기후변화는 지구환경 시스템을 구성하는 모든 권역에 영향을 미치며 각 권역은 서로 비선형적인 상호작용을 통해 다시 기후변화에 영향을 미친다. 따라서 기후와 지구환경 시스템 사이의 피드백 과정을 종합적으로 분석하고, 변화특성을 진단하여 예측할 수 있는 통합적인 연구가 필요하다. 그러나 현재까지는 기후변화에 따른 지구환경 시스템의 특정 권역의 변화에 대해서만 연구를 진행하고 있어 기후 환경 상호간의 연계 연구 지원이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기후 환경 변화를 종합적으로 분석하고 예측하기 위해 자료 저장, 관리 및 배포를 지원하는 GIS기반의 통합DB 관리시스템을 개발하였다. 통합DB 관리시스템은 VB.NET 2005와 지도 기반의 공간 표현을 위한 ArcObjects 컴포넌트를 이용하여 개발하였다. 먼저 기후 환경 전문가의 요구사항을 고려한 연구 대상 및 자료를 선정하였고, 자료 관리 및 활용 방법을 정의하였다. 또한 연구 자료의 효율적인 검색을 위하여 데이터를 표준화하였으며, 이를 적용한 데이터 모델링을 통하여 기후 환경 DB와 자료의 이해도를 높이고, 공간적 상관관계 분석을 위한 GIS DB를 구축하였다. 구축된 DB를 기반으로 사용자에게 DB의 다양한 검색 및 접근을 통해 자료에 대한 세부적인 정보를 제공하고 자료의 배포가 가능한 프로토 타입의 통합DB 관리시스템을 개발하였다. 이러한 GIS기반의 기후 환경 통합DB 관리시스템은 효율적인 자료 관리는 물론 자료를 배포하는 환경을 제공 할 수 있으며, 미래의 기후변화를 종합적으로 진단 및 예측 하는데 기여가 클 것으로 판단된다.
기후변화는 지구환경 시스템을 구성하는 모든 권역에 영향을 미치며 각 권역은 서로 비선형적인 상호작용을 통해 다시 기후변화에 영향을 미친다. 따라서 기후와 지구환경 시스템 사이의 피드백 과정을 종합적으로 분석하고, 변화특성을 진단하여 예측할 수 있는 통합적인 연구가 필요하다. 그러나 현재까지는 기후변화에 따른 지구환경 시스템의 특정 권역의 변화에 대해서만 연구를 진행하고 있어 기후 환경 상호간의 연계 연구 지원이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기후 환경 변화를 종합적으로 분석하고 예측하기 위해 자료 저장, 관리 및 배포를 지원하는 GIS기반의 통합DB 관리시스템을 개발하였다. 통합DB 관리시스템은 VB.NET 2005와 지도 기반의 공간 표현을 위한 ArcObjects 컴포넌트를 이용하여 개발하였다. 먼저 기후 환경 전문가의 요구사항을 고려한 연구 대상 및 자료를 선정하였고, 자료 관리 및 활용 방법을 정의하였다. 또한 연구 자료의 효율적인 검색을 위하여 데이터를 표준화하였으며, 이를 적용한 데이터 모델링을 통하여 기후 환경 DB와 자료의 이해도를 높이고, 공간적 상관관계 분석을 위한 GIS DB를 구축하였다. 구축된 DB를 기반으로 사용자에게 DB의 다양한 검색 및 접근을 통해 자료에 대한 세부적인 정보를 제공하고 자료의 배포가 가능한 프로토 타입의 통합DB 관리시스템을 개발하였다. 이러한 GIS기반의 기후 환경 통합DB 관리시스템은 효율적인 자료 관리는 물론 자료를 배포하는 환경을 제공 할 수 있으며, 미래의 기후변화를 종합적으로 진단 및 예측 하는데 기여가 클 것으로 판단된다.
Climate change affects all components of the global environment system and, in turn, all components mutually interact and affect climate change through non-linear feedback processes. It is thus necessary to study the interaction between the climate and the environment, in order to comprehensively un...
