TRANUS(Integrated Land Use and Transport Modeling Systems)7)는 베네주엘라의 de la Barra 박사가 운영하는 회사인 Modelistica에서 개발한 시스템이다. 1982년 개발 이후 여러 기능이 추가되면서 미국, 유럽뿐만 아니라 남미, 일본 등의 지역 에서 활용되고 있다. TRANUS를 활용한 도시들은 볼티모어, 보고타, 브뤼셀, 브 에노스아이레스, 멕시코시티, 스윈든, 삿포로 등이다.
웹에서 무료로 다운받아 누구나 사용 가능하나 소스코드(source code)를 공개 하지 않는 특징이 있다. 토지이용 정책 및 교통정책을 수립, 시행함으로써 예상 되는 다양한 효과와 영향력을 분석하기 위해서 토지이용과 교통흐름과 환류를 통한 동태적 시뮬레이션 수행 모형의 특성을 갖는다. 전문적 계획가를 위해 고안 된 토지이용-교통모형을 통합한 모형로, 제안된 정책에 반응하는 인간의 행동을 시뮬레이션하고, 그 행동의 입지에 따라 발생되는 토지이용 변화 및 교통과 토지
7) http://www.modelistica.com/gral_description.htm의 내용을 수정․보완한 것이다.
이용간의 상호작용을 예측하는 기능으로 구성된다.
유형별 활동입지 및 토지소비․통행경로․교통수요량․총 통행시간 및 평균 통행시간․거리․비용․교통수입․유지비용 등 다양한 교통 변수들에 대한 예 측이 가능하다. 예측을 통해 도시 및 지역개발, 특정 프로젝트의 영향, 신도로 개 선, 통행시스템, 고속도로 요금, 혼잡통행료, 철도, 항구, 공항시설 등의 영향분석 에 유용하다. 도시 및 지역단위에서 토지이용과 교통을 통합한 여러 시나리오들 의 결과를 비교․분석하는데 유용하며 국가적 차원에서도 적용가능하다.
TRANUS의 핵심요소는 활동체계와 교통체계이며, 전체적 구조는 <그림 2-9>
과 같이 토지이용모형과 교통모형이 상호작용하는 통합된 시스템이다. 토지이용 모형과 교통모형의 두 체계는 서로 환류하면서 시계열에 따른 분석과 예측이 가 능하도록 작동되는 역학적 시스템이다. 토지이용모듈은 공간적 투입-산출모형을 토대로 활동과 입지의 상호작용을 시뮬레이션한다.
<그림 2-9> 활동체계와 교통체계의 역학관계
출처: http://www.modelistica.com/gral_description.htm에서 수정․보완
Swindon시는 TRANUS를 활용하여 에너지 소비량에 기초한 토지이용과 교통 모형을 통합시킨 프로젝트를 수행하였다. 2016년 시점의 예측을 위해 사용된 기
준연도는 1991년이었다. 도시가 성장함에 따라 토지수요가 증대하고, 수요가 증 가할수록 부동산 개발업자들은 시장의 가격 메커니즘에 따라 새로운 토지나 건 물을 개발하게 되며, 이에 따라 통행수요도 영향을 받을 것이라는 가정에 기초하 여 4개의 시나리오를 구상하였다. 각각의 시나리오에 따른 결과를 도출한 후 그 결과를 비교하여 정책들을 평가하는데 사용되었다.
4) What-If
What-If8)는 1996년 설립된 What-If사의 대표인 Kolsterman 교수가 ArcGIS를 이 용하여 개발한 상용시스템이다. What-If는 특정 지역에 적용된 응용시스템이라기 보다는 패키지툴(package tool)의 성격이 강하다. 이 시스템은 시나리오를 기반으 로 토지이용배분을 위한 시뮬레이션을 지원하는 계획지원체계이다. What-If는 상 주인구와 고용인구에 근거한 토지수요량을 산출하고, 적합도 분석요인 자료에 근거하여 용도별 토지수요량을 산출한 후 입지배분 시나리오를 바탕으로 토지의 용도별 입지를 배분한다(<그림 2-10>). 상주인구 및 경제인구의 변화와 정책 적 용에 따른 미래의 토지이용이 어떻게 배분될 것인가를 시뮬레이션하는 시스템으 로, 미래에 대한 단 하나의 “정확한 예측”이 아닌 다양한 시나리오에 기반한 “다 양한 범위 예측”을 추구한다.
