Web GIS 의 기술현황 및 구현

1. Web GIS의 기술현황 및 구현 한성대학교 GIS/ITS연구소 이 봉 규 1999. 4. 27.

2. Web GIS의 정의 인터넷을 통해 공간자료를 교환, 분석 및 처리 할 수있는 시스템 이를 위해서는 표준화된 데이터, 이식가능하고 유연하게 개발된 소프트웨어, 분산환경을 뒷받침 해주는 하드웨어, 이 모든 요소를 다루고 총괄하는 라이브웨어(인력)가 필요하다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

3. 인터넷이 GIS에 미친 영향 - 인터넷 사용의 급격한 증가는 인터넷상에서 다양한 형태의 자료와 더불어 이를 다룰 수 있게 해주는 응용 프로그램에 대한 수요를 불러 일으킴 - 이로써 이전의 전문도구로서의 GIS는 인터넷의 등장으로 인해 다양한 수요를 가진 사용자가 필요로 하는 정보제공자로서, 때로는 업무의 도구로서 사용되게 되었다. - 더 나아가서 증가하는 자료의 양이나 복잡해지는 업무를 인터넷이라는 분산환경을 통해 관리해주는 솔루션으로서 자리매김을 해나가고 있다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

4. Web GIS 관련기술 및 표준 • 분산 컴퓨팅 환경 - 테트워크 환경을 기반으로 원격지에 있는 시스템간의 협동작업을 통해 서로의 자원을 공유하거나, 필요한 정보를 주고받고자 하는 수요에 응하고자 함 - 중앙 집중식으로부터 분산 시스템 방식(예:c/s)으로 이행 - www은 기존의 비친화적인 인터넷을 대중화 - 네트워크 환경이 아우르는 범위는 작업그룹으로부터 전세계적인 규모로 팽창 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

5. Web GIS 관련기술 및 표준 • Client/Server 구조 - 서버용 컴퓨터 사양을 하향조정(downsizing), 다양한 플랫폼에 적합한 유연한 응용프로그램을 구성(rightsizing), 클라이언트용 PC를 네트워킹으로 묶어 상향조정(upsizing)하는 방향으로 진행되는 분산환경의 새로운 구현형태 - File Server -> 2-Tier -> 3-Tier 방식으로 설계방식 진전, 이로써 서버에로의 다중사용자의 동시접근을 구현함과 동시에 네트워크상의 소통을 효율적으로 배분하고자 한다. - 근래에는 application 개발상의 콤포넌트화 경향과 맞물려 객체분산을 위한 표준의 connector 필요 (예:CORBA,DCOM) 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

6. Web GIS 관련기술 및 표준 • 콤포넌트 기술 -하드웨어 플랫폼, 운영체제에 구애받지 않고 개별적으로 동작가능한 조작단위로 소프트웨어를 개발하는 접근법으로서 “Plug and Play”를 실현 - 이를 구현하기 위해서는 표준화된 콤포넌트 인터페이스와 인프라스트럭쳐에 대한 사양이 개발되어야 함, 현재는 OLE/COM사양을 제시한MicroSoft사와 CORBA사양을 제시한OMG가 두각을 나타내고 있음 - 현재 지리정보 콤포넌트 분야에서는 OLE/COM시장이 강세이지만(예:ESRI사의 MapObjects, Intergraph사의 GeoMedia 등) CORBA에 대한 전망역시 매우 밝아서 차후의 시장상황은 매우 가변적 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

7. Web GIS 관련기술 및 표준 • JAVA - “Write Once, Run Anywhere TM”라는 문구에서처럼, 플랫폼 독립적인 특성때문에 분산 환경하에서 application을 손쉽게 작성할 수 있는 도구로 부각 - 객체지향언어로서 각 객체가 독립적이어서 모든 모듈을 재사용할 수 있다. - 컴파일로 얻어진 바이트코드가 Java 인터프리터인 JVM에 의해 해석되어 실행되므로 머신구조에 중립적이게 되어 어느 운영체제상에서도 이식이 용이하다. - HTML내 java script나, 컴파일된 java applet으로 이식가능 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

8. Web GIS 관련기술 및 표준 • OGIS - 지리자료간 상호가동성 문제에 대한 해결책의 개발뿐 아니라 광역 통신망을 대상으로 한 참된 분산처리 개발을 가능하게 할 지리자료의 객체지향적 정의에 대한 사양 - OGIS 프로젝트의 목적은 어플리케이션 개발자로 하여금 단일 환경과 단일의 작업흐름내에서 네트워크상에서 사용가능한 모든 형태의 지리자료나 지리공간적 기능 또는 과정을 사용할 수 있게 하는 기술을 파악하고 그 개발을 촉진하는 데 있다. - 이로써 각기 고립된 분야(예:위성영상,수치지도학,AM/FM 등)나 고립된 데이터와 Geoprocessing으로 구성된 GIS는 분산되고 콤포넌트 기반환경하의 경계없는 Geoprocessing이나 자유로운 데이터의 흐름이 가능해 질 것이다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