Climate change affects all components of the global environment system and, in turn, all components mutually interact and affect climate change through non-linear feedback processes. It is thus necessary to study the interaction between the climate and the environment, in order to comprehensively understand and predict climate and environment change. However, current relevant systems are limited to particular areas and do not sufficiently support the mutual linking of research studies. Therefore, this study develops prototype a GIS based integrated DB management system for supporting the climate and environment data storage, management and distribution. The integrated DB management system was developed using VB.NET languages and ArcObjects component. First, considering the demands of climate environment experts, the study areas are selected and the methods of data management and utilization were defined. In addition, a location-based GIS DB was created in order to aid in understanding climate change through visual representation. Finally, the integrated DB management system provides an efficient data management and distribution data and it creates synergistic effect on climate and environment study. It also contributes significantly to the comprehensive diagnosis and prediction of climate change and environment systems.
Climate change affects all components of the global environment system and, in turn, all components mutually interact and affect climate change through non-linear feedback processes. It is thus necessary to study the interaction between the climate and the environment, in order to comprehensively understand and predict climate and environment change. However, current relevant systems are limited to particular areas and do not sufficiently support the mutual linking of research studies. Therefore, this study develops prototype a GIS based integrated DB management system for supporting the climate and environment data storage, management and distribution. The integrated DB management system was developed using VB.NET languages and ArcObjects component. First, considering the demands of climate environment experts, the study areas are selected and the methods of data management and utilization were defined. In addition, a location-based GIS DB was created in order to aid in understanding climate change through visual representation. Finally, the integrated DB management system provides an efficient data management and distribution data and it creates synergistic effect on climate and environment study. It also contributes significantly to the comprehensive diagnosis and prediction of climate change and environment systems.
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문제 정의
기후와 환경변화를 종합적으로 진단하고 상호작용을 분석하기 위하여 기후와 환경 자료를 효과적으로 관리하고, 배포할 수 있는 환경이 필요하다. 따라서 본 시스템의 주요 목적은 앞서 구축한 통합DB를 효과적으로 관리 배포하고, 상대적으로 중요도가 높은 데이터에 한하여 GIS 형태의 자료로 지도에 표출하여 자료의 이해를 도울 수 있는 환경을 제공하는 것이다. 이를 위해 그림 2와 같이 시스템 개발환경은 .
본 연구에서는 기후·환경 변화 분석을 지원하기 위한 통합DB를 구축하였고, 자료의 관리와 배포를 위하여 통합DB 관리시스템을 개발하였다. 이는 각 분야의 목적에 따라 독립적으로 생산되고 산재되어 있는 자료를 하나의 DB로 일괄적으로 관리함으로써 기후 환경 분야의 연구자들에게 필요한 자료를 원활하게 공급할 수 있는 환경을 제공한다는 점에서 의미가 있다.
본 연구에서는 기후·환경 상호 변화특성을 종합적으로 분석하고, 예측하기 위하여 GIS기반의 통합 DB 관리시스템 프로토 타입을 개발하였다.
최근 기후변화가 환경 사회 경제 분야에 미치는 영향을 분석하고 대응하기 위한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기후변화와 환경 분야의 데이터베이스 구축과 시스템 개발에 관한 사례 및 DB 관리시스템 사례를 위주로 조사하였다.
대기분야는 기후변화에 따른 대기질 변화연구를 위해 대기화학모델 WRF/CHEM(Weather Research and Forecast model coupled with Chemistry)을 이용하여 동아시아 지역을 대상으로 미래의 대기질을 예측하는 자료를 생성한다. 생물권 분야에서는 기후변화에 따른 생물계절 변화 양상을 파악하고 전국의 생물종 분포와 수에 미치는 변화를 파악하기 위한 연구를 수행하며, 미래 기후의 식물 생장을 실험한다. 수권 분야는 기후변화가 미래의 수환경, 수자원에 미치는 영향을 예측하고 이로 인해 유역의 토지이용 변화, 수온 증가에 따른 수생태계 변화 등이 수질 변화에 어떠한 영향을 줄 수 있는지에 대한 수질모델을 개발한다.
