<테마특강> 인터넷 GIS 기술동향

김경민

◇86년 동아대 도시공학과 졸업

◇86년 동아엔지니어링 입사

◇92∼94년 우대기술단 GIS개발실장

◇95∼97년 우대기술단 기술연구소장

◇98년 서울시립대 대학원 도시공학 석사, 경복대학 토목전산학과 겸임교수

◇현재 우대칼스 대표이사

　인터넷이 정보시스템 분야의 핵심으로 자리잡으면서 최근 지리정보시스템(GIS) 분야에서도 인터넷에서 GIS기능을 지원할 수 있는 제품이 속속 출시되고 있다. 특히 이들 상용화된 패키지를 활용한 애플리케이션 또한 두드러지게 늘어나고 있다.

　웹과 GIS를 결합한 인터넷 GIS의 확산은 GIS라는 전문 분야를 대다수 일반사용자들이 웹을 통해 별도의 기술교육 없이 쉽게 이용할 수 있어 가능해졌다. 특히 인터넷 사용자들은 GIS 소프트웨어(SW)를 사지 않고도 브라우저 등을 통해 GIS 애플리케이션을 사용할 수 있을 뿐 아니라 웹을 이용해 전세계의 지리정보를 제공받을 수도 있어 앞으로 인터넷 GIS의 활용은 더욱 가속화될 전망이다.

　현재 인터넷 GIS기술은 다양한 요소에 의해 활용범위와 적용분야가 달라질 수 있으므로 이 기술의 특징을 살펴봄으로써 현재 수준과 앞으로의 방향을 가늠할 수 있다. 이런 관점에서 인터넷 GIS의 특징을 다음과 같이 요약할 수 있다.

　첫째, 인터넷의 GIS 분석기능을 수행하는 데 있어 클라이언트 서버개념을 응용한다는 것이다. 웹상에서 사용자가 요구하는 기능을 클라이언트와 서버로 구분, 클라이언트는 데이터와 분석을 서버에 요구하며 서버는 그 요구를 직접 수행해 결과를 클라이언트에 보내주거나(서버 중심), 서버에서 필요한 데이터 및 분석도구를 클라이언트에 보내 클라이언트에서 그 기능을 수행하게 해 사용자들이 자신의 하드웨어에서 자료를 분석할 수 있도록 한다.(클라이언트 중심)

　둘째, 상호운용(Interactive)이 가능한 시스템이다. WWW는 하이퍼텍스트를 통해 상호운용이 가능하지만 정적인 이미지 제공에 불과한 반면 인터넷 GIS는 GIS 프로그램을 소유하지 않아도 웹상에서 GIS 프로그램을 가지는 것과 동일한 검색기능을 할 수 있다.

　셋째, 기종이나 운용체계(OS)에 중립적인 시스템이다. 클라이언트의 하드웨어, OS나 데이터베이스관리시스템(DBMS)의 종류에 관계없이 공통의 데이터와 기능을 공유할 수 있는 기종연대적(크로스 플랫폼)인 GIS도구를 제공한다. 현재 상용화된 인터넷 GIS시스템은 웹브라우저에 따라 따로 개발해야 하는 등 여러 중심에서 미흡하다. OGIS(Open Geodata Interoperablity Specification)는 이러한 GIS의 상호가동성을 확보하기 위해 데이터 형식, 데이터 교환과 접근, GIS분석 컴포넌트 등에 대한 표준 사양을 만들고 있다.

　넷째, 분산컴퓨팅환경(DCE : Distributed Computing Environment)에서 GIS 데이터와 분석기능을 처리한다. 인터넷으로 연결된 수많은 서버에 분산되어 있는 데이터와 기능의 객체들은 사용자의 요구에 따라 결합·통합되어 필요한 기능을 수행하거나 일단의 사용자들이 GIS 분석기능을 공유하여 공동작업을 수행할 수 있어야 한다. 따라서 인터넷 GIS는 객체지향적이고 DCE에 적합하며 상호가동성을 가져야 한다.

　인터넷 GIS의 기술은 GIS기술 발전과 맥을 같이 하고 있다. GIS의 내용적 표준은 인터넷 GIS의 기술발전에 필수적이다.

