초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 연구

임시영(연구책임) 국토연구원 책임연구원

사공호상

국토연구원 선임연구위원

오창화

국토연구원 연구원

안종욱(외부연구진) 안양대학교 교수

유재준(외부연구진) 한국전자통신연구원 책인연구원

국토연구원 (Korea Research Institute for Human Settlements) 국토연구원은 국토자원의 효율적인 이용·개발·보전에 관한 정책을 종합적 으로 연구함으로써 국토의 균형발전과 국민생활의 질 향상에 기여하기 위하여 1978년 설립되었다. 설립 이래 지속가능한 국토발전, 개발과 보전의 조화, 주택과 인프라시설 공급을 위한 연구를 수행함으로써 아름다운 국토를 창조하여 국민의 행복을 향상하기 위해 노력해왔다. 국토연구원은 국토개발과 보전뿐만 아니라 국가의 경제 발전과 국민의 삶의 질 개선에도 임시영 외

초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 연구

Geospatial Information Strategies for the Hyper-connected Smart City

초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 연구

Geospatial Information Strategies for the Hyper-connected Smart City 기본 |

18-24

2018년도 연구보고서 목록

•2040 국가간선도로의 미래상 연구

•4차 산업혁명 시대의 지역발전을 위한 스마트 규제 추진전략

•4차 산업혁명 시대의 혁신기업을 위한 입지정책 연구

•4차 산업혁명에 대응한 공간데이터 거버넌스 발전방향

•SOC 예산의 효율적 투자규모 및 경제적 파급효과 분석 연구

•갈등 해소 및 분쟁 조정을 위한 집합건물 관리체계 선진화 방안 연구

•건설 산업 빅데이터 활용 기반구축 기초 연구

•건설기술 변화에 대응한 건설인력정책 연구

•경기북부 접경지역의 균형개발을 위한 종합 발전구상과 실천방안 연구(I)

•고용중심지 특성 분석을 통한 도시경쟁력 강화방안 연구

•공동주택 품질향상을 위한 주택분양제도 개선방안 연구

•공업지역 특성분석을 통한 도시활력 제고방안

•공유주택 공급을 위한 최저주거기준에 관한 연구

•교통비용을 고려한 주거부담지표 개발 및 활용방안 연구

•국공유지의 효율적 이용을 위한 국토정보 연계 활용 방안

•국민소통시대의 동적 국토모니터링 리포트 구축 방안 연구

•국토 균형발전 분석과 예측을 위한 기초연구

•국토·도시 분야 개발협력사업 성과관리를 위한 지표 개발 연구

•국토계획 평가기준에 관한 제도 개선 연구

•국토발전의 전개과정 및 의의(1978~2018)

•남북 교류협력을 위한 교통인프라 사업 추진 전략 연구

•남북한 교류 활성화를 위한 국토부문 협력 방안 연구

•대도시권 관리에 관한 국제협력방안 연구

•도시 침수지역 및 영향권 분석을 통한 재난안전 정책지원 시스템 구현(III)

•도시경제기반형 젠트리피케이션 지표 개발 및 활용방안 연구

•도시재생 뉴딜의 전략적 추진방안

•도시재생사업의 협동조합 참여 확대방안 연구

•도시지역 일반국도의 국가간선도로 기능 강화 전략 연구

•도심활성화에 따른 주택시장 영향과 정책과제

•모바일 빅데이터를 활용한 기종점통행량 구축 및 활용방안 연구

•미래 여건변화에 대응한 도시계획체계 재정립방안 연구

•부동산시장 안정을 위한 주택공급 및 재고주택 관리방안 연구(I)

•분권형 국가균형발전의 실천 전략 연구

•사회적경제 활성화를 위한 지역기반 자산관리조직 도입 방안 연구

•산업단지 정주환경 분석 및 제도 개선방안 연구

•산지의 효율적 활용을 위한 산지구분기준 재정립 방안 연구

•소비자 보호를 위한 비주거용 부동산 분양제도 개선방안

•스마트 국토·도시 관리를 위한 인공지능기술 도입방안 연구

•스마트시티 유형에 따른 전략적 대응방안 연구

•스마트시티 활성화를 위한 통신분야 제도개선 연구

•인프라·도시개발 연계 투자개발형 해외건설 활성화 전략

•일자리 창출형 도시재생 전략

•임차가구 주거지원 정책 간 연계성 향상 방안 연구

•자율주행차 상용화를 고려한 도로부문 대응과제

•재난 피해 저감을 위한 방재도로 구축 방안 연구

•저성장시대 소멸위기 도시근린지역의 유형별 대응방안 연구

•저성장시대에 대응한 도시·지역계획 수립의 합리화 방안 연구

•종합부동산세 개선에 따른 부동산시장 영향 분석

•주택자재 유통산업 일자리 창출을 위한 셀프/주문 빌딩 활성화 방안 연구

•중장기 부동산시장 전망과 안정적 시장관리를 위한 정책방안 연구(I)

•지능형 공간정보 활용을 위한 블록체인 도입방안 연구

•지방분권시대에 대응한 지방자치단체 공간정보역량 혁신 전략

•지방중소도시의 스마트 모빌리티 구축 방안 연구

•지속가능한 국토발전을 위한 토지이용변화 모니터링 방안 연구

•지역 포용성 진단 및 정책적 활용방안

•지역간 격차 해소와 지속가능한 물공급을 위한 상수도요금체계 개선 연구

•지역발전을 위한 유휴·공공시설의 효율적 이용방안 연구

•지역별 생활교통비용 추정 및 격차해소방안

•차세대 지능형교통체계의 효과분석체계 연구

•창업·혁신생태계 구축을 위한 산업입지 전략 연구

•초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보전략 연구

•친수지구 관리의 지능 정보화를 위한 통신 빅데이터 활용방향 연구

•컴팩트-네트워크 도시의 실천방안과 추진과제

•토지제도의 헌법적 평가와 향후 과제

•토지주택 관련 정보관리체계 개편 및 활용방안 연구

•포용도시를 위한 도시취약지역 실태와 정책제언

•포용적 국토발전을 위한 지역 SOC 투자 및 관리 방안

•한국 비공식주거지 정비정책의 중남미국가 적용방안 연구

•한반도 신경제지도 구상을 위한 기초연구

•한반도 신경제지도 구현을 위한 국토분야 전략방안 연구

초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 연구

제1장 서론

제2장 4차 산업혁명시대의 스마트시티 발전전망 제3장 초연결 스마트시티를 위한 공간정보의 역할

제4장 초연결 공간정보 시나리오 및 객체기반 공간데이터 실험 구축 제5장 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략

제6장 결론 및 향후 과제

(30147) 세종특별자치시 국책연구원로 5 (반곡동)

