GIS기반의 기후·환경 분야 자료 공유를 위한 Client/Server 방식의 통합DB 관리시스템 개발 Development of an Integrated DB Management System for GIS-Based Client/Server Data Sharing in Climate and Environment Fields원문보기
최근 이상기후로 인해 발생하고 있는 지구 환경 문제를 해결하기 위하여 기후변화와 지구환경시스템간의 상관관계를 규명하여야 한다. 이를 위해서는 기후변화 자료와 지구환경시스템 자료를 비교 분석하기 위한 기후 환경 통합DB가 구축되어야 한다. 선행 연구에서는 XML 기반의 기후 환경 통합DB를 구축하고 이를 관리하기 위한 시스템을 개발하였다. 그러나 선행 연구에서 개발된 시스템은 개별 PC에 자료를 독립적으로 저장 및 구축되도록 설계되어 여러 사용자의 동시접근이 불가능하였다. 또한 지속적으로 생산되는 자료의 양이 증가함에 따라 체계적인 관리가 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 독립적으로 구축된 기후 환경 통합DB를 개선하고 이를 손쉽게 활용하기 위한 GIS기반 통합DB 관리시스템 개발을 목표로 하였다. 우선 기후 환경 자료의 수집 및 분석을 통해 DBMS기반의 통합DB를 설계 구축하였다. 아울러 다양한 분야의 연구자가 통합DB에 쉽게 접근하여 활용이 가능하도록 복수의 PC와의 연결이 용이한 클라이언트/서버 모델 방식의 GIS기반 통합DB 관리시스템을 설계하고 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 GIS기반 통합DB 관리시스템은 산재되어 있는 기후 환경 자료를 통합하여 효율적인 관리 및 소재 파악이 용이하게 하여 기후 환경 통합 연구에서 자료의 중복 생산을 방지하여 시간적, 경제적 비용 절감효과를 가져올 것으로 기대된다.
최근 이상기후로 인해 발생하고 있는 지구 환경 문제를 해결하기 위하여 기후변화와 지구환경시스템간의 상관관계를 규명하여야 한다. 이를 위해서는 기후변화 자료와 지구환경시스템 자료를 비교 분석하기 위한 기후 환경 통합DB가 구축되어야 한다. 선행 연구에서는 XML 기반의 기후 환경 통합DB를 구축하고 이를 관리하기 위한 시스템을 개발하였다. 그러나 선행 연구에서 개발된 시스템은 개별 PC에 자료를 독립적으로 저장 및 구축되도록 설계되어 여러 사용자의 동시접근이 불가능하였다. 또한 지속적으로 생산되는 자료의 양이 증가함에 따라 체계적인 관리가 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 독립적으로 구축된 기후 환경 통합DB를 개선하고 이를 손쉽게 활용하기 위한 GIS기반 통합DB 관리시스템 개발을 목표로 하였다. 우선 기후 환경 자료의 수집 및 분석을 통해 DBMS기반의 통합DB를 설계 구축하였다. 아울러 다양한 분야의 연구자가 통합DB에 쉽게 접근하여 활용이 가능하도록 복수의 PC와의 연결이 용이한 클라이언트/서버 모델 방식의 GIS기반 통합DB 관리시스템을 설계하고 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 GIS기반 통합DB 관리시스템은 산재되어 있는 기후 환경 자료를 통합하여 효율적인 관리 및 소재 파악이 용이하게 하여 기후 환경 통합 연구에서 자료의 중복 생산을 방지하여 시간적, 경제적 비용 절감효과를 가져올 것으로 기대된다.
To identify major causes of the global environment changes arising from extreme and unusual weather patterns occurring these days, and to foresee future environmental changes, it is highly important to shed light on the correlation between climate changes and global environment system. To investigat...
