서울특별시 3차원 국토공간정보구축 사업에서 서울시를 3차원 맵으로 만든 일부분

3차원 공간정보(3D GIS)는 기존의 2차원 지리정보에 높이(심도)를 추가해 입체적인 지도를 만들고 그 속에 영상정보와 속성정보를 추가해 현실세계와 유사하게 표현한 정보를 말한다. 3차원 공간정보가 활성화 된 3D 맵(Map)이 구축되면 행정업무, 도시계획분야, 도로교통분야, 치안방범분야, 재난재해분야 등 다양한 분야와 접목되고 다방면으로 활용이 가능해 엄청난 시너지효과를 가져오게 된다. 만약 3차원 공간정보가 활성화 된 3D 맵 위에서 63빌딩을 클릭하면 건물의 역사, 층별 구성, 출입구의 개수, 건물에 상주하는 인원, 연락처 등의 기본적인 정보부터 시작해서 도시가스배관, 인화물질위치, 비상구의 위치, 소화전의 위치, 스프링클러의 개수 등의 방재정보들도 한눈에 파악할 수 있게 되는 것이다. 재난포커스는 지난 6월호(24쪽)에서 3차원 공간정보와 방재분야가 만나서 발생할 수 있는 시너지 효과에 대해 논한 바 있다.

< 재난포커스 - 김수한 기자  ins@di-focus.com >

국토해양부(장관 정종환)는 3차원 공간정보(GIS, Geographic Information System)의 전체적인 틀을 만드는 작업을 하고 있다. 지난 1월19일 ‘2009년도 국가지리정보체계 시행계획’을 확정했다. 그 계획 가운데 포함된 ‘3차원 국토공간정보 구축사업’은 2004년부터 2012년까지 계획되는 사업으로 국가GIS 사업의 성과인 2차원 지리정보를 3차원 전자지도로 구축해 전국을 입체화해 ‘사이버국토’를 실현하는 것이 목표다.

서울시 3차원 국토공간정보구축사업 진행 중
국토해양부의 ‘2009년 3차원 공간정보구축 기본계획’을 보면 올해 사업비 131억원을 국비로 지원받아 활용도가 높은 서울특별시, 여수시, 춘천시, 광양시의 행정복합도시나 EXPO 등 정책적 지원이 필요한 도시를 우선으로 ‘3차원 국토공간정보구축사업’을 추진 중이다. 또 고양·남양주시, 화성·평택시, 가평군·양평군, 제천시 등에 ‘수치표고모델 및 정사영상지도 구축사업’을 추진하고 있다. 수도권을 우선으로 추진하는 이유는 수도권지역은 토지의 고밀도 이용이 증가하고 복잡한 교통과 지상·지하시설물의 효과적인 관리를 위해 3차원 공간정보에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있기 때문이다.

또 인구밀집 지역의 재난·재해 예측시스템 구축을 위해 3차원 공간정보 구축이 시급히 필요하기 때문이다. 특히 공간정보산업 대부분이 수도권에 위치하고 있어 사업 추진 시 시너지 효과가 큰 이유도 있다. ‘서울특별시 3차원 국토공간정보구축사업(이하 서울시사업)’에는 세한항업(대표이사 임영식), 중앙항업(대표이사 김상성), 한진정보통신(대표이사 김성수) 이렇게 세 회사가 참여하고 있다. 이 사업은 국토지리정보원(원장 김경수)에서 발주해 올해 4월22일부터 11월28일까지 진행된다.

서울시사업은 항공 레이저측량을 이용한 수치표고모델을 제작(서울시 전역 약 605㎢)하고 정사영상과 영상지도를 제작(서울시 전역 1/5000 축척의 수치지도 137도엽)하게 된다. 또 디지털 항공사진을 이용한 3차원 모델도 구축(강남 일대 100㎢)하게 되는 사업이다. 현재 항공 레이저측량(서울시 전역 약 605㎢)과 디지털 항공사진 촬영(서울시 전역 약 605㎢)이 끝난 상태이다.

또 수치표고모델 제작이 30%정도 진행됐고 3차원 모델 제작은 50%정도 완성된 상태이다. 앞으로 수치표고모델과 3차원 모델 제작은 모두 11월쯤 완료해 28일 최종납품하게 될 예정이다. 서울시사업에 참여하고 있는 중앙항업의 김상봉 수석연구원은 “청와대가 있는 A공역은 청와대 측에서 허가를 내주지 않아 항공사진을 아직 담지 못했다”며 “이대로 서울시사업이 마무리 된다면 도넛처럼 가운데 부분이 구멍 난 서울시의 모습이 나오게 된다”고 청와대의 협조를 부탁했다.