제안 방법
우선 사용자가 원하는 정보를 검색 할 수 있는 항목은 앞서 통합DB 구축에서 선정한 식별자로 설정하여 각 분야에 대한 효율적인 검색 및 접근이 가능하도록 하였다. 검색된 자료는 자료를 배포할 수 있는 모듈인 다운로드 기능을 통하여 원하는 자료를 직접 저장할 수 있도록 하였다. 신규 연구 결과 자료를 데이터베이스에 직접 입력함이 없이 시스템의 업로드 기능을 통하여 지속적으로 통합DB를 갱신하고, 수정 및 보완이 가능하게 하였다(그림 5).
기후·환경 분야를 각각 하나의 데이터 셋으로 설정하여 연구 분야별 자료를 관리하기 위한 데이터 요소를 추출하였다. 그 후 데이터 표준화를 수립하였고, 데이터 모델링을 통하여 기후·환경 DB를 구축하였다. 기후·환경 DB 중 중요한 자료를 선정하여 기후와 환경의 상호 이해를 돕기 위한 GIS DB를 구축하였다.
그 후 데이터 표준화를 수립하였고, 데이터 모델링을 통하여 기후·환경 DB를 구축하였다. 기후·환경 DB 중 중요한 자료를 선정하여 기후와 환경의 상호 이해를 돕기 위한 GIS DB를 구축하였다.
기후·환경 분야를 각각 하나의 데이터 셋으로 설정하여 연구 분야별 자료를 관리하기 위한 데이터 요소를 추출하였다. 그 후 데이터 표준화를 수립하였고, 데이터 모델링을 통하여 기후·환경 DB를 구축하였다.
기후·환경 자료의 이해를 돕기 위해 자료 특성을 고려하여 도형데이터를 생성하였다. 이를 위해 먼저 문서와 실험결과 형태의 자료에서 좌표정보를 추출하였고, 모든 분야의 데이터를 하나의 좌표체계로 통일하였다.
기후와 환경 분야의 연구 대상에 대한 공간적 표현을 위해 표 3과 같이 전 세계의 국가 경계를 포함하는 전세계 경계도, 전국 행정 구역을 확인할 수 있는 행정구역도, 하천의 형태 및 수계 표현을 위한 전국 하천도를 기본도로 선정하였다. 또한 수환경 분석을 위한 유역정보로 유역도와 수환경 수질 모델을 위한 정보로써 수질측정망, 댐, 그리고 지형 높이 값을 표현하기 위한 전국DEM을 주제도로 선정하였다.
따라서 본 연구에서는 앞서 분석한 자료현황을 바탕으로 각 분야에 대하여 데이터 표준화를 수행하였다. 주로 관리되어야 할 필요성이 있는 오브젝트를 대상으로 표준단어를 구성하여 용어에 대한 한글명과 영문명을 일괄 되게 정리하였다.
자료 특성 분석 결과 우리나라는 기상 요소의 변동폭이 크기 때문에 연속적인 기상정보 구축을 통하여 지역별 변이 분석이 필요하였다[8]. 따라서 비연속적인 모델 수행 결과 자료에 대한 한계를 보완하기 위하여 속성의 위치정보를 추출하여 보간법을 사용한 격자구조의 도형자료를 구축하였다[6]. 또한, 관측 지점에서 측정한 자료는 조사 지점의 경위도 좌표를 이용하여 점 형태의 도형자료를 구축하고, 이와 함께 도형정보에 따른 관련 속성정보를 구성하여 연계하였다.
또한 기후·환경 DB의 이해를 돕기 위한 자료 특성을 고려하여 GIS DB도 구축하였다.
전국 기상관측소에서 관측한 생물계절 자료에 대하여 전국 기상관측소의 지점을 공간데이터로 구축하였고, 이에 해당하는 속성자료를 연계하여 위치에 따른 정보를 확인할 수 있도록 하였다. 또한 두 개 이상의 레이어를 중첩하여 지도상에 도식함에 따라 사용자에게 공간적인 이해도를 높이고, 종합적인 공간분석이 가능하도록 하였다. 메타데이터 창의 레이어 콤보박스를 통하여 중첩된 레이어의 목록을 나타내고, 각 레이어의 선택이 가능하도록 그림 8과 같이 구현하였다.