To identify major causes of the global environment changes arising from extreme and unusual weather patterns occurring these days, and to foresee future environmental changes, it is highly important to shed light on the correlation between climate changes and global environment system. To investigate the correlation between climate changes and global environment system, it calls for establishing an integrated climate-environment DB for analyzing comparatively the data on climatic changes and global environment system. In the preceding studies, we researched an XML-based integrated climate-environment DB and developed a management system for the DB. However, the existing integrated climate-environment DB, designed and installed only for individual PCs, does not allow multiple users 'simultaneous access. Accordingly, it fails to systematically update and sharing data which is being generated continuingly. Hence, this study aims to develop an easy-to-use GIS-based integrated DB management system by improving the existing integrated climate-environment DB through the adoption of the client/server model. For this, this study collected and analyzed climate and environment data prior to designing and building a DBMS-based integrated DB. In addition, in order for multidisciplinary researchers to easily get access and apply the integrated DB, this study designed and developed a GIS-based integrated DB management system using a client/server model which facilitates connections with multiple PCs. The GIS-based integrated climate-environment DB management system makes it easier to efficiently manage and locate scattered climate-environment data. It is also expected that the DB system will bring the effects in saving time and cost by avoiding the overlapping generation of data in the areas of integrated climate-environment research.
To identify major causes of the global environment changes arising from extreme and unusual weather patterns occurring these days, and to foresee future environmental changes, it is highly important to shed light on the correlation between climate changes and global environment system. To investigate the correlation between climate changes and global environment system, it calls for establishing an integrated climate-environment DB for analyzing comparatively the data on climatic changes and global environment system. In the preceding studies, we researched an XML-based integrated climate-environment DB and developed a management system for the DB. However, the existing integrated climate-environment DB, designed and installed only for individual PCs, does not allow multiple users 'simultaneous access. Accordingly, it fails to systematically update and sharing data which is being generated continuingly. Hence, this study aims to develop an easy-to-use GIS-based integrated DB management system by improving the existing integrated climate-environment DB through the adoption of the client/server model. For this, this study collected and analyzed climate and environment data prior to designing and building a DBMS-based integrated DB. In addition, in order for multidisciplinary researchers to easily get access and apply the integrated DB, this study designed and developed a GIS-based integrated DB management system using a client/server model which facilitates connections with multiple PCs. The GIS-based integrated climate-environment DB management system makes it easier to efficiently manage and locate scattered climate-environment data. It is also expected that the DB system will bring the effects in saving time and cost by avoiding the overlapping generation of data in the areas of integrated climate-environment research.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 지속적으로 생산되고 있는 기후·환경 자료의 체계적인 관리를 위해 무결성과 일관성 유지가 가능한 DBMS기반의 통합DB를 서버에 구축하였다.
본 연구에서는 기후변화와 지구환경시스템 간의 상관관계 분석을 지원하기 위하여, 산재되어 있는 기후·환경 자료를 수집하고, 원활한 공유를 위해 서버기반의 기후·환경 통합DB를 구축하였다.
본 연구에서는 기후변화와 지구환경시스템 변화의 상관관계에 대한 분석 연구를 지원하기 위해 산재되어 있는 기후·환경 자료를 수집하고 분석하여 DBMS기반의 기후·환경 통합DB를 구축하였다.
이를 해결하기 위하여 생산되는 결과물의 파일명을 이용하여 그림 4와 같이 자동으로 메타정보 입력이 가능하도록 개발하였다. 이와 함께 통합DB로부터 필요한 자료를 다운로드할 경우 클라이언트 시스템 내 DB에 대상파일의 메타정보를 함께 전송하여 받은 자료에 대하여 관리 및 확인이 가능하도록 하였다. 또한 수십 혹은 수백 개의 검색 결과를 특정 개수 단위의 리스트로 확인이 가능하도록 ‘페이지 네비게이션’ 기능을 추가 하였다.
제안 방법
기후와 대기환경을 예측하기 위한 “기후”, “대기”, “대기화학” 분야, 생태 및 수환경을 예측하기 위한 “생물계절”, “탄소유출”, “토양반응”, “수환경” 분야, Noah-MP모델을 이용하여 기후변화가 생태계에 미치는 영향을 예측하기 위한 “Noah-MP” 분야, 한반도 부근의 온도, 강수와 관련된 기후변화를 모니터링하기 위한 “위성영상” 분야로 분류하였다.
나아가 DB에 저장된 자료를 보다 빠르게 검색하기 위해서 그림 1과 같이 메타데이터를 이용한 GIS기반 기후·환경 자료 관리 DB 설계 연구(Choi et al., 2012)에서 제시한 Class- Number를 적용하여 문자열 형태의 필드값을 숫자열 형태로 변환하는 방식으로 통합DB의 개념적 연결구조를 설계하고 상세 DB 설계서를 작성하였다.