　이러한 인터넷 GIS의 특징을 어느 정도 반영하는 인터넷 GIS SW가 이미 국내외에서 제품화돼 있으나 각 인터넷 GIS의 구현방식에 따라 사용 용도가 달라 개발과 응용하는 양쪽 모두 개발방식을 채택하는 데 많은 어려움을 겪고 있다. GIS기능을 웹상에서 구현하는 방식은 앞에서 언급했듯이 클라이언트와 서버의 네트워크개념에 따라 GIS기능을 어디에 무게를 두느냐에 따라 크게 두가지, 즉 클라이언트 중심과 서버 중심으로 나누며 이 두가지의 장점을 발췌한 혼합방식까지 합치면 세가지가 된다. 이 개념만 이해하면 인터넷 GIS를 활용에 도움이 될 것이다.

　서버 중심 방식은 사용자가 클라이언트를 통해 GIS 데이터와 이 데이터를 가공할 수 있는 SW가 있는 서버에 접근해 서버에서 GIS 데이터와 분석한 결과를 클라이언트에 제공하는 것이다. 이 방식의 장점은 분석기능을 위한 고성능 클라이언트용 하드웨어가 거의 필요없으며 단지 필요한 분석을 요구하고 그에 대한 결과를 보여주기만 하면 된다. 실행과정은 사용자가 웹브라우저에서 필요한 정보를 요청하고 이 요청은 인터넷을 통해 서버로 보내진다. 서버는 요구사항을 처리한 뒤 웹브라우저를 통해 사용자에게 돌려보낸다. 요구한 분석의 결과인 맵은 서버에서 제공되므로 이 서버를 맵서버라고도 하나 요즘 클라이언트 중심 방식에서도 맵서버라는 용어를 같이 쓰는 경향이 있다.

　이 방식의 단점은 브라우저에서 요구한 모든 작업요구를 서버에서 처리해야 하므로 갑자기 많은 사용자가 몰릴 경우 처리가 어려워진다는 점이다. 아무리 작은 요구라도 서버에 전달되어 처리돼야 하고 그 결과는 다시 인터넷을 통해서 전달되므로 시간이 많이 걸린다. 또한 애플리케이션 수행시 클라이언트의 하드웨어 성능을 제대로 활용할 수 없다.

　클라이언트 중심 방식은 사용자가 요구하는 GIS기능을 클라이언트에서 전부 또는 일부를 처리하고 서버에서는 처리를 위한 GIS DB를 제공하는 방식으로서 GIS기능을 클라이언트에 상주시켜 서버에서는 받아온 GIS DB를 처리한다. 이 방식은 GIS기능을 웹브라우저에 추가시키는 점은 동일하지만 애플릿을 하드웨어에 상시 상주여부에 따라 크게 두가지로 나눌 수 있다.

　첫째는 클라이언트에 의해 요청된 기능이 서버에 전달되어 사용자의 클라이언트에서 다운로드되어 작동할 수 있는 프로그램이나 애플릿 형태로 제공하는 방식이다. 이 방식은 애플릿이나 프로그램이 클라이언트 컴퓨터에 상주하는 것이 아니므로 일단 인터넷 작업이 끝나면 접속할 때마다 다시 다운로드해야 하지만 데이터와 프로그램이 클라이언트 컴퓨터로 전달되면 프로그램을 작동하는 동안은 서버로부터 독립적으로 작동할 수 있어 인터넷을 통한 접속은 필요없으며, 서버에서의 트래픽도 한결 나아진다.

　애플릿은 마이크로소프트(MS) 액티브X, 자바, 자바 애플릿 등을 주로 쓰며 액티브X는 브라우저가 MS 액티브X 도큐먼트를 인식하면 해당 애플리케이션이 웹브라우저 내부에서 자동적으로 작동한다. 자바나 자바 스크립는 컴파일러가 웹브라우저 안에서 작동하고 필요에 따라서 애플릿을 실행시킨다.

　접근단계는 사용자가 웹브라우저를 통해 작업지시를 하면 이것이 인터넷을 통해 서버에 보내지고 서버가 이 요구사항을 처리할 때 GIS 데이터와 이들 데이터를 독립적으로 사용할 수 있는 애플릿이 함께 웹브라우저를 통해 사용자에게 보내진다.

　둘째는 클라이언트 컴퓨터에 애플릿이나 플러그인 애플리케이션을 항상 상주하는 방식으로, 만약 애플리케이션이 자주 사용된다고 하면 그때마다 필요한 데이터와 애플릿을 이동시키는 것은 많은 시간을 허비할 수 있다. 그 대안으로 필요할 때마다 전송할 필요가 없도록 GIS 애플릿을 클라이언트 컴퓨터에 항상 상주시키는 것이다. 접근과정은 플러그인 프로그램을 받아서 클라이언트의 브라우저에 인스톨시키고 클라이언트 컴퓨터에 있는 GIS SW에 브라우저기능을 추가시킨다. 브라우저가 자체적으로 처리할 수 없는 벡터 등의 GIS 데이터 포맷을 인식하게 되면 이에 해당하는 플러그인을 찾아서 작동하게 된다.