기본 | 18-24

 ,7 000

97 9 1 1 5 8 9 8 4 0 4 5 93300

기본 18-24

초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 연구

Geospatial Information Strategies for the Hyper-connected Smart City

임시영 외

￭ 연구진

임시영 국토연구원 책임연구원 사공호상 국토연구원 선임연구위원 오창화 국토연구원 연구원

￭ 외부연구진

안종욱 안양대학교 교수

유재준 한국전자통신연구원 책임연구원

￭ 연구심의위원

유재윤 공주대학교 교수

임은선 국토연구원 국토정보연구본부장 김미정 국토연구원 선임연구위원 김대종 국토연구원 연구위원 이재용 국토연구원 연구위원

본 연구보고서의 주요 내용

󰋎 초연결 스마트시티는 ‘도시 전반의 데이터가 모두 촘촘히 연결되어 데이터 기반의 분석과 시뮬레이션을 통해 도시 문제 해결 솔루션을 제공하는 도시’를 의미함

󰋏 스마트시티를 초연결 스마트시티로 발전시키기 위해 도시 내 공간과 사물을 가상으로 구 현한 디지털트윈과 현실 데이터를 가상환경에 연결하는 사이버물리시스템이 필요함

󰋐 초연결 스마트시티를 구현하려면, 디지털 가상공간 구축 뿐 아니라, 데이터의 연결 및 운 용을 위한 공간정보 기반 스마트시티 플랫폼 운영, 공간정보 분야의 장기적 발전을 위한 활용기반 강화 전략 등이 필요함

본 연구보고서의 정책제안

󰋎 (초연결 스마트시티의 新프레임워크 설정) 현실도시와 가상도시를 연결하는 초연결 스마 트시티 동기화를 위한 디지털트윈공간(DTS) 프레임워크의 표준화 및 확대 추진

󰋏 (초연결 스마트시티 공간정보 전략1 – 디지털 가상공간 구축) 객체기반의 3D 공간정보 구축, 3D 공간정보의 모듈화를 중심으로 가상공간을 구현

󰋐 (초연결 스마트시티 공간정보 전략2 – 공간정보 기반 스마트시티 플랫폼) 스마트시티 데이 터들을 연결하고 동기화, 스마트서비스를 위한 공간분석을 강화하여 공간정보 기반 스마 트시티 플랫폼 운영

󰋑 (초연결 스마트시티 공간정보 전략3 – 공간기반 활용기반 강화) 3D 구축에 대한 비용 산 정 체계 구축, 공간데이터 및 서비스 거래시장형성 등의 활용기반 강화와 지방정부 중심의 협력적 거버넌스 조성

주요 내용 및 정책제안

FINDINGS & SUGGESTIONS

1. 연구의 개요

□ 연구의 배경 및 필요성

∙ 국토교통부는 2017년 ‘공간정보 R&D 혁신로드맵’을 수립하는 등 장기적 관점 에서 초연결 사회에 대응하기 위한 공간정보의 발전방향을 모색 중임

∙ 공간정보 분야는 자율주행차, 실내 내비게이션, 드론 등에서 필요로 하는 정밀 도로지도, 실내공간정보, 3차원 격자지도를 개발하는 등 구축 중심에서 활용중 심으로 변화 중임

∙ 4차 산업혁명으로 초연결 사회와 스마트시티가 부각되면서 공간정보 분야 역시 이에 대응할 수 있도록 기존과 다른 역할을 할 수 있어야 함

∙ 스마트시티는 모니터링, 공급자 중심에서 참여형, 데이터 중심으로 발전하고 있으며 공간정보는 이렇게 변하는 스마트시티의 핵심 인프라로 떠오르고 있음

∙ IoT와 Big data로 일컬어지는 초연결 기술을 바탕으로 스마트시티는 초연결 스 마트시티로 발전할 것으로 예측되며, 공간정보 분야도 이에 대한 준비가 필요

∙ 이에 초연결 스마트시티로 발전하기 위한 공간정보의 역할을 선제적으로 정 립하는 것이 필요

□ 연구의 목적

∙ 초연결 스마트시티로 도약하기 위한 공간정보의 역할을 제시하고 이를 달성하 기 위한 전략을 마련하는 것이 연구의 목적임

∙ 초연결 스마트시티 개념과 구성요소, 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 역할, 시나리오와 실험 구축을 통한 현재 수준 진단, 초연결 스마트시티를 위한 공간정보 전략과 추진과제를 도출

∙ 사공호상 외(2017)에서 다루었던 지능정보사회에 대비한 공간정보 미래전략의 연장선상에서, 스마트시티의 핵심플랫폼으로서 공간정보의 발전 전략을 제시

요 약

SUMMARY

□ 연구 범위 및 방법

∙ 내용적 범위는 스마트시티 발전과 그에 따른 공간정보의 역할 점검, 성공적인 역할 수행을 위한 전략 제시임

∙ 연구 방법으로 스마트시티에서 공간정보의 역할 변화검토를 위한 문헌연구, 초 연결 스마트시티의 공간정보 역할을 확인하기 위한 시나리오 분석, 현재 수준 을 점검하기 위한 공간데이터 실험 구축 수행

∙ 연구의 핵심 내용은 다음과 같음

- 스마트시티가 초연결 스마트시티로 진화할 것으로 전망하고 초연결 스마트 시티의 특징과 구성요소를 도출

- 스마트시티의 공간정보 활용 현황을 확인하고 초연결 스마트시티에서 공간 정보의 역할을 재조명

- 초연결 스마트시티의 시나리오를 제시하고 해당 범주 내에서 실험 구축을 수행하여 공간정보 발전방향을 모색

- 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략과 과제 및 기대효과를 제시

출처 : 저자작성 그림 1 | 연구 핵심 내용

□ 선행연구와 차별성

∙ 선행연구로는 ‘초연결 사회의 도래와 사이버물리시스템’에 관련된 연구와 ‘지 능정보사회에 대응하는 공간정보 전략’에 관한 연구로 크게 구분됨

∙ 초연결 사회 및 사이버물리시스템에 대한 연구는 초연결 사회가 도래함에 따라 분야별 또는 사회 전반에 걸쳐 사이버물리시스템의 가치와 역할에 대해 논의함

∙ 지능정보사회에 대응하기 위해 미래 공간정보 전략은 현실세계를 그대로 가상 세계로 옮기는 DTS(Digital Twin Space)의 구현이 필요하다고 제안함

∙ 이번 연구는 스마트시티에 초점을 맞추어 초연결 시대에 기대되는 스마트시티 의 발전을 전망하고, 이를 위한 공간정보의 역할과 전략을 제시한다는 점에서 선행연구들과 차별됨

□ 연구의 기대효과

∙ 스마트시티 측면에서는 공간정보 기반 플랫폼을 중심으로 초연결의 개념을 스 마트시티에 적용하여 스마트시티의 새로운 도약을 견인할 수 있음

∙ 공간정보 측면에서는 3D 공간데이터 구축 방식의 변화를 시도하고 도시의 사이 버물리시스템을 구현하기 위한 도전으로, 공간정보 분야의 장기적 발전 방향을 제시하는데 의의가 있음

2. 4차 산업혁명과 스마트시티

□ 스마트시티 정책의 발전 과정

∙ 스마트시티를 바라보는 관점은, 4차 산업혁명을 선도하는 공간이자 통합플랫폼 으로 보는 기술혁신의 관점과 당면하고 있거나 당면하게 될 도시문제를 효과적 으로 해결하는 방안으로 보는 도시문제 해결의 관점으로 구분할 수 있음

