[논문]공간정보오픈플랫폼 및 오픈 소스 기반의 노천광산 모니터링시스템 개발을 위한 환경 조성

이현직; 김세열; 유지호

doi:10.7319/kogsis.2014.22.4.165

공간정보오픈플랫폼 및 오픈 소스 기반의 노천광산 모니터링시스템 개발을 위한 환경 조성
Development Environment for Open-pit Mine Monitoring System using Geospatial Open Platform and Open Source Software 원문보기

한국지형공간정보학회지 = Journal of the korean society for geospatial information science, v.22 no.4, 2014년, pp.165 - 173

이현직 (상지대학교 건설시스템공학과) , 김세열 (상지대학교 건설시스템공학과) , 유지호 (상지대학교 건설시스템공학과)

초록
AI-Helper

노천채굴방식의 광산은 갱내채광에 비해 비교적 작업이 안전하고 채수율이 높으며 생산 원가가 저렴하여 대량생산과 공급이 가능하다는 장점이 있으나 산림훼손, 폐석 및 광재(鑛滓)의 퇴적, 광미(鑛尾)의 배출, 분진, 폐수, 소음, 지반침하, 토사유출, 산사태 등의 환경재해 유발요인들을 내재하고 있어 대표적 환경규제의 대상으로 흔히 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 노천광산에 대한 지형 및 환경 변화에 따른 문제에 대처하고, 친환경 생태학적 광간의 개발 및 복원을 위해서는 노천광산에 대한 주기적이고 정확한 모니터링 기법과 시스템을 개발하고자 하였다. 이에 본 연구에서는 노천광산에 대한 지형 및 환경 변화에 따른 문제에 대처하고, 친환경 생태학적 광간의 개발 및 복원을 위해서는 노천광산에 대한 주기적이고 정확한 모니터링 기법과 이를 이용한 시스템의 개발이 요구된다. 이에 기 개발되어있는 공간정보 오픈 플랫폼과 오픈소스 GIS툴을 이용하여 노천광산 모니터링 시스템 개발 환경 조성을 하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Open-pit mining method, is safe relatively work as compared with underground mining. And high yield, low production cost, has the advantage that it can provide a lot of production. But deforestation, tailings and slag deposition, mineral debris, dust, water, noise, land subsidence, sediment runoff discharge, I have internalized environmental disaster predisposing factors, such as landslides. Thus, it may be noted, also by typical environmental regulations. We try to deal with the changes in open pit terrain and environment related issues. Then, use the recovery period and the open pit mine and ecology off the gun, environment-friendly development of accurate monitoring methods, systems of this development is required. The use of open platforms and open source GIS tools have been developed during this period, it needs to develop spatial information environment monitoring system open pit mine construction.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