더불어 다양한 기후·환경 주제도와 Base Map자료를 중첩하여 공간적 위치를 확인하고, 분석이 가능하도록 중첩분석 기능을 포함하였다.
따라서 ESRI사의 ArcGIS 프로그램을 활용하여 기후·환경 자료를 공간자료로 변환하였다.
따라서 본 연구에서는 그림 2와 같이 클라이언트/서버 모델방식을 채택하여 프로그램을 설계하였다. 우선 자료의 무결성을 유지하기 위하여 Log-in기능을 통해 권한에 따라 클라이언트 프로그램에 접속한 후 접속된 클라이언트 프로그램에서 SQL언어를 직접 입력하지 않고 간단한 마우스 조작으로 명령 실행이 가능하도록 하였다.
다양한 분야에서 지속적으로 생산되는 자료는 사람의 수작업으로는 관리가 불가능하며, 필요한 정보만을 추출하고 취득하는데도 상당한 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 데이터 중복을 최소화하고, 병행 제어를 통해 많은 사용자들이 동시에 데이터를 공유 및 조작이 가능한 관계형 DBMS기반의 통합DB를 다음과 같이 설계하였다. 우선 각 분야별 항목에 대한 분야별 테이블과 공통적인 항목을 관리하는 파일관리 테이블을 분리하여 테이블을 정의하였다.
세트파일을 구성하는 각각의 파일이 PC 내 동일한 위치에 저장되어 있어야만 활용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 중복다운로드 방지 및 저장위치에 대한 관리가 가능하도록 클라이언트 내에 설치가 간편한 MicroSoft사의 Access를 이용하여 클라이언트 DB를 추가적으로 구축하였다. 아울러 통합DB 내 파일 다운로드 시 파일에 대한 메타정보를 함께 다운로드하여 클라이언트 DB에 저장하였다.
이러한 자료를 다양한 분야의 연구자들이 효율적으로 공유 및 활용하기 위해서는 생산된 자료의 의미를 명확히 파악하고 구별하여야 한다. 따라서 자료 관리 및 공유에 사용되는 모든 단어를 추출하여 한글명, 영문명을 작성하고, 각 단어의 영문명을 기반으로 영문 약어명에 대한 표준단어를 표 2와 같이 정립하였다. 정립된 표준단어를 일정한 규칙에 따라 조합하여 메타데이터 항목을 정의하였다.
따라서 표 3과 같이 국가기관에서 제작한 국가 경계를 포함하는 전 세계 경계도, 전국 행정구역을 확인할 수 있는 행정구역도, 하천의 형태 및 수계 표현을 위한 전국 하천도와 유역도, 수환경 수질 모델을 위한 수질측정망, 댐 및 지형 높이 값을 표현하기 위한 전국 DEM을 Base Map자료로 선정하여 중첩을 통한 공간검색 및 분석을 가능하게 하였다.
또한 구축된 기후·환경 통합 DB를 관리하기 위해 GIS기반의 통합DB 관리 시스템을 개발하였다.
또한 기후·환경 자료와 변환된 공간자료의 연결 관계는 기후·환경 자료를 분야별 테이블과 공간자료 테이블을 연결하기 위한 키필드를 추가하고 연결관계를 일대다 관계로 정의하였다.
또한 메인화면의 현재 위치를 확인 가능한 ‘인덱스 맵’과 레이어의 목록을 표시하는 레이어 목록창, 현재 지도의 축척 및 경위도 좌표를 확인할 수 있는 ‘위치정보 및 축척’ 기능을 하나의 화면에서 확인이 가능하도록 구성하였다.
이후 사용자가 통합DB 자료현황을 확인하고 자료 전송 및 관리와 같은 다양한 서비스 기능에 초점을 맞춘 사용자 중심의 클라이언트 프로그램과 클라이언트에서 실행한 명령을 SQL언어로 변환하여 통합DB에 질의가 가능한 서버프로그램을 개발하였다. 마지막으로 통합 DB로부터 받은 공간자료를 GIS환경에서 표출하여 공간적 상관관계 확인이 가능한 지도조회 기능을 제공하는 지도보기 프로그램을 개발하여 클라이언트 시스템에 탑재하였다.