∙ 기술혁신의 집적공간으로서 스마트시티를 보면, 중국, 인도, 세종, 부산 국가 시범단지처럼 국가의 첨단 정보통신기술 역량을 집중하여 4차 산업혁명의 혁신 성장 동력으로 국가전략적 차원에서 스마트시티를 추진

∙ 도시문제 해결을 위한 관점에서 스마트시티를 보면, 지자체를 대상으로 ‘스마 트시티 통합 플랫폼 사업’, ‘스마트시티 실증사업’ 등을 통해 심화되고 있는 도

시문제를 해결하고 양질의 서비스를 제공하는 방안으로서 추진 중임

∙ 전 세계의 도시들은 앞 다투어 스마트시티 사업을 추진하고 있으며, 정부는 스 마트시티 사업을 통해서 국가의 경쟁력을 높이고자 노력하고, 민간기업은 스마 트시티에서 새로운 사업 기회를 만들고 이를 통해 일자리를 창출하고자 함

∙ 도시의 사이버물리시스템을 구현하기 위해서는 도시환경을 그대로 재현하는 3 차원 공간정보 기반의 디지털 트윈이 필요하므로 스마트시티 구현이 가속화될 수록 공간정보에 대한 수요도 크게 늘어날 것으로 전망

□ 기술발전과 스마트시티의 변화

∙ IoT를 비롯한 초연결 기술은 4차 산업혁명의 핵심으로 스마트시티의 발전에도 큰 영향을 미치고 있음

∙ 데이터의 수집, 저장, 분석, 피드백의 기술발전 관점에서 보면, 향후 스마트시 티는 정보의 분석과 응용, 현실과 가상의 연계, 분석/시뮬레이션 결과를 바탕으 로 현실제어가 가능한 초연결 스마트시티로 발전할 것임

출처 : 임시영. 2018. 스마트시티와 디지털트윈-역할/문제점 및 과제. 디지털트윈 활용 및 표준화 워크숍.

그림 2 | 기술발전에 따른 스마트시티의 진화

□ 도시에서 초연결의 방향

∙ 데이터 간 연결 : 초연결 시대에는 대부분의 객체에 센서를 부착하여 지적 능력 을 극대화할 것으로 예상되므로 데이터 간 연결과 연계가 매우 중요한 과제임

∙ 행정 및 서비스 분야 간 연결 : 도시는 행정 목적이나 서비스 단위로 구분되므 로 분야 간 이종데이터의 연결이 어려운 실정임. 분야와 부문 간 데이터를 연계 하고 통합⋅활용해야 진정한 스마트시티를 구현할 수 있음

∙ 현실세계와 가상세계의 연결 : 도시의 사이버물리시스템 구축을 위해 현실세계 와 동일한 가상세계를 구축하고, 현실의 데이터를 가상세계로 연결하여 모니터 링, 분석, 예측, 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 현실세계에 반영해야 함

□ 초연결 스마트시티의 개념과 필수 요소

∙ 초연결 스마트시티는 ‘도시의 전반적인 데이터가 촘촘히 연결되어 데이터 기반 의 분석/시뮬레이션을 통해 도시 문제를 해결하는 솔루션을 제공하는 도시’임

∙ 초연결 스마트시티는 실시간 또는 준실시간의 데이터 수집 및 획득, 다양한 센 서를 통해 수집된 데이터의 연계 및 융복합 활용, 빅데이터에 내재된 가치 창 출, 도시 내 데이터의 융합⋅활용을 위한 협력적 거버넌스 등이 필수임

출처: 저자작성

그림 3 | 초연결 스마트시티로의 발전 방향

3. 초연결 스마트시티를 위한 공간정보의 역할

□ 스마트시티 공간정보 활용 사례와 시사점

∙ 기존의 통합관제센터에서는 바탕지도 위에 CCTV, 주요 지형지물, 시설물 등 의 위치를 표시하거나 교통 흐름을 모니터링 하는 낮은 수준의 GIS 기능을 활용

∙ 싱가포르에서는 3차원으로 가상공간을 만들어서 도시 전체를 모니터링하거나 문제를 분석하고 해결방안을 모색하는 협업플랫폼으로 활용하고 있음

∙ 국내에서는 공간정보가 스마트시티에 적용할 수 있을 거라 기대하지만 추가로 구축해야 하는 대상이라 여기는 반면, 해외에서는 플랫폼의 역할을 하거나 공 간정보를 기반으로 서비스의 연계가 가능할 것으로 본다는 점에서 차이가 있음

□ 스마트시티의 공간정보 활용 현황과 전망

∙ 스마트시티를 구현하는데 있어 공간정보의 역할과 중요도는 보는 관점과 입장 에 따라 다르게 나타나고 있음

∙ 스마트도시협회에서 제시하는 스마트시티의 개념도를 보면 통합관제가 중심이 며 이는 곧 스마트시티 통합 플랫폼에서 GIS는 단순히 정보의 표출, 관제화면 의 바탕지도로 활용하는 수준을 의미

∙ 그러나 IoT 기반의 스마트시티 플랫폼의 관점에서 보면 분석과 모델링, 시각화 와 의사결정 지원 등이 중요한 레이어로 존재

∙ 스마트시티를 구현하는데 있어 데이터의 중요성이 점점 커지고 있는 점을 고려 할 때 데이터를 효과적으로 수집, 저장, 관리, 분석 할 수 있는 수단인 GIS의 활용 가능성은 매우 커질 것으로 예상

□ 초연결 스마트시티를 향한 공간정보의 역할

∙ 하드웨어, 소프트웨어, 데이터, 사람, 활용 등의 전통적인 GIS 구성요소와 연 결 및 소통을 결합하면 스마트시티를 위한 GIS 프레임워크가 될 수 있음

∙ 초연결을 통한 데이터의 수집능력을 높이고, 분석결과를 시각화 한 후 이를 활 용하여 이해관계자와 소통하는 스마트시티를 구현할 수 있음

∙ 도시의 운영과 관리 현황을 직관적으로 이해함으로써 문제가 발생하면 빠르게 대응하고 이해 관계자가 쉽게 협업하는 것이 스마트시티의 핵심 중 하나임

∙ 시각화를 통한 공간적 직관력을 제고하면 기존의 ‘칸막이식’ 도시 관리를 벗어 나 이해 관계자가 참여하는 ‘공유된 시스템’으로 전환할 수 있음

∙ GIS를 활용한 스마트시티 구현 단계로 ① 도시의 자연 및 인공적 구성요소를 모 델링, ② 도시 운영에 필요한 가상공간으로 전송하는 센싱 레이어 구축, ③ 분 석환경 개발, ④ 시각화, ⑤ 이력데이터와 실시간 데이터 분석에 기반한 최적화 와 안전관리를 제시(Isam Shahrour,2018, 그림 4 참고)

∙ 공간정보는 4차 산업혁명의 핵심으로 부상하고 있는 자율주행자동차, 드론, 로 봇 등과 함께 그 중요성과 기능이 재조명되고 있음

∙ 센서를 통해 공간상황을 인지하여 움직이는 자율이동체는 정확하고 정밀한 지 도와 GPS가 필수이며, 도시의 사이버물리시스템을 구현하기 위해서는 도시환 경을 그대로 재현하는 3차원 공간정보 기반의 디지털 트윈이 필요