편익분석 예비타당성 조사, 8월말 연기
국토해양부는 3차원 공간정보구축 사업을 추진키 위해 올해부터 2012년까지 총 사업비 2486억원을 계획해 전액 국비 지원토록 기획재정부(장관 윤증현)에 요청했다. 기획재정부는 한국개발연구원(KDI, 원장 현오석)에 ‘3차원 공간정보구축 사업의 편익분석’을 의뢰했다. 국토해양부는 KDI 측에서 요청한 편익분석에 필요한 자료를 국민대학교 이국철 박사 팀에 ‘3차원 공간정보구축사업 예비타당성조사 연구용역’을 맡겼고 이 연구용역 결과 자료에 토목과 건설에 관련된 자료를 추가해 KDI측에 송부했다. 이진우 국토해양부 공간정보기획과 사무관은 “편익분석은 7월말쯤 끝날 예정이었으나 추가적으로 검토할 사항이 생겨 8월말에 분석결과가 나올 예정이다”라고 밝혔다.

세 가지 관련 법안

	소방방재청의 3D GIS를 활용한 실시간 화재대응체제의 최종목표이미지

국토해양부는 국가공간정보산업에 관련된 3가지 법률을 추진 중이다. 국가공간정보 인프라를 구축하기 위해 제정된 ‘국가공간정보에 관한 법률’과 구축된 인프라를 활용한 공간정보산업을 육성하고 지원하기 위한 ‘공간정보산업진흥법’ 그리고 측량법, 지적법, 수로업무법을 통합해 측량의 기준과 절차를 일원화하기 위한 ‘측량·수로조사 및 지적에 관한 법률’이 골자다. 이중 국가공간정보에 관한 법률(제9440호)과 공간정보산업진흥법(제9438호)은 지난 7월28일 국무회의의 의결을 거쳐 8월7일부로 시행됐다. 측량·수로조사 및 지적에 관한 법률(제9774호)은 정부입법으로 추진해 지난 4월29일 열린 제282회 국회 제8차 본회의에서 통과됐다.

법은 6월9일로 공포됐고 6월22일부터 7월13일까지 시행령을 입법예고 했다. 또 시행규칙은 관계부처의 의견이 모아지는 대로 입법예고를 진행할 계획이다. 김준식 국토해양부 공간정보기획과 사무관은 “시행령은 입법예고를 마쳤으나 측량, 지적, 수로 세 가지 법을 일원화하는 과정이라 각각 업무담당자들의 부딪히는 의견들이 있어 검토 후에 재입법예고를 할 가능성도 있다”며 “법률과 시행령, 시행규칙은 모두 법률이 시행되는 12월10일에 맞춰 발효될 수 있게 진행 중이다”라고 말했다.

소방방재청의 움직임
소방방재청(청장 최성룡)은 국토해양부의 사업과는 다르게 GIS를 소방분야에 접목시켜 얻을 수 있는 시너지효과에 대해 2007년부터 연구하기 시작했다. 2008년 숭례문 방화사건 이후 연구에 박차를 가해 ‘GIS기반 실시간 화재대응시스템 구축 시범사업’을 추진했다. 국토해양부의 사업이 3D 맵을 만들어 GIS의 인프라(건물 외부)를 구축하는 사업이라면 소방방재청은 소방대상물 데이터베이스를 GIS에 접목(건물 내부)시켜 화재진압에 효과를 높이는 사업이다.

현행 화재대응 프로세스는 크게 신고/접수, 출동대 편성/출동지령, 출동, 현장도착, 주요검색 및 인명구조, 화재진압 초기작전 수행, 화점진압, 정밀검색 및 잔화정리, 현장인계 및 귀소, 보고의 단계로 이뤄진다. 현재는 현장으로 출동하는 소방관에게 제공되는 정보가 화재의 위치밖에 없는 상태이다. 소방관이 이 프로세스 사이사이 3D GIS에 녹아있는 화재대상건물의 상세정보를 파악하며 진행한다면 훨씬 빠르고 효과적인 진화작업이 가능하다.