메타데이터 창의 레이어 콤보박스를 통하여 중첩된 레이어의 목록을 나타내고, 각 레이어의 선택이 가능하도록 그림 8과 같이 구현하였다. 또한 사용자가 지도를 조작할 수 있도록 시스템 상에 확대 축소 기능과 이에 따른 축척표시, 커서 위치에 따른 좌표표시 등의 지도 조작 기능을 추가하였다.
신규 연구 결과 자료를 데이터베이스에 직접 입력함이 없이 시스템의 업로드 기능을 통하여 지속적으로 통합DB를 갱신하고, 수정 및 보완이 가능하게 하였다(그림 5). 또한 세부 속성조회 기능을 통하여 원하는 자료를 다운로드하기 전에 미리 자료에 대한 구조나 변수에 대한 정보를 PDF파일로 확인하여 자료의 활용여부를 결정할 수 있도록 구축하였다(그림 6).
기후와 환경 분야의 연구 대상에 대한 공간적 표현을 위해 표 3과 같이 전 세계의 국가 경계를 포함하는 전세계 경계도, 전국 행정 구역을 확인할 수 있는 행정구역도, 하천의 형태 및 수계 표현을 위한 전국 하천도를 기본도로 선정하였다. 또한 수환경 분석을 위한 유역정보로 유역도와 수환경 수질 모델을 위한 정보로써 수질측정망, 댐, 그리고 지형 높이 값을 표현하기 위한 전국DEM을 주제도로 선정하였다.
따라서 비연속적인 모델 수행 결과 자료에 대한 한계를 보완하기 위하여 속성의 위치정보를 추출하여 보간법을 사용한 격자구조의 도형자료를 구축하였다[6]. 또한, 관측 지점에서 측정한 자료는 조사 지점의 경위도 좌표를 이용하여 점 형태의 도형자료를 구축하고, 이와 함께 도형정보에 따른 관련 속성정보를 구성하여 연계하였다. 그림 1은 지권 분야 중 LSPM 모델 수행 지점의 강수데이터를 공간데이터로 생성한 예시이다.
이는 각 분야의 목적에 따라 독립적으로 생산되고 산재되어 있는 자료를 하나의 DB로 일괄적으로 관리함으로써 기후 환경 분야의 연구자들에게 필요한 자료를 원활하게 공급할 수 있는 환경을 제공한다는 점에서 의미가 있다. 무엇보다 통합DB 설계 시 데이터 표준화를 수행함으로써 자료관리 측면에서 데이터베이스의 품질을 향상시켰으며, 필요한 자료의 신속한 검색이 가능하도록 하였다. 또한 명확한 용어를 사용함으로써 자료의 배포에 있어 용어의 혼돈된 사용을 방지하였다.
엔티티 사이의 관계를 정의하고, 이를 통해 전체적인 데이터의 이해와 파악이 용이하도록 ERD(Entity Relation Diagram)를 작성하였다. 물리적 제약조건을 정의하여 물리적인 상세 테이블 및 필드를 설계하고, 테이블 명, 테이블 길이, 필드 명, 필드형태, 데이터 길이, 키 여부 등에 관한 테이블 설계서를 작성하였다. DB구축은 단순하면서도 계층 구조로 표현할 수 있으며, 반복 구조 등 복잡한 정보의 표현이 가능한 XML(eXtensible Markup Language)을 사용하였다.
따라서 기후변화에 따른 지구환경시스템의 변화 특성을 이해하고, 종합적인 진단 및 예측을 위하여 기후·환경 자료를 데이터베이스화 하고, 이를 지속적으로 갱신하며 관리하는 환경이 필요하다. 본 논문에서는 자료 수집의 어려움으로 환경의 전 분야를 연구대상으로 반영하지 못하고, 시범적으로 기후, 대기, 생물권, 수권, 지권, 위성영상 분야에 대하여 DB를 구축하고, 관리시스템 개발에 적용하였다.
세부적으로 지구환경시스템 각 권역의 자료를 데이터베이스화하였고, 기후·환경 자료를 시각적으로 표출하여 자료의 상호 이해를 돕기 위한 GIS DB를 구축하였다.
