1970년대까지 지리정보시스템(GIS)은 운용체계(OS)의 파일시스템에 공간 데이터와 비공간 데이터를 따로 저장해 고유번호로 연결되는 방식으로 구축돼왔다. 파일시스템을 채택한 GIS는 응용시스템이 단순한 경우에 적합하며 개발이 비교적 쉽다는 장점이 있다. 그러나 파일시스템은 기본 특성상 동시성 제어나 데이터 파손시 회복이 어렵고 대용량 데이터 처리가 거의 불가능하다는 것이 단점으로 지적돼왔다.
파일시스템의 후속으로 개발된 것이 1980년대 중반까지 유행한 하이브리드(혼합형) 데이터 모델방식. 이 방식으로 GIS를 구축하면 파일시스템에 공간 데이터를 저장하고 관계형 데이터베이스관리시스템(DBMS)에는 비공간 데이터를 저장하는 형태로 시스템이 구축되며 비공간 데이터 처리시 전용 관리시스템인 기존 관계형 DBMS를 그대로 활용할 수 있다는 것이 장점으로 작용했다. 그러나 혼합형의 구조상 동시성을 제어하는 것이 힘들고 대용량 데이터 처리에는 부적합하다는 분석이 지배적이다.
하이브리드 데이터 모델방식 다음으로 출현한 기술은 관계형 데이터 모델. 이 시스템은 관계형 DBMS에 공간 데이터와 비공간 데이터를 따로 저장할 수 있으며 관계형 DBMS의 특징을 최대한 활용해 파손된 데이터를 회복시킬 수 있다는 장점이 있어 80년대 후반에 유행했다. 하지만 이 시스템 역시 대용량 데이터를 처리하는 데 한계를 보였으며 순수 DB의 크기가 불필요하게 커지는 단점이 있다.
여기서 한단계 진보한 개념이 객체지향형 데이터 모델방식이다. 이 방법을 채택하면 객체저장시스템에 공간 데이터와 비공간 데이터를 함께 저장할 수 있어 데이터 모델링 능력이 향상되는 장점이 있다. 그러나 이 개발방법을 채택해도 완전한 객체지향 DB기능을 제공받지 못하며 표준화된 SQL이 없어 공간질의어가 제공되지 않는다.
최근에는 객체관계형 데이터 모델이 각광받고 있는데 이 시스템은 객체관계형 DBMS에 공간 데이터와 비공간 데이터를 함께 저장할 수 있어 대용량 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이 방식으로 GIS를 개발할 경우 엔진개발이 어렵고 고급개발자들이 필요하며 기간도 많이 소요되는 것으로 알려져 있다.
한편 90년대 이후에는 GIS사용자들이 기존 전문가들에서 일반 사용자 및 단순 사용자들로 변화하면서 인터넷의 웹(Web)기반 GIS시장이 발전할 가능성이 높아지고 있다. 인터넷 사용자들이 급속히 증가하고 공공분야에서도 인터넷을 통해 데이터를 활용하는 사례가 증가하고 있기 때문이다. 특히 3차원 GIS의 경우 현실세계가 궁극적으로 3차원이라는 전제아래 지상시설물이나 지하매설물의 위치를 정확히 검색·수정하는 데 사용, 각광을 받고 있다.
인터넷 GIS란 인터넷 기술을 GIS와 접목해 인터넷 환경에서 지리정보를 입력·수정·분석·출력함으로써 네트워크 환경에서 GIS서비스를 제공받을 수 있도록 구축된 시스템을 말하며 이 서비스가 제공되면 공간자료 검색에서부터 공간분석 수행 및 이를 통한 의사결정에 도움을 받는 등 응용분야가 다양하다.
인터넷 GIS가 가능하려면 우선 다양한 기반기술 개발이 선행돼야 한다. 이같은 기반기술로는 공간자료상 상호가동성 문제해결, 광역통신망을 대상으로 한 분산처리 개발을 가능케 해주는 OGIS(Open Geodata Interoperability Specification), 자바 프로그래밍 언어, 클라이언트와 서버 관계를 성립시켜주는 미들웨어, 웹 서버와 클라이언트가 문서를 통해 통신할 때 사용하는 프로토콜인 HTTP(Hyper Text Transper Protocol) 등이 필요하다.
90년대 후반부터는 하드웨어 성능이 크게 향상되면서 3차원 GIS도 관심을 끌고 있다. 기존 GIS의 대부분이 2차원 지도에 기반한 공간정보와 속성정보를 처리하는 것에 비해 3차원 GIS는 입체형상으로 가상공간을 표현하고 여기에서 공간정보와 속성정보를 분석·관리하는 것이 핵심이다. 3차원 GIS는 지형이나 지세를 수치상으로 표현하는 DEM(Digital Elevation Model)자료나 DTM(Digital Terrain Model)에 실제의 지상시설물과 지하매설물을 동시에 표현하고 이에 대한 정보를 DB로 저장해 시설물이나 매설물의 위치정보를 지속적으로 관리해야 할 때 사용된다.