최갑용 소방방재청 정보화담당관실 3D GIS 담당공무원은 “행정안전부에서 오는 10월까지 16개 시·도 소방대상물들을 데이터베이스화 시키는 ‘국가 데이터베이스 구축사업’을 하고 있다”며 “이 사업으로 얻게 되는 74만 건의 소방대상물 데이터베이스를 기본으로 3D GIS와 연계해 사업을 진행할 계획”이라고 말했다. 최갑용 3D GIS 담당공무원은 또 “국토해양부에서 준비하는 3D GIS의 외부 틀이 나오면 그 속에 소방방재청이 가지고 있는 74만 건의 소방대상물 데이터베이스를 녹여 넣을 것”이라며 “국토해양부의 3D GIS 구축 기간이 길어지면 소방방재청에서 독자적으로 툴을 이용해 만들 계획도 세워 놓았다”라고 밝혔다.

2009년 1월에 경북소방본부 ‘긴급구조표준시스템 구축사업’이 완료되면서 입체공간정보 데이터베이스를 경북소방본부에 구축할 계획이다. 구축하는 입체공간정보는 긴급구조표준시스템과 연동되어 화재 진압시 필요한 건물구조 및 비상탈출구 위치 등의 필수대응정보를 신속히 파악할 수 있게 된다. 현장지휘정보시스템은 ‘GIS기반 실시간 화재대응시스템 구축 시범사업’에서 개발된 것을 경북소방본부에 적합하도록 설치할 예정이다.

해외 재난대응 GIS 활용 예

	미국의 환경시뮬레이션센터(Environmental Simulation Center)

3차원 GIS관련 기술은 지표면을 표현하는 3차원적 지형분석에서부터 3차원 지형의 가시화·분석 시스템을 거쳐 시뮬레이션과 의사 결정을 지원할 수 있는 3차원 가상도시·가상세계 단계까지 발전했다. 3차원 GIS 시스템을 구축한 국내·외의 사례를 살펴보면 많은 경우 3차원 가상도시 단계까지 진행된 것을 볼 수 있다. 최근에는 GIS 데이터를 기반으로 3차원 가상세계(Google earth 등)를 구축하려는 시도가 여기저기에서 진행되고 있다.

일부 외국 대도시에서는 행정구역 내에 분포하는 지형지물을 3차원 GIS로 구축하고 3차원의 다양한 공간분석과 더불어 시민들에게 멀티미디어, 지역정보 등 3차원 관련 정보를 제공키 위해 노력하고 있다. 미국은 공공의 목적으로 GIS를 추진해왔다. 활용한 역사가 긴 만큼 다양한 분야에 활용한 사례들이 존재하며 특히 재난대응과 관련해 GIS를 활용하는 사례가 많다.

먼저 국가비상관리정보시스템(NEMIS, National Emergency Management Information System)이 있다. 지도자료(GIS)인 EIS(Emergency Information System)/Maps는 CD-ROM으로 지원되는 미국전체의 USGS(United States Geological Survey) 지도 시스템으로서 EIS 관리·통제용 소프트웨어(SW)에서 직접 불러들여 자체 DB와 완벽하게 통합된다. EIS/Maps는 표준 USGS quadrangle(지형도폭)체계에 따라 미국 전역을 커버하며 지도의 축적에 따라 상세도는 다르지만 비상관리 전문가들에 필요한 국토현황, 기간 시설물, 지형자료, 수심자료, 표지물 등의 위치가 전자 지도상에 표시돼 있다.

EIS의 관리 통제 SW들은 EIS/Maps 이외에도 GIS 툴인 아크뷰(ArcView), GPS시스템인 지오링크(GeoLink) 등과도 인터페이스가 가능하도록 돼 있다. 다음으로 연방재난관리국(FEMA, Federal Emergency Management Agency)의 GIS가 있다. 1992년 허리케인 ‘앤드류(Andrew)’이후 GIS 활용에 대한 필요성을 느낀 FEMA는 1993년부터 중서부지방을 강타한 홍수에 대응하기 위해 처음으로 실시간으로 GIS데이터를 활용하기 시작했다.

MAC(Mapping and Analysis Center)에서는 재난대응활동을 위해 다양한 방재관련 GIS데이터를 제공하며 침수위 분석을 포함한 모델링의 지원과 피해산정자료 등을 포함하는 다양한 용도의 관련 자료를 제공했다. 제공되는 주요 GIS 수치지도의 형태는 일반적으로 재난의 발생에서부터 진행과정에 보다 효율적으로 대처하기 위해 개략적인 정보에서부터 세부적인 정보를 제공하는 계층구조의 수치지도를 제작해서 공급했다.

