I. 서론

1. 연구배경 및 목적

온난화에 의해 북극의 해빙이 가속화 되면서 영구동토층 및 북극해 해빙과 빙하지역에 대한 각종 에너지 자원 및 미래 식량자원 개발 가능성, 그리고 유럽, 아시아의 북극 신항로 개발 등 북극이 보유한 미래 가능성과 잠재력에 전 세계가 관심을 집중하고 많은 예산과 인력을 투자하고 있다. 1959년 제정된 남극조약의 제3조 (c)에서는 극지 활동을 통해 수집되는 데이터의 자유로운 접근과 교환을 요구하고 있다. 그러나, 극지역은 접근이 어렵고 방대한 스케일로 인한 지리학적 특성으로 양질의 현장 관측 자료의 획득이 어렵지만, 타 연구 분야에 비해 자료의 공유와 공동 연구가 상대적으로 활발히 이루어지는 편이다. 하지만 자료의 표준화와 공유 창구의 부재는 더욱 활발한 자료 공유를 어렵게 하고 있다(지준화 등, 2017).

극지역의 중요성을 인식하고 있는 우리나라는 극지 진출 교두보 확보 및 양극 해역에서 국가의 격을 높이고 지속 가능한 개발을 위해 국가차원의 R&D를 극지연구소를 중심으로 수행하고 있다. 정부는 남극과 북극을 아우르는 “양극해 환경변화 이해와 활용 연구(K-PORT: Korea-Polar Ocean in Rapid Transition)”사업의 일환으로 2011년부터 한국, 캐나다, 미국, 일본, 중국, 러시아 등의 국제공동연구팀과 함께 급격하게 변화하고 있는 서북극해 및 서남극해 연구 활동을 본격적으로 수행하였다. 더불어, 극지역 진출과 국제적 위상 제고를 위하여 극지연구소에서는 2010년부터 쇄빙연구선“아라온 호”를 이용하여 현장 연구를 수행하였고 이를 통해 다양한 종류의 극지 해양 관측 자료를 획득하여 극지 연구를 수행하고 있다(지준화 등, 2017). 쇄빙연구선 아라온호는 극지역의 여름철(북극: 7월 ~ 10월, 남극: 11월 ~ 3월)에 운항하며 매년 운행 일수는 증가 추세이다.

국가공간정보사업(National Geographic Information System, NGIS 또는 National Spatial Data Infrastructure, NSDI)이 어느덧 20년이 지나 현재 제7차 국가공간정보정책 기본계획(2023 ~ 2027)을 시행 중이다(국토교통부, 2023). 그간 공간정보의 활용 및 유통, 기술개발, 표준화 등 정책 및 제도 분야의 다양한 사업을 추진해 왔다. 하지만 상대적으로 극지방 공간정보 구축, 이용 및 활용 활성화에 대한 투자는 미미한 수준이다. 극지역의 공간정보가 부재하거나 갱신이 늦어 데이터 활용상의 문제를 해결하기 위해 2022년 국토지리정보원은 “위성기반 영상지도 구축 체계 수립 및 시범제작 연구” 사업을 추진하였다. 이를 통해 기존 항공사진 기반의 영상지도의 단점(1년 단위 갱신 주기)을 보완하여 준실시간의 위성영상 기반의 극지역 지도 제작을 위한 시범사업을 추진한 바 있다(국토지리정보원, 2022).

이에 본 연구는 극지 공간정보의 이･활용을 촉진하고, 이를 지속적으로 관리하기 위한 방안으로서 극지 공간정보 통합시스템 구축을 위한 방향을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 첫째, 극지 데이터 관련 법령 등 제도와 정보화 현황 등 분석을 통해 극지 데이터와 공간정보의 관계 설정을 통해 범위를 명확히 설정한다. 둘째, 현재 운영 중인 극지 관련 시스템의 장단점을 분석하고 관련 선행 연구 및 해외사례를 통해 미래 통합시스템 구축을 위한 시사점을 도출한다. 또한, 현재 극지연구소에서 2022년부터 추진 중인 “극지통합정보시스템”진행 상황도 고려한다. 마지막으로 극지 공간정보 활용 활성화를 위한 통합시스템 구축 방향을 제시하도록 한다.

2. 연구범위 및 방법

극지 공간정보에 대한 활용을 활성화하기 위해서는 시스템 구축 방향을 제대로 설정하는 것이 중요하다. 이를 위해 먼저 극지 공간정보에 대한 개념을 명확히 설정하고 이를 기반으로 맞춤형 서비스 및 활용을 위한 방안을 마련해야 할 것이다. 따라서, 본 연구는 공공데이터로서 법령에 따라 국가나 공공기관이 생산 및 관리하는 데이터로 범위를 한정한다. 구체적으로 극지활동진흥법 및 동법 시행규칙에 따른 ‘극지 관련 공간 정보’와 공간정보 3법에서 규정한 ‘기본공간정보’, ‘가공공간정보’, ‘국가기본도(수치지형도, 수치주제도)’를 대상으로 한다. 이를 기반으로 시스템 / 데이터 / 서비스 관점으로 나누어 수요자 중심의 방안을 제시하도록 한다. 정리하면 그림 1 과 같다

그림 1.

연구범위 및 방법

II. 극지 공간정보 개념 정립

본 장에서는 극지 데이터 관련 법령 분석과 더불어 기관별 극지 관련 업무 현황, 극지 데이터 서비스 및 관리 등 정보화 현황의 분석을 통해 극지 공간정보 개념을 정립한다. 먼저 관련 법령에서 극지 공간정보의 범위를 검토하고, 기관별 극지 관련 업무 수행을 위해 개별 운영 및 활용되는 데이터와 시스템을 분석한다. 마지막으로, 공간정보 3법을 통해 구체적으로 명시된 공간 및 속성데이터와 현재 극지 관련 시스템에서 서비스하는 데이터와의 상호 관계성 검토를 통해 극지 공간정보의 개념을 설정하는 방법으로 진행했다.

