지적데이터를기본으로한공간데이터통합방안 Integrating spatial data based on cadastral data 전철민 1 Jun, Chulmin 국문요지 GIS 사업들이데이터구축단계를지나활용단계가강조되어가면서공간데이터간의연계문제가대두되고있다. 특히 PBLIS, LMIS, AIS 등부동산관련행정업무의중심이라할수있는토지와건물대상의정보시스템들이많은예산을들여구축되었음에도불구하고서로의정보를공유하기어려운구조로되어있어, 연계를통한예산절감과효율성에있어한계를보이고있다. 본연구에서는이들시스템들의다양한연계방안중관계형데이터베이스의데이터모델관점에서의통합방안을다루고자하며, 시스템통합의필수적인요소와구성방안을제시하고자한다. 핵심용어 : 데이터통합, PBLIS, LMIS, AIS, 관계형데이터베이스 Abstract While GIS projects are moving into utilization stage from data construction, data integration problems are getting attention increasingly. Especially, information systems for land and building, the major public administration systems for real property, such as PBLIS, LMIS, AIS show limitations in retrenchment in budget and efficiency in data usage since they are separately built in such structure that does not allow easy data share among themselves. Among different approaches suggested so far to system integration, the study deals with the data integration methodology based on data modeling viewpoint using relational database theory, and suggests necessary elements and data construction methods for system integration. Keywords: data integration, PBLIS, LMIS, AIS, relational database 1. 서론 우리정부가 1995년 국가지리정보체계구축기본계획 을수립하고지리정보체계 (GIS: Geographic Information System) 관련정보화사업을지속적으로추진해온결과, GIS는새로운사회간접자본으로서날로그중요성이증대되고있으며, GIS의사용수준이국가및지방자치체의경쟁력을가늠하는척도로까지인식되기에이르렀다. 그간 GIS의기본이되는지도, 즉공간정보의수치화작업에초점을맞춰각종수치지도가제작되었으며, 그일환으로지적도를포함한토지관련데이터도정보화되어오고있다. 한편, 2001년부터시작된제2차 NGIS사업에서는 GIS 데이터의활용에중점을두고있으며, 이에따라다양한정보시스템들이개발되어오고있다. 행정업무에도움을주고자추진되어온행정정보시스템들은행정업무의생산성을향상시키고대민서비스의질을상당히개선시켜온것이사실이다. 그러나최근에는구축위주의 GIS관련사업들이, 공동활용을위한시스템간연계가이슈로대두되면서, 그동안구축되어온행정정보시스템들간의연계노력이본격화되고있다. 