∙ 따라서 스마트시티 구현이 가속화될수록 공간정보에 대한 수요도 크게 늘어날 것으로 전망됨

출처 : GIM. https://www.gim-international.com/content/article/use-of-gis-in-smart-city-projects 에서 재작성 (2018년 12월 9일 검색)

그림 4 | GIS를 활용한 스마트시티 구현단계

4. 초연결 공간정보 활용 시나리오 및 객체기반 공간데이터 실험 구축

□ 공간정보 전략 도출을 위한 시나리오

∙ 초연결 스마트시티에서 제공 가능한 서비스 시나리오를 통해 공간정보가 어떻 게 구축되어야 하는지 필요한 것이 무엇인지를 확인하고 이를 전략 도출에 활용

∙ 공간정보 구축 측면에서 보면 다음사항이 필요

- 건물 외벽을 창/벽/난간으로, 실내를 층/셀/호실로 구분하여 구축 - 각각의 구성요소에 구별가능한 아이디(ID)를 부여

- 구성요소를 결합하여 전체 구성 할 수 있어야 함 - 구성하고 있는 공간은 실제 관계대로 표현 되어야 함

- 대피 시작점, 경로 선택을 위한 교차점, 도착점 등의 구분하는 것이 필요

∙ 정보의 연결 측면에서 보면 다음 사항이 필요 - 적정한 위치에 센서를 설치하고 정보를 수집

- 수집된 정보는 실시간 또는 특정 주기로 별도 DB 저장해야함

- 별도 DB에 저장된 값은 위치값과 연결하여 속성으로 반영되어야 함,

- 이를 위해서는 공간정보 구축시 센서를 해당 공간과 연결해야 하며 공간과 센서정보가 동기화, 분야 간/ 유관기간 간 연결이 필요함

- 또한 구성요소는 각각 필요한 정보를 속성으로 연결해야 함 - 건물의 내부와 외부가 연결되어야 함

∙ 분석 및 활용 측면에서 보면 다음 사항이 필요

- 거리 등을 계산하여 최적 경로를 산출(외부 제약 포함)할 수 있어야 함 - 화재의 전파를 알기 위해서는 공간 구조, 벽체, 내장재 등의 특징에 따른 화

재의 전파 속도를 예측할 수 있어야 함

- 창에서부터 특정 지점까지 경로를 계산하고 제공할 수 있어야 함

∙ 시나리오별로 필요한 기능이 다르므로 공간정보를 각기 다른 형태로 구축, 연 결, 활용해야 해야 함

∙ 따라서 공간정보를 어떻게 구축하고 활용할 것인가를 결정하기 위한 첫 걸음은 어떤 서비스를 제공할 것인가/어떤 기능이 필요한가를 확인하는 것임

□ 실험 구축 방향과 시사점

∙ 시나리오와 그에 따른 공간정보의 역할을 확인하기 위하여 공간정보가 어떻게 구축 되어야 하는지 실험적으로 구현

∙ 2차원 CAD 도면을 활용하여 3차원 건물 모델링 수행, 3차원 지형데이터 결합

∙ 건물 구성요소별 데이터 구축, 활용데이터 제약, 일반화된 기술의 부재, 속도 저하 등의 구축 문제와, 센서를 통한 실시간 데이터 연결, 분석 방법, 제도 및 협력 이슈들이 부각됨

□ 시나리오 및 실험 구축의 시사점

∙ 초연결 스마트시티에 공간정보를 적용하기 위해서는 관련 서비스를 우선적으로 기획하는 것이 필요

∙ 구축 방법과 절차, 소요되는 시간과 비용, 객체화 수준 등에 대한 가이드 필요

∙ 객체화된 구성요소의 관리방식, 객체화된 구성요소의 결합방식, 건물모델링과 지형정보의 결합 등과 관련한 표준화 필요

∙ 필요한 부분만을 가시화하거나 필요한 정보에만 빠르게 접근할 수 있는 방법 등과 같이 플랫폼 운영과 관련된 기술 필요

∙ 어떤 정보를, 어떠한 주기로 수집하고, 어디에 연결하고, 어떻게 분석하고 시 뮬레이션할지를 결정해야 함

∙ 수집되는 정보들에 위치를 부여하는 등의 공간정보 관점에서 재조정이 필요

∙ 객체화된 구성요소가 더욱 많아지고, 센서정보 등의 수집되어야 하는 도시정 보가 많을 경우에는 AI나 Machine learning 기술의 도입도 고려되어야 함

∙ 우선적으로 많은 실험, 시범사업을 통해 다양한 사례를 발굴하여 객체화 수준, 구축 소요 비용, 객체화된 구성요소의 결합, 센싱정보 등의 도시정보 연결법, 위치부여, 분석방법 등을 구체화하고 이를 표준화해야 함

∙ 도시로 확장할 경우, 구성요소가 많아질 것이므로 이를 보다 효율적으로 구축, 운영하기 위한 현실적인 방법으로 민간을 적극적으로 참여하도록 유도해야함

∙ 객체화를 통한 가상공간의 구축은 BIM을 활용하는 것이 현재 시점에서 가장 유용할 것임

5. 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략

□ 전략개요

∙ 초연결 스마트시티를 위해서는, 어떻게 가상도시를 만들어야 하는지, 그리고 어떻게 현실데이터를 가상도시의 구성요소에 연결하는지, 그리고 그것을 통해 가상도시에서 무엇을 해야 하는지에 대한 전략이 필요

∙ 가상도시를 만드는 전략으로 디지털 가상공간 구축을, 현실도시의 데이터를 가상도시로 연결하고 가상도시에서 해야 하는 기능을 위한 전략으로 공간정보 기반 스마트시티 플랫폼 운영을 제시

∙ 또한 구축과 운영 전략을 원활하게 수행되기 위해 유통, 제도, 인력, 거버넌스 등 기술 외적 환경에 대한 전략 제시

출처 : 저자작성 그림 5 | 전략 개요

□ 디지털 가상공간 구축

∙ 초연결 스마트시티를 구현을 위한 공간정보 전략은 가상공간을 제대로 구축하 는 것으로 시작해야 하며 이를 위한 세부전략으로 객체기반의 3차원 공간정보 구축, 3차원 공간정보의 모듈화를 제시

∙ 객체기반 3차원 공간정보 구축 추진과제로 객체기반 스마트시티 서비스 기획, 객체화 시범사업, 스마트시티 구성요소 구조화 및 관리체계 마련을 제시

∙ 3차원 공간정보의 모듈화 추진과제로 모듈형 공간정보 결합 표준 및 결합기술, BIM/GIS 확대 및 공간정보 갱신체계 다각화, 스마트시티를 위한 공간정보 플 랫폼의 구역중심 시범구축을 제시

□ 공간정보 기반 스마트시티 플랫폼

∙ 구축된 가상공간을 실제로 운영할 수 있는 플랫폼을 위한 세부 전략으로 스마트 시티 데이터의 연결 및 동기화, 스마트서비스를 위한 공간분석을 제시

