[기획_No1.] 왜 GNSS를 이용하려 하는가?
 작성자 : master
Date : 2012-11-13 15:54  |  Hit : 781  
게시판의 [기획] 시리즈는
 
   1. 왜 GNSS를 이용하려 하는가?
   2. GNSS가 산림분야에 어떻게 활용될 수 있는가? 
   3. 그리고 나에게 필요한 것은 무엇인가? 
   4. 미래 기술의 전망과 중복투자 예방을 위한 컨설팅
 
위와 같은 주제를 갖고 하나하나 풀어가는 과정입니다.
    - 고객님들의 이해를 돕기 위해 작성되는 문서로서  일부의 내용은 학술적 근거를 바탕에 두지 않습니다.
    - 본 문서의 인용 및 무단복사를 금하며, 저작권은 산림환경공간기술연구소에 있습니다.
 
 
1. 산림분야에 왜 GNSS가 필요한가?
 
⊙ 개요
산림분야에서는 과거 1990년대부터 GIS를 도입/활용하였으며, 현재 산림청을 비롯하여 지방자치 단체에 많은 시스템이 구축되어 있습니다.
GIS를 활용하기 위해서는 무엇보다 주제도의 개념으로서 기초자료가 풍부해야 할 뿐만 아니라 정확한 자료가 필요합니다.
그러나 그 동안은 양적인 성장을 위주로 다양한 주제도를 제작하였으나, 최근에는 질적 성장을 위해 정확한 공간정보가 필요한 실정입니다.
정확한 기초자료를 바탕으로 올바른 알고리즘을 적용함으로서 과학적이고 객관적인 결과값을 도출하고, 의사결정을 지원할 수 있기 때문입니다.  
따라서, 정확하고 풍부한 산림자원 주제도는 산림분야 국가경쟁력의 큰 밑거름입니다.  
 
정확하면서 다양한 산림자원의 공간정보를 취득하기 위한 방안으로서는 위성영상, 항공사진, GNSS를 활용한 맵핑, 디지타징 등이 있습니다.
각각의 방안에 대해서는 장단점이 있으며, 본 게시물에서는 GNSS를 활용한 맵핑 및 측량에 대해서 알아보겠습니다.
 
 
⊙ GNSS의 용도는 어떻게 구분할 수 있는가?
 
  GNSS는 레져, 맵핑, 측량으로 크게 구분할 수 있으며, 주요 내용은 다음과 같습니다.
 
 - 레져용 : 일상 생활에서 나의(혹은 사물의) 위치나, 트랙(경로)를 알고 싶을때 사용합니다.
                일반적으로 가격이 저렴하고 정확도가 다소 떨어지며, 위치에 대한 X,Y좌표만을 취득합니다.
                고도값은 신뢰도가 매우 떨어지기 때문에 별도의 설명은 생략하겠습니다.
 
 - 맵핑용 : GNSS를 이용하여 현실세계를 수치지도(디지털맵, 주제도 등)화하는데 사용되는 장비입니다.
                지도화하기 위해서는 사물의 도형정보(점, 선, 면, 위치 등)와 속성정보를 동시에 취득합니다.
                이렇게 취득된 데이터는 주로 GIS의 기초자료로 활용됩니다.
                정확도는 장비의 성능에 따라 달라지지만, 수평위치 오차 10cm~1.5m / 2~5m  / 5~10m 정도입니다.
                가격대는 제조사에 따라 다르지만, 300~1800만원 정도로 다양하게 분포됩니다.
 
  - 측량용 : GNSS를 이용하여 정확한 미지점에 대한 위치를 측량하는데 주로 사용됩니다.
                 측량하는 방법에 따라서 장비를 다르게 조합하여 활용하지만, 최근에는 기술발달로 단독측량이 가능합니다.
                 따라서 과거와는 다르게 장비 1대로 1인 측량이 가능하며, 정도는 mm급이라고 보시면 됩니다.
                 또한, 산림내에서는 여러가지 방해 요소가 많은 관계로 양호한 지역에서는 수평오차 1~3cm의 정확도를 보입니다.
                 그리고 불량한 상태에서는 30~40cm의 오차를 보이고 있는데, 주변여건에 따라 매우 다른 결과값을 취득합니다.
                 일반적으로 Z값(고도값)에 대한 정확도는 수평위치오차에 2배수 정도를 하시는 것이 맞을 것으로 판단합니다.
 
 
⊙ 과거의 측량방법은 무엇이 불리한가?
 