1. 극지 공간정보 개요

1) 관련 법령 분석

관련 법률에는 극지활동진흥법, 남극활동 및 환경보호에 관한 법률 등이 있으며, 극지활동진흥법 제13조는 극지 활동의 진흥을 위하여 관련 정보를 체계적으로 관리할 수 있는 극지통합정보시스템을 구축･운영할 수 있도록 규정하고, 동법 시행령 10조의5에서는 본 업무를 위탁할 수 있도록 규정하고 있다(표 1). 이에 따라 해양수산부는 수탁기관으로 극지연구소를 지정하여 2023년 고시한 바 있다(해수부 고시 제2023-6호, 2023.1.12.)(그림 9).

극지활동진흥법 시행규칙 제3조1항의4에서는 극지통합시스템 구축 시 “극지 관련 공간정보”를 포함되도록 규정하고 있다(표 2). 극지 관련 공간정보에 해당하는 데이터에 대한 정의는 별도로 규정되어 있지 않으며 다소 개념적으로 규정되어 있다. 이를 보완하기 위해 법령을 통해 구체적으로 개별 데이터를 정의하고 있는 공간정보와 비교 분석을 통해 ‘극지 공간정보’의 개념과 구체적인 항목을 정의할 수 있었다. 공간정보 3법인 국가공간정보기본법, 공간정보산업진흥법, 공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률에서는 개념 및 항목이 구체적으로 정의되어 있다. 따라서, 이를 기반으로 극지 데이터의 특성을 고려한 위상을 정립하기로 한다. 구체적인 내용은 다음 장의 극지 공간정보 개념 정립 파트에서 분석한다.

2) 극지 데이터 구축 및 활용 현황

극지 데이터는 극지 연구의 전 과정에서 획득된 유･무형 데이터와 이를 사용한 연구과정에서 연속되는 데이터･정보 및 성과를 말한다. 남극지역은 남위 60°이남의 육지･빙붕 및 수역과 그 상공, 북극지역은 북위 66.5°이북의 육지･빙붕 및 수역과 그 상공을 뜻한다(극지연구소, 2017). 극지 데이터는 중앙부처, 지방자치단체, 공공기관 등의 극지 분야 업무를 수행하는 기관별로 생산, 구축, 가공되고 개별 시스템으로 운영되고 있다. 따라서, 전체 현황을 파악하기 위해서 부처별 극지 관련 업무와 시스템 현황을 먼저 조사하였다. 분석 결과에 따르면, 극지 관련 업무는 해양수산부 소관 업무로서 데이터 수집 및 생산을 수행하고, 수치지도 등의 지도 작성 등 업무는 국토교통부에서 수행한다. 극지연구소, 국립기상과학원, 국립해양조사원, 공간정보산업진흥원 등 산하기관에서는 빙권 영역의 해빙 관련 자료와 해양 선박 안전 항로 정보, 극지방 위성영상 등을 제공한다. 10개 이상의 기관이 필요에 따라 극지 관련 업무를 수행하고 있으며, 기관별 상세 내용은 표 3과 같다.

기관별 극지 관련 업무를 수행하는 과정에서 생산되는 가공 정보들은 자체 행정 관리용 또는 대국민 서비스를 위해 기관마다 개별 시스템을 서비스하고 있다. 2022년 극지연구소에서 수행한 극지통합정보시스템의 타당성과 경제성 분석 보고서에서 극지 데이터를 서비스하는 국내 시스템에 대한 현황을 조사하여 분석하였으며, 해양수산부의 극지e야기, 극지연구소의 KAOS, STAR, 국토지리정보원의 극지공간정보 등의 시스템(서비스)에서 남극과 북극의 위성영상 등 다양한 데이터를 서비스하고 있다(표 4).

특히, 벡터, 래스터 등의 공간정보를 포함한 시스템은 STAR, KAOS, 극지공간정보포털의 3개에 불과하다(극지연구소, 2022). 이 외에도 국토교통부는 2012년부터 공간정보산업진흥원을 설립하고 브이월드(V-World) 시스템을 통해 공개 가능한 모든 공간정보를 대국민 서비스 하고 있다. 따라서 공간정보를 포함하는 극지 관련 시스템으로는 STAR, KAOS, 극지공간정보포털, 브이월드(V-World)의 4개로 압축된다. 주요 4개 시스템에 대한 상세한 분석은 다음 장의 극지 공간정보시스템 현황 파트에서 계속 분석하기로 한다.

극지역은 법률적으로 대한민국 영토가 아니므로 여러 국가와 기관들이 동일한 지역에 대해 중복된 데이터를 수집하여 가공하는 셈이다. 표준화되지 않은 다양한 형태의 데이터를 여러 기관들이 산발적으로 구축한다는 측면에서 데이터 교환 및 유통 등 활용을 활성화하기 위한 방안으로 통합시스템 구축을 통한 표준 기반의 유통 및 서비스 체계 마련이 선행되어야 할 것이다.

2. 극지 공간정보 개념 정립

1) 공간정보 개요

공간정보는 위치를 특정할 수 있는 좌표를 포함하는 벡터 정보와 위성영상 등의 이미지(래스터) 정보를 포함하는 고용량 데이터로서 다양한 부처별 필요에 따라 구축 및 운영되고 있다. 따라서 실제 구축되어 운영하는 현황 파악을 통해 대상을 정하는데 시간과 비용적인 측면에서 한계가 있었다. 그러나, 공간정보 3법인 국가공간정보기본법, 공간정보산업진흥법, 공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법령에서 공간정보의 정의, 구축 대상 등을 규정하고 있기 때문에 이를 기반으로 공간정보의 구체적인 항목 즉 대상 데이터, 범위 등을 파악할 수 있다(이보미･이명근, 2017).