　이 방식의 장점은 클라이언트의 하드웨어 자원을 충분히 활용하고 사용자는 GIS 데이터와 이를 분석하는 방법을 자신의 컴퓨터에서 운영할 수 있으므로 사용자가 데이터 분석처리에 있어 더 많은 융통성을 가질 수 있다는 점이다. 서버가 요구사항을 전달한 이후에 사용자와의 인터넷을 통한 교류는 더이상 필요하지 않고, 사용자가 독립적으로 작업을 할 수 있어 상대적으로 서버의 부하가 훨씬 덜하다.

　그러나 단점은 대용량의 데이터를 처리할 때나 애플릿을 전송할 때 서버로부터의 반응속도가 느려질 수 있다는 점이다. 또 만약 클라이언트 컴퓨터가 저성능일 경우 크고 복잡한 데이터를 처리하기 어려울 수 있으며 복잡한 GIS 분석 루틴들이 느리게 작동할 수 있다. 특히 주어진 데이터와 기능을 적절히 사용할 수 있는 기술이 부족할 수도 있기 때문에 이 방법은 GIS를 잘 아는 전문가들에게 적합하다.

　서버 중심이나 클라이언트 중심 등 한 방향으로의 기술개발은 각각의 장단점을 가짐과 동시에 단점은 거의 구조적으로 극복하기 힘든 한계가 있다.

　서버 중심인 경우 다양하고 복잡한 분석기능을 제공할 수 있지만 인터넷의 속도나 네트워크의 부하량에 따라 작업을 수행하는 데 매우 민감하며, 클라이언트 중심인 경우 인터넷의 속도면에서 상대적으로 유리하나 클라이언트 컴퓨터의 속도에 따라서 민감하게 움직이고 분석기능이 제한되며 요구하는 수요와 처리하는 성능이 맞지 않은 때 수행이 매우 느려진다. 따라서 전송부하를 최소화하는 동시에 서버와 클라이언트의 컴퓨팅 자원활용 최적화를 이룰 수 있는 혼합방식이 필요하며 분석기능은 서버에서, 그래픽 객체에 의한 상세한 표현은 클라이언트에서 처리해야 한다.

　즉 많은 양의 DB나 복잡한 분석들은 서버에 할당하고, 사용자의 조절이 중요한 역할을 담당하는 일들은 클라이언트에 할당하는 것이 바람직하다. 이런 경우에 클라이언트와 서버는 하드웨어 성능과 기능에 관한 정보를 공유하며 데이터와 애플릿 작업을 최대화하기 위해 조절되어야 한다. 개발자가 혼합방식으로 프로그램을 설계한다면 인터넷 GIS의 충분한 이해와 컴퓨터의 성능 및 GIS 애플리케이션에 대한 지식을 갖추어야 효과적이다.

　실제 인터넷 GIS를 개발해 보면 여러 가지 중심에서 많은 문제점이 도출되어 큰 벽에 부딪치게 된다. 플러그인의 장시간 다운로드, 뷰잉 툴 정도 밖에 안되는 단순한 GIS기능, 늦은 통신속도, 보안문제 등 지면에 기술하기에는 많은 문제들이 상존한다.

　현재 이런 문제들을 단번에 해결해주는 꿈의 솔루션은 당장 나오기 어렵다. 현재의 기술적 한계를 극복하는 길은 최신의 인터넷 GIS, GIS 및 하드웨어 기술동향을 항상 모니터링하면서 벤치마킹을 통해 솔루션을 찾는 것이 최선의 방법으로 판단된다.

　마지막으로 향후 10년간은 상업위성, 우주항공의 다중센서들을 다양하게 활용해 이미지와 데이터가 복합된 GIS DB의 활용이 크게 늘어날 것으로 예상되며 이미 외국은 인터넷 GIS를 통해 실시간으로 복합GIS DB를 처리하는 SW개발에 박차를 가하고 있다. 우리나라도 국가적 차원에서 복합DB를 처리할 수 있는 인터넷 GIS의 프로그램 개발에 눈을 돌려야 할 때다.