1. 개요
공간자료를 처리하는 작업에는 자료수집, 저장, 관리, 분석, 출력 등이 있다. 과거에는 아날로그 자료원을 받아서 수작업으로 처리하고 종이지도를 생산하는 방식으로 처리되었으나, 최신 기술이 등장함에 따라 컴퓨터가 널리 사용되고 있고 공간자료 처리에도 디지털 정보가 널리 사용되게 되었다. 이러한 영역에서 사용되는 소프트웨어 기술이 바로 지리정보시스템(Geographic Information System, GIS)이다.
일반적으로 계획 프로젝트에는 지도제작기관, 지질조사, 토양조사, 산림조사, 통계자료 등 다양한 공간적 및 비공간적 자료원을 필요로 한다. 이러한 원시자료는 각각 다른 생성시점을 가질 수 있으며 투영법이나 축척이 다를 수도 있다. 지리정보시스템에서는 이러한 다양한 지도를 통일된 좌표계로 데이터베이스에 디지털화된 자료로 저장할 수 있다. 이에 따라 축척변환도 필요없고 지도투영 변환과 같은 복잡한 계산을 소프트웨어에서 간단하게 수행할 수 있으며 지리정보시스템의 공간분석 기능을 이용하여 계획업무에 적용 가능하다.
2. 지리정보시스템의 용도
공간자료의 처리는 다양한 분야와 연관이 있다. 해당 분야는 크게 공간 개념의 개발, 공간자료 획득 및 처리의 수단, 형식적 및 이론적 기반의 제공, 응용 분야, 법적 및 관리적 측면의 지원 등으로 구분할 수 있다.
공간자료처리와 관련된 모든 측변을 다루는 분야를 총칭하여 공간정보공학(Geoinformatics)이라 한다. 공간정보공학은 "공간정보의 구조와 특성, 수집, 분류와 검증, 저장, 처리, 묘사, 보급 등을 처리하는 과학 기술로서 이러한 정보의 최적 이용을 보증하는 하부구조도 포함한다."고 설명되었다. Ehlers와 Amer는 공간정보공학을 일컬어 "공간정보의 획득, 저장, 생산처리, 표현, 배포 등을 처리하는 과학기술"로 정의하였다.
공간정보공학과 동의어로 간혹 사용되는 용어로 Geomatics가 있다. 이 용어는 캐나다에서 처음으로 사용되었으며 프랑스어 문화권 국가에서 널리 사용되고 있다. Laurini와 Tompson은 Geomatics를 가리켜 "공간지리 과학과 정보공학의 합성"이라 설명하고 있다. 미국에서는 지리정보과학(Geographic information science)이라는 용어가 더 많이 사용되는 경향이 있다. Goodchild는 지리정보시스템 연구를 "GIS 기술과 관련하여 성공적인 수행이 저해되거나 가능성의 인식으로부터 발생한 일반적인 문제에 대한 연구"라 정의하고 있다.
3. 지리정보시스템 소프트웨어
지리정보시스템 소프트웨어의 가장 중요한 특징은 기존의 공간자료 및 속성자료로부터 새로운 공간정보를 추출할 수 있는 분석 기능을 포함하고 있다는 것이다. GIS는 위치참조 자료를 처리할 수 있는 입력, 자료관리(저장 및 검색), 처리 및 분석, 출력의 네 가지 기능을 제공하는 컴퓨터 시스템으로 정의한다.
응용목적에 따라 지리정보시스템은 공간자료를 저장하는 데이터베이스인 자료저장고, 공구함, 기술, 정보원 또는 과학의 한 분야로 고려할 수 있다. 다른 분야에서와 마찬가지로 문제를 해결하기 위한 도구로서 사용하는 것과 이러한 도구를 생산하는 것은 다른 분야라 할 수 있다. 모든 도구가 모든 응용에 적합하지는 않으며, 도구는 특정한 목적 및 응용에 적합하게 개선해서 사용해야 한다. 모든 상용 GIS 패키지는 각각의 개발 역사와 추구하는 목적이 달랐던 이유로 인해 각각의 장단점이 존재한다. 어떤 패키지는 래스터 자료를 지원하는데 초점을 맞추는가 하면 어떤 패키지는 벡터 기반 공간 객체에 초점을 맞춘 GIS 역시 존재한다. 어떠한 패키지가 다른 패키지보다 더 좋은 시스템이라고 단언할 수는 없다. 그 패키지가 좋은가 좋지 않은가에 대해서는 패키지를 사용하기 위한 목적에 따라 결정된다. 일례로 범용 GIS 패키지인 ILWIS와 ArcInfo가 있다. ILWIS는 전통적으로 래스터 자료처리 밀 과학적인 공간자료 분석, 프로젝트형 GIS 응용에서 강점을 보이고 있다. ArcInfo는 벡터형 공간자료의 처리 및 사용자 인터페이스, 지도제작 등에 좋은 성능을 보이며, 기관형 GIS 응용에도 자주 사용된다.
4. 지리정보시스템 소프트웨어의 구조 및 기능
지리정보시스템은 보다 넓은 관점에서 소프트웨어와 자료, 사람, 조직으로 구성된다. 좁은 관점에서는 지리정보시스템을 소프트웨어 시스템이라 볼 수 있다. 지리정보시스템은 공간자료를 입력, 저장, 분석, 표시 및 출력하는 모듈로 구성된다. 지리정보시스템에 따라 각각의 모듈별로 기능이 많거나 적을 수 있으나, 이러한 모듈이 전혀 존재하지 않는다면 이러한 시스템은 지리정보시스템이라 할 수 없다. 자료입력, 저장, 분석 및 출력이라는 4가지 구성요소의 기능을 통해 지리정보시스템으로 무엇을 할 수 있는지를 알 수 있다. 자료입력, 저장 및 관리, 분석 및 출력과 같은 기능 외에도 지리정보의 처리에는 자료배포, 전송, 교환 등과 같은 조직 문제가 관련되어 있다. 조직 문제란 지리정보를 획득하고 처리하는 것에 관련된 환경이나 규칙을 의미한다.