국가공간정보기본법에서 중분류 21종의 기본공간정보를 정의하고 있으며, 공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률에서 수치지형도(정사영상지도 포함)와 수치주제도를 규정한다. 공간정보산업진흥법에서 가공공간정보는 “공간정보를 가공하거나 이에 다른 정보를 추가하는 등의 방법으로 생산된 공간정보”로 정의한다. 공간정보 3법은 개별 법령에 따라 공간 데이터에 대해 규율하면서도 동일한 내용을 다른 명칭으로 규정하거나 그 반대의 경우가 존재하기도 한다. 데이터 상호간 중첩되는 교집합 형태의 데이터가 존재하나 전체 합집합을 공간정보로 정의할 수 있다. 국가적인 차원에서 공간정보는 공공데이터의 한 영역으로서 공공 및 민간 영역에서 구축, 활용할 수 있으며, 상세한 내용은 그림 1과 같다.

공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률에 따른 수치지형도 등 국가기본도는 국토지리정보원에서 담당하고, 수치주제도는 각 업무영역을 담당하는 기관들이 구축한다. 이들 지도는 국가공간정보기본법에 따른 기본공간정보 중 일부를 포함한다. 기본공간정보는 국토부고시 제2018-93호(2018년 2월)에 따르면 대분류 12종 중분류 21종이 존재한다. 또한 민관에서 공간정보를 가공하여 생산된 가공공간정보는 공간정보공간정보산업진흥법에 따라 공간정보산업진흥원에서 관리한다.

이렇듯 공간정보는 국가에서 반드시 구축하여 국민에게 서비스할 필요가 있는 공공데이터로서 공간정보 3법에서 정의하는 기본공간정보, 수치지형도, 수치주제도 및 가공공간정보를 모두 포함한다. 그러나 공간정보는 국가에서 국민의 세금을 통해 구축되는 공공재로서 2차 가공될 경우에 민간재의 성격을 가진다(허민, 2008).

2) 개념 정립

지금까지 극지 데이터의 구축 및 활용 현황 분석을 통해 성격을 파악하고, 공간정보 3법에 규정된 공간정보의 개념과 범위를 검토하였다. 이를 기반으로 극지 데이터의 위상을 정립함으로써 ‘극지 공간정보’의 범위 및 개념을 정립하고자 한다.

앞서 이미 언급한 바와 같이 공간정보는 법령에서 기본공간정보, 수치지형도(주제도), 가공공간정보 등의 형태로 정의하고 있다. 이들의 관계성은 확인하기 위해 기본공간정보와 지도(수치주제도) 21종을 분석해 보면, 기본공간정보의 행정구역은 법정경계와 행정구역으로 구성되어 있으며 행정구역도라는 수치주제도로 표현된다. 마찬가지로 도로는 도로경계선, 도로경계면, 도로노드, 도로링크, 인도로 구성되며 도로망도라는 수치주제도 표출된다. 나머지 도로시설, 하천도 마찬가지이다(표 5). 가공공간정보의 경우 유형화되어 있지 않으나 기본공간정보, 수치지형도(주제도) 등을 가공하거나 다른 레이어들을 추가하는 방법으로 생산된 공간정보로서 가장 넓은 범위의 공간정보로서 판단된다(이보미･이명근, 2017).

한편, 기관별 극지 정보 제공 및 관리 현황(표 4)에 따르면 공간정보를 포함하는 극지 분야 개별 시스템에는 KAOS, STAR, 국토정보플랫폼, 브이월드가 있으며, 서비스하는 데이터를 분석해 보면 일부 공간정보를 기반으로 자체 수집하는 고유한 정보를 융복합하여 데이터셋을 구성하고 있다. 기본공간정보 중 해양경계, 해양지명, 측량기준점, 정사영상 등을 포함하고 있다. 정리하면 표 5와 같다.

극지 분야 시스템로 제공하는 공간정보를 유형별로 기본공간정보, 수치주제도, 가공공간정보, 속성정보로 분류하면 표 6과 같다. KAOS는 본격적인 웹시스템으로서 아라온호에서 수집한 양극해의 해양생물, 해양화학 등 30종 속성정보와 함께 해양경계, 정사영상 등의 공간정보를 함께 제공한다. STAR는 EEZ, 아라온호 위치 등의 가공공간정보를 추가로 서비스한다. 마지막으로 국토정보플랫폼과 브이월드는 빙하지형, 해빙변화도 등의 가공공간정보를 함께 제공하고 있다. 극지 공간정보가 어떤 데이터를 의미하는지에 대한 의문을 해소하기 위해서 기존 공간정보와의 비교를 통해 상호 위상관계에 대한 검토를 수행했다.

지금까지 분석한 결과를 바탕으로 기존 공간정보의 개념을 바탕으로 극지 공간정의 개념을 그림 2와 같이 개념적으로 설정할 수 있다.

그림 2.

공간정보와 극지 공간정보의 상관관계
출처: 이보미･이명근, 2017, 그림 2 일부 수정

또한, 극지 공간정보는 기본공간정보의 일부와 극지 고유의 속성데이터를 포함하고 있으므로 구체적인 항목은 표 7과 정의할 수 있다. 극지 공간정보는 주로 다양한 종류의 위성 중심의 래스터 데이터를 기반으로 한다는 특징이 있으며, 쇄빙선 아라온 호는 양극해에서 다양한 형태의 해양 정보들을 수집하고 있다.

극지 공간정보도 공간정보가 가지고 있는 생산, 가공, 유통 단계에서의 다양한 문제점들을 그대로 가지고 있다. 특히, 공간정보는 다양한 주체가 개별 데이터를 수집하고 가공하는 유통 및 서비스체계로 인해 중복성이 존재하고, 갱신주기가 다양하고, 메타데이터의 품질 저하로 검색에 어려움이 있었다. 이를 보완하기 위해 데이터 표준화, 유통체계 정비, 통합시스템 도입 등의 국가 정책들이 존재하나 국가공간정보기본계획이 7차에 이르는 동안 여전히 해결되지 않고 있다. 이는 비단 공간정보만의 문제라기 보다 공공데이터의 한계로 판단되고 있다.