메뉴는 중첩된 레이어의 투명도 조절이 가능하도록 ‘레이어 음영’ 기능과 모든 레이어를 기본 설정으로 되돌리는 ‘초기화’ 기능으로 구성하였으며, 우 상단에는 메인화면의 지도조작이 가능하도록 지도조작 메뉴를 배치하였다.
우선 자료의 무결성을 유지하기 위하여 Log-in기능을 통해 권한에 따라 클라이언트 프로그램에 접속한 후 접속된 클라이언트 프로그램에서 SQL언어를 직접 입력하지 않고 간단한 마우스 조작으로 명령 실행이 가능하도록 하였다. 실행된 명령은 서버프로그램에서 SQL언어로 변환하여 통합DB에 질의하는 방식으로 프로그램을 설계하였다.
따라서 본 연구에서는 지속적으로 생산되고 있는 기후·환경 자료의 체계적인 관리를 위해 무결성과 일관성 유지가 가능한 DBMS기반의 통합DB를 서버에 구축하였다. 아울러 서버에 구축된 통합DB를 다양한 환경의 사용자가 손쉽게 접근하여 자료를 공유하고 관리하기 위한 클라이언트/서버 모델 방식의 프로그램을 개발하였다.
따라서 본 연구에서는 중복다운로드 방지 및 저장위치에 대한 관리가 가능하도록 클라이언트 내에 설치가 간편한 MicroSoft사의 Access를 이용하여 클라이언트 DB를 추가적으로 구축하였다. 아울러 통합DB 내 파일 다운로드 시 파일에 대한 메타정보를 함께 다운로드하여 클라이언트 DB에 저장하였다. 클라이언트 DB에 메타정보를 저장함으로써 다운로드된 자료는 통합DB에 접근 없이도 메타정보의 확인이 가능하게 되었다.
따라서 본 연구에서는 데이터 중복을 최소화하고, 병행 제어를 통해 많은 사용자들이 동시에 데이터를 공유 및 조작이 가능한 관계형 DBMS기반의 통합DB를 다음과 같이 설계하였다. 우선 각 분야별 항목에 대한 분야별 테이블과 공통적인 항목을 관리하는 파일관리 테이블을 분리하여 테이블을 정의하였다. 이후 분야별 테이블과 파일관리 테이블 간 연결을 위한 키(Key)필드를 추가하여 일대일 관계로 연결 관계를 정의하였다.
따라서 본 연구에서는 그림 2와 같이 클라이언트/서버 모델방식을 채택하여 프로그램을 설계하였다. 우선 자료의 무결성을 유지하기 위하여 Log-in기능을 통해 권한에 따라 클라이언트 프로그램에 접속한 후 접속된 클라이언트 프로그램에서 SQL언어를 직접 입력하지 않고 간단한 마우스 조작으로 명령 실행이 가능하도록 하였다. 실행된 명령은 서버프로그램에서 SQL언어로 변환하여 통합DB에 질의하는 방식으로 프로그램을 설계하였다.
Net을 사용하여 프로그램을 개발하였다. 우선 클라이언트와 서버 간 통신이 가능하도록 TCP/IP기반의 통신 모듈을 개발하였다. 이후 사용자가 통합DB 자료현황을 확인하고 자료 전송 및 관리와 같은 다양한 서비스 기능에 초점을 맞춘 사용자 중심의 클라이언트 프로그램과 클라이언트에서 실행한 명령을 SQL언어로 변환하여 통합DB에 질의가 가능한 서버프로그램을 개발하였다.
그러나 기후, Noah-MP, 위성영상과 같이 수십 혹은 수백 개의 자료를 생산하는 경우 자료에 포함되는 메타정보를 일일이 수작업으로 입력하는 것은 시간이 많이 소요되는 문제가 존재한다. 이를 해결하기 위하여 생산되는 결과물의 파일명을 이용하여 그림 4와 같이 자동으로 메타정보 입력이 가능하도록 개발하였다. 이와 함께 통합DB로부터 필요한 자료를 다운로드할 경우 클라이언트 시스템 내 DB에 대상파일의 메타정보를 함께 전송하여 받은 자료에 대하여 관리 및 확인이 가능하도록 하였다.