∙ 스마트시티 데이터의 연결 및 동기화 추진과제로 공간정보 통합 및 위치 중심 데이터 연결, 초연결 스마트시티 서비스별 데이터 갱신 주기 설정, 공간정보 기 반 초연결 스마트시티 플랫폼 기술 개발을 제시

∙ 스마트서비스를 위한 공간분석 추진과제로 도시문제 해결을 위한 분석기술, 스 마트시티 빅데이터 처리를 위한 공간정보 기반의 AI/Machine Learning 기법 개발을 제시

□ 공간정보 활용기반 강화

∙ 시나리오와 실험 구축 결과에서 언급되었던 제도나 거버넌스의 문제 역시 중요 하게 고려해야함

∙ 동시에 객체화된 정보를 활용하기 위한 기반 마련이 필요하므로 스마트시티 구 현을 위한 공간정보 활용기반 조성, 협력적 거버넌스 기반 조성을 세부전략으 로 제시

∙ 스마트시티 구현을 위한 공간정보 활용 기반 조성 추진 과제로 공간정보 구축 품셈/공간정보 분석 대가 기준 마련, 공간정보 데이터/서비스 거래시장 구축을 제시

∙ 또한, 공간정보 기반 스마트시티 전문인력 양성, 초연결 스마트시티 공간정보 규제환경 개선을 제시

∙ 협력적 거버넌스 기반 조성을 위해 지방정부가 중심이 되는 초연결 스마트시티 거버넌스 체계를 그림 6과 같이 제안함

출처 : 저자작성

그림 6 | 초연결 스마트시티 거버넌스

∙ 또한 이해관계자의 역할정립을 위해 그림 7과 같이 제시함

- 지자체는 시범사업을 수행하여 플랫폼과 데이터를 점진적으로 확대

- 산업계는 명확한 품셈 하에서 플랫폼 개발, 독자적 구축기술, 데이터 공간 화 등을 통해 수익을 창출

- 학계/연구계는 기술/기법 개발

- 시민은 요구사항을 개진하고 시장에 참여

- 중앙정부는 총괄관리 및 예산확보, 표준/품셈 등 제도 마련, 시범사업 등을 통한 사례의 발굴 및 확산 등의 역할에 집중하는 것이 필요

출처 : 저자작성

그림 7 | 초연결 스마트시티 공간정보 분야 이해관계자 역할 관계 예시

□ 공간정보 전략 수행의 기대효과

∙ 시민 의견이 즉시 정책에 반영되는 참여 민주주의 기반 강화, 도시 전체의 포용 성장 기틀 마련, 스마트시티 신규 서비스 발굴을 통한 경제성장, 지속가능한 발 전 토대 마련으로 공간정보산업의 장기적 발전 견인, 실질적 초연결 스마트시 티 구현에 기여, 업무 영역간 협업 및 데이터 기반 정책/의사결정 지원 등의 효 과가 기대됨

∙ 시민 의견이 즉시 정책에 반영되는 참여 민주주의의 기반 강화 : 공간플랫폼을 통해 시민들의 의견이 바로 정책이 되고 그 결과를 쉽게 확인할 수 있는 진정한 의미의 참여 민주주의 달성에 기여할 수 있음

∙ 도시 전체의 포용성장 기틀 마련 : 공간정보 플랫폼을 통해 도시 전체의 정보 가 연결되면 도시 상황을 한눈에 진단하고 이를 토대로 정책을 수립하여 결과적 으로 지역적 불평등을 해소하는데 기여할 수 있음. 공간플랫폼을 통한 자유로 운 데이터 공유 및 개방은 결과적으로 동등한 경제적 기회를 제공하는 출발점이 될 것임

∙ 스마트시티 신규 서비스 발굴을 통한 경제적 성장 유도 : 공간플랫폼 하에서 도 시정보가 모이고, 이를 민간에게 개방한다면 무수한 신규서비스가 발굴되어 데 이터 공개에 의한 경제적 파급효과를 기대할 수 있음

∙ 지속가능한 발전 토대 마련으로 공간정보산업의 장기적 발전에 기여 : 공간정 보 산업의 활용 분야가 풍부해질 것이며 이는 곧 활용 중심의 산업구조 개편으 로 이어져 궁극적으로 공간정보 산업의 장기적 발전으로 연결될 것임

∙ 실질적 초연결 스마트시티 구현에 기여 : IoT와 직접 관련된 데이터 실시간 또 는 준실시간 수집 및 획득이라는 필수요소 외 모든 요소들은 가상공간의 구축, 플랫폼의 운용, 협력적 거버넌스 구축 등 공간정보와 직접적으로 관련이 있음

∙ 업무 영역간 협업 강화 및 데이터 기반 정책/의사결정 지원 : 업무 영역 간 협업 이 가능해 지며 데이터에 기반하여 보다 빠른 의사결정이 가능

6. 결론 및 향후 과제

□ 연구의 결론

∙ 4차 산업혁명에 따른 공간정보 전략에 변화가 필요한 시점이며, 여기에 스마트 시티의 부상은 공간정보의 역할에 대한 고민을 요구

∙ 현실과 가상을 연결하는 초연결 스마트시티 동기화를 위한 공간정보의 역할 점 검을 통해 초연결 스마트시티의 새로운 프레임워크를 설정

∙ 초연결 스마트시티 도약을 위한 공간정보 전략으로, 디지털 가상공간 구축, 공 간정보 기반 스마트시티 플랫폼 운영, 공간정보 활용기반 강화를 제시

∙ 초연결 스마트시티의 가상공간 구축을 위한 디지털 가상공간 구축의 세부 전략 으로, 객체기반 3D 공간정보 구축과 3차원공간정보 모듈화를 제시

∙ 가상공간을 중심으로 초연결 스마트시티 플랫폼을 운영하기 위한 공간정보 기 반 스마트시티 플랫폼 전략의 세부 전략으로, 스마트시티 데이터 연결 및 동기 화와 스마트서비스를 위한 공간분석을 제시

∙ 전략의 실효성 있는 수행과 초연결 스마트시티에서 공간정보의 장기적 발전을 위한 공간정보 활용 기반강화 전략의 세부 전략으로, 스마트시티 구현을 위한 공간정보 활용 기반 조성과 협력적 거버넌스 기반 조성을 제시

출처 : 저자작성 그림 8 | 전략 및 과제

∙ 초연결 스마트시티의 공간플랫폼이 운영된다면, 시민 의견이 즉시 정책에 반 영되는 참여 민주주의 기반 강화, 도시 전체의 포용성장 기틀 마련, 스마트시티 신규 서비스 발굴을 통한 경제성장이 가능함

∙ 또한 지속가능한 발전 토대 마련으로 공간정보산업의 장기 발전 견인, 실질적 초연결 스마트시티 구현에 기여, 업무 영역간 협업 및 데이터 기반 정책/의사결 정 지원 등이 가능함