III. 시스템 고도화 방향

극지연구소는 2010년부터 쇄빙선을 운영하여 직접 데이터를 수집할 수 있으며, Star, Kaos 시스템 등을 통해 국내외 극지위성자료와 북극해의 물리적, 생물학적, 화학적 해양 자료를 서비스하고 있다. 이들 데이터는 주로 원시적 데이터 형태로서 성격이 강하고 래스터 데이터가 대부분이다. 이에 반해, 국토지리정보원은 주로 극지역의 지도 제작 업무를 담당한다. 국토정보플랫폼을(https://map.ngii.go.kr/ms/nps/sysinfo/intro01.do) 통해 극지정보를 제공한다. 마지막으로 공간정보산업진흥원은 브이월드(V-World, https://www.vworld.kr/v4po_main.do) 에서 북극과 남극의 지도를 서비스하고 있다.

극지 공간정보는 기관별로 완벽하지 않지만 각자의 역할을 가지고 상호 보완적인 관계로서 운영되고 있다. 현 체제 내에서 부서간 칸막이를 단기간에 제거하고 변화된 모습을 보여주기는 힘들 것으로 판단된다. 북극해 선두주자로 나아가기 위해서는 공간정보 체계 내에서 극지연구소에 대한 위상의 정립이 중요한데, 극지에 대한 접근성이 양호하고 타 기관에서 생산이 어려운 데이터의 생산이 가능하다는 장점을 고러하여 역할의 중요성이 강조되어야 할 것이다.

이러한 방향에서 극지 공간정보를 포함하는 주요 4개 시스템별 특성의 분석을 통해 시사점을 도출하고 향후 시스템 구축 방향 설정에 적용하고자 한다.

1. 극지 공간정보 시스템 운영 현황

1) STAR(극지 위성자료 수집 및 모니터링 시스템)

STAR(Satellite Remote Sensing Team for the Arctic & Antarctic Research)는 극지 연구에 필요한 국내외 위성영상을 자동으로 수집･처리하며, 오픈소스 GIS기반의 효율적인 데이터 검색 및 시각화를 제공하여 극지위성자료 검색, 배포, 모니터링을 지원하는 시스템이다. 극지를 관측하는 다양한 위성을 활용하여 빙권, 지권, 수권 등의 환경변화를 탐지하고 예측하며 특히 아리랑 위성을 이용한 극지원격탐사 연구를 수행한다. 2017년부터 2019년까지 3년에 걸쳐 단계별로 개발이 진행되었고, 2019년 말부터 외부 이용자에게 공개되고 있다(극지연구소, 2022). 이후 2024년부터 쇄빙선 극지 안전운항 해빙자료 지원 시스템 추가 개발 및 Cesium 기반 3차원 가시화 기능을 강화하였다(http://kpdc.kopri.re.kr/star). 극지연구소는 2010년부터 쇄빙선 아라온호를 운영하여 남극과 북극의 해양에서 직접적으로 데이터를 수집하고, 기지를 운영하고 있어 위성영상 및 무인이동체 기반의 다양한 주제도를 가장 많이 보유하고 있다.

웹 & GIS 기반 데이터 검색과 디스플레이 서비스를 지원하며, 제공하는 데이터는 위성영상, 해안선, EEZ, 아라온호 위치정보 등이다(그림 3). 구체적으로 제공하는 위성영상은 KOMPSAT, Sentinel, Landsat, PACE 등 아래와 같다. 본 시스템은 최초 계획 단계부터 연구소 내 연구종사자들을 대상으로 제한적으로 정보를 공유하려는 목적으로 설계되어 검색, 조회 등 인터페이스 측면에서 본격적인 대국민 서비스에는 한계가 있다. 그러나, 향후 다양한 극지관측 위성 자료를 추가하여 컨텐츠를 다양화하고 외부 이용자층을 확대하려는 계획을 가지고 있다.

- KOMPSAT (Arirang) 2, 3, 3A, 5 satellite images (Korea, Korea Aerospace Research Institute)

- Sentinel 1, 3 satellite images (Europe, European Space Agency)

- S-NPP VIIRS satellite images (United States, National Oceanic and Atmospheric Administration)

- Landsat-8, 9 satellite images (United States, U.S. Geological Survey)

- GCOM-W sea ice concentration data (Japan, Japan Aerospace Exploration Agency)

그림 3.

STAR 시스템 구성도

2) KAOS(원스톱 웹기반 GIS 포털)

KAOS(Korea Arctic Ocean-data System)는 극지연구소에서 북극해의 물리적, 생물학적, 화학적 해양 매개변수에 대한 데이터와 정보를 제공하는 원스톱 웹 기반 GIS 포털이다. 서북극해에서 아라온호를 통해 관측된 물리, 화학, 생물학적 자료 등 30개 이상 해양 파라미터를 관리하고, 시공간 분포를 더 잘 이해하기 위해 GIS 기반 그래픽 도구를 활용하여 다른 연구자들과 데이터를 공유할 수 있다. 본 시스템은 북극해 데이터를 공유하여 환경 변화를 이해하는데 효과적인 시스템이다(극지연구소, 2022). 주기적으로 관측되어 수집된 정보는 통합 관측정보DB에 저장되며 기관서비스를 통해 웹과 모바일 등으로 연구자들, 일반 국민, 해외연구소에 서비스되고 있다. 시스템 구성도는 그림 4와 같다.

그림 4.

KAOS 시스템 구성도

그림 4에서 알 수 있듯이 KAOS는 웹 기반의 오픈형 시스템으로 극지 분야 전문가 뿐만 아니라 일반 대중을 대상으로 극지 공간정보를 서비스하고 있으나 아직 영상 이미지 이 외의 벡터 정보 등의 컨텐츠가 다양하지 못하고, 공유를 위한 품질관리나 표준화 측면에서 최신 기술 적용이 필요한 시스템으로 판단된다.