우선 각 분야별 항목에 대한 분야별 테이블과 공통적인 항목을 관리하는 파일관리 테이블을 분리하여 테이블을 정의하였다. 이후 분야별 테이블과 파일관리 테이블 간 연결을 위한 키(Key)필드를 추가하여 일대일 관계로 연결 관계를 정의하였다. 또한 기후·환경 자료와 변환된 공간자료의 연결 관계는 기후·환경 자료를 분야별 테이블과 공간자료 테이블을 연결하기 위한 키필드를 추가하고 연결관계를 일대다 관계로 정의하였다.
우선 클라이언트와 서버 간 통신이 가능하도록 TCP/IP기반의 통신 모듈을 개발하였다. 이후 사용자가 통합DB 자료현황을 확인하고 자료 전송 및 관리와 같은 다양한 서비스 기능에 초점을 맞춘 사용자 중심의 클라이언트 프로그램과 클라이언트에서 실행한 명령을 SQL언어로 변환하여 통합DB에 질의가 가능한 서버프로그램을 개발하였다. 마지막으로 통합 DB로부터 받은 공간자료를 GIS환경에서 표출하여 공간적 상관관계 확인이 가능한 지도조회 기능을 제공하는 지도보기 프로그램을 개발하여 클라이언트 시스템에 탑재하였다.
, 2012)에서 제시한 Class- Number를 적용하여 문자열 형태의 필드값을 숫자열 형태로 변환하는 방식으로 통합DB의 개념적 연결구조를 설계하고 상세 DB 설계서를 작성하였다. 작성된 설계서를 기반으로 대량의 자료처리 및 관리가 용이한 Oracle사의 Oracle 10g를 사용하여 통합DB를 서버에 구축하였다.
따라서 ESRI사의 ArcGIS 프로그램을 활용하여 기후·환경 자료를 공간자료로 변환하였다. 전국관측지점자료와 생물계절자료, 평균기온자료 그리고 용담댐 지점에서의 모델링 결과자료와 같이 특정 지점에서 관측한 자료는 측정지점의 경위도 좌표를 추출하여 점 형태의 도형자료로 생성하였고, 기후인자를 비롯한 연속적인 면의 특성을 가지는 환경자료는 공간 분포를 표출하기 위해 Raster자료로 변환하였다. 이때 현재 가장 일반적으로 공간자료 보간에 사용되는 거리반비례평균법(Inverse distance weighting)과 크리깅(Kriging)기법을 사용하였다(Park and Jang, 2008; Nusret and Dug, 2012; Park and Kim, 2013; Tan and Xu, 2014).
대상 데이터
수환경 분야는 기후변화가 유역과 호소에 미치는 영향에 대한 5개의 자료를 수집하였다. Noah-MP 분야는 Noah LSM(Land Surface Models)을 고도화한 버전인 Noah-MP 모델(Hong et al., 2011)을 이용하여 지역별 기후 및 기상을 예측한 시뮬레이션 모델결과 35,365개의 자료를 수집하였다. 위성영상 분야는 전 지구 관측 위성자료인 MODIS, AIRS, AMSU를 이용하여 기후변화와 관련된 기온, 강수 등의 관측자료 872개를 수집하였다.
기후 분야에서는 지역 기후 모델(Regional Climate Model) 중 WRF(Weather Research and Forecasting) 모델을 사용하여 A2, 20C3M(20th Century Climate in Coupled Model) 시나리오와 NCEP(National Centers for Environmental Prediction)자료에 따른 약 100개의 기상 관련 변수들을 모의한 36,150개의 결과자료를 수집하였다. 대기 분야에서는 기후변화에 따른 대기질 변화 연구를 위해 WRF/ CHEM(Weather Research and Forecast Model Coupled with Chemistry) 모델을 이용하여 동아시아 지역을 대상으로 미래의 대기질을 예측하는 모델의 결과자료 10개를 수집하였다.