특히필지기반토지정보시스템 (PBLIS), 토지종합정보망 (LMIS), 건축행정정보시스템 (AIS) 등부동산관련행정업무의중심이라할수있는토지와건물대상의정보시스템들이완성도높은시스템으로서구축되었음에도불구하고서로의정보를공유하기어려운구조로되어있어, 연계를통한예산절감과효율성에있어한계를보이고있다. 이는이들시스템들이정보공유를전제로설계되어있지않고, 이용부서간의업무나유지관리방식이상이함으로비롯된것으로서, 최근연계문제가이슈화되면서통합적구축및이용문제가구체화되고있다. 통합적구축과이용을위한해결방안에는, 통합적시스템아키텍처를이용한재구축, 데이터모델의재구성을통한데이터베이스통합, 자료공유를위한표준화, 데이터웨어하우스의사용, 부서부처간의업무재조정등의방법들이거론되고있다. 본연구에서는이와같이다양한개선방안 1 서울시립대학교지적정보학과교수 (cmjun@uos.ac.kr)
중관계형데이터베이스의데이터모델관점에서의통합방안을다루고자하며, 시스템통합의필수적인요소와구성방안을제시하고자한다. 본연구에서는 PBLIS, LMIS, AIS 등에서중심을이루고있는지적과건물데이터의통합을그대상으로하고있으며, 데이터통합을위한데이터모델의개념을일반적으로소개하고, 이어서필수적인지적데이터와건물데이터의통합모델을제시하고자한다. 2. 정부의데이터통합노력 본고에서초점을두고있는데이터모델기반통합방안을제시하기에앞서본절에서는최근진행되고있는정부의토지, 건물관련정보시스템들의연계, 통합노력들을관련보고서의분석을통해알아보고자한다. 1 국가GIS 통합 Data Model 확립연구 (2002. 건설교통부 ): 본보고서에서는 2차 NGIS사업이 GIS 활용에중점을두고시작된만큼, 그간의 GIS 구축사업들을되돌아보고, 단위사업위주로진행되어온 GIS관련시스템들의연계성부족과개선방향에대해광범위하게분석하고있다. 여기에서는 GIS 데이터전체를통합할수있는데이터모델을소개하고있으며, 주로객체지향형데이터모델에기반한설계방안을다루고있다. 2 한국토지정보시스템 (KLIS) 완료보고서 (2004. 행정자치부, 건설교통부 ): 행정자치부의필지중심토지정보시스템 (PBLIS) 과건설교통부의토지종합정보망 (LMIS) 을보완하여하나의통합시스템으로통합구축하고토지대장의정보를연계활용하기위해 3개층클라이언트 / 서버아키텍처를기본구조로한시스템의설계방안을제시하고있다. KLIS는 PBLIS와 LMIS의중복된부분을통합하고통일된사용자인터페이스를제공한다는목표를두고있으며, 시군구의행정종합정보시스템과의연계방안도제시하고있다. 3 토지DB 공동활용촉진을위한토지이용계획관련제도정비방안연구 (2004. 건설교통부 ): 토지이용계획을위한용도지역지구경계를구획할때바탕으로사용되고있는다양한바탕도문제를해결하기위하여토지이용계획표준바탕도데이터베이스의정의및설계를통하여지침을만들고, 관련제도정비방안을제시하고있다. 또한지자체에서구축된토지데이터베이스를표준바탕도로활용하고유지관리하는방안도제시하고있다. 4 부동산관련정보화연계, 통합방안연구 (2004. 건설교통부 ): 본보고서에서는건설교통부의양대부동산관련시스템인건축행정정보시스템 (AIS) 과토지종합정보망 (LMIS) 의통합방안을다루고있다. 건축, 토지정보시스템간의연계할대상을분석하고이를전국, 광역시, 시군구각각의수준별로통합시스템구축안을제시하고있다. 또한상이한구조로되어있는각시스템의데이터베이스의내용을표준화하여재설계하는방안과양시스템의내용정의를그대로두고, 기존의테이블을연계하는매핑테이블을추가하여, 이를통해필요한자료를공유하는방법을제시하고있다. 이상에서살펴본보고서들에의하면, GIS자료구조설계의전반적인가이드라인만을제시한다던지 ( 보고서 1), 토지관련시스템간의통합만을다룬다 ( 보고서 2, 3) 는한계가있다. 