전체적인 메인화면 구성은 그림 3과 같이 기후·환경 연구자들이 사용하기 쉽고 편리하게 원하는 자료에 접근 가능하도록 인터페이스를 설계하였다. 시스템 메인화면은 메뉴영역, 도구모음 영역, 인덱스 맵 영역, 트리뷰 영역, 맵 컨트롤 영역으로 구성하였다. 메뉴영역에는 연구 분야 별로 접근 가능하게 하고, 시스템 초기화 기능으로 구성하였다.
앞서 4.2절에서 구축한 GIS DB를 지도상에 표출하여 주제도 및 분야별 도형정보와 속성정보를 확인할 수 있도록 하였다. 그림 7은 생물권 분야에서 공간데이터와 관련된 속성의 검색 예시이다.
앞서 수행한 데이터 표준화를 적용하여 각 분야별 엔티티와 속성을 정의하고 이를 대표할 수 있는 식별자를 선정하였다. 엔티티 사이의 관계를 정의하고, 이를 통해 전체적인 데이터의 이해와 파악이 용이하도록 ERD(Entity Relation Diagram)를 작성하였다.
기후변화와 환경 분야의 데이터베이스 구축에 관한 사례로써 김성렬(2009)은 기후변화의 잠재적인 건강영향을 이해하기 위하여 기후변화-환경유해요인-건강영향으로 이어지는 통합 관련성에 관한 연구를 하였다. 연구 결과로서 기상, 대기질, 유병자료를 날짜 및 지역별로 정리한 통합 데이터베이스를 구축하였다[7]. 배덕효(2010)는 효율적인 국가 물관리를 위해 수문기상의 연계 및 활용을 위한 중점기술을 도출하였다.
효율적으로 각 분야의 데이터를 관리하고 배포할 수 있도록 데이터 관리 기능을 그림 4와 같이 구현하였다. 우선 사용자가 원하는 정보를 검색 할 수 있는 항목은 앞서 통합DB 구축에서 선정한 식별자로 설정하여 각 분야에 대한 효율적인 검색 및 접근이 가능하도록 하였다. 검색된 자료는 자료를 배포할 수 있는 모듈인 다운로드 기능을 통하여 원하는 자료를 직접 저장할 수 있도록 하였다.
세부적으로 지구환경시스템 각 권역의 자료를 데이터베이스화하였고, 기후·환경 자료를 시각적으로 표출하여 자료의 상호 이해를 돕기 위한 GIS DB를 구축하였다. 이를 기반으로 각 분야의 연구자들이 다양한 검색을 통하여 자료를 배포하고 효율적으로 자료를 관리할 수 있는 환경을 구현하였다.
따라서 기후와 환경의 피드백 과정을 분석하기 위해 전문가 회의를 통한 연구대상을 선정하고, 각 분야의 데이터 용량이나 관측방법, 추가 특성에 대한 분석과 분야 간의 데이터 관계 분석을 통한 전반적인 DB 통합과정이 필요하다. 이를 위해 DB 관리시스템 연구사례 분석을 바탕으로 다방면에 산재되어 있는 데이터의 통합구축과 이를 효율적으로 관리할 수 있는 시스템 기능을 설계하였다.
기후·환경 자료의 이해를 돕기 위해 자료 특성을 고려하여 도형데이터를 생성하였다. 이를 위해 먼저 문서와 실험결과 형태의 자료에서 좌표정보를 추출하였고, 모든 분야의 데이터를 하나의 좌표체계로 통일하였다. 자료 특성 분석 결과 우리나라는 기상 요소의 변동폭이 크기 때문에 연속적인 기상정보 구축을 통하여 지역별 변이 분석이 필요하였다[8].
또한 자료 활용 측면에서는 자료 간의 상호 특성의 이해를 증대 시키고, 공간적 상관관계나 패턴 분석을 가능하게 하기 위하여 GIS DB가 필요하다. 이를 위해 문서화 된 자료에 대하여 공간적 표현 방식을 이용하여 데이터를 지도상에 표출하고, 관련 정보의 조회가 가능하도록 하였다.
자료 현황분석 결과와 기후·환경 분야의 전문가 회의를 바탕으로 자료 관리 및 활용 방법을 정의하였다. 자료 관리 측면에서는 표준화된 절차에 따라 개별적으로 구축 및 관리되고 있는 각 분야별 자료를 통합적으로 관리하는 것이 중요하다.