시스템의 주요기능은 상주인구 및 경제인구 변화 추정, 용도별 토지수요 예측, 용도별 토지적합도 분석, 용도별 토지입지배분 등이 있다. What-If 시스템에서는 GIS가 계획과정을 지원하는 핵심적 도구로 사용된다. What-If는 도시의 종합적 시뮬레이션모형이라기 보다는 토지용도배분을 위한 분석도구의 특징이 강하며, 사용자 지향적인 시스템의 설계로 다양한 시나리오를 입력하여 다양한 결과를 얻게 도와주는 장점을 가진다. 하지만 GIS만으로는 시뮬레이션 과정을 지원하는 데 한계가 있으며, 계량모델이나 시각화기법을 통합하여 계획수립 및 평가를 지
8) http://www.what-if-pss.com
원하는 통합적 부분에서의 약점을 가지고 있다.
Allocation model Allocation model 상주인구(가구,주택)
산업별 고용인구
용도별 적합도 분석 결과 주거 및 산업별
토지 수요 추정치
적합도 분석 요인 데이터
입지배분 제어 변수 데이터 입지배분 시나리오
용도별 입지 배분 용도별 입지 배분 Growth model
Growth model Suitability modelSuitability model
수요 시나리오 적합도 시나리오
<그림 2-10> What-If 시스템의 분석과정
What-If는 정책적 개입의 유무에 의해 미래를 다양하게 시뮬레이션한다. 정책 적 개입이 없는 경우에는 수요변화에 따른 적합도 분석의 결과를 기초로 토지이 용배분을 결정하고, 기반시설 투자나 토지이용규제와 같은 정책이 개입될 경우 에는 입지배분시나리오에 따라 토지이용이 어떻게 배분될 것인가를 탐색한다.
What-If는 성장컴포넌트(growth component), 적합도컴포넌트(suitability component), 그리고 배분컴포넌트(allocation component)로 구성된다. 성장컴포넌 트는 토지수요의 기초가 되는 가구(인구) 및 산업별 경제인구 성장에 대한 시나 리오를 작성하여 원단위에 적용한 토지수요를 추정한다. 경험데이터를 이용하여 미래의 변화를 추정하는 방식과 사용자가 미래의 변화를 지정하는 방식으로 구 분되며, 두 경우를 모두 합산한 수만큼 시나리오의 이용이 가능하게 구성된다.
적합도 컴포넌트는 입지적합도에 관계되는 요인과 요인간의 가중치 및 요인별
점수 부여 방식을 통한 시나리오 작성 후에 각 위치의 적합도에 대한 점수를 산 출한다. 배분컴포넌트는 토지수요를 상대적 적합도 및 시나리오에 따라 입지배 분한다.
5) 제주도 중산간보전지역관리시스템
제주도 중산간보전지역관리시스템(제주도․국토개발연구원, 1997)은 제주도 중산간지역에 대한 공익적 기능의 지속적 유지와 자연환경 보전의 필요성에 의 해 구축되기 시작하였다. 중산간지역의 환경특성에 근거하여 합리적인 보전․이 용 방안에 목적을 두고 있으며, 토지 및 환경관련 종합정보체계 구축의 일환으로 보전지역관리시스템을 구축하였다. 중산간보전지역관리시스템은 지역계획과 지 역개발 및 환경보전관련 업무를 지원하는 시스템이다(제주도․국토개발연구원, 1997). 보전지역관리시스템은 제주도 전역을 대상으로 현황조사에 기반한 자료 를 축적하고 GIS를 이용하여 중산간지역의 보전 및 이용계획수립을 지원해주는 업무중심의 공간의사결정지원체계라 할 수 있다.
현황조사는 자연․인문․지하수․경관환경 등 총 15개 항목의 42개 세부항목 으로 구분하여 실시되었으며, 문헌조사, 주민특성에 대한 설문조사와 현장조사 및 수치지도와 항공사진에 대한 분석 자료가 이용되었으며, 토양의 특성에 대한 실내실험조사 자료가 이용되었다. GIS 구축 대상 자료로 수치지도 및 토지이용 현황도가 사용되었고, 대량의 데이터를 효율적으로 운용하기 위해서 자료를 주 제도별로 일정단위의 크기로 나누어 자료를 관리하였다. 라이브러리의 기본단위 는 격자형이나 비정형이 사용될 수 있으나, 격자형 타일(tile)을 기본구조로 하여 구축되었다.
중산간보전지역관리시스템은 방대한 수치자료와 도면자료를 효율적으로 관리 하고, 구축된 수치자료 및 도면자료의 분석을 통해 보전 및 이용계획수립의 기능 을 제공하며, 지역개발 및 환경보전의 관련 업무를 지원하기 위해 분석응용시스 템을 구축하였다. 분석응용시스템의 구성요소는 자료관리, 자료출력, 자료조회,
자료편집 등의 자료관리시스템과 자료분석을 위한 분석시스템, 업무지원시스템 의 주요 3가지 기능으로 나뉜다.