세 번째로 네바다(Nevada)주의 클라크(Clark) 카운티 GISMO(GIS Management Office)가 있다. Clark 카운티는 1980년대 초반부터 다양한 GIS 데이터를 구축해왔으며 카운티 정부 내에 지리정보를 담당하는 GISMO가 있다. 11개의 지방기관의 지리정보를 통합해 메타데이터를 구축했고 그 정보들을 홈페이지를 통해 시민들에게 제공하고 있다. 제공되는 정보는 도로정보, 선거구, 응급, 소방 관련 정보, 라스베이거스 협곡 관련 정보 등 아주 다양하다.

네 번째로 Denver 3차원 도시경관 모델링 및 계획이 있다. 무분별한 건축물의 입지로 주변의 자연에 대한 조망이 가려지는 것을 막고, 조망권 보호를 위해 GIS를 이용한 경관관리 시스템을 구축했다. 주요도로에 일정 간격의 조망점을 두고, 조망점으로부터 주위를 둘러싼 산맥의 경관을 조망하고자 할 때 전망이 좋은 조망점의 시야 내에 있는 건축물의 층수와 외관을 규제하는 데 목적을 두고 있다.

마지막으로 환경시뮬레이션센터(Environmental Simulation Center)가 있다. 세계에서 처음으로 의사결정 지원을 위한 3차원 GIS 소프트웨어인 ‘커뮤니티 비즈(Community Viz)’를 개발했다. 기존의 도시패턴을 유지하면서 새로운 거리의 설계, 분석, 디스플레이를 가능케 해 3D GIS가 계획과정에서의 의사결정을 효율적으로 지원할 수 있음을 증명한 사례이다.

일본의 GIS 구축현황

	영국의 버츄얼 런던(Virtual London)

일본의 경우 GIS기반의 구축 계기가 1995년 1월에 발생한 고베 지진으로부터 활발하게 시작됐고 GIS가 방재분야에 다양하게 이용되고 있다. 먼저 국토지리원지형정보시스템이 있다. 지진과 화산 폭발 및 태풍, 홍수 등의 다양한 재난에 대한 위험도가 높은 국가지리적 특성에 따라 GPS관측 시스템, 항공사진, 위성영상을 활용한 재난예측관련 지리정보 연구가 국토지리원을 통해 활발히 진행되고 있으며 주제도를 활용한 재해정보 지도화, 토양현황지도, 화산토양현황지도 등을 활용한 3차원 정보 및 지형 형성 과정에 관한 정보를 제공한다.

지형정보시스템을 통해 제공되는 자료들은 다양한 종류의 지도와 GIS 프레임워크 자료, 항공사진, 토양 현황 측정자료, 재해정보 지도 등이다. 재해정보지도는 지형, 토양현황에 대한 정보와 대피소 및 사회기반시설의 위치 등을 기본 정보로 해 도시지형의 활성단층지도, 토양현황도, 연안 지역의 토양현황도, 화산의 토양현황도 등이 포함된다.

다음으로 동경도가 있다. 동경도의 화재위험도는 지진에 의해 화재 발생 가능성과 그것에 의한 연소 확대의 가능성을 측정해 위험정도를 나타낸 것이다. 연소위험성은 출화된 불이 확대되는 것을 시뮬레이션으로 검토해 연소되는 건물의 면적을 근거로 산출하게 된다. 목조건물이 밀집된 지역에서는 출화가능성이 있는 기구 등의 출화방지대책이 요구되고, 연소 확대를 막기 위해 시민 방재조직 등에 의해 초기소화력을 강화하고 목조건물의 재건축에 의해 불연화 및 연소 확대 방지용 도로나 공원의 정비 등 대책을 세우고 있다.

세 번째로 요코하마 시는 시내에 지진으로 인해 영향을 미친다고 생각하는 상정지진에 대해 지역 간의 정보를 GIS를 이용해 ‘지진맵’으로 작성하고 인터넷으로 공개하고 있다. 이 지도는 지하 구조조사 결과를 근거로 해 지역간의 관계정보와 지진지도의 작성 과정에서 만들어진 지표가속도 등을 활용해 제작됐다. 또한 요코하마 시 전역에 50m 메쉬로 액상화 현상이 발생하기 쉬운 지역을 표시해 ‘액상화 지도’를 작성했다. 액상화지도는 지진지도와 같이 요코하마 시의 리얼타임 지진방재정보시스템을 활용해 시민에게 정보를 제공하고 있다.