보고서 4는지적과건물간의통합문제를다루었으나, 데이터베이스의두가지통합방안 ( 재설계와매핑테이블의이용 ) 에대해간략히언급만하고구체적인모델이나구현방안을제시하지않았다는한계가있다. 본연구에서는데이터베이스설계시고려해야할사항중필지와건물의통합에필요한요소들에대해데이터모델링의관점에서제시하고자한다. 3. 개체관계모델관점에본지적과건물데이터의관계분석 관계형데이터베이스는 1970년에 E.F. Codd가제안한이래현재까지제안된데이터모델중가장널리사용되고있으며, 현재국내에개발되어있는대부분의정보시스템들도관계형데이터베이스에기반하고있다. 관계형데이터모델은표현하고자하는개체의모든데이터와데이터사이의관계를 2차원테이블형태로기술한다. 하나의개체는보통하나의테이블로표현되고테이블의각행은개체의인스턴스를나타내며, 테이블의열은개체의각속성을나타낸다. 하나의테이블은보통여러개의행들로구성되므로개체집합은테이블구조로표현된다고할수있
다. 관계형데이터베이스가큰성공을거둔요인은, 데이터구조로서테이블 ( 릴레이션 ) 을사용하고, 테이블간의관계를중복성없이부여할수있기때문이다. 관계형 데이터베이스 모델링시 개체간의 관계를 표현하는데 보통 개체-관계 (Entity Relationship) 모델을사용하며, 개체사이의연관성을다이어그램으로나타낸것이개체-관계도, 또는 ERD(Entity Relationship Diagram) 라고한다. 개체간의관계를설명할때가장기본이되 는것이카디널리티 (cardinality) 에따른구분이다. 카디널리티란, 관계에참여하는개체의하나 의인스턴스에대해다른개체의몇개의인스턴스가대응되는지를나타내는것이다. 이렇게카 디널리티에의한개체간의관계에는 [ 그림 1] 에서보는바와같이세가지가있다. (a) 직원 1:1 트럭 운전하다 (b) 교수 1:N 강좌 가르치다 (c) 학생 N:M 강좌 수강하다 [ 그림 1] 차수에따른개체간관계의종류 [ 그림 1] 의 (a) 는일대일 (1:1) 관계로서직원한사람이트럭한대를운전할수있으며, 트럭한대는오직한사람에의해서만운전된다는것을의미한다. (b) 는일대다 (1:N) 관계로서, 교수한사람은여러개의강좌를가르친다는것을의미한다. (c) 는다대다 (N:M) 관계로서학생한사람은여러강좌를등록할수있고, 또하나의강좌는여러학생들에의해수강되어짐을나타낸다. ERD에서이러한카디널리티는개체들사이에마름모를그려그안에표현한다. 또한개체가까이에 1또는 0으로표현된것은최소카디널리티를의미한다. (a) 에서직원들가운데는트럭이할당되지않은직원이있을수있다고할때이를트럭가까이 0으로나타내고, 트럭에는반드시기사가있어야한다면직원개체가까이에 1로표현한다. (b) 에서는교수한사람이반드시한과목이상을지도해야한다면강좌근처에 1로표현하고, 모든강좌에는교수가있어야된다고할때, 교수개체근처에 1을표현한다. (c) 에서는학생한사람이강좌를듣지않을수도있다면 ( 예 : 휴학생 ) 강좌가까이에 0을그려넣게되고, 강좌는반드시학생이있어야한다면학생가까이에 1 을그려넣게된다. 이러한카디털리티는해당업무내용에따라달라지게된다. 이들개체관계가운데본연구에서초점을두고자하는관계는 (c) 의다대다관계이다. 필지개체와건물개체간의관계가다대다관계이기때문이다. 필지와건물간의관계는 [ 그림 2] 와같이모두 5가지로요약될수있다. 즉하나의필지는최소 0개에서여러개가건물과대응될수있고, 건물은최소 1개에서여러개의필지와대응될수있음을나타낸다. 이를 ERD로나타내면 [ 그림 3] 과같이표현할수있다. 1개필지에는건물이없을수도있기때문에건물개체가까이에최소카디널리티를 0으로표현하고있고, 건물은반드시 1개이상의필지와대응되어야하므로필지개체가까이에최소카디널리티가 1로표현된다.