 - 산림분야에서의 대표적인 측량방식은 클리노미터(방위계, 경사계), 줄자를 주로 활용합니다.
   (물론 다양한 장비를 많이 활용하기도 합니다) 
 - 험준한 산악지이면서 시계 확보가 매우 불리하고, 여러가지 장애요소가 많기 때문입니다.
 - 이와 같은 측량방식은 현장에서 값을 야장에 기입하고 내업작업과정에서 컴퓨터에 입력합니다.
 - 그리고 AutoCAD를 기반으로 하는 '오솔길', '오토캐드 드림' 등을 활용한 도면화 작업을 실시합니다.
 
 - 또한, 경우에 따라서는 토탈스테이션(Totalstation)을 활용한 측량을 실시하는데,
 - 이는 매우 정밀한 값을 취득할 수 있지만, 측량하는데 많은 제약사항이 있습니다.
   (시계불량으로 인해 잦은 기계의 이동 ---> 측량시간 증가, 무게로 인한 이동의 어려움 등)
 - 그러나 앞의 측량방식에 비해  값이 디지털화 되어 있기 때문에 비교적 내업이 쉽습니다.
 
 - 위의 2가지 방식으로 산림내에서의 측량을 실시하는데 가장 큰 단점은 크게 3가지 입니다.
   ① 측량한 성과물이 상대좌표에 기반한다.
   ② 측량한 성과물에 대해서 Z(고도)값의 취득이 어렵다(절대좌표 기준).
   ③ 측량에 필요한 인력 및 소요시간이 많이 필요하고, 내업과정이 불편하다.
 
 
 - 그러면 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 GNSS를 활용하는 방안에 대해 알아보도록 하겠습니다.
 
 
⊙ 왜 GNSS를 이용하려 하는가?
 
 GNSS는 인공위성을 활용하여 사물이나 현재 나의 위치에 대해서 X, Y, Z값을 알기 위해서 주로 사용합니다.
 경우에 따라서 이와 같은 도형정보화 속성정보를 즉, 공간정보를 취득하기 위해서도 사용됩니다.
 따라서 현재까지 우리 산림분야에 보급된 장비는 크게 두가지로 요약할 수 있습니다.
 
  - 보급 현황
 
    ① 산림청 및 지방자치단체 : 측량 및 설계를 작업을 수행할 필요가 없기 때문에 대부분 Mapping용 장비가 보급되어 있습니다.
                                              현재까지 모든 산림청 및 지자체에는 거의 100%에 가깝게 Trimble Pro-XR(T)이 보급되어 있는데, 
                                              경우에 따라서는 이와 성능(정확도)면에서는 떨어지지만, 휴대가 편한 Hendheld형
                                              장비(Jun SB(ST)등)가 보급되기도 하였습니다.
 
    ② 기술사사무소(법인 등) : 현재까지  목적에 맞는 적합한 GNSS 장비의 보급율이 저조합니다.
                                            일부의 경우에는 측량용, 맵핑용 장비를 활용하고 있으나, 대부분 업무의 특성상
                                            정확도 보다는 휴대성 및 편리성에 초점을 맞추고 있기 때문에 레져용 및 Handheld형을
                                            활용하고 있는 실정입니다. 따라서 이에 대한 문제점이 지금 당장 눈을 보이고 있지는 않습니다.
                                            물론 어떠한 장비를 활용하여 정도가 높은 값을 추구해야 하는지에 대한 매뉴얼 및 규정도 없는 실정입니다.
 
 
 
  - 보급 현황의 문제점
    현재 GNSS 장비는 산림청, 지방자치단체, 산림조합 등의 공공기관을 중심으로 보급되어 있습니다.
    이는 장비의 가격이 고가이기 때문에 쉽게 구입하기 어렵다는 제약조건 등으로 인해 나타나는 분위기 입니다.
 
    그러나 이와 같은 장비의 보급에도 불구하고 나타나는 여러가지 문제점이 있습니다. 대표적인 사례가 두가지입니다.
    첫 번째, 구매를 하였으나 업무의 필요성이나 활용 방안이 부재함에 따라서 활용 실적이 저조한 문제점
    두 번째, 용도에 맞지 않는 장비를 구매함으로 오히려 불편함을 느끼고 실제 업무에서는 타장비(레져용)를 활용함 
 
 
 
그러나 업무의 목적에 알맞는 GNSS 장비를 효율적으로 활용할 경우 다음과 같은 장점을 얻을 수 있습니다.  
 