그림 7은 생물권 분야에서 공간데이터와 관련된 속성의 검색 예시이다. 전국 기상관측소에서 관측한 생물계절 자료에 대하여 전국 기상관측소의 지점을 공간데이터로 구축하였고, 이에 해당하는 속성자료를 연계하여 위치에 따른 정보를 확인할 수 있도록 하였다. 또한 두 개 이상의 레이어를 중첩하여 지도상에 도식함에 따라 사용자에게 공간적인 이해도를 높이고, 종합적인 공간분석이 가능하도록 하였다.
전체적인 메인화면 구성은 그림 3과 같이 기후·환경 연구자들이 사용하기 쉽고 편리하게 원하는 자료에 접근 가능하도록 인터페이스를 설계하였다. 시스템 메인화면은 메뉴영역, 도구모음 영역, 인덱스 맵 영역, 트리뷰 영역, 맵 컨트롤 영역으로 구성하였다.
따라서 본 연구에서는 앞서 분석한 자료현황을 바탕으로 각 분야에 대하여 데이터 표준화를 수행하였다. 주로 관리되어야 할 필요성이 있는 오브젝트를 대상으로 표준단어를 구성하여 용어에 대한 한글명과 영문명을 일괄 되게 정리하였다. 표준단어를 조합하여 표준용어를 구성하였고, 동일한 성질을 가진 컬럼의 데이터 타입 및 데이터 길이를 일관되게 관리할 수 있는 표준 도메인과 데이터 타입을 구성하였다.
즉, 지구환경시스템의 구성요소인 기후, 대기, 생물권, 수권, 지권과 더불어 전 지구의 지표 및 온도를 모니터링 할 수 있는 위성영상 분야를 기후·환경 DB의 세부분야로 선정하였다.
주로 관리되어야 할 필요성이 있는 오브젝트를 대상으로 표준단어를 구성하여 용어에 대한 한글명과 영문명을 일괄 되게 정리하였다. 표준단어를 조합하여 표준용어를 구성하였고, 동일한 성질을 가진 컬럼의 데이터 타입 및 데이터 길이를 일관되게 관리할 수 있는 표준 도메인과 데이터 타입을 구성하였다. 표 1은 기후·환경 DB 중 기후분야의 자료에 대하여 표준화한 내역이다.
대상 데이터
지구환경시스템은 대기권, 수권, 빙권, 지권, 생물권으로 구성되어있다[3]. 본 연구에서는 이 중 기후와 대기 분야의 전문가 2명과 환경 분야의 전문가 6명의 논의를 통하여 7개 분야를 주요 연구대상으로 선정하였다. 즉, 지구환경시스템의 구성요소인 기후, 대기, 생물권, 수권, 지권과 더불어 전 지구의 지표 및 온도를 모니터링 할 수 있는 위성영상 분야를 기후·환경 DB의 세부분야로 선정하였다.
지권분야는 LSPM(Land Surface Process Model)을 통해 생산되는 대기, 물, 식생, 토양 등의 환경 변수들이 지구환경시스템의 각 권역들에서 관련 연구를 진행하는데 필요한 기초 자료로 활용될 수 있도록 한다. 자료의 시간 범위는 1996~2005년, 2046~2055년, 2091~2100년 각 기간의 월별 10년 평균값을 사용하였다. 위성영상 분야는 전 지구 관측 위성자료인 MODIS, AIRS, AMSU를 이용하여 기후변화와 관련된 기온, 강수 등의 전 지구적 모니터링 자료를 생성하기 위한 연구를 수행하며 지권분야의 검증자료로 사용된다.
이론/모형
물리적 제약조건을 정의하여 물리적인 상세 테이블 및 필드를 설계하고, 테이블 명, 테이블 길이, 필드 명, 필드형태, 데이터 길이, 키 여부 등에 관한 테이블 설계서를 작성하였다. DB구축은 단순하면서도 계층 구조로 표현할 수 있으며, 반복 구조 등 복잡한 정보의 표현이 가능한 XML(eXtensible Markup Language)을 사용하였다.
