공간정보 데이터 모델

한국은 1995년에 국가지리정보체계(NGIS) 사업이 시작되어 몇년 단위로 진행되고 있습니다. 2010년에 시작된 4차 부터는 명칭을 국가공간정보체계(NSDI)로 변경하여 현재는 올해 5월에 발표된 6차 사업 중에 있으며 2022년까지 실행될 예정입니다. 6차 사업 기본계획서는 여기서 다운로드 가능합니다.

국토정보화 사업 추진 현황

국토정보화 사업의 역사가 20년이 넘었고 그동안 IT분야의 비약적인 발전을 고려한다면 차수가 넘어갈수록 사업계획 문서에서 새롭게 언급되는 용어가 많다는 것이 당연하게 생각됩니다. 최신 6차 계획 문서를 보면 가장 많이 언급되는 단어 중 하나가 5차 사업계획에서도 많이 나왔던 빅데이터입니다. 그리고 그 다음으로 눈에 많이 뛰는 키워드가 이번에 처음 등장한 인공지능입니다. 당연히 4차 산업도 많이 언급되고 있습니다. 그런데 1차 사업때부터 6차까지 꾸준히 많이 언급되는 키워드가 고품질인것 같습니다.

매년 공간정보 데이터의 품질 문제가 계속 지적되고 있는데 데이터 품질을 향상시키기 위해서는 사업계획서에도 나와있듯이 데이터모델과 메타데이터 정립이 시급합니다.

정보시스템을 구축하는데 있어 첫번째 단계가 요구조건 분석과 데이터 모델링입니다. 새로운 시스템이 필요한 이유 즉 사업적 니즈가 무엇인지 분명하게 정의가 되면 요구조건을 분석하여 하나의 독립적인 정보의 묶음으로 분리될 수 있는 객체(entity)들을 찾아내고 그 객체간의 관계를 정의하는 것이 데이터 모델링입니다.

이 과정이 매우 중요한 이유는 데이터 모델이 시스템 개발의 근간이며 이것이 잘 정의되어 있으면 데이터 중복을 최소화할 수 있으며, 개발 및 업무의 효율성이 높아지고 시스템간 연동시에도 더 유연하게 대처할 수 있기 때문입니다.

특히 공간정보 시스템 구축에 앞서 데이터 모델링은 방대한 자연적인 현상이나 특징부터 인공물까지 그 유형과 관계성을 파악한 후 사업적 목적에 맞도록 개별 객체 및 객체간의 관계성을 정립해나가는 매우 고도의 정보공학 작업입니다. 이 때 공간정보는 국가 기간산업이니만큼 국제표준도 고려하고 산업표준도 고려해야 할 것 같습니다. GIS 산업을 선도하고 있는 Esri에서는 30개가 넘는 분야에 대해 데이터 모델을 무료로 제공하고 있으며 여기서 다운로드 받을 수 있습니다.

최근 GBS 본사가 있는 뉴질랜드의 목재 생산 기업인 Timberlands의 산림정보전문가와 산림산업 분야의 데이터모델을 논의할 계기가 있었는데 목재 관리와 벌채 업무 전반에 있어 GIS 시스템을 활용하는 것 뿐만 아니라, Esri의 데이터 모델이 제시하는 용어와 프로세스가 매우 일치하는 것을 확인할 수 있었습니다.

Esri가 공유한 산림산업 데이터 모델 예시

공간정보 메타데이터는 공간정보 데이터를 쉽게 검색하여 찾기 위해 반드시 필요한 정보입니다. 데이터를 구분할 수 있는 ID 정보, 지리적 범위, 품질, 데이터 형태, 시계열 여부, 콘텐츠 상세 정보, 배포와 관련된 제한 사항 라이선스 정보 등을 포함하여야 합니다. 다양한 국제 표준이 있는데 가장 대표적인 국제표준은 ISO19115에 정의되어 있고 2014년 발표된 버전이 올해 2월에 한번 더 수정이 된 것으로 보입니다. 이 문서는 여기서 유료로 구매해야 합니다. Esri에서는 ISO 메타데이터 포맷 및  FGDC 등 다양한 메타데이터 포맷을 지원하고 있습니다. 

국내에서 메타데이터는 목록정보로 불리고 있으며 국가공간정보 기본법 제 20조항에 작성 및 관리에 관한 내용을 명시하고 있습니다. 국가표준은 ISO19115에 기초하고 있으며 표준번호 KS X ISO19115-1로 정의되어 있습니다. 현재 데이터베이스화 된 목록정보는 국가공간정보포털에서 확인하실 수 있습니다.

머지않은 미래에는 국가내 조직간의 데이터 공유뿐만 아니라 국가간의 데이터 공유도 클라우드를 통해서 실시간으로 이루어져야할지도 모릅니다. 이제 산업표준 모델에 대한 스터디를 고려해 볼 때인 것 같습니다.

 

웹GIS 업무 프로세스 구현 – PC에서 편집하기

대부분의 시설물은 길든 짧든 한정된 수명을 가지고 있습니다. 시설물을 생애 주기 동안 안전하고 효율적으로 사용하기 위해 여러 법적, 정책적 조치가 있으며, 각 정부와 기관은 시설물 준공 이후  정기적인 점검, 보수를 실시하는 업무 프로세스를 가지고 있습니다. 정기적인 관리는 시설물의 안전을 강화하고 수명을 연장하여 비용 절감의 효과도 있습니다. 

지난번 블로그에서는 Collector를 이용해서 현장에서 점검 기록을 하는 방법을 알아봤습니다. 그런데, 시설물관리가 꼭 현장에서만 일어나는 것은 아닙니다. 사무실에서 관리 기록을 할 때는 굳이 불편하게 모바일 디바이스를 이용하지 않고 PC 상에서 브라우저를 이용해서 데이터를 입력하는 것이 편리할 것입니다. 

오늘은 지난번에 생성한 웹맵을 그대로 이용해서 PC상에서 점검 데이터를 입력해 보겠습니다.