3) 국토정보플랫폼의 극지공간정보 서비스

국토정보플랫폼은 극지에 대한 이해를 높이고 연구 수행 시 활용할 수 있는 극지역의 지리정보를 제공하기 위하여 극지방을 소개하고 지리 및 현황 정보를 제공하는 대국민 서비스이다. 2D 공간정보 서비스, 극지현황정보 서비스, 극지지리정보 서비스, 아라온 위치정보 서비스가 있으며 모두 지도 서비스와 연동하여 서비스를 제공한다(극지연구소, 2022). 극지분야는 1:5,000, 1:25,000의 축척별 지도와 그린란드와 스발바르 지역의 지도 등에 대한 다운로드가 가능하다(그림 5).

그림 5.

지도 다운로드 서비스

본 시스템은 모든 공간정보를 대상으로 하는 포괄적인 시스템으로서 항공사진 간편 발급 서비스 등 대국민서비스를 통해 국내 벡터, 래스터 및 속성정보를 포함하는 공간정보를 제공하고 있다(그림 6). 따라서 극지역의 특성을 반영한 정보 서비스에는 한계가 있으며, 극지 분야 최신의 주제도 정보는 극지연구소에서 별도로 제공받을 수 있다.

그림 6.

항공사진 간편 발급 서비스

4) 공간정보오픈플랫폼(브이월드, V-World)

브이월드는 국토부 산하 공간정보산업진흥원이 12년부터 운영하는 시스템으로서 국가가 보유하는 공개 가능한 공간정보를 모든 국민이 자유롭게 활용할 수 있도록 제공한다. 주제도 보기(그림 7), 데이터셋 다운로드(그림 8), 오픈 API 등 서비스를 제공하며, 극지 데이터는 남극과 북극의 극지 경계, 기준점 정보 등을 제공한다. 본 시스템은 위의 국토정보플랫폼 보다 상업적인 성격을 가지고 있으며, 가공된 형태의 다양한 데이터셋을 서비스한다. 행안부에서 다양한 공공데이터를 서비스하는 공공데이터포털(data.go.kr)의 성격이다. 따라서 민감정보 등 제약에 따른 개방에 한계가 있고, 공간정보는 좌표를 포함하여 텍스트 정보와 달리 데이터셋에 대한 접근성이 낮아 이활용에 많은 민원이 발생하는 등 어려움이 존재한다.

그림 7.

주제도 보기 서비스

그림 8.

데이터셋 다운로드 서비스

본 시스템은 위의 국토정보플랫폼와 동일하게 극지역의 특성을 반영한 정보 서비스에는 한계가 있으며, 극지 분야 최신의 주제도 정보는 극지연구소에서 별도로 제공받을 수 있다.

5) 소결

지금까지 극지 공간정보 관련 시스템으로 극지연구소의 KAOS, STAR 시스템과 국토지리정보원의 국토정보플랫폼, 공간정보산업진흥원의 브이월드를 분석하였다. 극지연구소의 KAOS, STAR 시스템은 아라온호 등 직접 극지방에서 취득한 정보에 대한 서비스 뿐만 아니라 이를 가공하고 연구에 활용하여 생산된 다양한 데이터셋을 구축하고 있다. KAOS와 STAR 시스템은 최초 계획 단계부터 연구소 내 연구종사자들을 대상으로 제한적으로 정보를 공유하려는 목적으로 설계되어 2017년부터 개발되었다. 이후 매년 유지보수를 수행하고 있으며, 다양한 극지관측 위성 자료를 추가하여 컨텐츠를 다양화하고 외부 이용자층을 확대하려는 계획을 가지고 있다. 그러나, 고용량의 3D 기반 다양한 주제도를 로딩타임 없이 서비스하기 위해서는 최신 기술의 적용, 데이터 표준화, 적합한 메타데이터 제공, 유저 친화적인 인터페이스 구축 등에서 기술적 보완이 필요할 것으로 판단된다. 국토부의 국토정보플랫폼과 브이월드 시스템은 지도 위주의 서비스로 극지에 대한 다양한 정보 등 컨텐츠가 부족하고 해석에 있어 전문성이 미흡하다. 따라서 데이터셋의 개발, 정확한 속성정보 제공 등 시기적절한 데이터의 갱신 및 서비스에 한계가 있다. 요약하면 표8과 같다.

2. 극지활동진흥법 제13조의 극지통합정보시스템 추진 경과

1) 법적 근거

정부는 2021년 4월 극지활동진흥법을 제정하고 동년 10월부터 시행하였다. 본 법은 극지의 지속가능한 발전과 체계적인 극지활동의 육성･지원에 필요한 사항을 규정함으로써 국가경제의 발전과 국민의 삶의 질 향상을 도모하고, 국제사회에서 인류 공통의 문제 해결에 이바지함을 목적으로 한다. 이를 지원하기 위해 법률 제6조는 극지활동진흥기본계획을 5년마다 수립하고 극지활동진흥시행계획을 매년 수립하도록 하고, 13조에서 극지통합정보시스템을 구축 및 운영하도록 규정하고 있다.

또한, 동법 시행령 10조의5에서 “극지통합정보시스템업무”를 위탁할 수 있으며, 해수부는 2023년 수탁기관으로 “극지연구소”를 지정하여 고시하고 있다(해수부 고시 제2023-6호, 2023.1.12.)(그림 9).

그림 9.