  - GNSS 활용의 장점
 
   ① 측량한 성과물이 절대좌표에 기인하기 때문에 다른 GIS 기반의 자료(수치지형도 등)와 쉽게 호환된다. 
   ② 맵핑의 경우 도형자료와 속성자료를 동시에 취득할 수 있기 때문에 시간이 절약된다. 
   ③ 업무가 모두 전산화되기 때문에 효율성을 높일 수 있다.
        - 야계사방 현장 측량의 경우 인력 및 소요시간을 실제 1/3수준까지 절약할 수 있음
   ④ 정확도가 높은 장비를 활용할 경우 Z값(고도값)을 취득하기 때문에 설계시 매우 유리함
   ⑤ 다양한 형태로의 데이터 형변환이 매우 쉽다. 관련 S/W 등 솔루션이 풍부하다.
        - 텍스트, 액셀, DXF, Shp, XML, Mdb 등
 
  
그렇다면, GNSS를 활용할 경우 위에 제시된 모든 장점을 무조건 다 얻을 수 있는가? 정답은 아닙니다~ 입니다.
GNSS를 활용하기 위해서는 여러가지 상황에 따른 제약조건이 해결되어야만 위의 장점을 얻을 수 있습니다. 
이러한 제약조건은 환경적인 제약조건, 하드웨어(기계적) 제약조건, 사용자(스킬)에 따른 제약조건 등이 존재합니다. 
실제로 사용자가 산림내에서 GNSS를 활용할 경우 호소하는 문제점 및 어려운 점은 다음과 같습니다.
 
  - GNSS 활용에 따른 사용자의 불만
 
   ① 쉽게 이야기해서 GPS가 안터진다(위성신호가 잡히지 않는다) 혹은 산에서 정확도가 떨어진다.
   ② 휴대성이 매우 떨어져서 길이 없는 곳에서 측량을 수행하기 어렵다
   ③ 지원하는 소프트웨어가 불편하거나, 원하는 기능을 지원하지 않는다.
   ④ 장비가 너무 비싸다(현실적으로 법규나 조례, 내규 등을 살펴봐도 고가의 장비를 활용할 필요가 없다.).
   ⑤ 기타.... 의견........
 
      이와 같은 문제점은 현재 일반적으로 잘못 알려진 사실이나, 잘못된 인식으로 기인하는 문제점이 있습니다.
      각각의 제약사항은 대부분이 극복할 수 있는 기술력이 있으며, 이는 앞으로도 우리가 계속 해결해야 할 부분입니다.
      단, 위성의 배치라든지 신호대비잡음으로 인해 불가한 경우는 사용자의 기술로 제어하기 어렵습니다.
      즉, 각각의 항목에 대한 별도의 설명은 하지 않겠으며, 자세한 문의 사항은 댓글로 부탁드리겠습니다. 
 
 
 
즉, 사용자가 GNSS를 왜 활용 하려고 하는가에 대한 본 장의 결론은 다음과 같습니다.
 
  상기의 GNSS를 활용함에 따라서 얻을 수 있는 6가지의 장점을 얻기 위해서 입니다.
 
  아울러 제기되는 여러가지 제약사항은 우리 연구소에서 해결방안을 제시해 드립니다.
 물론 100% 모든 제약사항이 해결될 수는 없으나, 저희의 기술력과 노하우를 바탕으로 사용자가 업무에 불편함을
  느끼지 않고, 최고의 업무효율성을 보장해 드릴 수 있도록 하는 것이 우리 연구소의 목표입니다.
 
 
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ps. 일반적인 유저 입장에서 GIS, GPS, RS를 활용하여 산림관련 업무를 수행하실 경우 관련된 H/W와 S/W가
     모든 업무를 전산화하여 스스로 알아서 처리해 줄것이라 강한 인식과 많은 기대감을 갖고 있습니다.  
  
     물론 전산화, 자동화되어 많은 업무에 도움이 될 수 있지만, 100% 모든 업무를 대신 수행해 줄수는 없습니다.
     이는 워드 프로그램을 실행시키면 자동으로 글과 표, 그림이 그려질 것이라는 생각과 다르지 않습니다. 
     더 많은 노력과 관심, 투자를 통해서 향후 관련 자료를 수집/분석하여 경쟁력을 확보하기 위한 도구입니다.  
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     텍스트로만 되어 있는 긴 글을 읽어주셔서 매우 감사드립니다.
     다음 장에는 산림분야의 작업종에 따른 GNSS 활용 방안에 대해서 소개해 드리겠습니다.
     아울러 목적에 맞는 적합한 장비를 사용자가 직접 선택해 볼 수 있도록 제안해 드리겠습니다.