□ 연구의 한계와 향후 과제

∙ 구체적 서비스를 중심으로 공간정보의 역할을 실증하지 못한 한계가 있음

∙ 소단위 구역을 중심으로 공간의 사이버물리시스템을 구현하는 시범사업을 추진 하고, 이를 바탕으로 구체적인 가이드라인을 만들어가는 과정이 필요함

주요 내용 및 정책제안··· i

요 약··· iii

제1장 서론 1. 연구의 배경 및 목적 ···3

2. 연구의 범위 및 방법 ··· 6

3. 선행연구와 차별성 ···10

4. 연구의 기대효과 ···13

제2장 4차 산업혁명시대의 스마트시티 발전전망 1. 스마트시티 정책의 발전과정 ···17

2. 초연결 스마트시티로의 진화 전망 ···24

제3장 초연결 스마트시티를 위한 공간정보의 역할 1. 스마트시티의 공간정보 활용 사례 ···35

2. 스마트시티의 공간정보 활용 현황과 전망 ···47

3. 초연결 스마트시티를 향한 공간정보의 역할 ···56

차 례

CONTENTS

제4장 초연결 공간정보 시나리오 및 객체기반 공간데이터 실험 구축

1. 초연결 공간정보 활용 시나리오 ···65 2. 객체기반 공간정보 실험 구축 ···72 3. 시나리오 및 실험 구축 시사점 ···79

제5장 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략

1. 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 개요 ···83 2. 디지털 가상공간 구축 ···84 3. 공간정보 기반 스마트시티 플랫폼 ···95 4. 공간정보 활용기반 강화 ···105 5. 공간정보 전략 수행의 기대효과 ···117

제6장 결론 및 향후 과제

1. 결론 ···123 2. 연구의 한계와 향후 과제 ···125

참고문헌···127 SUMMARY···137 부 록···139

기본 18-24

초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략 연구

<표 1-1> 선행연구 요약 및 차별성 ···12

<표 3-1> 스마트시티 구성요소 ···49

표차례

LIST OF TABLES

<그림 1-1> 연구 흐름도 ···9

<그림 1-2> 연구 핵심 내용 ···10

<그림 2-1> Use Case형 스마트시티 연구모델 ···21

<그림 2-2> 스마트시티 추진전략 로드맵 ···22

<그림 2-3> 기술발전에 따른 스마트시티의 변화 ···25

<그림 2-4> 초연결을 통한 스마트시티 서비스 발전방향 ···30

<그림 2-5> 초연결 스마트시티로의 발전 방향 ···31

<그림 3-1> 세종시 3차원 공간정보 플랫폼 구축 ···37

<그림 3-2> 부산 에코델타시티 디지털트읜 추진 ···38

<그림 3-3> 인천경제자유구역 3D 공간정보 서비스 ···39

<그림 3-4> 버추얼 싱가포르에서의 공간정보 활용 예시 ···40

<그림 3-5> 버추얼 싱가포르에서의 enriched 3D model ···41

<그림 3-6> 스페인 바르셀로나 스마트시티 Sentilo 플랫폼 및 구글맵 기반 정보제공 ··· 42

<그림 3-7> 암스테르담 스마트시티의 공간정보 공개 및 웹 기반 활용 ···43

<그림 3-8> Smart Columbus 중점 추진 분야 ···45

<그림 3-9> 스마트시티 개념도 ···48

<그림 3-10> 플랫폼 관점의 스마트시티 개요 ···50

<그림 3-11> 스마트시티 플랫폼 참조모델 ···51

<그림 3-12> 스마트시티 구성요소 ···52

<그림 3-13> LG CNS 시티허브 플랫폼 ···53

<그림 3-14> 공간정보 플랫폼 기능의 개념도 ···55

<그림 3-15> 스마트시티를 위한 GIS 프레임 워크 개념도 ···56

<그림 3-16> 스마트시티 라이프사이클 관리를 위한 GIS활용 ···58

<그림 3-17> GIS를 활용한 스마트시티 구현단계 ···60

<그림 4-1> 실험 구축 결과 1 – 3차원 건물 모델링 ···74

<그림 4-2> 실험 구축 결과 2 - 3차원 건물 모델링과 기구축 3차원 지형정보 결합 ····75

그림차례

LIST OF FIGURES

<그림 4-3> 실험 구축 결과 3 – 3차원 모델링 성과 상세 1 ···75

<그림 4-4> 실험 구축 결과 4 – 3차원 모델링 성과 상세 2 ···76

<그림 5-1> 전략 개요 ···84

<그림 5-2> UOID 구성 ···86

<그림 5-3> CityGML의 표현 예시 ···87

<그림 5-4> MAGO 3D 예시 ···88

<그림 5-5> BIM/GIS 플랫폼 예시 ···91

<그림 5-6> 공간정보 대량맞춤화 배경 및 필요성 ···92

<그림 5-7> 3D 도시모델 저작프레임워크 ···93

<그림 5-8> 공간중심 데이터의 연결 ···97

<그림 5-9> 데이터의 연결과 분야의 연결 ···97

<그림 5-10> 세종시-ETRI의 디지털트윈 연구 개요 ···99

<그림 5-11> LX-전주시의 가상전주, 사이버전주 프로젝트 개요 ···100

<그림 5-12> 공간빅데이터 연구단 2세부 ···103

<그림 5-13> 공간빅데이터 분석과제 중 전주시 교통현황 분석 ···103

<그림 5-14> 스마트네이션 거버넌스 ···114

<그림 5-15> 초연결 스마트시티 거버넌스 ···115

<그림 5-16> 초연결 스마트시티 공간정보 분야 이해관계자 역할 관계 예시 ···116

<그림 5-17> 공간정보 플랫폼 개념적 완성 모습 ···117

<그림 6-1> 전략 및 과제 ···124

그림차례

LIST OF FIGURES

서론

1. 연구의 배경 및 목적 | 3 2. 연구의 범위 및 방법 | 6 3. 선행연구와 차별성 | 10 4. 연구의 기대효과 | 13

CHAPTER

1

CHAPTER 1

서론

본 장에서는 기술 환경 변화에 따른 초연결 스마트시티의 대두와 공간정보의 대응 방안 마련 필요성, 그리고 연구 목적을 제시하였다. 연구 목적에 부합하도록 연구 범위와 방법을 기술하고 연구 흐름을 제시하였다. 그 과정에서 초연결 스마트시티의 개념을 간략하게 소개하고 연구의 학술 적·정책적 기대효과를 제시하였다.

1. 연구의 배경 및 목적

공간정보는 지난 20년 동안 국가의 주도하에 꾸준하게 발전해 왔다. 그러나 최근 드론, IoT, 빅데이터, 5G 등 관련 기술이 발전함에 따라 새롭게 변화해야 하는 상황을 맞이하였다. 정부는 2018년까지 6차례에 걸친 국가공간정보기본계획을 수립 및 집행 하여 국가인프라로서 공간정보의 위상을 높여왔다. 그러나 공간정보를 둘러싼 기술의 발전은 기존과는 다른 유형과 접근방식의 공간정보 구축 및 갱신, 활용 방식을 요구하 고 있다. 이에 국토교통부는 2017년 ‘공간정보 R&D 혁신 로드맵¹⁾’을 수립하여 장기 적 관점에서 초연결 사회에 대응하는 공간정보 기술의 발전방향을 모색하고 있다.