관련 고시(해수부 고시 제2023-6호)

2) 그 간 경과

2021년 4월 극지활동진흥법 제정에 따라 극지통합정보시스템 구축 사업을 추진 중이며, 극지연구소가 업무 위탁기관으로 지정고시됨에 따라 주도적으로 관련 사업을 추진 중에 있다. 관련 사업으로 극지연구소는 2022년 극지통합정보시스템의 타당성 및 경제성 분석에서는 시스템 구축의 필요성을 도출하고 비용과 편익 등 경제성 분석을 실시하였다. 구축단계와 운영단계를 고려하여 투입되는 예산은 95억 4,200만원으로 추정되고 구축 후 운영단계에서 발생하는 편익은 105억 9,400만원으로 산출되었다. 비용 편익 비율은 1.11로 직접 편익으로 환산하지 못하는 간접 편익 등을 고려한다면 비용 대비 편익이 높은 것으로 추정되었다. 이를 기반으로 동년 5월 정보화전략계획(ISP)를 수립하고, 2023년 극지통합정보시스템의 정보시스템 마스터플랜(ISMP)을 수립하였다. 현재 예산 확보의 어려움 등으로 사업은 정체되어 있는 상황이다. 구체적인 사업 내역은 아래와 같다.

･ 극지통합정보시스템의 타당성 및 경제성 분석 (2022년 2월)

･ 극지통합정보시스템의 정보화전략계획(ISP) 수립 (2022년 5월)

･ 극지통합정보시스템의 정보시스템 마스터플랜 (ISMP)(2023년 12월)

3) 문제점 및 향후 계획

남극과 북극 지역에 대한 관심 증가로 다양한 정보가 생산되고 있으며, 극지 관련 업무를 수행하는 기관별 극지 정보가 산재되어 있다. 극지통합정보시스템 구축 사업에 따른 관련 시스템은 극지연구소 극지 데이터센터, 극지e야기, 극지연구소 리포지터리 등 11개이다. 체계적인 극지 정보의 관리･보존하기 위해서는 산재되어 있는 극지 정보의 통합 및 관리가 필수적인데 이를 위해 산재되어 있는 정보시스템에 대한 현황 파악 및 통합을 위한 담당자 의견 수렴을 통한 설계가 필수적이다. 또한, 극지통합정보시스템이 정확한 방향과 목표를 가지고 꾸준하게 추진되어야 하며, 데이터의 품질 확보 및 관리 역량 강화를 위한 지속가능한 유지관리체계 확립이 중요하다. 그러나 앞서 이미 언급한 바와 같이 예산 확보, 기관간 의견 조율 등의 어려움으로 마스터플랜 수립 이후 사업은 정체되어 있는 상황이다.

법령에 따른 사업 주관기관으로서 극지연구소는 시스템 통합에 따른 기관별 조직 구성과 권한, 데이터의 물리적 결합에 따른 문제점 해결 등 문제 해결과 반영을 위해 추가 인력과 시간을 배정하고, 관련 기관들을 리딩하는 적극적인 역할을 수행해야 할 것이다.

3. 선행 연구 및 해외 사례

1) 관련 연구 검토

극지 해양환경 연구를 위한 웹GIS 구축(지준화 등, 2017)은 전 세계 극지해양 연구자들에 의해 지속적으로 생산되는 해양환경자료를 보다 효율적으로 관리하고 지속적인 자료의 공유를 통해 연구의 질과 양 모두를 향상시키는데 목적이 있다. 양극해에서 획득한 해양 환경정보에 대한 GIS 데이터베이스를 구축하고 연구 자료의 수집, 현장관측 자료의 표준화, 연구 자료의 가시화와 공간정보도 제작 등의 기능을 구현하여 제공한다. 그러나, 향후 대국민 웹GIS 시스템으로 역할을 수행하기 위해서는 해양환경 관측 자료의 효율적인 관리와 확장, 공유를 위한 데이터베이스의 국제 표준화, 사용자 친화적인 인터페이스 개발, 자료의 종류별 특성에 맞는 시각화 방법 등을 위한 연구도 함께 수행되어야 할 것이다.

북극 빙권변화 정량 분석을 위한 원격탐사 연구(극지연구소, 2023)는 지구온난화에 의한 북극 빙권 변화 특성을 이해하고 변화량을 산정하는 것을 목적으로 한다. 주요 연구내용은 1)원격탐사 기반 해빙의 정량적 변화 광역 탐지, 2)위성/무인기 기반 동토 지표 피복 및 지형변화 모니터링, 3)북극 해빙/동토 시공간 변화와 기후 요소별 영향도 분석을 포함한다. 본 연구는 위성 원격탐사 기반의 정기 산출물 생산과 빙권 변화에 대한 정량 분석을 통한 지구온난화 영향의 평가를 기대할 수 있다. 또한 다가올 북극 개척 시대에 선제 대응하기 위해 인공위성과 무인기를 활용하여 빙권 특성을 정량화하는 기술을 개발하고 시공간 변화와 기후요소와의 상호 영향을 분석하기 위한 연구로서 의미가 있다.

극지공간정보포털의 고도화 방안에 관한 연구(김경민 등, 2013)는 북극공간정보와 남극공간정보를 통합하여 체계적으로 정보를 제공하기 위한 극지공간정보포털의 고도화 방안을 제시하였다. 환경분석, 현황분석, 수요조사 및 요구사항 분석 내용을 바탕으로 극지공간정보 통합을 통한 신 남북극시대 선도라는 비전을 설정하였고, 비전 달성을 위하여 실행과제를 제안하였다.

국가지리정보 품질관리 대상 및 방법론 제시(이보미･이명근, 2017)에서 제도적 관점에서 관련 법률 분석을 통해 국가지리정보 대상 및 범위를 설정하고 개념을 정의하였다. 공간정보는 공공데이터의 한 영역으로서 국가기본도, 기본공간정보, 가공공간정보로 분류되며, 상호관계의 분석을 통해 데이터간 위상을 정립하였다.

2) 국가별/기관별 해외 사례

극지관련 국제기구인 남극조약협의 당사자국 회의(ATCM, Antarctic Treaty Consultative Meeting)와 북극이사회(AC, Arctic Council) 등에서 많은 쟁점들이 논의되고 있으며, 미국, 일본, 러시아, 호주 등 전 세계 많은 국가들이 극지 연구를 위한 기관을 설립하여 막대한 자본과 수많은 인력을 투자하고 있다(극지연구소, 2017). 특히, 미국은 국립과학재단(NSF)을 통해 극지 분야 연구사업을 총괄하고 있으며 산하에 국립빙설자료센터(NSIDC)를 운영하고 있다. 국가별 극지관련 업무 현황에 대한 상세 내역은 표9과 같다.