ArcGIS에서는 이와 관련한 베스트 프랙티스를 다음과 같이 정의하고 있습니다.

  1. 웹맵의 공유 기능을 이용해서 웹앱빌더 시작
  2. 데이터 편집 위젯 추가
  3. 점검 데이터 입력

우선 지난번에 생성한 웹맵을 열고 입력된 데이터를 살펴본 다음 공유 기능을 이용하여 웹앱을 생성해 보겠습니다.

웹맵의 공유기능을 이용하여 웹앱빌더 시작하기

웹앱빌더(Web AppBuilder)는 공간 데이터 관리 및 관련 업무 프로세스를 구현하기위한 필요한 기능을 다양한 위젯으로 제공합니다.

처음 웹앱을 생성하면 맵 컨트롤, 검색, 레이어 정보 등의 기본 기능을 제공하는 위젯들은 설정이 되어 있지만 데이터 입력 및 수정을 위해 편집 위젯은 설정되어 있지 않습니다. 그래서 피쳐 데이터와 연관 점검 정보를 확인 할 수는 있지만 수정은 불가능합니다. 그럼 웹앱에서 점검 기록 데이터를 살펴보고 편집 위젯을 추가하여 보겠습니다.

편집위젯 추가하여 피처 수정 기능 활성화하기

그럼 이어서 시설물별 점검 현황을 차트로 볼 수 있는 릴레이트 테이블 차트 위젯을 활용해 보겠습니다. 이 위젯을 이용하면 수집된 점검 기록에 포함된 수치 데이터를 효화적으로 시각화하여 직관적인 분석을 도와줍니다.

수집된 점검 기록을 차트로 변환하기

웹앱의 구성이 끝났습니다. 이제 저장된 웹앱의 URL을 조직의 구성원 또는 용역업체와 공유하여 업무 프로세스를 바로 진행할 수 있습니다.

웹앱으로 데이터 입력/수정 업무 프로세스 진행하기

ArcGIS의 웹GIS 베스트 프랙티스를 이용하면 손쉽게 시설물관리에서 가장 많이 사용되는 업무 프로세스를 별도 개발 없이 쉽게 구현할 수 있습니다. 또한 ArcGIS의 UI와 워크플로우에 한번 익숙해지면 다른 프로세스를 구현한 웹앱도 별도 교육없이 쉽게 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

ArcGIS 플랫폼을 운영하고 있거나 도입을 고려하고 있다면 비용대비 효과를 최대화하기 위해 한국지비에스에 문의해주세요.

 

ArcGIS Urban – 도시계획 솔루션

지난 5월에 발표된 UN 보고서에 따르면 2050년에는 전세계 인구의 68%가 도시에서 생활하게 된다고 예상하고 있습니다. 중국이나 인도와, 아프리카 국가와 같이 개발이 더 진행될 여지가 많은 국가에서 더 큰 변화를 겪겠습니다만, 한국 또한 서울과 수도권으로 인구집중이 계속 되고 있고, 인구감소를 겪고 있는 도시에서는 도시 경쟁력을 키우기 위한 도시재생 프로젝트가 계속되고 있습니다.

새로운 인프라를 구축하기 위해 또는 도시재생 사업을 위해 매년 수많은 프로젝트가 동시다발적으로 진행되는게 일반적입니다. 모든 국가와 도시가 지속가능한 개발이라는 공동 목표를 가지고 있는 지금, 프로젝트 계획 시 아래와 같이 다양한 전문가와 이해관계자가 협력하여 환경 피해를 최소화하면서 도시 경쟁력을 확보하는 것이 필수적입니다.

  • 도시기획자
  • 건축가
  • 개발자
  • 시민

지금 세계 각 도시 정부는 도시 개발이 경제 발전을 이끌기 위해 어떤 지표를 설정하며, 어떻게 모니터링하여 가장 효과적인 의사결정을 할 것인지 고민하고 있습니다. 특히 도시재생사업은 기존 이해관계가 많이 얽혀있고 스마트시티라는 한마디로 정의내리기 어려운 목표 아래 많은 갈등이 일어날 수 있습니다. 그 갈등을 중재할 수 있는 방법 중의 하나가 데이터 기반의 의사결정 플랫폼을 활용하는 것입니다. 

이에 Esri에서 미국 보스턴시와 도시개발 프로젝트를 진행하면서 이런 고충을 해결하기 위해 솔루션으로 개발한 것이 ArcGIS Urban이라고 하는 인프라 구축 프로젝트 계획과 관리, 워크플로우 솔루션입니다. 지난 7월 에스리 유저 컨퍼런스에서 발표한 영상입니다.

ArcGIS Urban을 활용한 보스턴 도시재생 프로젝트

ArcGIS Urban은 도시 계획 및 의사결정을 위해 정부와 지역 사회를 위한 민간 부문과 시민들이 새로운 솔루션을 이용하여 협업을 효과적으로 할 수 있도록 합니다. 주요기능은 다음과 같습니다.

  • 도시 구역별 용도 및 규제지역 시각화
  • 용도/제한 설정 변경 시뮬레이션
  • 개발 프로젝트 관리
  • 웹기반에서 3D 시각화
  • 일조량 등 환경 영향 평가
  • 개발 비용과 용도를 분석하여 최적지 필터링
  • 예상 인구 증가, 주택, 일자리 등 개발 효과 추정

과거 급속도의 개발과 발전에만 집중하던 때와 달리 지금은 지속가능성, 그 도시안에서 생활하는 시민과 커뮤니티 통합이 매우 중요합니다. ArcGIS Urban이 시민을 포함한 모든 이해관계자들의 협업을 이끌어내는 시스템(System of Engagement)으로 가능성이 높아 보입니다.

한국지비에스 대표이사 신민정
 

웹GIS 업무 프로세스 구현 – 대시보드

GIS 시스템은 공간정보를 수집하여 시각화한 후 데이터기반 분석을 제공하여 신속하고 정확한 의사결정을 돕는데 주 목적이 있습니다. 현장에서 수십명 또는 수백명의 데이터 수집요원이나 크라우드 소싱된 데이터를 실시간으로 분석하고 시각화하기 위해 ArcGIS 플랫폼에서는 Operations Dashboard라고 하는 대시보드 웹앱빌더를 제공합니다.