또한 공간정보시장에서 기존의 공급자 중심 공간정보를 탈피하여 수요자의 활용중심

1) ‘공간정보 R&D 혁신 로드맵(2017)’에서는 가상화(현실 같은 공간정보-정밀도/갱신/가상국토), 초연결(사람-사 물-공간의 연결/센서/실시간 대용량 처리), 지능화(공간지능 인지/예측 자동화),활용 지원(공간정보 연계 및 공유) 의 4대 중점분야를 제시

공간정보로 변화하려는 움직임들이 있다. 그간 공간정보 분야는 3차원으로 진화하려고 노력해왔으나 비용대비 효과 부족, 구체적 활용처 부재가 장애 요인으로 작용했다. 물 론 기존 3차원 공간정보의 경우, 높이 값을 가지는 3차원 모형에 영상을 입히는 형태로 구축되어 시각화에는 좋으나 분석과 예측 수요에 대응하기 어려웠다. 이는 3차원 공간 정보의 구축이 수요를 고려하지 않고 공급자 중심으로 이루어졌기 때문이다.

그러나 최근에는 자율주행차, 실내 내비게이션, 드론 등의 수요자 요구를 만족시키 기 위해 정밀도로지도, 실내공간정보, 3차원 격자지도 등이 개발되고 있다. 국토지리 정보원 역시 2015년부터 ‘공간정보 대량맞춤화 사업’을 추진하여 수요자 요구사항에 대응할 수 있는 공간정보 구축 및 갱신 체계를 구축하려고 한다.

4차 산업혁명으로 인해 초연결 사회와 스마트시티가 부각됨에 따라 공간정보에 대한 근본적인 고민을 필요하다. 기존 모니터링 중심의 스마트시티는 다수의 센서와 빅데이 터 등으로 인해 참여형 스마트시티, 데이터 중심 스마트시티로 바뀌고 있다. 바야흐로 스마트시티도 초연결의 시대로 접어들고 있다. 기존 스마트시티가 모니터링 중심, 일 방적 정보제공으로 천편일률적인 관리중심의 스마트시티였다면, 향후 스마트시티에서 는 주민 참여를 기반으로 한 데이터의 활용이 중요해질 것이다.

U-City에서 공간정보는 단순한 배경지도 역할을 수행했다. 반면 초연결의 관점에서 스마트시티를 보면 사물이 연결되어 표출되는 가상공간의 구성, 사물과 가상공간의 연 결이 필요한데, 이는 공간정보만의 고유한 역할이다. 초연결의 관점 없이 구축되는 공 간정보는 배경지도 이상 역할을 수행하기 어렵다. 이에 근본적으로 스마트시티에서 요 구하는 공간정보의 역할을 고민하는 것이 필요하다.

정부는 4차 산업혁명에 대응하기 위한 방안 중 하나로 도시혁신 및 미래성장동력 창 출을 위한 스마트시티 추진을 가속화하고 있다. 2018년 4차산업혁명위원회 스마트시 티 특위는 ‘사람중심, 혁신성장동력, 지속가능성, 체감형, 맞춤형, 개방형, 융합·연계 형’의 스마트시티 혁신을 발표하고 이를 위한 국가시범도시, 거점신도시, 데이터허브, 테마형 특화단지, 스마트 도시재생전략 등을 제시하고 이에 맞는 맞춤형 기술의 도입 을 주창하였다. 이 중 주목받는 요소기술 중 하나가 디지털트윈이다. 디지털트윈은 현

실과 가까운 가상공간을 구축하는 것으로 이는 공간정보만의 고유역할이다.

특히 국가 스마트시티 시범도시(세종, 부산)에서는 규제완화, 신기술 적용 등을 통 해 2021년까지 종합적인 성공사례를 만들고자 하며 제안된 핵심 내용에는 데이터허브 와 민간 및 시민 참여 플랫폼이 포함되어 있다. 백지상태의 계획부터 도시발전의 전체 과정에서 지속적으로 시민을 참여시키고 도시를 관리운영하기 위해서는 기존처럼 3차 원 공간정보를 구축해서는 불가능하다. 획일화된 3차원 공간정보보다는 다양한 방식으 로 구축하고, 다양한 구조의 만들어진 3차원 공간정보가 필요하며, 민간 및 시민은 이 를 필요에 따라 선택적으로 활용할 수 있어야만 한다.

따라서 공간정보 분야는 기존처럼 배경지도 적용 또는 가시화만을 수행하기 보다는 스마트시티에 적합하도록 새로운 역할을 정립하고 이를 수행할 수 있도록 변화해야 한다.

2) 연구의 목적

본 연구의 목적은 초연결 스마트시티로 도약하기 위해 필요한 공간정보의 역할을 선 제적으로 정립하고 전략을 제시하는데 있다. 기존 스마트시티가 도시 현황에 대한 모 니터링을 중심으로 구현되었다면 향후 스마트시티는 초연결의 개념을 반영할 수 있어 야만 한다. 초연결은 곧 현실세계와 동일한 가상공간을 구현하고 현실세계의 다양한 사물들, 정보들을 상호 연결하기 위하여 가상공간을 활용하는 것을 의미하며, 이를 위 해서는 공간정보 역시 그에 걸맞게 새로운 역할을 수행해야 한다.

기존 공간정보는 3차원 공간정보 구축, 실내공간정보 구축 등을 통해 현실공간을 동 일하게 가상공간으로 옮기려는 노력을 해 왔다. 그러나 기존에는 지형이나 이미지 중 심으로 가상공간을 구축해온 반면 초연결을 달성하기 위해서는 시설물이나 구성 요소 를 중심으로 가상공간을 구축하는 것이 필요하다. 가상공간을 기반으로 실제 현실공간 에 있는 사물, 사물간의 관계를 가상공간에 연계, 표현해야 한다. 이를 통해 스마트시 티에서 필요로 하는 공간기반 분석 및 예측을 수행하고, 다양한 유형의 서비스를 제공 할 수 있다. 즉, 향후 스마트시티가 초연결 스마트시티로 발전하는데 공간정보가 일조

할 수 있도록 공간정보의 역할과 전략, 그리고 과제를 도출하는 것이 연구의 목적이다.

특히 본 연구는 사공호상 외(2017)에서 다루었던 지능정보사회를 대비한 공간정보 미래전략의 연장선상에 있다. 사공호상 외(2017)에서는 차세대 공간정보로 디지털트 윈스페이스를 주창했고 이는 스마트시티에서 핵심 플랫폼이 되어야한다고 언급했다.

그런 차원에서 본 연구에서는 스마트시티의 발전 과정과 그 간의 공간정보 역할을 통해 향후 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략을 제시하고자 한다.

2. 연구의 범위 및 방법

1) 연구의 범위 및 정의 (1) 내용적 범위

본 연구의 내용적 범위는 스마트시티 발전과 그에 따른 공간정보의 역할 점검, 성공 적인 역할 수행을 위한 전략 제시이다. 스마트시티에서는 서비스 구현을 위해 센서, 통신시설 등의 기반시설이 필요하지만 이는 타분야의 기술로써 향후 충분하게 발전할 것이라는 가정 하에 본 연구에서는 다루지 않았다. 또한 공간정보의 발전방향에 초점 을 맞추기 위하여 현재의 스마트시티가 아닌 향후 다가올 미래의 스마트시티를 중심적 으로 검토하였다.