마지막으로 나고야 도시공원 계획을 위한 3차원 모델링이 있다. 나고야 시의 공원 재개발 프로젝트로 공원 기능과 함께 21개의 지하 버스 정류장과 쇼핑몰을 포함하는 대규모 계획이다. 막대한 자금의 투입계획에 대한 시민들의 반발로 계획에 대한 전면적 재검토가 이뤄져 검토기간을 거친 후 예산 및 개발 규모를 축소했으며 재개발 지역에 대한 3차원 모델링과 함께 이를 VRML(Virtual Reality Modeling Language)과 인터넷을 통해 일반에게 공개해 공통합의를 이뤘다.

기타 다른나라의 GIS 구축현황
캐나다 브리티시 컬럼비아 주에 브리티시 컬럼비아 환경부는 중앙조직과 지방조직을 망라하는 통합적 GIS를 구축해 환경관련 업무, 의사결정에 중요한 지원도구로 활용하고 있다. 네트워크와 공통 인터페이스를 개발해 시스템을 통합함으로써 4국 15과의 중앙조직과 1국 11과의 지역조직 실무자들이 새로운 통합 DB뿐 아니라 기존 구축된 서로 다른 DB에 저장됐던 공간자료와 속성자료까지 쉽게 접근할 수 있도록 했다. GIS 실무그룹에서는 공간데이터에서 사용이 많은 지형, 수계망, 행정경계, 지명, 생태분류, 도로 및 교통 등의 일부 레이어를 선택해 공통 DB로 개발해 GIS를 이용한 응용과 분석의 기본데이터로 제공했다.

기본데이터는 다양한 밀도와 축척을 가지며 동일한 좌표체계를 기준으로 재편집돼 공통 DB를 구성하고 있다. 또 홍콩에는 ‘커뮤니티 맵스 온 인터넷(Community Maps on Internet)’이 있다. 토지국과 기업체가 함께 참여한 벤처 프로젝트로서 공공시설, 인구통계, 관광정보 및 기타 다양한 생활관련 정보를 인터넷 GIS를 통해 제공하고 있다. 토지국 소속 내에 SMO(Survey and Mapping Office)가 있어 지리정보인터넷사이트(CMEST, Computerized Map Enquiry System for Tourism) 운영 및 유지관리를 담당한다. 싱가포르 토지교통국에서는 교통정보를 GIS로 제공하고 있다.

여행자들에게 종합적이고 실시간의 교통정보 제공 목적하고 다양한 ITS(Intelligent Transport System)들과 링크돼 있다. 현재시간과 현재 통행속도 별 도로구분, 사고현황, 혼잡 정도, 도로공사현황, 역 정보, 카메라 위치, 교통표지판 등의 위치정보를 제공한다. 개인화(Personalization) 기능이 있어 사용자가 원하는 환경대로 서비스 제공이 가능하다. 영국에는 ‘버츄얼 런던(Virtual London)’이 있다. 런던시의 재정지원으로 UCL(University College London)에서 시청 등 주요건물을 포함해 3차원 가상도시를 구현했다.

주요 건물이나 시설물의 데이터를 광대역 통신을 이용해 인터넷 사용자에게 제공한다. 사진 측량을 통해 건물모양, 높이, 재질 등 기본정보에 대한 데이터 획득하고 기본적 GIS 기능을 이용해 2차원으로 표현된 인구정보, 항공사진, 도로, 건물 등의 정보를 살펴볼 수 있다. 또 이스라엘 예루살렘에는 시청의 GIS 부서에서 도시 팽창으로 인한 문제 해결을 위해 3차원 모델링을 수행했다. 지도상의 고도, 도로, 건물, 건물외곽선, 수목 등을 각기 다른 레이어로 분류해 구축하고 있다.

2009 디지털 국토 엑스포
국내 공간정보 산업의 현황과 미래를 조망해 볼 수 있는 ‘2009 디지털국토 엑스포’가 오는 9월9일부터 11일까지 3일간 일산 킨텍스 전시장에서 열린다. 이번 행사는 국토해양부가 주최하고 대한지적공사, 한국토지공사, 대한측량협회, 국토연구원, 지능형국토정보기술사업단 5개 기관의 주관으로 열리게 된다. 2009 디지털국토 엑스포에서는 공간정보산업, 공간정보신기술, 공간정보활용서비스, 공간정보융복합서비스 등 여러 분야가 국내·외 GIS, 측량, 지적 관련 200여 기업·기관이 참여한 가운데 400여 부스의 규모로 전시될 예정이다. 또 미국, 일본, 유럽 등 국제 전문가가 참여해 국제·국내세미나도 열릴 계획이다. 특히 신기술 발표회와 기술경진대회가 열리고 관련 분야 구인·구직센터도 운영할 예정이다.