아래는 실시간 Waze 데이터를 이용하여 교통현황을 ArcGIS 대시보드 구현사례입니다. 

크라우드 소싱된 실시간 교통사고, 체증, 도로 공사 정보의 시각화

그럼 지난 블로그에서 수집한 현장 점검 데이터로 대시보드를 만들어 보겠습니다. 대시보드를 만드는데 필요한 단계는 대략 다음과 같습니다.

  1. 웹맵 지도에 북마크 정보 등 필요한 기능 추가
  2. 대시보드 생성 및 위젯 추가
  3. 위젯간 필터링 연동

첫번째 단계로 웹맵을 열어 수집된 데이터를 살펴보고 북마크를 추가하겠습니다.

현장점검 데이터 확인하기 및 북마크 추가하기

두번째 단계로 웹맵에서 공유하기 기능을 이용해 대시보드를 생성합니다.

공유하기 기능으로 빈 대시보드 생성하기

대시보드 빌더는 다음과 같이 페이지 구성영역에 대한 설정과 다양한 위젯을 제공하며 강력한 구성설정 기능을 제공하고 있습니다.

다양한 구성설정 옵션

오늘은 이 중 목록과 원형 차트, 지표, 세부정보를 이용해서 대시보드를 구성해 보겠습니다.

우선 노후된 배관 목록을 추가합니다. 이 때 목록에서 각 아이템이 보여줄 정보와 글자 크기 색상 등을 구성할 수 있습니다.

목록 위젯 추가하기

이 때 아이템을 클릭하여도 지도위 위치가 변하지 않는 것을 확인 할 수 있습니다. 각 피쳐의 위치로 지도를 이동하고 해당 피쳐의 상세 정보를 확인하기 위해서 “동작” 구성을 변경합니다.

목록 아이템 선택시 동작 구성하기

이번엔 원형 차트를 추가하여 배관 타입별로 분류해 보겠습니다. 그리고 파이 차트에서 종류를 선택하면 목록이 필터링 되도록 구성하겠습니다.

원형 차트 추가하고 위젯간 연동하기

이제 배관에 대한 정보는 추가하였으므로 점검 기록에 대한 목록과 게이지를 추가해보도록 하겠습니다. 점검 기록 테이블과 배관 정보 테이블은 글로벌 ID로 연동되어 있으므로, 두 테이블을 연결하여 필터링이 가능합니다.

데이터간 연동하기

마지막으로 웹맵에서 추가한 북마크 등을 활성화하고 맵의 이동에 현재 맵 영역에 포함된 배관 정보만 보여주는 필터링 기능을 추가해보겠습니다.

맵 기능 활성화 및 맵 영역에 따른 필터링

오늘은 현장 점검 데이터를 대시보드로 가시화 하였습니다. ArcGIS 플랫폼의 장점은 데이터 수집부터 대시보드까지 기본 위젯을 구성함으로써 충분히 핵심 기능을 구현할 수 있는 것입니다.

 

웹GIS 업무 프로세스 구현 – 점검일지

GIS와 연계되는 업무 프로세스로 가장 일반적인 것 중에 하나가 정기 점검, 보수 공사 등의 이력을 관리하는 것입니다. 예를 들어 장기간 사용된 배관은 정기적인 점검을 하여 위험성 관리를 합니다. 이와 같은 프로세스를 ArcGIS 플랫폼 기반 웹GIS로 구현하기 위해서는 다음과 같은 구성설정이 필요합니다.

  1. 데이터베이스 테이블 생성
  2. 피쳐 맵 생성 및 웹 레이어로 공유
  3. 웹 맵 생성
  4. Collector for ArcGIS에서 웹맵 열어 점검 업무 프로세스 진행

첫번째 단계로, 배관의 관경, 재질 등의 속성정보 및 위경도 위치정보를 기록하는 정보 테이블 및 정기점검 기록을 보관하는 별도의 점검데이터 테이블이 필요합니다. 마지막으로 두개의 테이블을 배관의 고유 아이디로 참조할 수 있도록 관계설정을 해야합니다.

실제 시설물과 GIS 정보 테이블, 보수공사 기록과의 관계

ArcGIS에서는 이런 정보 관계 설정을 위해 다음과 같은 세개의 타입을 지원합니다.

  • 피쳐클래스: 배관 속성 정보 저장
  • 테이블: 점검 기록 저장
  • 관계 클래스: 두개 테이블 연결
속성테이블과 점검 테이블 그리고 관계 테이블

위의 이미지와 같이 1, 2, 3 의 순서로 테이블을 생성하고 필드를 설정해 줍니다. 이 때 고유 ID가 필요하므로 다음과 같은 글로벌 ID 필드를 반드시 생성합니다.

Global ID 타입 필드 생성
자원 테이블의 Global ID 필드로 두 테이블 관계 생성

이제 두번째 단계로, 다음과 같이 자원 속성 피쳐 클래스와 점검 일지 정보 테이블이 포함된 맵을 생성하고 ArcGIS 포털 또는 ArcGIS Online에 발행합니다.

점검 용 지도 생성 및 발행

ArcGIS Online에 다음과 같이 지도가 발행된 것을 확인할 수 있습니다.

점검 지도 발행 완료

이제 세번째 단계인 ArcGIS Online에서 웹맵을 생성하기입니다.

지도가 열리면 특별한 추가 작업 없이 바로 저장하기를 합니다.

지도 생성 확인

이제 모든 구성 설정을 완료되었습니다. 이제 모바일폰이나 태블릿에서 Collector for ArcGIS를 앱스토어나 플레이스토어에서 다운로드 받은 후 ArcGIS Online 또는 포털 계정으로 접속하여 지도를 열고 점검 프로세스를 진행할 수 있습니다.

