1. 강원대학교 지구물리학과 이 훈 열 교수 참고문헌: 이희연 2003, GIS 지리정보학, 법문사

2. 지구정보학개론및실습, 강원대학교 지구물리학과 이훈열 교수
2.1 GIS의 등장 배경
(1) 주제도 제작:
18세기부터 주제도 제작 (Thematic Map).
기본도(base map) 위에 서로 다른 커버리지를 등치선이나 유선도로 표현하고자 하는 노력.
군대 이동경로, 지질도, 교통로, 인구수, 교통량, 지형 특성 등을 중첩시켜 의사결정 지원도구로 활용.
1854년 영국 Snow 교수: 콜레라 사망자 위치와 오염된 우물의 위치 중첩시키는 일종의 공간분석 기법을 통해 공중 위생문제 해결 노력.
1969 미국 펜실베니아대학: 뉴욕 Staten섬 입지선정 위해 투명종이 위에 형상을 겹쳐 커버리지로 제작.
(2) 컴퓨터 기술 발달:
1642년 계산기 처음 발명
1890년 미국 인구 센서스. 카드 펀치로 구멍을 내어 전자적으로 읽음
1950년대 1세대 컴퓨터 ENIAC: 기계식이 아닌 진공관을 이용한 최초의 전자회로 계산기. 탄도계산.
1960년대 2세대 컴퓨터: 트랜지스터 이용. 화학, 물리, 수학, 지구과학에도 응용. 지도 제작하는데 사용되기 시작.
(3) 공간 분석 기법의 발달:
컴퓨터 기술의 발달과 함께 통계기법, 모델링 기법 및 공간 분석 기법 발달.
1952년 Hagerstrand의 공간확산 모델
1955년 미국 디트로이트 고속도로 입지선정에 통계분석.
1950년대 말에서 1960년대 University of Washington. 컴퓨터를 이용한 통계분석 및 공간분석.

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2.2 GIS의 발달 과정
(1) 개척기(1960년대 초~1970년): 컴퓨터를 이용한 지리자료의 분석 기틀 확립기. GIS 수행 비용이 엄청나 정부나 공공기관에서만 제한적으로 이용.
캐나다 지리정보시스템 (CGIS: Canada Geographic Information System): Tomlinson의 제안에 의한 최초의 지리정보시스템. 캐나다 토지 이용 현황 자료 (1/50,000 지도 3,000장). 방대한 자료의 수집, 분석, 관리를 위해 통계 분석 기법을 포함하는 GIS 구축이 비용-편익 측면에서 효과적이라는 주장을 캐나다 정부가 수용. 현재도 운용중. 미국의 TIGER 파일 다음으로 세계에서 가장 많은 7,000여장의 지도 축적. GIS의 개념과 기술 분야에 매우 큰 공헌. 디지타이징 및 스캐닝 시스템 개발. 래스터의 백터라이징, 인접도엽병합, 축척, 타일 제작, 폴리곤 중첩 기능 등 수행.
하바드 실험실(Harvard Laboratory): Fisher, 1964년 하바드 대학 디자인 대학원에서 컴퓨터 그래픽 및 공간 분석 실험실 설치하여 컴퓨터 지도화 프로그램 개발(1965년 SYMAP, CALFORM, SYMUV 등). 1970년대 중반, 벡터 데이터 기반의 GIS 소프트웨어의 원형인 ODYSSEY 개발. ArcInfo 소프트웨어가 탄생하는 기초 마련.
기타 GIS 관련 프로그램 개발: 미국 산림청의 MIADS (Map Information Assembly and Display System), 1967년 미국 통계청의 DIME (Dual Independent Map Encoding). 위상관계 구축. 1990년대에 완전한 위상구조를 갖춘 TIGER (Topographically Integrated Geographic Encoding and Referencing) 시스템 탄생의 토대 마련. 현재 미국의 가장 대표적 GIS 업체인 ESRI, Integraph와 영국의 Laser-Scan 과 같은 회사도 이 시기에 설립됨.

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(2) 성장기 (1970년대 초~1980년대 초): 컴퓨터의 발달로 GIS 급격한 발달.
1972년 마이크로프로세서 개발로 제 3 세대 컴퓨터 등장
1980년대 초 제 4세대 컴퓨터인 데스크탑 컴퓨터 등장
하드웨어 가격 하락으로 사용 인구 저변 확대
각종 국제 학술대회 개최 시작 (1970년대 세계지리학회에서 GIS모임)
천연자원관리 및 환경분야: GIS 개척기에 구축된 래스터 데이터 기반.
토지와 공공시설물관리분야: 벡터 데이터 기반.
1970년대 중반 이후 GIS 관련 시스템 53개 운영. GIS 관련 소프트웨어 600여개.
1979년 하바드 실험실에서 벡터 기반의 ODYSSEY 프로그램 개발
이를 바탕으로 1981년 ESRI사에서 ArcInfo 개발
1980년 래스터 기반의 MAP 개발. 전세계 널리 보급.