(a) 필지에건물이없는경우 (b) 1 개의필지에 1 개의건물이있는경우 (c) 1 개의필지에 2 개의이상의건물이있는경우 (d) 2 개이상의필지에 1 개의건물이있는경우 (e) 2 개이상의필지에 2 개이상의건물이있는경우 [ 그림 2] 필지개체와건물개체간에맺을수있는관계 필지 N:M 건물 [ 그림 3] 필지와건물관계의 ERD [ 그림 4] 는필지와건물데이터가테이블에저장되어있는형태를예시한것이다. 관계형데이터베이스에서테이블간의관계를부여하기위해서는외래키 (foreign key) 를이용한다. 두개의테이블이공통의속성을공유하도록함으로써연결할수있는데, 이때한테이블의기본키 (primary key) 가다른테이블에서연결을위한속성으로사용될때이를외래키라고한다. 일대일의관계에서는어느한쪽에외래키를두게되고, 일대다의관계에서는 다 에해당되는자식테이블쪽에외래키를두어서양쪽테이블의관계를부여하게된다. 그러나다대다의경우에는한쪽테이블에외래키를두어서연결할수없고별도의테이블을생성하여양쪽테이블을연결하게되는데, 이때생성되는테이블을연관테이블 (intersection table) 이라고한다. 연관테이블은양쪽테이블의주키 (primary key) 값만으로간단하게구성될수있다. 필지ID 면적 지목 100 2500 대 200 3000 대 300 2700 대 400 2200 대 건물ID 건축면적 용적율 10 1200 200% 20 900 350% 30 1300 600% 40 2000 500% [ 그림 4] 필지와건물데이터의저장형태
PK 필지ID 면적 지목 100 2500 대 200 3000 대 300 2700 대 400 2200 대 PK 건물ID 건축면적 용적율 10 1200 200% 20 900 350% 30 1300 600% 40 2000 500% FK FK 필지ID 건물ID 100 10 200 20 200 30 300 40 400 40 연관테이블 [ 그림 5] 연관테이블을이용한필지와건물데이터의연결 [ 그림 5] 는연관테이블을이용하여필지테이블과건물테이블의관계가형성된모습을나타낸다. 연관테이블에서는필지테이블의주키인필지ID와건물테이블의주키인건물ID가각각외래키의역할을하게된다. 본예시에서는필지 100이건물 10을포함하고, 필지 200은 20, 30 두개의건물을포함하고있으며, 건물 40은필지 300과 400에걸쳐있는상황을표현하고있다. 4. 토지, 건물의 DB 연계방안 앞절에서는토지와건물데이터를통합하기위한방안을관계형데이터베이스의개체관계모델의원리를이용하여분석해보았다. 본절에서는한국토지정보시스템 (KLIS) 과건축행정정보시스템 (AIS) 내의실제데이터중필지와건축물부분을각각추출하여이들간에관계를분석한다. 개념적인이해를위하여필지및건축물각각의속성들은대표적인것들만추출하여표기하기로한다. 토지 KLIS_ 행정구역코드 KLIS_ 토지소재코드 KLIS_ 대장구분 KLIS_ 본번 KLIS_ 부번도면번호 _ 본번도면번호 _ 부번축척코드지목면적토지이동사유코드토지이동일자토지이동관련지번토지이동 _ 담당자번호소유권변동일자소유구분공유인수소유자명소유자주소 토지 - 건축물 KLIS_ 행정구역코드 (FK) KLIS_ 토지소재코드 (FK) KLIS_ 대장구분 (FK) KLIS_ 본번 (FK) KLIS_ 부번 (FK) AIS_ 행정구역코드 (FK) AIS_ 대장구분 (FK) AIS_ 본번 (FK) AIS_ 부번 (FK) AIS_ 건축물번호 (FK) 건축물 AIS_ 행정구역코드 AIS_ 대장구분 AIS_ 본번 AIS_ 부번 AIS_ 건축물번호건축물명칭호수상가수대지면적건축면적건폐율연면적용적율용도지역용도지구주구조주용도지하층수지상층수높이건축주성명및명칭설계자성명허가번호허가일자 [ 그림 6] 실제데이터를이용한필지와건물관계의 ERD