이를 위해 그림 2와 같이 시스템 개발환경은 .NET 프레임워크 기반의 VB.NET 언어를 사용하였으며, 공간데이터 관리와 표출을 위하여 ESRI사의 ArcObjects를 개발엔진으로 사용하였다.
그림 1은 지권 분야 중 LSPM 모델 수행 지점의 강수데이터를 공간데이터로 생성한 예시이다. 강수량은 공간 자료 분포의 국지성과 불변성이 높으며 강수량의 특성을 반영하여 보간할 수 있는 IDW기법을 적용하였다[2].
앞서 수행한 데이터 표준화를 적용하여 각 분야별 엔티티와 속성을 정의하고 이를 대표할 수 있는 식별자를 선정하였다. 엔티티 사이의 관계를 정의하고, 이를 통해 전체적인 데이터의 이해와 파악이 용이하도록 ERD(Entity Relation Diagram)를 작성하였다. 물리적 제약조건을 정의하여 물리적인 상세 테이블 및 필드를 설계하고, 테이블 명, 테이블 길이, 필드 명, 필드형태, 데이터 길이, 키 여부 등에 관한 테이블 설계서를 작성하였다.
성능/효과
사용자 편의를 위하여 왼쪽의 트리뷰 영역에서도 각 분야별 데이터를 확인 할 수 있고, 메인영역의 선택항목과 연동이 가능하도록 하였다. 또한 도구모음 영역에서는 지도의 축소, 확대, 이동이 가능하며, 연구 범위에 따라 전 세계지도와 전국 지도의 이동이 가능하게 하였다. 선택 기능을 통해서는 공간데이터의 관련 속성 정보를 조회 할 수 있도록 하였다.
무엇보다 통합DB 설계 시 데이터 표준화를 수행함으로써 자료관리 측면에서 데이터베이스의 품질을 향상시켰으며, 필요한 자료의 신속한 검색이 가능하도록 하였다. 또한 명확한 용어를 사용함으로써 자료의 배포에 있어 용어의 혼돈된 사용을 방지하였다. 아울러 세부 속성정보의 제공을 통하여 자료를 다운받기 전 자료의 이해도와 활용여부를 쉽게 판단할 수 있도록 하였다.
검색된 자료는 자료를 배포할 수 있는 모듈인 다운로드 기능을 통하여 원하는 자료를 직접 저장할 수 있도록 하였다. 신규 연구 결과 자료를 데이터베이스에 직접 입력함이 없이 시스템의 업로드 기능을 통하여 지속적으로 통합DB를 갱신하고, 수정 및 보완이 가능하게 하였다(그림 5). 또한 세부 속성조회 기능을 통하여 원하는 자료를 다운로드하기 전에 미리 자료에 대한 구조나 변수에 대한 정보를 PDF파일로 확인하여 자료의 활용여부를 결정할 수 있도록 구축하였다(그림 6).
후속연구
통합DB 관리시스템의 개발로 인하여 효율적 자료 관리 및 연계가 가능하고, 기후·환경 연구 개발의 시너지 효과도 극대화 할 것으로 판단된다. 나아가 기존의 문서형식의 자료를 GIS DB로 구축하고 이를 지도상에 표출함으로써 자료의 상호 이해도를 높이고 공간적 상관관계나 패턴 분석, 시계열 분석도 가능할 것으로 사료된다. 아울러 고차원적 분석을 지원하여 기후 환경 분야의 다양한 의사결정 및 정책 반영을 위한 자료의 추출도 가능하다.
나아가 향후 추가 생성될 기후 및 대기 분야의 연구 자료인 NC포맷의 대용량 자료 관리 방안에 대한 보다 깊이 있는 연구도 필요하다. 나아가 연구범위를 환경의 전 분야로 확대하고 최근 급증하고 있는 지진 해일과 같은 자연재해와 지구온난화 등 범지구적 문제를 해결하기 위한 전지구관측시스템(GEOSS : Global Earth Observation System of Systems)과 연계가 가능할 것으로 기대된다.