미국 National Snow & Ice Data Center, National Centers for Environmental Information, United States Geological Survey 등의 기관에서 극지역에 대한 다양한 형태의 원시 또는 가공 형태의 위성영상 및 벡터 데이터 등의 공간자료와 서비스를 제공하고 있으며, Quantarctica(2016)는 남극에 대한 무료 GIS 패키지로 오픈소스 GIS 소프트웨어인 QGIS를 통해 지질, 빙하, 지구물리 자료를 제공한다. World Wide Fund for Nature에서 서비스하는 ArkGIS(Arktisk Geografisk informasjons Systems)는 북극의 환경정보와 그 외 다양한 활동에 대한 정보를 지도 정보와 함께 인터렉티브하게 제공하는 등 영유권 문제로 분쟁이 증가하고 있는 북극 지역은 연안국 및 선진국들을 중심으로 공간정보 구축이 추진되고 있다(지준화 등, 2017). 자세한 내용은 표 10와 같다.

3) 소결

지금까지 극지 관련 연구와 해외 사례를 분석했다. 미국의 국립빙설자료센터(NSIDC), 국립환경정보센터(NCEI) 등은 극지역에 대한 가공 형태의 위성영상, 벡터 데이터 등을 원시데이터 형태로 제공하며, 정확한 메타데이터의 제공을 통해 일반사용자 뿐만 아니라 관련 전문가도 쉽게 자료를 검색하여 다운로드 할 수 있다. Quantarctica 등 국제비영리기구는 남극지리데이터, 명칭 및 해안경계 등의 정보를 서비스한다. 이처럼 해외의 경우 다양한 종류의 극지역 공간정보를 제공하는 웹서비스를 운영하고 있으며, 단순히 공급자 위주의 데이터 제공이 아니라 사용자 친화적인 인터페이스와 메타데이터 제공을 통한 검색 서비스를 제공하고 있다.

기존 극지 분야는 극지역의 데이터를 상호 공유하기 위한 웹GIS 시스템을 구축하기 위한 연구와 극지의 데이터를 통합적으로 운영하기 위한 연구 등을 통해 구축에 주안을 두고 추진되었다. 그리고 인공위성과 무인기 등 원격탐사를 활용하여 빙하의 두께와 같은 빙권 특성을 정량화하는 기술을 개발하고 시공간 변화와 기후요소와의 상호 영향을 분석하는 것이 목적이다. 이는 극지 해양 관측 자료의 접근성을 높여 국내 연구진뿐만 아니라 전 세계 극지 해양 연구자들 간의 정보 공유를 위한 창구를 마련하여 극지 해양 연구의 질적 성장을 기대할 수 있다. 또한, 기존 정의된 공간정보 개념을 기반으로 볼 때 극지 공간정보도 남극과 북극 관련 영상 등의 공간정보와 쇄빙선 아라온호에서 수집된 해양 속성정보를 모두 포함하고 있어 공공데이터의 한 영역으로서 인식될 수 있다.

4. 극지공간정보 통합시스템 구축 방향 제시

지금까지 극지 데이터와 공간정보의 비교 분석을 통해 극지 공간정보의 개념을 설정하고 이를 활용 및 서비스하는 국내 극지 공간정보 시스템 운영 현황과 미국, 일본 등 극지 공간정보 서비스의 해외 선진 사례를 분석하였다. 극지 공간정보는 공간정보의 일부를 포함하면서 극지에서 수집되는 자체 데이터로 구성된 공공데이터로서 규정할 수 있다. 또한, 해외 국가나 기관들 사례를 통해 시스템은 단순히 공급자 위주의 웹GIS에서 벗어나 일반인까지 폭넓은 그룹의 사용자들이 쉽게 접근할 수 있는 사용자 친화적으로 발전이 필요한 것으로 분석되었다. 많은 양의 정확한 정보가 축적되어 있어도 대국민 접근성이 떨어져서 시스템 활용이 저조할 경우 필요성에 대한 의문이 제기될 수 있다. 최근 국가의 정보화 정책은 산발적으로 구축되어 운영되는 시스템들에 대한 예산 지원을 지양하고 통합하여 효율성을 강조하는 방향으로 진전되고 있다. 이러한 관점에서 극지 공간정보의 활용 활성화를 위한 통합시스템의 구축은 대단히 중요한 핵심 정책 사항으로 다루어져야 할 것이다. 이에 기존 개별의 극지 분야 시스템의 단점을 보완하고 향후 극지 공간정보의 수요를 창출할 수 있도록 3가지 측면에서 방향을 제시하고자 한다.

첫째, 기관별 극지 정보시스템의 효율적인 연계와 단계별 통합 및 관리 일원화 방안 마련

극지통합정보시스템의 타당성 및 경제성 분석 연구에 따르면, 기존 개별의 극지 분야 시스템의 활용도가 낮은 이유로 ‘자료의 부족’, ‘사이트 검색 및 활용이 어려움’ 등이 불만 사유로 조사되었다(극지연구소, 2021). 이를 해결하기 위해 위에서 이미 언급한 바와 같이 공간정보를 포함하는 주요 4개 시스템을 통합하고 연차별 계획에 따라 나머지 시스템을 물리적으로 통합 및 DB 마이그레이션 방안을 마련한다. 통합시스템은 단순히 극지연구소 내 시스템만을 대상으로 하는 것이 아니라 범부처 차원에서 추진하고 관리 체계를 일원화하는 것도 포함되어야 할 것이다. 이는 극지에 관심이 증가함으로 인한 극지 관련 데이터와 지원시스템의 증가, 극지 관측 분석 기술 발전 등 데이터 증가에 따른 관련 데이터의 체계적인 관리 등 현실적인 이유도 존재한다(극지연구소, 2022). 더불어 사용자 친화적인 메뉴 구성 등 User friendly 인터페이스와 3D 기반 시각적인 정보 제공 기능 강화를 통해 시스템별로 필요한 자료를 찾아야 하는 번거로움을 해소하는 등 효율성을 높일 수 있다.