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(3) 확산기 (1980년대 초~1980년대 말): GIS가 일부 선진국에서 개발 도상국으로 확산, 국제적 프로젝트 등장, 신기술 혁신, GIS의 시장화.
국제적 프로젝트:
세계식량기구(FAO)의 아프리카 북부의 사막화 현황과 사막화 방지를 위한 환경 프로그램에서 아프리카 북부 10여 개 국가들에 대한 각종 데이터 구축. 세계은행(World Bank)에서도 개발도상국가 농업관련 프로젝트를 통해 GIS 활용 범위 넓혀. 중국은 자체적으로 국가 디지털 지도 제작 및 인공위성 이미지 획득.
1984년 국제과학협회(ICSU)에서 세계 환경 변화 모니터링을 위해 GIS/RS 활용 시스템 구축 논의.
1988년 미 국립과학재단(NSF) 기금으로 NCGIA (National Center for Geographic Information and Analysis) 설립.
지방자치단체, 국가, 다국적, 세계적인 차원에서 GIS 수요 증가. 인력 양성에 많은 투자.
신기술 혁신:
워크스테이션, 데스크탑 컴퓨터의 등장으로 저렴화. 정교한 인터페이스(GUI) 발달.
위상관계 공간 데이터 구축의 확립
관계형 데이터베이스 시스템 (dbase, Oracle) 등장
프로그램 모듈화로 상업화와 다용도화 촉진
인공지능(AI), 지식기반전문가시스템(KBES: Knowledge Based Expert System) 구축.
표준화, 교환가능한 포멧 연구.
GIS가 정보기술과 정보 과학의 한 분야로 인식됨.
GIS 시장화:
자동지도제작 시스템들, 1980년 초 1,000여 개에서 4,000여 개로 증가.
대형 기업화. ESRI ArcInfo, ArcGIS, ArcView.

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(4) 성숙기 (1990년대 초~현재): 성숙된 기술, 폭넓은 응용분야. 일반화, 대중화. GPS로 실시간 자료입력 가능. GUI, 멀티미디어, 인터넷 발달로 운용체계에 획기적 변화. 데이터 모델의 통합화와 표준화.
벡터와 래스터 모델의 통합 (Vaster)
공간, 비공간 자료처리의 프로그램 경계 모호 (데이터 베이스나 통계 프로그램에서도 영상 다룰수 있거나 스프레드시트 프로그램에서도 지도 제작 가능)
객체 관계형 데이터베이스 관리시스템으로 복잡한 형태의 자료 상호운용 표준화
인터넷 GIS 등장으로 통신 표준화와 공간 데이터에 대한 표준화 기술 필수
1994년 100여개 이상의 기업, 공공기관, 대학들이 개방형 GIS 컨소시엄(OGC: Open GIS Consortium)형성.
개방형 지리자료 상호운용성사양(OGIS: Open Geodata Interoperability Specification)를 통해 표준화 모듈 개발 목적.
ISO(International Standard Organization), 유럽의 CEN에서 메타데이터와 데이터베이스, 인터페이스에 이르는 GIS 모든 부분을 표준화 하는 방법을 모색
소프트웨어도 모듈화 또는 컴포넌트화 추세.
1990년대 중반에는 인터넷 GIS가 가능해 지면서 GIS가 주요 사회기반시설로 인지하게 되어 지리정보인프라(Geographic Information Infrastructure) 구축 노력.

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2.3 GIS의 환경변화와 향후 발전방향
(1) GIS 플랫폼과 컴퓨터 환경의 변화
지난 30년간 컴퓨터 기술 엄청남 변화. 무어의 법칙: 마이크로칩의 성능은 18개월마다 두 배로, 가격은 절반으로.
중앙 집중식 컴퓨팅 환경에서 인터넷 발달로 클라이언트-서버의 분산화된 컴퓨팅 환경.
80년대 Unix 워크스테이션 중심에서 90년대 마이크로소프트 윈도우즈 PC로.
인터넷 GIS를 통해 비디오, 오디오, 지도, 텍스트, 방송 등 다양한 형태의 자료를 동일한 웹페이로 통합하여, GIS의 내용과 표현을 풍부하게 생성.

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(2) GIS 소프트웨어 패러다임의 변화
고가의 전체 패키기 형태에서 저비용, 고효율의 개방형 컴포넌트 소프트웨어.
하드웨어나 운영체제에 구애 받지 않고 개별적으로 동작 가능한 조작단위로 프로그램 개발. 컴포넌트 재사용 가능.
응용 프로그램 개발 기간 단축, 소프트웨어 개발 및 유지 비용 최소화.
이는 개발자의 편리성을 위한 컴포넌트. 최종 사용자가 부품을 사서 조립하듯 사용할 수 있는 컴포넌트의 개념은 아님.

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(3) GIS의 대중화와 서비스 기능의 확대
GIS 초기에는 데이터베이스 구축이 중심. 그 후 자료 입출력, 처리, 분석하는 일종의 툴박스(tool box) 개념이었다가, 현재 인터넷 GIS의 발달로 응용적이고 서비스 제공하는 관점으로 전환.
소프트웨어, 데이터, 이용자가 동시에 같은 장소에 있을 필요가 없음.
정교화된 GUI로 비전문가도 단시간에 학습 가능.
GIS 서버의 등장으로, 인터넷 이용자들이 GIS 소프트웨어 구입할 필요없이 인터넷 브라우저를 이용하여 GIS 응용과 분석기능 사용.
인터넷 GIS는 다양한 분석기능 제공에 한계. 네트워크 사용하기 때문에 처리시간 오래 걸림. 보안문제, 비용분담 문제가 남아있음.

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24. 2장 끝