기후 분야에서는 지역 기후 모델(Regional Climate Model) 중 WRF(Weather Research and Forecasting) 모델을 사용하여 A2, 20C3M(20th Century Climate in Coupled Model) 시나리오와 NCEP(National Centers for Environmental Prediction)자료에 따른 약 100개의 기상 관련 변수들을 모의한 36,150개의 결과자료를 수집하였다. 대기 분야에서는 기후변화에 따른 대기질 변화 연구를 위해 WRF/ CHEM(Weather Research and Forecast Model Coupled with Chemistry) 모델을 이용하여 동아시아 지역을 대상으로 미래의 대기질을 예측하는 모델의 결과자료 10개를 수집하였다. 대기화학 분야에서는 오존, 미세입자, 산성증착 등 공기에 관한 모델링을 위해서 CMAQ(Community Multiscale Air Quality) 모델(Taha and Sailor, 2010)의 결과자료 1,825개를 수집하였다.
대기 분야에서는 기후변화에 따른 대기질 변화 연구를 위해 WRF/ CHEM(Weather Research and Forecast Model Coupled with Chemistry) 모델을 이용하여 동아시아 지역을 대상으로 미래의 대기질을 예측하는 모델의 결과자료 10개를 수집하였다. 대기화학 분야에서는 오존, 미세입자, 산성증착 등 공기에 관한 모델링을 위해서 CMAQ(Community Multiscale Air Quality) 모델(Taha and Sailor, 2010)의 결과자료 1,825개를 수집하였다. 생물계절과 탄소유출 분야에서는 기후변화에 따른 생물종의 변화 양상과 탄소순환 시스템에 대한 자료 각 133개, 94개를 수집하였다.
본 연구에서는 한반도를 중심으로 기후변화와 지구환경시스템간의 상관관계를 분석하는 연구가 진행되고 있는 분야들을 대상으로 모델 결과자료 및 관측자료를 다음과 같이 수집하였다. 기후와 대기환경을 예측하기 위한 “기후”, “대기”, “대기화학” 분야, 생태 및 수환경을 예측하기 위한 “생물계절”, “탄소유출”, “토양반응”, “수환경” 분야, Noah-MP모델을 이용하여 기후변화가 생태계에 미치는 영향을 예측하기 위한 “Noah-MP” 분야, 한반도 부근의 온도, 강수와 관련된 기후변화를 모니터링하기 위한 “위성영상” 분야로 분류하였다.
대기화학 분야에서는 오존, 미세입자, 산성증착 등 공기에 관한 모델링을 위해서 CMAQ(Community Multiscale Air Quality) 모델(Taha and Sailor, 2010)의 결과자료 1,825개를 수집하였다. 생물계절과 탄소유출 분야에서는 기후변화에 따른 생물종의 변화 양상과 탄소순환 시스템에 대한 자료 각 133개, 94개를 수집하였다. 토양반응 분야는 온도에 따른 이온별 탄산염 체계(Carbonate System) 자료를 1개 수집하였다.
토양반응 분야는 온도에 따른 이온별 탄산염 체계(Carbonate System) 자료를 1개 수집하였다. 수환경 분야는 기후변화가 유역과 호소에 미치는 영향에 대한 5개의 자료를 수집하였다. Noah-MP 분야는 Noah LSM(Land Surface Models)을 고도화한 버전인 Noah-MP 모델(Hong et al.
, 2011)을 이용하여 지역별 기후 및 기상을 예측한 시뮬레이션 모델결과 35,365개의 자료를 수집하였다. 위성영상 분야는 전 지구 관측 위성자료인 MODIS, AIRS, AMSU를 이용하여 기후변화와 관련된 기온, 강수 등의 관측자료 872개를 수집하였다.
본 연구에서는 기후변화와 지구환경시스템 간의 상관관계 분석을 지원하기 위하여, 산재되어 있는 기후·환경 자료를 수집하고, 원활한 공유를 위해 서버기반의 기후·환경 통합DB를 구축하였다. 이를 위해 기후, 대기, 대기화학, 생물계절, 탄소유출, 토양반응, 수환경, NoahMP, 위성영상 분야로 구분하여 총 74,455개의 자료를 수집하였다. 수집된 자료를 분석한 결과 9개의 분야에서 서로 다른 형식의 자료가 생산되는 것을 확인하였다.