9. Web GIS의 특징 • 분산적(Distributed): Web GIS는 C/S 개념을 GIS에 적용한다. Client는 데이터, 분석툴이나 모듈을 서버로부터 요청하고, 서버는 그 작업을 자체 수행하거나 그 결과를 클라이언트에 보낸다. • 대화형(Interactive): www는 하이퍼텍스트 연결을 통해 사용자와의 대화를 구현하지만 정적인 이미지만을 제공하는 기존의 웹페이지 성능만으로는 진정한 대화형 시스템을 기대할 수 없다. 이에 Web GIS는 벡터를 따로 처리할 수 있는 클라이언트를 개발하고 이를 웹상에 내재시켜 진정한 대화형 시스템을 구현한다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

10. Web GIS의 특징 • 동적(Dynamic) : Web GIS는 분산 시스템으로서 데이터베이스와 응용프로그램의 관리자가 이를 업데이트하면 새로이 변경된 내용이 인터넷상의 모든 사용자에게 접근가능하게 된다. 이로써 데이터와 소프트웨어를 보다 현재의 것으로 유지하게 해준다. 또한 Web GIS는 위성영상이나 교통흐름, 사고정보 등과 같은 실시간 정보와 연결될 수 있다. (예: 교통물류정보시스템) • 상호가동적(Interoperable) : 이질적인 환경에서 GIS 사용자 집단간에 GIS 데이터와 기능, 응용프로그램에 접근하고 공유하는 것은 높은 상호가동성을 필요로 한다. 이를 위해서는 데이터 포맷, 데이터 교환, 데이터 접근에 대한 표준 및 GIS 분석 콤포넌트의 표준사양 등이 제정되어야 한다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

11. Web GIS의 특징 • 통합적(Integrative) : WWW은 웹 GIS에 비디오, 오디오, 지도, 텍스트, 방송 등의 다양한 형태의 자료를 동일한 웹 페이지로 통합할 수 있는 기능을 제공해 준다. 이로써 GIS의 내용과 프리젠테이션을 더욱 풍부히 해줄 수 있다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

12. Web GIS의 구현기법 • 아래의 3가지 측면에서 Web GIS 구현기법을 고찰해 볼 수 있다. - 자료구조 : 래스터 vs 벡터 - C/S 구조 설계 : 2-Tier vs3-Tier - C/S 간 기능 분담 :Server중심 vsClient 중심 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

13. 래스터 - HTML내 이미지 삽입 - HTML의 Image Map 기능 - 래스터 처리 서버 - 벡터 변환 서버 - 벡터 처리툴을 CGI로 연결 벡터 - 자체 서버 개발 - 별도의 브라우저 개발 Web GIS - 자료구조 보다 Interactive, Dynamic 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

14. Web GIS - 자료구조 • 웹상에 래스터로 표출 (1) 래스터 데이터 자체를 사용하는 경우  지도 이미지를 HTML에 포함하여 웹페이지상에서 사용자 와의 대화없이 보여줌 (예: Visa ATM locator)  HTML의 Image Map의 일부를 선택하여 특정 URL로 이동 하여 링크된 정보를 보여줌, CGI를 통해 사용자 질의에 답 할 수 있다. (예: MapQuest, Yahoo! Maps)  서버측에 래스터 데이터와 이를 처리하는 GIS 툴을 내장 하여 사용자의 질의에 답한다. 중첩분석 가능 (예:GRASS) (2) 벡터 데이터를 변환하는 경우  Map Generator Server에서 처리(예:Xerox Map Server)  Web 서버에 CGI 스크립트를 만들어 GIS 툴과 접속 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

15. Web GIS - 자료구조 • 웹상에 벡터로 표출 (1) 자체 서버를 개발 (예: ActiveMap) (2) 별도의 브라우져를 개발, 주로 Plug-in, ActiveX, Java Applet 기법을 활용한다. (예: MapGuide, GeoMedia, ArcView IMS) 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

16. Web GIS - C/S 구조 설계 3-Tier • 2-Tier Presentation(UI) Presentation(UI) Client Application Application Middle Application Server Server Spatial Data Access Provider Spatial Data Access Provider Generic Database Generic Database Application Server의 추가 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

