land cover map, which is made based on satellite images and aerial photographs. In other words, to renew and upgrade the land cover maps as well as environmental thematic maps, it is necessary to integrate basic data focusing on satellite images and latest ICT in the right place. This can be actively used as the basic data to create new industrial values for the general public based on quaternary industries. Thus, it is necessary to actively invest in technological development and conduct research to renew land cover maps and related environmental thematic maps. The second is the need to reestablish the systematic status of satellite images. In the current legal-systematic regulations related to satellite images in Korea, satellite images are a type of satellite information (including communications, sound and voice), without providing their purpose of creating information and distinguishing or defining satellite information according to their use. Information from satellite images in the form of remote sensing can be used as spatial information in various issues of national life, such as environment, climate, land management, transportation, disaster and climate change. integration of data among multi-sensor remote sensing satellites and integration among different fields can be relatively easy, and demands for this is expected to grow in the future. In other words, there is a need for a new system regarding management and use of remote sensing satellite information. The third is the need to expand accessibility to satellite image data. To actualize the potential for policy application with the use of satellite images as well as integration with other fields like ICT, it is necessary to gradually ease the current access control of satellite information. Provisions about information security in laws and systems related to satellite image data must be amended. In addition, security regulations related to satellite images managed by government departments and affiliated agencies related to information security and military security must also be improved immediately, with focus on alleviating access to information. The fourth is the need to increase participation of private enterprises supporting the implementation of the new government policies. The major strategy in the 100 major government projects by the new government is creating jobs, and development of processing software, which is the essence of remote sensing satellite information service, can be acknowledged as the key technology of new future growth engine. Furthermore, not large companies but small and medium-sized enterprises (SMEs) or startups can focus on this business in terms of market size. Therefore, it is important to nurture service startups or specialized SMEs in the fields of remote sensing, ICT and integration and use of these fields as a major part of governance in the new government. It is also necessary to politically encourage the participation of private enterprises instead of having the government or a national institution lead the entire project from data processing and distribution after producing raw satellite images.