콜렉터로 웹맵 열고 시설물 점검 내용 기록하기

이 간단한 예제와는 달리, 점검 기록 테이블을 추가 설정하여 여러 필드 값으로 입력가능한 옵션을 설정하여 매뉴얼로 타이핑을 하지 않아도 되도록 구성하거나, 현장 사진, 동영상 등을 업로드 하도록 할 수 있습니다.

ArcGIS는 이와 같이 최적화된 프로세스를 별도 개발 없이 구축할 수 있도록 툴과 플랫폼을 제공하고 있으며 한국지비에스는 고객이 플랫폼의 최대가치를 활용할 수 있도록 도와드리고 있습니다. 문의사항이 있으시면 연락주세요.

다음 시간에는 과거 점검 기록 데이터를 확인하고 한눈에 현황파악을 할 수 있는 대시보드로 만들어 보겠습니다.

 

GIS 업무 프로세스 시스템 – Waahi(와히)

Esri  골드 파트너인 GBS는 지난 십수년간 정부와 유틸리티, 농업, 산림 등 산업의 고객을 위해 공간정보 시스템을 구축하였습니다. 공간정보 GIS 업무는 산업별로 완전히 다른 데이터를 다루기도하고 핵심 프로세스가 다르기 때문에 시스템별로 특화될 필요가 있습니다. 이러한 이유로 GBS는 프로젝트 초반에 고객의 비즈니스를 이해하기 위해 많은 시간을 할애합니다.

고객을 비즈니스와 프로세스를 이해하는 과정이 중요한 이유는 그런 과정에서 GIS 업무에서 공통적으로 많이 쓰이는 프로세스들에 대한 GBS의 인사이트를 적용할 수 있기 때문입니다. 여러 고객들이 공통된 가지고 있는 업무 프로세스는 공간정보 공유, 접근, 시각화 등의 영역이며 좀 더 구체적으로 아래와 같은 예를 들 수 있겠습니다.

  • 시설물 등 공간정보 데이터 세트 지도에 불러오기
  • 여러 데이터 세트 레이어 추가하기
  • 데이터 세트 검색하기
  • 속성값으로 시설물 검색하기
  • 면적/거리 계산하기
  • 지도 인쇄하기
  • 주제도 관리하기
  • 공사이력, 점검이력, 사고이력 관리하기
  • 공간정보 통계 분석
  • 데이터 포맷 변환 및 내보내기
  • 대시보드 등

GBS는 이러한 공통 프로세스를 어떻게 자동화하고 통합하고 빨리 쉽게 구현하여 고객들이 ArcGIS의 플랫폼 채택에 대한 혜택을 보게 할 것인가에 대한 깊은 지식과 노하우를 가지고 있으며, 그 결과로 출시한 제품이 Waahi라고 하는 웹GIS 프로세스 제품입니다. Waahi는 공통 업무 프로세스를 미리 구현하여 고객들이 곧바로 이용하실 수 있도록 구성된 공간정보 솔루션입니다.

올 초 출시된 Waahi는 현재 뉴질랜드와 호주 등지의 다수 지역정부 및 전기 배전송전 사업자들이 업무 현대화를 위해 채택하였으며 단시간에 업무에 적용하였습니다.

Waahi는 Esri의 웹앱빌더(Web AppBuilder)를 기반으로 만들어져 있는데, 웹앱빌더란 지도와 다양한 위젯들을 조합하여 공간정보 업무 프로세스를 손쉽게 구축할 수 있는 툴입니다.

Esri가 이미 제공하고 있는 60여가지의 2D/3D위젯 외에, GBS는 지역정부와 유틸리티 기업이 필요로하는 위젯을 추가 개발 또는 고도화하여 제공함으로써 좀더 산업에 특화된 업무 프로세스를 손쉽게 구현하도록 지원합니다.

GIS 업무 프로세스 외에도 다음과 같은 기능을 지원합니다.

  • 다국어지원
  • 구성 변경과 커스터마이즈로 추가 확장 가능
  • LDAP 또는 Active Directory로 사용자 정보 및 로그인 통합관리

Waahi를 채택하여야 하는 이유는 다음과 같습니다.

  • 수개월간의 개발없이 주요 업무 프로세스에 즉시 활용
  • SaaS(ArcGIS Online), 클라우드(e.g. AWS, Azure) 또는 사내망 구축 모두 지원
  • 보안등급이나 권한에 따른 데이터 보안관리
  • 연2회 Esri의 ArcGIS 신규 버전에 대한 업그레이드 포함
  • 소프트웨어 구매(CAPEX) 또는 소프트웨어 운영(OPEX) 형태 지원 
  • 구축과 구성 설정 기술 지원
  • 교육, 기술 이전 및 컨설팅 서비스 제공
  • 레거시 시스템, 파트너 솔루션 통합 가능

기존 IT 시스템과 통합이 필요한 경우 추가 프로젝트를 정의하여 별도 진행할 수 있습니다.

Waahi에 대해 궁금하신 점이 있으시면 언제든지 연락주세요.

Waahi 제품 페이지로 가기

* Waahi는 뉴질랜드 토속어로 장소라는 뜻입니다.

 

공간정보 시스템 활용의 주요 패턴 4

공간정보 시스템 활용의 9가지 패턴

패턴 7 – 의사결정 지원

주요 사용자 프로파일: 의사결정자, 프로젝트 매니저, 기획자, GIS 전문가

기업과 조직의 의사결정자들은 프로젝트 기획부터 플래닝, 프로젝트 수행, 운영, 유지보수 등 모든 단계에서 다양한 정보를 수렴하여 결정을 내려야 합니다. 이 때 당사자가 최대한 객관적으로 사안을 보더라도 모든 분야에 대한 전문적인 지식을 갖추기가 힘들고 개인적인 신념이나 지식에 의한 바이어스가 생길 수가 있으므로, 의사결정자가 데이터기반으로 합리적인 결정을 내릴 수 있도록 지원하는 시스템이 필요합니다. 데이터를 확인하면 종종 예상이나 의도에 맞지 않은 결과가 나오거나 직관적이지 않은 현상을 보여주기도 하기 때문입니다.