반면에 NASA 월드윈드 자바의 경우에는 소스차원에서 제공하고 있어 개발자의 역량에 따라 개발이 가능하다. 그리고 공간정보 오픈 플랫폼 상에 3D 모델링이 가능 여부를 알아보았다. 다음 3D Lab과 V-World의 경우 자체적으로 일부 고도화된 3D 모델링을 자체적으로 제작하여 제공하고 있다.
노천광산 모니터링을 위한 시스템 개발이 진행된 연구가 있는지에 대해 살펴보고자 한다. 먼저 지형공간정보를 이용한 연구가 무엇이 있는지 살펴보았다.
다음 연구는 월드윈드 자바 상의 지형 데이터를 바꾸고자 한다. 지형 데이터도 정사영상 교체방법과 마찬가지로 원시자료의 자표체계를 파악한 후 OSGeo4W Shell을 이용하여 원시자료 좌표변환을 실시하고 동시에 xyz의 벡터 포맷의 DEM을 Geotiff 포맷인 래스터 DEM으로 변환을 한다.
따라서 개발하기에 앞서 노천광산의 현황 조사, 노천광산의 문제점을 조사하는 기초자료 조사, 모니터링의 목적은 광산 채굴에 따른 지형 변화를 비교하고 광산 복원 계획에 따른 진행사항 모니터링 등을 하고자 하여 노천광산 복원 계획 및 복원 전·후를 비교를 하며 노천광산 계획 물량을 비교할수 있는 모니터링 시스템이 필요하다고 판단되었다.
또한 모니터링 시스템을 구축하기 위해서는 공간정보 오픈 플랫폼과 GIS 툴을 이용하고자 하였으며 모니터링 시스템에는 광산 분포와 광산 검색 및 멀티레이어 기능이 필요하다고 판단되었다. 따라서 모니터링 시스템 설계 방안을 채택하며 모니터링 시스템에 필요한 UI(User Interface)를 구축하고자 하였다. Fig.
반면에 오픈소스 프로그램의 경우에는 개발자 스스로가 문제를 해결해 나감에 따라 개발시간이 늘어나는 단점이 있지만 프로 그램 구입비용이 절감된다. 따라서 본 연구는 기존에 만들어져있는 공간정보 오픈 플랫폼과 오픈소스 GIS툴을 이용하여 노천광산 모니터링 시스템 개발 환경 조성을 하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 노천광산 모니터링 시스템을 개발하기 위한 환경의 조성을 위한 프로그램을 채택하기에 앞서 상용프로그램을 이용하였을 경우와 오픈소스 프로그램을 이용하였을 경우를 비교하였다. 노천광산 모니터링 시스템을 구축할 때에 상용프로그램을 이용한다면 프로그램 개발사와 연계를 통해 개발에 걸리는 시간이 단축되며 시행착오를 줄일 수 있지만 프로그램 구입비용이 높다는 단점이 있다.
따라서 모니터링 시스템은 Client, Middleware, Server, DBMS, Data의 구성요소가 필요하다. 또한 모니터링 시스템의 성향을 분석하고자 하였다. 모니터링 시스템의 Client는 기초단계에서부터 개발하기보다 기 개발되어 있으며 누구나 활용하기 편리한 공간정보 오픈 플랫폼을 기반으로 구성하고자 하며 Middleware와 Server, DBMS의 경우에는 오픈소스 GIS 소프트웨어를 활용 하여 개발자가 자유로운 환경에서 개발을 할 수 있도록 하고자 한다.
또한 모니터링 시스템의 성향을 분석하고자 하였다. 모니터링 시스템의 Client는 기초단계에서부터 개발하기보다 기 개발되어 있으며 누구나 활용하기 편리한 공간정보 오픈 플랫폼을 기반으로 구성하고자 하며 Middleware와 Server, DBMS의 경우에는 오픈소스 GIS 소프트웨어를 활용 하여 개발자가 자유로운 환경에서 개발을 할 수 있도록 하고자 한다. Fig.
본 연구에서는 노천광산에 대한 지형 및 환경 변화에 따른 문제에 대처하고, 친환경 생태학적 광간의 개발및 복원을 위해서는 노천광산에 대한 주기적이고 정확한 모니터링 기법과 이를 이용한 시스템의 개발을 하기 위해 기존에 만들어져있는 공간정보 오픈 플랫폼과 오픈소스 GIS툴을 이용하여 노천광산 모니터링 시스템 개발 환경 조성을 하고자 하였다.
본 절에서는 노천광산의 개발과 복원에 따른 변화를 모니터링하기 위해 모니터링 시스템의 기반이 되는 소프트웨어를 선택하고자 하였다.
본 절에서는 클라이언트로 채택된 월드윈드 자바에서 기본적으로 제공되는 정사영상과 DEM의 해상도가 모니터링시스템으로 활용하기에 부족하다 판단되어 정사영상과 DEM의 노천광산 관련 지형공간 데이터를 고도화하였다.
셋째, 월드윈드 자바와 PostGIS 및 GeoServer를 활용하여 월드윈드 자바의 영상과 지형 데이터를 고도화하였으며 영상이 월드윈드 자바와 GeoServer간 데이터 처리 문제로 인해 몇가지 오류가 발생하였으나, 이 문제는 원활한 지형공간정보의 고도화에 매우 중요한 요소로 지속적인 관심을 갖고 해결하기 위해 노력하고자 한다.
이 5개의 노천광산 중 모니터링 시스템을 개발하기 위한 집중 모니터링 지역은 5개 지역 중 가장 넓은 라파즈한라시멘트(옥계)광산을 대상으로 삼고자 하였다.