이밖에 PC환경에서 최소의 투자비용으로 공간정보와 속성정보를 분석·관리할 수 있는 데스크톱GIS와 개방형GIS도 차세대 GIS시장을 이끌어 갈 핵심기술로 각광받을 전망이다. 특히 데스크톱GIS는 인터넷GIS가 확산되면서 인터넷 검색용 SW 및 기타 필수 SW만 있으면 GIS관련업무를 처리할 수 있어 사용자들에게 커다란 인기를 얻고 있다.
최근에는 DMS란 첨단기술도 소개되고 있다. DMS(Distribution Management System)는 지리정보와 관련돼 일련의 업무처리가 이루어지는 원격감시제어시스템(SCADA), 고장전화접수 및 대응, 수용가 정보관리, 공사관리 등의 시스템을 통합한 인터페이스 개념. 이 시스템은 고유의 기능을 갖는 시스템끼리 표준 인터페이스를 통해 실시간으로 이용자와 네트워크 데이터에 접근하고 분석할 수 있는 것이 특징이다.
전기, 가스, 상·하수도, 통신 등과 같은 업무를 담당하는 기관들은 자동지도제작(AM)/시설물 관리(FM)/GIS, SCADA, 고장전화접수 및 대응시스템, 수용가 정보 및 공사관리시스템 등과 같은 시스템에 의존해 조직이 운영되고 있다. 그러나 이 시스템들은 각자 고유의 기능측면에서는 잘 이용되는 반면 이용자 기관의 업무효율 극대화를 위해 필요로 하는 타 시스템들과의 상호운용 및 통합측면에서는 각 시스템의 능력에 따라 매우 다른 환경에서 운용된다.
따라서 선진 사용기관 및 SW공급업체들은 이같은 시스템들을 통합하기 위한 단계별 작업들을 수행해 왔고 제품으로서의 솔루션을 만들기 위한 장단기 전략을 제시했다. 이러한 접근의 한 예가 AM/FM/GIS와 SCADA를 통합한 솔루션인 「모자이크 DMS」다. 이 접근방법은 각 시스템의 고유기능을 보전하며 상호 필요로 하는 기능을 보완하는 측면에서 기술적 의미를 갖고 있다.
과거 AM/FM/GIS와 SCADA를 통합하는 기술은 실시간 처리와 공간 데이터 통합에 대한 필요성을 핵심요소로 해 이를 처리하기 위한 접근방법으로 두가지 측면에서 DMS를 구축했다. 그 중 한 접근방법은 SCADA측면에서 DMS를 구축함으로써 AM/FM/GIS 데이터에 접근하는 것이고 다른 하나는 AM/FM/GIS 시스템내에 DMS를 구축해 SCADA의 실시간 데이터를 취득, 활용하는 것이다.
90년대초에는 실시간 처리의 SCADA시스템으로 AM/FM/GIS 데이터를 가져오는 것은 별도의 프로젝트로서 전개됐다. 그러나 이러한 접근방법은 SCADA 고유의 설계특성으로부터 SCADA를 벗어나게 했다. 기본적으로 SCADA는 고유목적에 부합하는 데이터베이스와 고속의 데이터 이벤트 처리, 데이터의 높은 신뢰성 그리고 단순한 그래픽 도시기능으로 설계된다.
하지만 AM/FM/GIS 시스템에 관련된 데이터 양은 대체로 SCADA에서 활용하는 데이터보다 많으며 공간 데이터 표현에 대한 요구는 전선을 예로 들면 기본적으로 단선으로 도시되도록 설계되는 SCADA와는 상당히 다르다.
이에 대안으로 나온 것이 모자이크 DMS라고 할 수 있다. 이 방법은 SCADA와 AM/FM/GIS 데이터를 통합한 플랫폼으로 DMS를 구축하는 것이다. 모자이크 DMS를 사용하면 특정 플랫폼의 구성에 모듈방식의 설계를 이용함으로써 사용자가 고장신고접수 및 대응, 긴급출동, 선로분석 등을 포함하는 관련 시스템 접근에 유연성을 가지게 된다. 이를 통해 DMS는 외부시스템 및 모듈화된 내부 소프트웨어구조와 연속된 인터페이스를 유지하며 실시간 및 공간 데이터를 다루기 위해 구축된 통합 플랫폼으로서의 장점을 가지게 된다.
<윤휘종 기자>