보통 대규모 투자나 새로운 인프라를 구축하는 프로젝트에서는 다양한 대량의 공간정보 또한 참고하여 의사결정을 해야 합니다. 공간정보 시스템은 조직 내외에서 이런 데이터를 수집하고 필터링하고, 변환하고 통계화하여 정보화된 다양한 데이터 레이어를 조합하여 다음과 같은 질문에 대한 최상의 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.

  • 신규투자 입지로 어디가 가장 적당한가?
  • 중복 투자를 최소화하려면 어떻게 해야하는가?
  • 투자대비 수익을 보장할 수 있는 상권은 어디인가?
  • 프로젝트 별로 우선순위는 어떻게 결정해야 하는가?
  • 여러 프로젝트를 묶어 발주하여 비용을 절약할 수 있는가?
  • 운영 최적화를 위해서는 어디에 더 투자를 해야하는가?
  • 향후 5년 동안의 유지보수 사이클과 비용을 계산할 수 있는가?

다양한 데이터의 수집과 수렴 못지 않게 중요한 것이 의사결정 속도입니다. 갈수록 시장과 경쟁업체 그리고 고객의 니즈가 빨리 움직이는 만큼 실시간으로 데이터를 모니터링하고 적시에 결정을 내리는 것이 중요합니다.

ArcGIS는 의사결정을 돕기위해 다음과 같은 기능을 제공하고 있습니다.

실시간 IoT 센서 데이터 수집을 위해서 GeoEvent Server를 이용할 수 있으며 HTML5 웹소켓 기술 기반으로 ArcGIS의 피쳐레이어 타입 중 스트림 레이어로 바로 피쳐를 전송하여 성능을 최적화 할 수 있습니다.

데이터 분석 및 시뮬레이션의 자동화를 위해 분석 모델 빌더를 제공하며 여러 툴을 조합하고 다양한 변수를 테스트 할 수 있도록 합니다.

데이터 시각화에 있어서는 웹 기반의 대시보드(Operations Dashboard for ArcGIS) 지원으로 실시간 데이터를 요약하여 제공하고 주요 지표를 언제 어디서든 한눈에 확인 할 수 있도록 해줍니다. 

다양한 데이터 포맷과 데이터베이스를 지원하고 조직내외의 공간정보 데이터를 공유하고 맵핑기 쉽도록 서비스 기반의 아키텍쳐와 ArcGIS 포털간 연결을 지원하고 있습니다.

패턴 8 – 커뮤니티 소통

주요 사용자 프로파일: 커뮤니티 담당자, GIS 컨텐츠 개발자

조직과 기관의 서비스의 최종 목표는 시민과 고객을 만족시키는 것입니다. 정보화가 진행될수록 일반일들의 정보 접근과 정책 또는 제품에 대해 고객이 목소리를 내는 것이 일반화 되었습니다. 이제는 조직과 기업이 더 적극적으로 정보를 공유하기 위해 노력을 해야만 기업의 경쟁력도 높아지는 시대가 되었습니다. 

어떤 정보이든 효율적으로 공유하기 위해서는 대상에 맞게 정보를 가공하여 프레젠테이션하는 것이 중요합니다. GIS의 전문 지식이 없는 일반 시민과 대중에게는 어떻게 공간정보와 분석 결과를 설명할 때는 스토리텔링 방식이 많이 사용됩니다. 스토리텔링은 복잡한 시공간적 정보에 대한 이해를 돕기위한 컨텍스트 제공하고 개인과의 연계성을 설명할 수 있습니다.

ArcGIS에서는 스토리맵(ArcGIS Story Maps)라는 앱 플랫폼을 제공하며, 지도와 데이터, 이미지, 텍스트를 효과적으로 배치하여 강력한 스토리텔링을 할 수 있는 템플릿들을 제공합니다. 

ArcGIS Hub는 정부와 시민 커뮤니티가 실시간으로 정책을 나누고 의견을 표출하여 반영할 수 있는 플랫폼을 제공하고 있습니다.

패턴 9 – 공유와 협업

주요 사용자 프로파일: GIS 분석가, 파트너쉽 담당자

마지막 패턴인 공유와 협업은 4차산업혁명 시대에 가장 중요한 패턴이 아닌가 생각됩니다. 전세계의 정부와 기업, 조직이 디지털변혁(Digital Transformation)을 겪고 있습니다. 디지털변혁은 단순히 IT 시스템의 업그레이드에 대한 것이 아닙니다. 기후변화, 고령화 사회, 인공지능 도입과 일자리 감소 등 우리가 당면한 큰 문제들을 해결하기 위해 정부와 조직, 기업이 협업하고 같이 해결하기위해 근본적인 사고 방식의 변화가 필요합니다.

먼저 모든 정보는 디지털화 되어 저장되고 신속한 접근과 분석이 가능해야 합니다. 그 중 공유가 가능한 정보는 일반 대중, 신뢰할 수 있는 파트너, 정부 기관, 일반 기업 등이 필요에 따라 검색하여 찾고 손쉽게 사용하고 종합적인 분석을 할 수 있도록 공유되어야 할 것입니다.

ArcGIS는 이러한 니즈를 충족하기 위하여 신뢰하는 조직간의 포털대 포털 협업(Portal to Portal Collaboration)을 지원하고 있습니다. 협업을 원하는 조직간에 초대장을 보내고 참가자를 선정하여 다른 포털에서 제공되는 데이터 서비스를 자기 조직의 포탈에서 소비할 수 있습니다.

만일 이종 플랫폼과 데이터 교류가 필요한 경우처럼 커스텀 개발이 필요한 경우에는 ArcGIS의 서비스 기반 아키텍쳐를 이용하여 공간정보 데이터를 서비스로 발행하고 RESTful API 주소를 공유함으로써 이종 플랫폼에서도 쉽게 데이터를 연동할 수 있도록 합니다.