제안 방법

Null 값 처리를 위해서는 경계 파일을 생성하고 경계 내 데이터만 저장하는 방법을 통해 Null 값을 배제한다. Null 값 처리된 지형 데이터를 GeoServer에 등록하고 발행한 후 Eclipse를 이용하여 월드윈드 자바의 지형데이터 xml을 수정하여 지형 데이터를 변환한다. Fig.
다음으로 공간정보 오픈 플랫폼을 활용하여 진행된 연구를 살펴보았다.
둘째, 모니터링 시스템의 데이터를 관리하고 분석하기 위한 오픈소스 소프트웨어로는 WMS, WFS, WCS, WPS 등 다양한 표준 인터페이스를 제공할 수 있으며 GeoORDB를 기반으로 강력한 관리 기능뿐만 아니라 Data분석기능을 제공할 수 있는 미들웨어로 PostGIS와 GeoServer를 서버로 구성하였고, 향후 3차원데이터의 관련 오픈소스 소프트웨어 발전에 대처하도록 설계하였다.
또한 GeoORDB를 기반으로 한 강력한 관리기능 및 분석기능을 제공하고 있다. 따라서 WMS, WFS, WCS, WPS 등 다양한 표준 인터페이스를 제공할 수 있으며 GeoORDB를 기반으로 강력한 관리 기능뿐만 아니라 Data 분석기능을 제공할 수 있는 PostGIS+GeoServer를 채택하였다. Table.
4는 영월에 위치한 쌍용자원개발의 광산으로 노천광산의 중간부분은 호수가 형성되어 최근까지 유지되어 채광활동이 저조해 보이나 외각지역은 활발한 채광활동이 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 따라서 가행광산으로 분류하였다. Fig.
모니터링 시스템의 Client가 갖춰야할 역할은 공간정보 오픈 플랫폼은 노천광산의 변화 모습과 복원계획에 따른 복구안 등을 3차원 형태로 가시화 할 수 있어야 하며 DEM 지형과 항공사진, 위성사진과 같은 영상과 결합을 보여줄 수 있어야 하며 자유로운 시점 변경이 가능해야 한다. 따라서 대상 공간정보 오픈 플랫폼은 다음 3D Lab, NASA 월드윈드 자바, V-World, Google Earth를 비교하고자 한다. 4개의 공간정보 오픈 플랫폼의 경우에는 전부 3D Viewing 기능을 가지고 있으나 소스 공개의 경우에는 다음 3D Lab, V-World, Google Earth의 경우에는 오픈 API를 제공 하여 제약적인 개발이 가능하다.
5는 영월에 위치한 아시아시멘트로 활발한 채광활동을 보여주고 있다. 따라서 아세아시멘트는 가행광산 으로 분류하였다. Fig.
본 연구에서는 보다 효율적인 연구진행을 위해 일정규모 이상의 노천광산 5개 지역을 선택하였다. 또한 노천광산의 가동 여부를 확인하기 위하여 3차원 스마트 공간정보의 연도별 항공사진을 이용해 노천광산의 차이점을 비교하여 노천광산의 가동 여부를 확인하였다. Fig.