자료 수집 결과 표 1과 같이 총 74,455개의 다양한 자료가 서로 다른 형식으로 수집되었다. 이러한 자료를 다양한 분야의 연구자들이 효율적으로 공유 및 활용하기 위해서는 생산된 자료의 의미를 명확히 파악하고 구별하여야 한다.
생물계절과 탄소유출 분야에서는 기후변화에 따른 생물종의 변화 양상과 탄소순환 시스템에 대한 자료 각 133개, 94개를 수집하였다. 토양반응 분야는 온도에 따른 이온별 탄산염 체계(Carbonate System) 자료를 1개 수집하였다. 수환경 분야는 기후변화가 유역과 호소에 미치는 영향에 대한 5개의 자료를 수집하였다.
이론/모형
전국관측지점자료와 생물계절자료, 평균기온자료 그리고 용담댐 지점에서의 모델링 결과자료와 같이 특정 지점에서 관측한 자료는 측정지점의 경위도 좌표를 추출하여 점 형태의 도형자료로 생성하였고, 기후인자를 비롯한 연속적인 면의 특성을 가지는 환경자료는 공간 분포를 표출하기 위해 Raster자료로 변환하였다. 이때 현재 가장 일반적으로 공간자료 보간에 사용되는 거리반비례평균법(Inverse distance weighting)과 크리깅(Kriging)기법을 사용하였다(Park and Jang, 2008; Nusret and Dug, 2012; Park and Kim, 2013; Tan and Xu, 2014). 변환된 공간자료를 공간기반 검색 및 중첩분석에 활용하기 위해서는 다양한 공간자료가 필요하다.
성능/효과
개발된 시스템은 기존 시스템의 동시 접근성 문제 및 지속적으로 생산되는 기후·환경 자료 관리의 어려움을 해결하였다.
또한 지도보기 기능을 통해 공간자료로 변환된 기후·환경 자료의 공간적 분포 상태 및 패턴을 시각적으로 확인할 수 있었다.
수집된 자료를 분석한 결과 9개의 분야에서 서로 다른 형식의 자료가 생산되는 것을 확인하였다. 서로 다른 형식의 자료를 효율적으로 공유하고 활용하기 위해 자료의 정보 확인에 사용되는 39개의 단어에 대해 한글명, 영문명, 영문 약어명을 작성한 후 영문 약어명을 조합하여 메타데이터 항목명으로 사용한 결과 9개 분야의 자료들에 대한 명확한 정보 확인이 가능하였다.
이를 위해 기후, 대기, 대기화학, 생물계절, 탄소유출, 토양반응, 수환경, NoahMP, 위성영상 분야로 구분하여 총 74,455개의 자료를 수집하였다. 수집된 자료를 분석한 결과 9개의 분야에서 서로 다른 형식의 자료가 생산되는 것을 확인하였다. 서로 다른 형식의 자료를 효율적으로 공유하고 활용하기 위해 자료의 정보 확인에 사용되는 39개의 단어에 대해 한글명, 영문명, 영문 약어명을 작성한 후 영문 약어명을 조합하여 메타데이터 항목명으로 사용한 결과 9개 분야의 자료들에 대한 명확한 정보 확인이 가능하였다.
아울러 DB구축 시 다운로드된 자료를 관리하는 클라이언트 DB를 추가 구축하여 중복 다운로드를 방지한 결과 PC 내 불필요한 공간을 최소화 할 수 있었다. 또한 서버에 접속하지 않아도 다운받은 자료에 대하여 메타정보의 확인이 가능하였다.
아울러 통합DB 내 파일 다운로드 시 파일에 대한 메타정보를 함께 다운로드하여 클라이언트 DB에 저장하였다. 클라이언트 DB에 메타정보를 저장함으로써 다운로드된 자료는 통합DB에 접근 없이도 메타정보의 확인이 가능하게 되었다.
후속연구
그러나 본 연구에서 개발된 시스템은 일반적인 PC환경에서만 검증이 이루어진 상태이므로 향후에는 다양한 환경에서의 운영을 통해 시스템 개선이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 또한 공간 상관관계 분석 및 패턴분석이 가능하도록 시스템 내 GIS기능을 고도화하는 연구와 기후·환경 자료를 공간자료로 손쉽게 변환하기 위한 연구도 함께 이루어져야 할 것이다.