둘째, 수요자 맞춤형 데이터셋 발굴 및 데이터의 품질 확보

앞서 언급한 바와 같이 극지 데이터는 생산주체가 다양하고 이에 따른 지원시스템 증가로 다양한 정보가 생산되어 기관별로 산재하는 경향이 있다. 또한, 극지 관측 매체의 고도화 및 기술 발전 등 고용량의 비정형 데이터 증가에 따라 관련 데이터의 체계적인 관리가 중요하다고 할 것이다. 따라서, 제공되는 극지 데이터의 표준화된 관리와 더불어 자연, 사회 분야별 특성을 반영하는 극지공간정보 통합데이터를 구축하고, 데이터 표준화 및 품질관리를 위한 유지관리체계 확립도 중요하다. 수요조사를 통한 사용자 맞춤형 데이터셋 발굴과 함께 데이터모델 개발, 유통 활성화를 위한 교환 표준 개발 등의 노력도 병행해야 할 것이다. 이는 오픈소스 기반의 다양한 데이터 교환과 시스템의 호환성 & 유연성 확보의 기반이 될 것이다.

셋째, 실시간 극지 공간정보 갱신 등 데이터 최신성 보장

불규칙한 갱신 주기로 인한 데이터의 품질 저하는 사용자들이 원하는 자료의 검색에 어려움을 느끼며, 원하는 데이터를 원하는 시점에 획득할 수 없게 한다. 사용자가 원하는 정보를 시기적절하게 검색하여 활용하기 위해서는 시스템별로 정확한 메타데이터 제공이 우선되어야 하며, 이는 공공데이터 전반의 문제로 지적되고 있다. 극지 공간정보의 경우 접근이 어려운 미지의 지역으로서 고품질의 데이터 서비스를 위해서는 메타데이터의 정확성이 매우 중요하다고 하겠다. 따라서, 모바일 지원 시스템 도입을 통해 아라온호 현장에서 취득한 데이터를 통해 갱신이 가능하도록 함으로써 데이터 최신성 보장하는 등 실시간 정보 갱신 방안 마련을 통해 공유 및 활용 활성화 체계 마련이 필요하다. 이를 위해 사용자 맞춤형 서비스를 위한 국제표준 기반(ISO19115-1 등) 메타데이터 프로파일링 연구와 함께 메타데이터 개발시 사용자 측면에서 관리를 위한 내부용과 서비스를 위한 외부용으로 분리하여 적용해야 할 것이다. 이는 기존 공간정보가 가지는 취약점을 보완하기 위한 방안으로 극지 데이터의 공유 및 활용 활성화를 위한 핵심 전략이다.

마지막으로 극지연구소는 국제표준을 준수하기 위한 노력을 경주 중이나, 이를 국내 산업 보호 등을 목적으로 국가표준으로 도입하기 위한 노력도 함께 병행되어야 할 것이다. 따라서, 극지 공간정보 분야 데이터모델, 메타데이터, 교환 표준 등의 표준을 개발하고, 기관 표준(TTA), 국가 표준(KS), 국제 표준(ISO, OGC) 으로 제정하기 위한 활동도 필요하다.

IV. 결론

본 연구는 기 정의된 공간정보 체계 내에서 학술적인 관점의 극지 공간정보의 범위와 개념을 설정하고 이를 활용 활성화하기 위한 통합시스템 구축 방향을 제시하는데 의의가 있다. 주요 연구 내용은 다음과 같다. 첫째, 극지 데이터 관련 법령 등 제도와 정보화 현황 등 분석을 통해 극지 데이터와 공간정보의 관계 설정을 통해 범위를 명확히 설정한다. 둘째, 현재 운영 중인 극지 관련 시스템의 장단점을 분석하고 관련 선행 연구 및 해외사례를 통해 미래 통합시스템 구축을 위한 시사점을 도출한다. 마지막으로 극지 공간정보 활용 활성화를 위한 통합시스템 구축 방향을 3가지 관점에서 제시했다. 더불어, 현재 극지연구소에서 2022년부터 추진 중인 “극지통합정보시스템”진행 상황도 고려했다. 분석 대상 시스템은 시간적 비용적 한계로 인해 국토부, 해수부 보유 주요 4개 시스템으로 한정했으나, 향후 추가적인 연구를 통해 대상 시스템의 범위를 전 부처로 확대하고, AI 기반 신기술 도입 가능성 검토 등의 추가 연구가 필요할 것이다. 또한, 데이터의 대중성을 확보하기 위해서는 수요자 중심의 데이터셋 개발, 데이터 품질 확보 방안, 사용자 친화적인 인터페이스 구성, 메타데이터 품질 확보, 극지분야 정밀지도 구축, 국내외 표준 개발 등에 대한 후속 연구가 조속히 추진되어야 할 것이다. 하지만 현재 극지 데이터 주관 기관인 극지연구소는 인력 부족, 예산 확보의 어려움 등 현실적인 문제로 정보화, 표준화, 품질관리 등 사업이 빠르게 추진되지 못하고 있는 실정이다.

마지막으로 현재 이재명 정부는 ‘북극항로’에 대한 높은 관심을 가지고 부산으로 해수부와 관련 대기업의 이전을 국정과제로 제시하고 있다. 따라서, 극지연구소 등 극지 데이터 생산 및 활용 기관은 법령에 따른 소관 업무의 적극적 추진을 위해 예산 확보에 적극적으로 나서야 하며, 정부 정책에 부응하고 극지 분야를 주도하는 전문기관으로서 주도권을 확보하기 위한 자체 전략 마련을 서둘러야 할 것이다.