이로써 Esri에서 정리한 9가지 GIS 사용 패턴을 살펴보았습니다. 기업과 조직이 수집하는 방대한 데이터 중 지리정보가 이미 포함된 데이터도 많지만, 지오코딩을 통해 지리정보화 할 수 있는 데이터들도 많이 있습니다. 비즈니스의 경쟁력을 높이고 환경변화에 긍정적인 영향을 미치기 위해서는 이런 데이터들을 효율적으로 수집, 보관, 분석, 통찰, 공유, 협업 할 수 있는 시스템 구축이 반드시 필요합니다.

한국지비에스는 글로벌 스탠다드와 베스트 프랙티스에 기반한 GIS 시스템 컨설팅과 ArcGIS 플랫폼의 도입 후 투자대피 효용을 최대화 할 수 있도록 비즈니스 프로세스 구현 서비스를 제공하고 있습니다. 문의가 있으시면 언제든지 연락주세요.

 

공간정보 시스템 활용의 주요 패턴 3

공간정보 시스템 활용의 9가지 패턴

패턴 5 – 분석

주요 사용자 프로파일: GIS 분석가, 데이터 분석가, 프로젝트 기획자

데이터를 수집하고 시각화하고 모니터링하는 과정에서 변화를 감지하거나 패턴을 발견하였을 때에는 가장 효과적인 행동을 결정할 수 있도록 시스템이 지원해야 합니다. 시스템을 통해 다양한 데이터를 조합하여 의미있는 통찰을 발견할 수 있어야 하며, 거의 실시간에 가까운 속도로 분석결과를 제공해야 의미가 있습니다.

분석에 필요한 모델과 파라미터들을 유연하게 적용할 수 있어야 하고 병합, 변형, 추출, 필터링, 패턴화의 과정이 하나의 파이프라인으로 통합 및 자동화될 필요가 있습니다.

일반적이고 반복적인 분석 케이스는 시스템의 빌트인 분석 툴로도 충분할 수 있겠지만 실제 상황에서는 고도의 커스텀 분석 모델이 필요한 경우가 많을 것입니다. 이러한 경우에는 조직내 데이터 전문가가 분석 모델을 만들 수 있는 툴과 프레임워크를 시스템이 제공하여야 합니다.

ArcGIS에서 제공하는 분석 툴은 다음과 같습니다.

  • 모델빌더

ArcGIS에서 제공하는 수많은 분석 툴을 조합하여 하나의 파이프라인으로 묶은 후 자동화하는 분석 프레임워크입니다. 예를 들어, 상권분석의 경우, 경쟁업체와 고객군 데이터 등 다양한 데이터 세트에 대해 필터링, 버퍼 적용, 밀집도 분석, 병합, 추출 등의 분석 작업이 반복적으로 사용되는데 이런 작업들을 병렬 또는 직렬로 연결하여 단계별 데이터 출력값이 자동으로 다음 단계의 입력값이 되도록 설정한 후 하나의 모델로  저장하여 같은 업무를 하는 조직내에 구성원들과 공유할 수 있습니다.

  • R-ArcGIS 브릿지

데이터 통계와 시각화 분야에서 가장 잘 알려진 오픈소스 툴 중 하나가 R입니다. R의 오픈소스 커뮤니티는 금융, 의료, 머신러닝, 지리적 통계 등 다양한 업무에 활용할 수 있는 분석 패키지를 공유하고 있습니다. ArcGIS Pro는 R과 통합되어 ArcGIS에서 일차적으로 데이터를 분석한 이후, 도메인내 특정 통계 분석을 위해서 ArcGIS Pro에서 R을 바로 연동할 수 있습니다.

  • 파이선 통합

머신러닝, 데이터 분석 등의 분야에서 파이선은 현재 가장 인기있는 프로그래밍 언어입니다. ArcGIS는 Arcpy라고 하는 강력한 파이선 라이브러리를 제공하며 Pandas, Numpy, Scipy 등 다양한 오픈소스 라이브러리를 함께 이용하여 데이터 분석 기능을 강화할 수 있습니다.

패턴 6 – 디자인과 플래닝

주요 사용자 프로파일: 기획자, 디자이너, 파트너쉽 담당자

새로운 구조물이나 서비스를 지역사회 또는 시장에 내어 놓을 때는 수많은 가능성을 분석하여 고객이 가장 만족할 수 있으면서 투자 대비 최대 효과가 가장 높은 디자인을 구현해야 합니다. 기후변화가 급격하고 이해관계에 따라 사회갈등이 많은 요즘에는 에너지 효율에 대한 고려와 사회적 논란의여지를 사전에 검토하여 최소화하는 디자인과 프로젝트 플래닝 또한 필요합니다.

이 과정에서 GIS 시스템은 여러 이해관계자들의 당면한 문제에 대한 대안을 연구하고 최적화된 디자인을 시뮬레이션하여, 이해관계자들과 공유하고 이해와 합의하는 과정 전반에 이용될 수 있습니다. 프로젝트 플래닝 과정도 시각화 하여 이해당사자 및 고객과 투명하게 공유할 수 있습니다.

데이터 분석에 있어서는 ArcGIS에서 제공하는 고급 분석 툴세트를 이용하면 일조량 분석, 홍수 피해 분석 등이 간편하게 가능합니다. Esri CityEngine을 이용하면 대규모 단지의 건물과 인프라를 3D로 시각화하고 속성을 변경함으로써 대안 솔루션에 대해 이해관계자의 피드백을 즉각적으로 받을 수 있습니다. 마지막으로 ArcGIS와 AutoCAD의 파트너쉽으로 디테일한 건물 디자인 정보인 BIM(Building Information Modeling) 데이터시각화를 통해 설계와 공사단계뿐만 아니라 운영단계까지 디자인의 효율성을 검토할 수 있습니다.