아울러 본 연구에서 제안한 클라이언트 DB를 추가로 구축하여 받은 자료의 저장위치와 메타정보 등을 관리하는 방안은 기후·환경 통합DB는 물론, 다분야 자료의 통합DB 구축이 필요한 다양한 분야의 연구에서도 활용이 가능할 것으로 기대된다. 나아가 국제적인 기후환경변화 예측을 위한 경제적 자료 생산 및 관리 지원에 기여하는 바가 클 것으로 기대된다.
그러나 본 연구에서 개발된 시스템은 일반적인 PC환경에서만 검증이 이루어진 상태이므로 향후에는 다양한 환경에서의 운영을 통해 시스템 개선이 이루어져야 할 것으로 판단된다. 또한 공간 상관관계 분석 및 패턴분석이 가능하도록 시스템 내 GIS기능을 고도화하는 연구와 기후·환경 자료를 공간자료로 손쉽게 변환하기 위한 연구도 함께 이루어져야 할 것이다.
또한 지속적으로 생산되는 기후·환경 자료에 대한 효율적인 관리 및 공유를 지원함과 동시에 변환된 공간자료들의 중첩을 통한 공간적 분포와 패턴을 시각적으로 제공함으로써 기후변화와 지구환경시스템 변화간의 상관관계를 분석하는 연구에 기여할 것으로 기대된다.
무엇보다 클라이언트 DB를 추가 구축하여 대용량 데이터의 중복 다운로드로 인한 저장 공간 낭비를 방지하여 지속적으로 생산되는 기후·환경 자료를 활용하기 위한 H/W 장비 업그레이드시 경제적 비용 절감효과를 가져올 것으로 기대된다.
아울러 본 연구에서 제안한 클라이언트 DB를 추가로 구축하여 받은 자료의 저장위치와 메타정보 등을 관리하는 방안은 기후·환경 통합DB는 물론, 다분야 자료의 통합DB 구축이 필요한 다양한 분야의 연구에서도 활용이 가능할 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
NetCDF란 무엇인가?
아울러 통합DB 내 구축된 기후·환경 자료 및 GIS자료들을 활용하기 위해서는 사용자가 통합DB에 접근하여 검색하고, 해당 자료를 사용자PC로 다운로드하여 분석연구에 활용하여야 한다. 현재 수집된 전체 74,455개의 기후·환경 자료 중 98%에 해당하는 73,350개의 자료는 NetCDF(Network Common Data Format) 형식의 자료로서 이것은 UCAR(University Corporation for Atmospheric Research)에서 개발한 데이터 포맷으로 대규모 환경자료를 저장하기 위해 만들어진 포맷이다. 현재 수집된 NetCDF형식의 자료의 크기는 최소 22.
공간자료 보간에 사용되는 기법으로 어떤 것들이 있는가?
전국관측지점자료와 생물계절자료, 평균기온자료 그리고 용담댐 지점에서의 모델링 결과자료와 같이 특정 지점에서 관측한 자료는 측정지점의 경위도 좌표를 추출하여 점 형태의 도형자료로 생성하였고, 기후인자를 비롯한 연속적인 면의 특성을 가지는 환경자료는 공간 분포를 표출하기 위해 Raster자료로 변환하였다. 이때 현재 가장 일반적으로 공간자료 보간에 사용되는 거리반비례평균법(Inverse distance weighting)과 크리깅(Kriging)기법을 사용하였다(Park and Jang, 2008; Nusret and Dug, 2012; Park and Kim, 2013; Tan and Xu, 2014). 변환된 공간자료를 공간기반 검색 및 중첩분석에 활용하기 위해서는 다양한 공간자료가 필요하다.
SQL의 제약 조건은 무엇인가?
SQL언어는 DB에 질의할 때에 SQL코드 몇 줄만으로도 대규모의 자료를 선별하고 요약할 수 있는 장점이 있다. 그러나 DB의 테이블 구조 및 연결 관계에 대한 정보를 사전에 미리 알고 있어야 한다는 제약 조건이 따른다.
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