자료관리시스템의 자료관리는 구축된 데이터베이스의 관리를 위하여 자료관 리, 라이브러리관리, 수치지도 추출, 자료사전, 응용프로그램 보기 등의 기능을 제공한다. 자료출력은 이미 구축되어있는 단일주제도를 출력하거나, 여러 가지 주제도를 중첩하여 출력할 수 있는 메뉴를 제공한다. 자료조회는 화면상에서 특 정 주제도의 속성을 조회하거나, 거리를 측정하는 기능과 논리조회 연산식을 통 하여 특정조건을 만족하는 지역을 선택하는 기능을 제공한다. 자료편집은 자료 관리자 및 시스템 관리자가 권한을 가지고 있는 데이터베이스를 수정할 수 있는 기능을 제공한다. 자료분석시스템은 지형분석, 보전지역분석, 소유역분석, 최적 경로선정 및 적지분석의 기능을 제공한다. 업무지원시스템은 지하수관정 관리, 수역 및 유역관리, 토지특성조회, 개발의뢰지역 조회 등의 업무지원기능을 제공 한다.
이상의 특성에서 살펴보았듯이, 중산간보전지역관리시스템은 지리정보체계를 기반으로 의사결정지원체계와 업무지원시스템을 연계한 제주 중산간지역에 특 정적인 공간의사결정지원체계로 정의할 수 있다.
6) 토지적성평가
토지적성평가(채미옥․김정훈, 2003)는 토지의 환경․생태적 특성, 물리적 특 성, 공간입지적 특성을 종합적으로 고려하여 개별 토지가 갖는 환경적이고 사회 적인 가치를 과학적으로 평가하는 공간의사결정지원체계이다. 토지적성평가는 보전할 토지와 개발가능한 토지를 체계적으로 판단하여 도시관리계획을 입안하 는 단계에서의 기초자료로 사용된다. 토지적성평가의 목적은 전국토의 “환경친 화적이고 지속가능한 개발”을 보장하고 개발과 보전이 조화되는 “선계획․후개 발의 국토관리체계”를 구축하며, 대도시주변의 난개발을 방지해 개발과 보전의 조화를 유도하고, 도시관리계획 입안을 위한 합리적 근거를 제공하는 것이다(국
토의계획및이용에관한 법률 제27조제3항 및 시행령 제21조).
토지적성평가는 필지 및 격자단위로 분석되며, 도시관리계획 입안권자(건설교 통부장관, 시·도시자, 시장·군수) 및 도시관리계획 입안 제안자(주민 및 이해관계 자 등)에 의해 사용되고 있다. 지자체의 전산환경과 담당자의 전문성 측면에 비 추어 GIS기법과 고급통계 등을 이용한 토지적성평가기준의 현장적용이 쉽지 않 다는 판단하에 토지적성평가 표준그램이 개발되었다. 이 프로그램은 상용도구인 ArcGIS를 이용하여 개발되었으며, ArcGIS 라이센스를 보유한 전국 지자체에 무 상배포되고, 토지공사가 지속적으로 유지․관리하고 있다. 토지적성평가 표준프 로그램은 2003년 1월에 개발이 시작되었고, 2005년 6월에 버전4.0의 프로그램이 전국지자체에 배포되었다. 토지적성평가 표준프로그램은 평가의 대상에 따라 평 가체계I과 II로 구분된다. 평가체계I은 관리지역을 보전․생산․계획관리지역으 로 세분하는 전국 지자체에서 수행되고 있다. 평가체계II는 일정한 지역·지구 안 에서 도시계획시설을 설치하기 위한 계획을 입안하고자 하는 경우나 정비사업에 관한 계획 또는 지구단위계획을 수립해야 하는 경우에 수행되고 있다.
토지적성평가의 지표는 개발적성, 농업적성, 보전적성의 세 가지 유형으로 분 류되며, 각각의 지표는 물리적 특성, 토지이용특성(환경․생태학적 특성), 공간적 입지 특성으로 나뉜다. 토지적성평가의 지표 표준화를 위해 면적비율에 의해 추 출하는 방법, 중력모형을 이용하는 방법, 퍼지(Fuzzy)를 이용한 방법이 사용되었 다. 산출된 토지적성값은 5개의 등급으로 분류되며, 1등급의 상위등급은 보전적 성이나 농업적성이 상대적으로 높으며, 5등급의 하위등급은 개발적성이 상대적 으로 높다는 것을 의미한다.
토지적성평가 표준프로그램에 사용되는 자료는 크게 지적도, 지형도, 주제도 로 나뉜다(<표 2-2>). 수치지도 이외의 속성자료로는 개별공시지가, 국공유지 전 산자료 및 각종 대장자료가 사용되었다. 도시관리계획 입안권자는 토지적성평가 를 위해 구축한 기초자료 및 평가결과를 체계적으로 관리하고, 평가결과는 도시 관리계획수립을 위한 기초자료로 활용된다. 또한, 도시관리계획과 동시에 도시 기본계획을 수립하는 경우에 토지적성평가의 결과가 활용되고 있다.