17. Web GIS - C/S 구조 설계 -2-Tier구조는 클라이언트 어플리케이션이 복잡해지고 처리하는 데이터의 양이 증가함에 따라 수행능력에 문제를 일으킬 수 있다. 2-Tier구조에서는 C/S간 일정한 상호작용을 하므로 서버로의 접근이 실시간적으로 늘어날 경우, 네트워크상의 과부하를 피할 수 없다. 그리하여 클라이언트의 어플리케이션과 서버의 Data Access Provider간에 일어나는 프로세싱의 일부를 어플리케이션 서버에 분담시킴으로써 네트워크상의 교통흐름을 최적화할 수 있다. 어플리케이션 서버 레이어는 어플리케이션들에서 공통으로 사용되는 기능을 모아 어플리케이션들이 인터페이스를 통해서 접근할 수 있도록 한 것이다. 독특한 기능은 어플리케이션이, 공통의 기능은 어플리케이션 서버가 담당하고, 어플리케이션 서버는 여러 어플리케이션의 요구를 받아 처리해주는 미들웨어가 된다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

18. Server 중심 - 대부분의 기능을 서버에서 처리 - 일반적으로 CGI를 통해 GIS툴과 웹서버간 통신 - 주로 정적인 지도 디스플레이에 이용 Client중심 - GIS 분석및 데이터처리는 사용자 컴퓨터의 웹브라우저상에서 실행 - 데이터및 분석툴은 서버쪽으로부터 사용자의요청에 따라 넘겨받음 -  Plug-in 방식,  ActiveX control 방식,  Java Applet 방식 Web GIS - C/S간 기능분담 보다 분산적 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

19. CGI방식 - work flow WWW Server User request WWW Browser CGI Script Invoke Deliver Results Translate Results Return Results Send Variables GIS Server 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

20. CGI방식 - 장단점 - 장점 : 서버 기능의 활용, thin client 구현 - 단점 :  CGI 및 HTTP는 stateless - 웹 서버가 호출자를 기억하지 못함 - 하므로 사용자의요청에 대해 CGI script가 이를 받아들이고 그 결과를 서버로부터 클라이언트에게 보내는 일련의 과정이 제각기 반 복되어야 하므로 인터넷상에 교통량을 증가시킨다.  서버의 작업결과는 정적인 이미지이고, HTML의 하이퍼링크를 클릭하지 않고는 결과물에 대한 직 접적인 조작이 불가능하다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

21. Plug-In 방식-work flow Request GIS Data WWW Server WWW Browser Object Send Active X controls and Data Object Browser가 자료형을 이해하지 못함 로컬 시스템에서 Plug-in이나 Help 프로그램을 찾는다. No GIS plug-in Yes GIS 데이터가 디스플레이된다. Load GIS plug-ins 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

22. Plug-In 방식-장단점 - 장점 : 웹브라우저 확장만으로 기본적인 GIS 기능을 수행할 수 있다. - 단점 :  웹브라우저가 수행되는 플랫폼에 따라 각각의 플러그 인 프로그램을 개발해야 한다.  다양한 GIS 데이터 형태에 따라 다른 플러그인이 필요  다운로드된 플러그인은 사용자의 local machine상에서 설치되어야 하므로 디스크 공간을 차지한다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

23. ActiveX 방식 - work flow WWW Browser Request GIS data WWW Server Object Send ActiveX controls and Data Object GIS controls 와 데이터가 디스플레이된다 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

24. ActiveX 방식 - 장단점 - 장점 : 어떤 프로그램이나 컴퓨터 언어에 구애받지 않고 ActiveX controls만 있으면 어디서든 사용 가능하다. - 단점 :  Microsoft사의 Internet Explorer에만 사용된다.  플랫폼 중립적이지 않으므로 다른 플랫폼 및 데이터 포 맷에 따라 다른 콘트롤이 필요하다. * ActiveX controls : Microsoft사가 Microsoft Internet Explorer의 기능을 확장시킬 목적으로 개발, OLE(Object Linkign and Embedding) 표준위에 구동되는 Componentware, 이로써 다른 프로그램과 교신가능 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

25. Java Applet방식 - work flow WWW Server (Java Applet) WWW Browser Request GIS data Object Send Java Applet and GIS Data Java Applet 와 GIS 데이터가 디스플레이된다 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