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공간정보 시스템 활용의 주요 패턴 2

공간정보 시스템 활용의 9가지 패턴

패턴 3 – 모빌리티

주요 사용자 프로파일: 현장 점검 직원, 데이터 수집원 등

환경, 유틸리티, 공중보건, 산림, 국방, 토지관리, 범죄예방, 교통,  도시 개발, 자원 개발, 유통 등등 많은 분야에서 지리정보 수집과 분석 프로세스을 필요로 합니다. 대부분의 고객은 지리적으로 넓은 공간에 퍼져있는 데이터를 수집해야 하기 때문에 GIS 플랫폼이 모빌리티를 지원하고 완벽하게 연동되는 것이 데이터 품질과 생산성을 확보하기 위해서 필수입니다.

현장에 나가는 직원은 지도 이외에도 생산성을 높이기 위하여 다음과 같은 기능들을 필요로 합니다.

  • 자원 검색 및 최단거리 찾기
  • 목적지 방향 확인
  • 공간 데이터 검색/수정/신규 수집 양식
  • 수집 데이터 오류/중복 실시간 검증
  • 통신 불가능 지역인 경우 오프라인 모드
  • 사진, 동영상 등 멀티미디어 자료 수집
  • 위험지역 알림 기능
  • 현장 직원의 위치 확인 및 기록

이 모든 기능을 새로 개발하고 플랫폼과 연동하려면 수개월이 걸릴 것입니다. Esri는 Survey123 for ArcGIS, Collector for ArcGIS, Explorer for ArcGIS, Navigator for ArcGIS 등의 필드앱을 이미 제공하고 있고, 프로세스에 필요한 지도만 만들면 바로 연동할 수 있으므로 단 몇시간 안에 프로세스를 완성하고 현장 투입이 가능합니다. 예를 들어 가장 기본적으로 방식은 다음과 같습니다.

  1. 데이터를 담을 수 있는 피쳐 레이어 생성 – ArcGIS Online 또는 Portal
  2. 여러 피쳐 레이어를 포함하는 웹맵 생성 및 구성 설정 – ArcGIS Online 또는 Portal
  3. 현장 앱에서 웹맵 추가 –  Collector for ArcGIS
  4. 현장 직원 교유 및 데이터 수집

위의 모든 구성 설정 작업은 몇시간 안에 가능하므로, 새로운 현장 데이터 수집이 필요할 때 단시간안에 현장 투입이 가능합니다.

단, 국내 공공기관은 국가정보원 등 보안당국의 보안 심사를 거쳐야 하므로 기존앱을 사용하실 수 없고 수집 데이터의 성격에 따라 다음과 같은 프로세스가 필요합니다.

  1. 모빌리티 시스템 아키텍쳐 구성
  2. 보안당국 심사 및 검증
  3. 가이드라인에 따라 아키텍쳐 업데이트
  4. RFP 확정 및 공시
  5. 업체 선정
  6. 발주
  7. ArcGIS API 및 SDK를 이용한 앱 신규 개발
  8. 보안당국 검증 심사 및 통과
  9. 앱 배포

패턴 4 – 모니터링

주요 사용자 프로파일: 프로젝트 매니저, 안전 담당자, 데이터 분석가

공간정보를 제공하는 기업의 자원이나 환경적 요소는 지속적으로 변화하기 때문에 실시간으로 계속 데이터를 모니터하고 업데이트해야 합니다. 그리고 위험한 현장에 투입된 직원의 안전을 지속적으로 모니터링하고 지원하는 것도 매우 중요합니다. 그리고 실시간 모니터링의 경우와 오랜 기간 축적된 데이터를 비교하고 변화 요소를 모니터링 하는 경우는 다른 툴과 프로세스가 필요할 것입니다.

모니터링 시스템은 다양한 데이터를 입력받아 분석이 가능해야 합니다. 예를 들어 다음과 같은 데이터를 고려할 수 있습니다.

  • 인적 물적 자원의 상태
  • 인적 물적 자원의 위치
  • IoT 센서 데이터
  • 데이터 수정/수집 상태
  • 소셜 네트워크 데이터
  • 외부 데이터 – 날씨, 교통 등
  • GIS 시스템 자체 운영상태 모니터링

모니터링 시스템은 실시간성과 즉각적인 액션을 취할 수 있도록 실시간 분석과 경고 기능을 제공해야합니다.  ArcGIS는 GeoEvent Server를 통해 대용량 IoT 데이터를 필터 또는 연산하여 프로세싱한 후 ArcGIS Enterprise와 연동합니다. 그리고 위험지역 설정 등 특정 조건을 설정하여 해당 이벤트 발생시 직원에게 실시간으로 경고를 보낼 수 있습니다.

모니터링 시각화에 있어서는 Operations Dashboard for ArcGIS라고 하는 대시보드 앱을 제공하며 실시간으로 업데이트되는 맵과 차트를 손쉽게 구성설정하도록 기능을 지원하고 있습니다. 

장기간에 걸쳐 축적된 데이터를 모니터링 하는 경우는 ArcGIS Pro 환경에서 시공간 큐브(Space Time Cube)기능을 이용해서 시간의 흐름에 따른 변화를 한눈에 볼 수 있게 해줍니다.

다음 편에 계속-

 

공간정보 시스템 활용의 주요 패턴 1

수학문제를 풀 때 공식을 이용하듯이 소프트웨어 개발 방법론에서는 특정 형태의 문제에 대해 적용 가능한 소프트웨어 디자인 패턴이 잘 정립되어 있습니다. 패턴을 이용하는 가장 큰 이유는 솔루션을 재사용하기 위해서입니다. 문제를 잘 정의할 수 있다면 “바퀴의 재발명”과 같은 오류를 피할 수 있습니다.

마찬가지로 특정 비즈니스 니즈를 만족하기 위해 정보시스템을 설계할 때는 해당 도메인 분야에서 검증된 논리적인 디자인 패턴을 고려해서 설계하는 것이 효율성과 완성도에 더 기여할 수 있습니다.

Esri는 공간정보 산업의 리더로써 공공부터 영리기업까지 다양한 고객에게 서비스를 제공하고 있습니다. 많은 고객 데이터에 기반하여, 공간정보 문제를 어떻게 정의하고 시스템을 어떻게 사용하는지 분석하여 주요 패턴을 다음과 정의하고 공유하였는데 살펴보도록 하겠습니다.