따라서 개발하기에 앞서 노천광산의 현황 조사, 노천광산의 문제점을 조사하는 기초자료 조사, 모니터링의 목적은 광산 채굴에 따른 지형 변화를 비교하고 광산 복원 계획에 따른 진행사항 모니터링 등을 하고자 하여 노천광산 복원 계획 및 복원 전·후를 비교를 하며 노천광산 계획 물량을 비교할수 있는 모니터링 시스템이 필요하다고 판단되었다. 또한 모니터링 시스템을 구축하기 위해서는 공간정보 오픈 플랫폼과 GIS 툴을 이용하고자 하였으며 모니터링 시스템에는 광산 분포와 광산 검색 및 멀티레이어 기능이 필요하다고 판단되었다. 따라서 모니터링 시스템 설계 방안을 채택하며 모니터링 시스템에 필요한 UI(User Interface)를 구축하고자 하였다.
(2009)은 오픈소스 프로젝트 기반의 벡터 공간데이터 공유를 위해 웹 GIS framework를 연구하였으며, 4개 레벨의 구조는 애플리케이션 레이어, 서비스 레이어, 기능 레이어, 저장 레이어가 적합하다고 하였다. 또한 벡터 공간데이터 관리와 시각화 시스템은 framework 기반으로 설계하고 구축하였다.
월드윈드 자바에 올라간 정사영상은 기존영상과의 색감의 차이로 인해 이질감을 보이며 추후 주변 영상과의 색감 조절을 통해 이질감을 줄이고자 한다. 또한 정사영상의 경계 상에 하얀 띠가 발생하여 미관상 좋지 않은 모습을 보여 영상처리상의 문제로 판단하였다. 이에 정사영상의 경계를 확대하여 색상정보를 확인하였지만 색상정보가 입력되어있는 픽셀이 없었다.
마지막으로 오픈소스 소프트웨어를 활용한 연구를 살펴보았다.
노천광산 모니터링을 위한 시스템 개발이 진행된 연구가 있는지에 대해 살펴보고자 한다. 먼저 지형공간정보를 이용한 연구가 무엇이 있는지 살펴보았다.
(2012)은 오픈소스 소프트웨어와 표준을 이용하여 천연자원정보시스템에 대한 웹기반 GIS 애플리케이션을 개발하고자 하였다. 웹상에서 공간정보를 운영, 유지관리하기 위해서 상업적인 소프트웨어 대신 오픈소스 GIS 소프트웨어를 활용하였다.
이러한 문제를 해결하기 위해 Gdalwrap을 이용하여 직접적으로 Null 값을 0으로 지정해 주었다. Fig.
다음 연구는 월드윈드 자바 상의 지형 데이터를 바꾸고자 한다. 지형 데이터도 정사영상 교체방법과 마찬가지로 원시자료의 자표체계를 파악한 후 OSGeo4W Shell을 이용하여 원시자료 좌표변환을 실시하고 동시에 xyz의 벡터 포맷의 DEM을 Geotiff 포맷인 래스터 DEM으로 변환을 한다. 이때 래스터 DEM 상에 불필요한 데이터가 많이 생성됨으로 Null 값 처리가 필요하다.
첫째, 모니터링시스템을 개발하는 공간정보 오픈 플랫폼은 개발이 자유로우며 발전 가능성이 높은 NASA 의 월드윈드 자바를 기본으로 채택하고, 노천광산관련 지형공간 데이터를 고도화하는 방법을 이용하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 보다 효율적인 연구진행을 위해 일정규모 이상의 노천광산 5개 지역을 선택하였다. 또한 노천광산의 가동 여부를 확인하기 위하여 3차원 스마트 공간정보의 연도별 항공사진을 이용해 노천광산의 차이점을 비교하여 노천광산의 가동 여부를 확인하였다.