26. Java Applet방식 - 장단점 - 장점 :  HTML에 비해 동적(dynamic)  로컬 컴퓨팅 자원을 더 잘 활용  플랫폼 중립적  디스크 공간을 차지하지 않음  그래픽/지도를 생성하고 디스플레이하기에 더 유연적  전송속도가 빠름  더 높은 보안성 - 단점 :  Java가 가동되는 브라우저에서 실행되어야 한다.  Java의 보안 메커니즘으로 인해 GIS 데이터및 분 석 결과를 local machine에 저장할 수 없다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

27. Web GIS기술 현황 (I) • 각 사의 Web GIS보유 기술 (국외) 회사 제품명 구현기법 국외 ESRI Intergraph Autodesk Mapinfo Genasys SmallWorld MapObjects Internet Map Server ArcView Internet Map Server Geomedia Web Map MapGuide MapXtreme WebBroker SmallWorldWeb ActiveX Java ActiveX Plug-in ASP, Java GenaShell ActiveX 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

28. Web GIS기술 현황 (II) • 각 사의 Web GIS보유 기술 (국내) 회사 제품명 구현기법 국내 지오윈 KGI 고려 G&M 지어소프트 한국통신 GeoWin GEO/WEB NeoMap Internet Webtlas FreeMap Java ActiveX, Java Java ActiveX Java 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

29. 국내 Web GIS 개발사례- GeoWINTM Web 브라우저 • 객체지향 3-Tier구조의 Web GIS • GeoWIN™ 클라이언트 : Spatial 브라우져 역할을 담당 • GeoWIN™ 서버 : Spatial Application Server 역할을 담당하여 다양한 Spatial Logic 처리. Spatial 브라우져를 위한 API 제공 • Web 서버와 Web 브라우져는 기존 환경 수용 • DBMS에는 GIS DB의 경우 공간, 비공간 데이터를 일체형 구조로 동시 통합 저장 관리하며, 일반 HTML DB도 저장 관리. User Interface Layer Spatial 브라우저 Request for Service Returned Date Request for Service Returned Date Spatial Application Server Web Server Processing Layer Query Returned Data Query Returned Data DBMS Data Layer 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

30. 국내 Web GIS활용사례 (I) • 충남 관광 지리정보 시스템 • - 인터넷 상에서 관광지 • 리정보를 서비스 • - 지리정보와 사진정보를 • 동시에 제공. • - 지역별 검색과 종류별 • 검색을 함께 제공하여 • 편리한 사용자 환경 • 제공 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

31. 국내 Web GIS활용사례 (II) • 경기도 SOC 사업 관리 시스템 (cont.) - SOC사업의 효과적 관리 - 지역별, 분류별, 시행기관 별 및 주제어로 SOC사업 현황을 검색 - 다양한 공간질의 - 사용자 접근제어를 통한 데이터베이스 편집 - 시스템 최적화로 빠른 전송속도 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

32. 국내 Web GIS활용사례 (II) • 경기도 SOC 사업 관리 시스템 (cont.) -공간질의 - 원하는 지점으로부터 일정거리내 포함된 SOC 레이어내 객체를 불러드림 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

33. 국내 Web GIS활용사례 (II) • 경기도 SOC 사업 관리 시스템- 데이터베이스 편집기능 - 추가,수정,삭제 버튼을 누르면 암호를 묻고 - 관리자 암호를 통해 데이터베이스 접근을 제어 - 접근이 허용되면 SOC 레이어를 선택하게 한 후, 새로운 DB의 내용을 입력할 수 있다. 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

34. 국내 Web GIS활용사례 (III) •  의정부시 교통관리 시스템 • - 대중 교통수단 및 교통시설 • 물의 효과적 관리 • - 지역정보 및 버스노선 안내 • - 교통시설물 현황 검색 • - 사용자 접근제어를 통한 • 데이터베이스 편집 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

35. 국내 Web GIS활용사례 (IV) • 교통물류 정보 시스템 - 전국 도로별 교통량을 실시간으로 업데이트 하여 주제도 형태로 보여줌 - 출발지와 목적지사이의 도로정보를 보여줌 - CCTV 화면 이미지 파일 을 실시간으로 보여줌 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규

36. Web GIS의 향후과제와 미래 • 큰 데이타베이스의 효율적 관리 • 더 빠른 네트워크 하드웨어의 보급 • 더 정밀한 GIS기능 활용 : 화면제어 분석 • OGIS에 기초한 GIS 콤포넌트 소프트웨어의 개발 • 보안문제와 비용분담 : 검증된 GIS 데이터및 모듈 저장 • 데이터 품질관리 : 표준적인 메타데이타의 상례화 • 책임과 법적 문제 • 제도적인 기반산업으로서의 인식문제 한성대학교 GIS/ITS연구소 이봉규