공간정보 시스템 활용의 9가지 패턴

패턴 1 – 맵핑과 시각화

주요 사용자 프로파일: GIS 컨텐츠 제작자, 지도 제작자, GIS 전문가

가장 기본적인 단계로써 위치 정보를 파악하고 지도에 상대적인 관계를 표현하는데 필요한 프로세스와 툴입니다. 모든 공간정보 데이터 세트에는 좌표 시스템(Coordinate System)이 있는데, 다양한 출처에서 수집한 데이터 세트를 서로 통합하기 위해서 필수적인 정보입니다. 일반적으로 좌표 프레임워크는 서로 다른 좌표 시스템을 가진 데이터 세트들을 통합할 수 있도록 기능을 제공합니다. 좌표 시스템 다르더라도 같은 지도에 투영을 하여 레이어를 중첩하고 분석이 가능하도록 지원하거나 좌표 시스템을 통일시키기 위해서 변환할 수 있도록 해줍니다.

ArcGIS는 즉각투영(on-the-fly projection)이란 기능을 제공하여, 지도에 데이터를 최초로 추가할 때 데이터의 좌표체계를 읽어 지도의 좌표체계가 통일되도록 자동으로 업데이트합니다.

이후 다른 좌표체계를 가진 데이터를 같은 지도에 추가하면 변환 경고 메시지를 보여주고, 지리정보를 기반으로 추천하는 좌표체계를 포함하여 변환할 수 있는 옵션을 제공합니다.

좌표 시스템에 대한 설명과 ArcGIS Desktop에서 데이터 변환을 하는 방법에 대해 한국에스리에서 설명한 자료를 여기에서 참고하세요.

지도에 여러 레이어로 겹쳐진 데이터는 이제 효과적인 시각화를 통해서 정보전달력을 높여야 합니다. 인간은 시각을 통해서 가장 많은 정보를 처리하기때문에 효과적인 색상과 심볼을 통해서 직관적으로 정보를 해석할 수 있도록 하는 것이 중요합니다.

빈도와 중요도, 방향성, 시계열 정보 이 모든 것을 시각적으로 표현할 수 있도록 ArcGIS는 다양한 옵션을 제공합니다. 또한 공간정보의 3차원적인 성격을 잘 나타내기 위해서는 3D 시각화 기능이 반드시 필요합니다. ArcGIS는 PC와 모바일에서 매우 성능이 뛰어난 3D 데이터 시각화를 제공하고 있으므로, 데이터만 있으면 즉각적인 시각화와 분석이 가능합니다. 

패턴 2 – 데이터 관리

주요 사용자 프로파일: GIS 전문가, 품질 관리자, 데이터베이스 담당자

두번째 패턴은 데이터의 수집 및 정리, 그리고 자원의 위치정보와 상세한 속성을 관리하는 업무 프로세스입니다. 데이터는 파일형태나 데이터베이스 형태로 저장이 되는데, 관리와 보안의 측면에서 데이터베이스로 관리하는 것이 선호됩니다.

공간정보 데이터는 위경도 같은 특수한 지리정보를 포함하고 있으며, 연결된 점과 선, 면 등 벡터 데이터와 이미지 형태의 래스터 데이터로 나뉩니다. 공간정보 시스템은 벡터 또는 래스터 형태의 공간 속성 값으로 거리, 면적, 연결성 등 다양한 관계성을 연산하는 특수한 함수를 지원해야 합니다.

공간정보를 최적화하여 저장하고 관리한다는 말은 즉 이런 공간정보가 각 데이터 세트의 특성에 맞게 최적화 되어 저장되어 있으며 즉각적으로 어디서든지 이용할 수 있어야 한다는 말입니다.

ArcGIS는 세가지 형태의 데이터 저장 모델을 제공하고 있습니다.

1. 관리형 데이터 스토어 (ArcGIS Data Store)

첫번째는 ArcGIS Enterprise의 핵심 콤포넌트로서  ArcGIS가 직접 관리하는 형태의 데이터 스토어입니다. 데이터베이스 전문가가 없더라도 ArcGIS 플랫폼을 구성한 이후 바로 지도와 피쳐 세트를 만들고 공유할 수 있는 이유가 이 데이터 스토어가 있기 때문입니다.

2. 지오데이터베이스 (Geodatabase)

두번째는 geodatabase라고 하는 오브젝트 관계형 정보 모델로써 데이터 일반 속성과, 공간정보, 좌표 체계 등을 효과적으로 저장하고 쿼리할 수 있는 특수한 엔진(SDE, Spatial Database Engine)을 포함하고 있습니다. SDE는 Microsoft SQL Server, Oracle 등 전통적인 관계형 데이터베이스를 지원하고 있으며, 파일 데이터베이스, SAP HANA와 같은 인메모리 데이터베이스도 최근에 추가되었습니다 .

3. 외부 데이터베이스

마지막으로 ArcGIS는 Hadoop과 같은 외부의 데이터베이스에서 관리되는 데이터와의 연결을 지원합니다.

공간정보는 시간의 흐름 또는 환경의 변화에 따라 지속적으로 변할 가능성이 높기 때문에 데이터의 정확도 유지를 위해서는 플랫폼 툴의 지원뿐만 아니라 프로세스, 조직 문화, 구성원의 의지 모든 것이 중요합니다. 

ArcGIS는 Data Reviewer라는 툴을 제공하고 있는데, 소프트웨어를 개발할 때 소스코드를 테스트하기 위한 스크립트를 구현하는 것처럼 공간 데이터의 정확도를 측정하기 위한 여러 조건을 설정하여 데이터가 입력될 때 또는 주기적으로 데이터 건전성을 확인하고 수정할 수 있도록 도와줍니다.

Data Reviewer는 데이터의 존재 유무부터 피쳐들간의 관계성까지 다양한 조건을 검사할 수 있는 체커들을 제공하고 있습니다. 

다음 편에 계속-