또한 시스템의 평가 설문을 실시하여 시스템의 보완사항을 분석하여 적용할 필요가 있다. 나아가 향후 추가 생성될 기후 및 대기 분야의 연구 자료인 NC포맷의 대용량 자료 관리 방안에 대한 보다 깊이 있는 연구도 필요하다. 나아가 연구범위를 환경의 전 분야로 확대하고 최근 급증하고 있는 지진 해일과 같은 자연재해와 지구온난화 등 범지구적 문제를 해결하기 위한 전지구관측시스템(GEOSS : Global Earth Observation System of Systems)과 연계가 가능할 것으로 기대된다.
수권 분야는 기후변화가 미래의 수환경, 수자원에 미치는 영향을 예측하고 이로 인해 유역의 토지이용 변화, 수온 증가에 따른 수생태계 변화 등이 수질 변화에 어떠한 영향을 줄 수 있는지에 대한 수질모델을 개발한다. 데이터 수집의 어려움으로 용담댐 지역만 연구대상으로 선정하였으나 향후 연구에서는 범위를 확대할 계획이다. 지권분야는 LSPM(Land Surface Process Model)을 통해 생산되는 대기, 물, 식생, 토양 등의 환경 변수들이 지구환경시스템의 각 권역들에서 관련 연구를 진행하는데 필요한 기초 자료로 활용될 수 있도록 한다.
기후변화는 지구환경시스템에 큰 영향을 미치며, 기후변화의 영향을 받은 지구환경시스템의 각 권역은 비선형적인 상호작용을 통해 다시 기후변화에 영향을 미친다. 따라서 기후와 환경 사이의 피드백 과정을 종합적으로 분석하고, 변화특성을 진단하며 예측할 수 있는 통합적인 연구가 필요하다. 그러나 각 분야의 연구 자료는 개별적으로 구축됨에 따라 독립적으로 존재하고 분산되어 관리되고 있다.
통합DB 관리시스템의 개발로 인하여 효율적 자료 관리 및 연계가 가능하고, 기후·환경 연구 개발의 시너지 효과도 극대화 할 것으로 판단된다. 나아가 기존의 문서형식의 자료를 GIS DB로 구축하고 이를 지도상에 표출함으로써 자료의 상호 이해도를 높이고 공간적 상관관계나 패턴 분석, 시계열 분석도 가능할 것으로 사료된다.
시스템 구축에 앞서 전문가의 의견을 반영하여 주요 고려사항을 도출하였다. 통합DB의 효율적인 관리 및 운영을 위하여 원활한 자료 접근 방식과 지속적인 자료관리가 필요하며, 기후·환경 자료의 정보 조회가 가능하여야 한다. 따라서 자료의 다운로드 전에 세부속성 정보 조회가 필요하며, 빠른 검색을 위하여 명확한 검색 조건을 설정하여야 한다.
향후 연구에서는 본 연구에서 개발한 통합DB 관리시스템의 활용성을 평가하기 위하여 기후·환경 연구자들의 시스템에 대한 사용자 평가가 수행되어야 한다. 또한 시스템의 평가 설문을 실시하여 시스템의 보완사항을 분석하여 적용할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기후변화의 내적요인은 무엇에 의해 발생하는가?
기후변화의 내적요인은 지구환경시스템 요소간의 상호작용과 각 요소들의 끊임없는 변화에 의해 발생된다. 지구환경시스템은 대기권, 수권, 빙권, 지권, 생물권으로 구성되어있다[3].
지구환경시스템은 무엇으로 구성되어 있는가?
기후변화의 내적요인은 지구환경시스템 요소간의 상호작용과 각 요소들의 끊임없는 변화에 의해 발생된다. 지구환경시스템은 대기권, 수권, 빙권, 지권, 생물권으로 구성되어있다[3]. 본 연구에서는 이 중 기후와 대기 분야의 전문가 2명과 환경 분야의 전문가 6명의 논의를 통하여 7개 분야를 주요 연구대상으로 선정하였다.
GIS DB를 기반으로 무엇을 구현하였는가?
세부적으로 지구환경시스템 각 권역의 자료를 데이터베이스화하였고, 기후 환경 자료를 시각적으로 표출하여 자료의 상호 이해를 돕기 위한 GIS DB를 구축하였다. 이를 기반으로 각 분야의 연구자들이 다양한 검색을 통하여 자료를 배포하고 효율적으로 자료를 관리할 수 있는 환경을 구현하였다.
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