데이터처리

또한 지형 및 영상 변경에 대한 분석기능 또한 필요하다. 분석대상은 월드윈드 서버와 PostGIS+GeoServer를 분석 하였다. WWS는 설치 및 사용이 간단하며 월드윈드 자바를 위한 기본 서버로 지형과 영상을 제공하고 있다.

성능/효과

좌표체계를 맞춘 영상을 GeoServer 상에 데이터를 등록하고 발행을 하기 위해서는 작업공간을 생성하고 저장소를 생성한 뒤 레이어를 생성하여 Geotiff 포맷으로 발행을 한다. 마지막으로 WMS Layers Pannel을 이용하여 GeoServer와 연결을 하면 월드윈드 자바의 기본 영상이 아닌 새로이 등록한 영상을 보여준다. Fig.

후속연구

따라서 노천광산의 개발과 복구에 따른 모니터링 방안 및 시스템을 개발하게 된다면 노천광산의 지속적인 공공 및 민간분야에서는 지속적인 관리, 감독이 가능해 지며, 다양한 재해 및 사고에 대한 능동적인 대처와 대책 마련이 가능해질 것으로 판단된다. 또한 노천광산을 운영하는 사업자에게도 광산의 운영 및 생산에 대한 효율적 관리가 가능할 것이며, 친환경적 개발 및 복구에 대한 의무감이 향상될 것으로 판단된다.
월드윈드 자바에 올라간 정사영상은 기존영상과의 색감의 차이로 인해 이질감을 보이며 추후 주변 영상과의 색감 조절을 통해 이질감을 줄이고자 한다. 또한 정사영상의 경계 상에 하얀 띠가 발생하여 미관상 좋지 않은 모습을 보여 영상처리상의 문제로 판단하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	노천채굴방식의 광산의 장점은 무엇인가?	노천채굴방식의 광산은 갱내채광에 비해 비교적 작업이 안전하고 채수율이 높으며 생산 원가가 저렴하여 대량생산과 공급이 가능하다는 장점이 있으나 산림훼손, 폐석 및 광재(鑛滓)의 퇴적, 광미(鑛尾)의 배출, 분진, 폐수, 소음, 지반침하, 토사유출, 산사태 등의 환경재해 유발요인들을 내재하고 있어 대표적 환경규제의 대상으로 흔히 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 노천광산에 대한 지형 및 환경 변화에 따른 문제에 대처하고, 친환경 생태학적 광간의 개발 및 복원을 위해서는 노천광산에 대한 주기적이고 정확한 모니터링 기법과 시스템을 개발하고자 하였다.
	광산 개발에 따른 피해를 최소화하기 위한 광해 방지 대책, 시설에 대한 내용과 광산 개발 후 광산에 대한 지형 및 환경 복원을 위해 요구되는것은?	노천채굴방식의 광산은 갱내채광에 비해 비교적 작업이 안전하고 채수율이 높으며 생산 원가가 저렴하여 대량생산과 공급이 가능하다는 장점이 있으나 산림훼손, 폐석 및 광재(鑛滓)의 퇴적, 광미(鑛尾)의 배출, 분진, 폐수, 소음, 지반침하, 토사유출, 산사태 등의 환경재해 유발요인들을 내재하고 있어 대표적 환경규제의 대상으로 흔히 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 노천광산에 대한 지형 및 환경 변화에 따른 문제에 대처하고, 친환경 생태학적 광간의 개발 및 복원을 위해서는 노천광산에 대한 주기적이고 정확한 모니터링 기법과 시스템을 개발하고자 하였다. 이에 본 연구에서는 노천광산에 대한 지형 및 환경 변화에 따른 문제에 대처하고, 친환경 생태학적 광간의 개발 및 복원을 위해서는 노천광산에 대한 주기적이고 정확한 모니터링 기법과 이를 이용한 시스템의 개발이 요구된다.
	광산 피해의 방지 및 복원에 관한 법률을 시행하게된 이유는?	정부에서는 노천광산 개발에 따른 환경·생태 및 산림의 광해피해 저감과 복원을 위하여 2005년부터 ‘광산 피해의 방지 및 복원에 관한 법률’(법률 제10496호)을 제정하여 시행하고 있다. ‘광산피해의 방지 및 복원에 관한 법률’에서는 광산 개발에 따른 피해를 최소화하기 위한 광해 방지 대책, 시설에 대한 내용과 광산 개발 후 광산에 대한 지형 및 환경 복원에 대한 내용을 담고 있다.

참고문헌 (9)

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상세보기
YIN, F., Feng, M.(2009), A webGIS framework for vector geospatial data sharing based on open source projects, Proceedings of the 2009 International Symposium on Web Information Systems and Applications (WISA'90), pp. 124-127.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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