[ 그림 6] 에서보는바와같이필지와건축물테이블은단일속성의키가아닌, 여러개의속성이그룹으로키를형성한다. 이때도앞절에서언급한바와같이, 양측테이블의관련성을부여하기위해연관테이블을사용한다. 그러나양쪽테이블의주키에해당하는속성들이모두연관테이블에포함되므로복잡한외래키의그룹이되는문제가있다. 이렇게될경우, 키를통해테이블의데이터를검색한다던지타테이블과관련성을부여한다든지할때, 지나치게복잡해지고성능이저하되는문제가발생한다. 이문제는토지와건축물테이블에서각각하나의속성으로이루어진키값을갖도록하여해결할수있는데, 이때기존의주키그룹을대신하여성능향상을목적으로주키역할을하도록삽입한인공적인속성을대리키 (surrogate key) 라고도한다. 토지 UFID_ 토지 KLIS_ 행정구역코드 KLIS_ 토지소재코드 KLIS_ 대장구분 KLIS_ 본번 KLIS_ 부번도면번호 _ 본번도면번호 _ 부번축척코드지목면적토지이동사유코드토지이동일자토지이동관련지번토지이동 _ 담당자번호소유권변동일자소유구분공유인수소유자명소유자주소 토지 - 건축물 UFID_ 건축물 (FK) UFID_ 토지 (FK) 건축물 UFID_ 건축물 AIS_ 행정구역코드 AIS_ 대장구분 AIS_ 본번 AIS_ 부번 AIS_ 건축물번호건축물명칭호수상가수대지면적건축면적건폐율연면적용적율용도지역용도지구주구조주용도지하층수지상층수높이건축주성명및명칭설계자성명허가번호허가일자 [ 그림 7] UFID 를이용한필지와건물관계의 ERD [ 그림 7] 은대리키를사용하여양측의관계를부여한모습을나타낸다. 대리키로서는간단한인공적인식별코드라면어떤것도가능하나, 최근에는지형지물전자식별자 (Unique Feature Identifier: UFID) 를사용하여모든지형지물에부여하는논의가진행되고있다. 지형지물전자식별자는좌표체계에의한셀단위로부여하며한번적용된식별자는재사용하지않는고정적개념의번호부여체계이다. 지형지물전자식별자는확인및버전코드, 지형지물구분, 관리기관등총30자리로구성된다. 5. 맺는말 지적, 또는필지데이터는국민의재산과관련된중요한데이터로서타분야에서활용도가높은데이터이다. 또한현재구축되어있는 GIS데이터들과비교해보면, 필지데이터는가장입출력단위가낮고정밀한데이터이므로타분야와의연계가필요한데이터이다. 한편건축물정보역시토지행정, 등기, 재세정등그활용도가높으며, 특히지적데이터와의연계된사용이많다. 그러나국내개발되어있는지적및건축물관련시스템들은이러한통합에대한고려가없이구축되어왔기때문에많은데이터가중복하여관리되고있으며, 상호간에데이터구조와형식도다른경우가많아지적과건축물데이터간의연계가필수적이다. 본연구는지적과건축물데이터의연계방안을개체관계모델기법에근거하여제시하였다. 이두개의개체는다대다의관계를가지므로두개체의키로이루어진연관테이블이필요하다. 또한지적과건물은서로다른시스템에서상호교환을전제로구축하지않았기때문에상호연계를위해서는표준화된키를사용하는것이필요하다. 최근에는모든지형지물에대해표준화된값을부여하기위해지형지물전자식별자 (UFID) 를사용하는방안도제시되고있다.
본고에서제시한데이터수정, 또는재설계에의한방안은시스템변경이불가피하므로비용이많이든다는단점이있으나장기적으로는자료의무결성, 일치성등으로인해유지관리비용이적게든다는점과여러시스템에서접근성을향상시켜자료공동활용면에서도용이하다는장점도가지고있다. 참고문헌 2002. 건설교통부. 국가 GIS 통합 Data Model 확립연구 2004. 건설교통부부동산관련정보화연계, 통합방안연구 2004. 건설교통부토지 DB 공동활용촉진을위한토지이용계획관련제도정비방안연구 2004. 행정자치부, 건설교통부한국토지정보시스템 (KLIS) 완료보고서