[GIS] 개발관련 GIS 기초공부(9) - 자료의 분석(공간분석)
9. 자료의 분석
9.1. 공간분석
GIS 공간자료 분석
- 인문 · 자연적 현상의 입지이론, 토지이용, 공간구조 및 시스템 등과 관련된 다양한 이론과 사례를 지리학적 시각에서의 이해 필요
- 공간구조 분석 : 지리적 현상의 공간적 변화과정과 이동과정을 분석하고 이를 바탕으로 지리적 현상의 공간조직, 공간구조 및 공간시스템을 분석하는 다양한 방법론
- 공간분석 수행을 위하여 다양한 공간형상들 간의 공간관계 정보를 인접성, 연속성, 영역성 등으로 구성
- 필수적으로 위상구조가 정립되어 있어야 공간분석이 가능
9.2. 형태에 따른 분석
표면분석
- 하나의 자료층(레이어) 상에 있는 변량들 간의 관계분석에 적용하는 분석
중첩분석
- 둘 이상의 자료층(레이어)에 있는 변량들 간의 관계분석에 적용하는 분석방법
- 중첩에 의한 정량적 해석 및 예측모델에 대한 분석을 수행
- 예층모델 분석
- 평가모델 : 산불의 발생 가능성, 지하수 오염, 교통체계 등에 적용하는 환경특성평가에 관련된 모델
- 배치모델 : 도시개발, 교통노선, 관개농경개발 등
9.3. 공간분석을 위한 연산
논리적 연산
- 개체 사이의 크기나 관계를 비교하는 연산
- 일반적으로 논리연산자 또는 부울(Boolean) 연산자를 통해 처리
산술 연산
- 속성자료 뿐 아니라 위치자료에도 적용
- 일반적으로 사칙연산자 +,-,*,/ 등과 지수, 제곡, 삼각함수 연산자
기하연산
- 위치자료에 기반을 두어 거리, 면적, 부피, 방향, 면형 객체의 중심점 등 계산
통계 연산
- 주로 속성자료를 이용하는 연산
- 합, 최대값, 최소값, 평균, 표준편차 등의 일반적인 통계값 계산
9.4. 공간분석 방법
근린 분석
- 주어진 특정 지점을 둘러싸고 있는 주변 지역의 특성을 평가하는 기능
- 공간상에서 주어진 지점과 주변의 객체들이 얼마나 가까운가를 파악하는 것
- 목표지점의 설정, 목표지점의 근접 지역에 대한 명시, 근접 지역 내에서 수행되어야 할 기능이 명시되어야 근접분석 수행이 가능
- 이러한 근린 분석에서는 단순 거리뿐만 아니라 시간, 비용으로도 근접성을 측정하고 검색기능, 확산기능, 공간적 직접기능, 경사도 분석 등을 수행
지형 분석
- DEM이나 TIN을 이용하여 지형을 분석하는 것
- 지형의 경사도, 음영분석, 시계분석, 경사면의 방향, 단면도 등에 관한 분석을 수행하는 것
- 종류
음영분석 : 3차원 지형 표현에 의한 분석
시계분석 : 가시구역, 비가시구역을 분석
하계망 분석
- 중력 방향으로 흐르는 물의 흐름을 이용하여 분석
- 분석 내용
- 배수시스템
- 유역 분지나 유역 면적
- 분수령이나 배수 분할
- 분기점
- 하계망 구조와 흐름 방향 분석
- 하천과 유역 경계 분석
- 흐름 방향 추출
- 하천 수로 추출
네트워크 분석
- 서로 연관된 일련의 선형 형상물의 연결성과 경로를 분석하는 것
- 고속도로, 철도, 도로, 하천, 전기, 전화, 상하수도 등에 주로 이용
- 주로 벡터 위상 데이터를 기반으로 하는 분석 기법으로
경로 탐색, 배분, 추적, 공간적 상호작용, 입지-배분 기능 등 수행
- 활용
- 두 지점의 거리를 최소비용이나 최단 거리로 이동하는 경로 탐색
- 일련의 지점들을 통과하면서 최소비용이나 최단 경로를 탐색
버퍼 분석
- 공간적 근접성을 정의할 때 이용
- 점, 선, 면 또는 면 주변에 지정된 범위를 포함하는 면적의 형태로 구성
- 버퍼존 : 입력 자료와 버퍼를 위한 거리를 지정한 이우 생성
이 거리는 단순한 직선거리인 유클리드 거리를 이용
중첩 분석
- 공간분석의 자료들은 중첩을 통해 여러 지리정보의 자료를 통합하여 목적에 부합되는 새로운 자료를 생성
- 이 자료들은 벡터 뿐 아니라 래스터 자료도 활용
- 일반적으로 벡터자료를 이용한 중첩분석은 면 자료를 기반으로 수행
- 다양한 공간객체를 표현하고 있는 자료층(layer)을 중첩하기 위해서는 좌표체계가 동일하여야 분석 수행이 가능
래스터 자료의 중첩분석
- 밝기 값을 비교하여 중첩하는 기법
벡터 자료의 중첩분석
9.5. 공간분석 기법의 종류
면 데이터와 점 데이터 중첩
- 면 위에 점을 중첩하면 면사상의 범우 ㅣ내에 위치하는 점의 결정 가능
- 면 위에 중첩된 점은 면 자료의 속성을 포함하므로 모든 점과 면의 속성 테이블이 수정
- 면 자료와 점 자료의 중첩을 통해 점과 면 속성 사이의 공간적 관계에 대한 설명이 가능
- 이 기법은 범죄발생과 인접지역의 인구통계, 특정조류와 식생 등의 관계 설명 등에 활용
선 데이터와 면 데이터 중첩
- 면과 선 자료를 중첩하면 선은 입력된 선과 면 안에 있는 속성을 동시에 포함
- 면과 선의 중첩에 필요한 계산은 면 자료 간의 중첩과 유사
- 순서 : 면과 선의 교차점 계산 → 결절과 링크 형성 → 위상정립 → 속성테이블 수정 등
- 면과 선 자료의 중첩분석은 선의 분포와 면 속성 사이의 공간적 관계 설명이 가능
면 데이터 간의 중첩
- 면을 포함하는 하나의 주제 레이어를 다른 주제 레이어와 중첩시켜 새로운 주제도를 생성하는 공간 영상기법
- 논리연산자, 산술연산자, 통계연산자 등 다양한 연산자를 이용하여 중첩분석을 수행하며 이 결과로 생성된 새로운 주제도 내에서 면의 모서리를 입력 레이어 내의 면 교차점으로 표현
- 위상 모델로 저장된 면 형태 벡터자료 사이의 중첩에는 적은 교차점을 계산하므로 중첩 수행시 시간이 절약
- 순서: 교차점 계산 → 결절과 링크 형성 → 위상정립과 새로운 객체 생성 → 극소화된 면사상 제거 → 속성자료의 변경 및 추가
- 적지분석 등에 활용
9.6. 공간분석 응용 분야
환경분석 : 식생피복 지도화, 야생동물의 서식지 디스플레이, 위험물의 제거
경영분석 : 입지분석, 교통분석, 보건과 보험분석
수계분석 : 하천차수 분석
농업분석 : 삼림, 정확한 파종