(2) 시간적 범위

연구의 시간적 범위는 현재부터 가까운 미래이다. 구체적으로는 공간정보 R&D 사 업이 완료되는 2025년 또는 스마트시티 시범사업이 완료되는 2021년까지이다. 공간정 보 자체기술의 발전, 공간정보를 둘러싼 기술의 발전 등은 지속적으로 이루어지고 있 으나 현재 시점을 중심으로 스마트시티에서 활용 및 기대되는 공간정보의 역할을 점검 하고 미래 스마트시티를 위해 필요한 역할을 점검하여 전략으로 도출하였다.

(3) 초연결 스마트시티의 정의

본 연구에서 제시하는 초연결 스마트시티는 기존 모니터링 중심의 스마트시티가 IoT 와 공간정보를 기반으로 발전하여 모든 정보가 연결되어 종합적인 분석 및 예측 기능이 강화된 스마트시티로 설정한다. 활용분야 측면에서는 기존의 각 분야별(방범방재, 시 설물관리, 교통, 수자원, 에너지, 환경 등)로 제공되는 스마트시티 서비스를 도시 관 점에서 연계 및 연결하여 제공하는 스마트시티로 설정한다.

본문에서는 ‘도시의 전반적인 데이터가 모두 촘촘히 연결되어 데이터 기반의 분석 및 시뮬레이션을 통해 도시 문제를 해결하는 솔루션을 제공하는 도시’로 정의하였으며 이를 위한 핵심요소로 ① 실시간 또는 준실시간의 데이터 수집 및 획득, ② 이종기기를 통해 수집된 데이터의 연계, 다분야 데이터의 연계 및 융복합, ③ 빅데이터, AI 기술 중심 데이터에 내재된 가치 창출, ④ 도시의 전반적 관리를 위한 도시 전체에 대한 데 이터 거버넌스를 제시하였다.

2) 연구 방법 (1) 문헌연구

본 연구의 문헌조사는 크게 스마트시티의 발전, 스마트시티에서 공간정보의 역할 변 화라는 두 가지 측면에서 수행하였다. 도시문제를 해결을 위한 스마트시티의 노력과 한계, 그리고 기술발전에 따른 스마트시티의 변화와 향후 발전 방향을 검토하였다. 또 한 그 과정에서 공간정보의 역할을 검토하였다.

(2) 시나리오 분석

초연결 스마트시티는 지금보다는 미래에 구현될 도시의 모습이다. 따라서 새롭게 개 념을 정립하고, 해당 개념에 부합하도록 시나리오를 바탕으로 전략 도출을 수행하였 다. 가까운 미래에 스마트시티가 초연결 스마트시티로 발전할 경우 가능한 시나리오를

우선 제안하였으며 해당 시나리오별로 공간정보의 역할을 검토하였다. 이 시나리오를 바탕으로 향후 초연결 스마트시티에서 필요한 공간정보의 역할을 확인하고, 그 결과를 공간정보 전략 도출에 활용하였다.

(3) 객체 기반의 공간정보 실험 구축

객체 기반의 공간정보 구축과 활용의 가능성을 모색해 보기 위해 실제 공간을 대상 으로 공간데이터를 실험적으로 구축하였다. 실제 대상을 선정하여 가용한 시나리오에 부합할 수 있으며 연구에서 추구하는 방향과 맞도록 공간데이터를 구축 하였다. 실험 구축 과정에서 발생하는 문제점들을 정리하고 이를 향후 공간정보 전략 수립에서 활용 하였다.

(4) 연구 흐름

본 연구는 도시문제와 스마트시티 솔루션에 대한 현황 점검으로부터 시작하였다. 이 후 그림 1-1과 같이 스마트시티에서 공간정보를 활용하는 현황과 요구사항을 살펴봄으 로써 스마트시티에서 공간정보의 현재 역할을 확인하고 향후 발전방향을 제시하였다.

다음으로 스마트시티의 발전과정을 살펴보고 기술발전에 따른 초연결 스마트시티의 개념을 정립함으로써, 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보의 역할을 도출하였다.

이를 초연결 스마트시티에서 가용한 시나리오를 제시하고, 실험 구축을 통한 실증을 수행하여 그 과정에서 발생되는 문제점을 정리하여 초연결 스마트시티 구현을 위한 공 간정보의 역할을 정리하였다.

위 과정에서 도출된 결과들을 토대로 가까운 미래에 초연결 스마트시티를 구현하기 위하여 공간정보가 해야 할 일들을 전략과 과제로 제안하였다.

출처 : 저자작성 그림 1-1 | 연구 흐름도

연구의 핵심 내용은 ① 스마트시티가 초연결 스마트시티로 진화할 것으로 전망하고 초연결 스마트시티의 특징과 구성요소를 도출, ② 스마트시티의 공간정보 활용 현황을 확인하고 초연결 스마트시티에서 공간정보의 역할을 재조명, ③ 초연결 스마트시티의 시나리오를 제시하고 해당 범주 내에서 실험 구축을 수행하여 공간정보 발전방향을 모 색, ④ 초연결 스마트시티 구현을 위한 공간정보 전략과 과제 및 기대효과를 제시하는 것이다(그림 1-2 참고).

출처 : 저자작성

그림 1-2 | 연구 핵심 내용

3. 선행연구와 차별성

1) 선행연구 검토

선행연구로는 초연결 사회의 도래와 사이버물리시스템에 대한 연구와 지능정보사회 에 대응하는 공간정보 전략에 대한 연구의 두 부분으로 구분하여 검토하였다. 사이버 물리시스템에 대한 연구로는 이정아 외(2015), 김혜경(2014), 김원태 외(2014), 은 용순 외(2013), 임시영 외(2017) 등이 있으며, 지능정보 사회에 대응하는 공간정보 전략 연구로는 사공호상 외(2017)가 있다.

주요 연구로 이정아 외(2015)에서는 정보사회에서 IoT, 사이버물리시스템 중심의 사회가 변화가 변화하고 있음을 주장하고 초연결의 새로운 인프라로 사이버물리시스템 의 중요성을 강조하였다. 임시영 외(2017)는 이러한 사이버 물리시스템을 국토분야에 적용하기 위한 개념과, 적용 분야, 가능한 시나리오, 국토분야 적용을 위한 전략 방안 등을 제시하였다. 사공호상 외(2017)는 지능정보 사회가 도래하고 있음을 강조하며, 차세대 공간정보의 역할 설정을 위하여 인문학적 관점, ICT 관점, 공간데이터 및 관련 기술 관점 등으로 공간정보의 전망을 제시하고, 차세대 국가공간정보 전략으로 디지털 트윈공간(DTS) 구축을 제안하였다.

2) 차별성

본 연구는 앞서 살펴본 두 방향의 연구를 스마트시티로 한정하여 초연결 시대에 기 대되는 스마트시티의 발전을 전망하고, 이를 위한 공간정보의 역할을 전략적으로 제시 한다는 점에서 기존연구와 차별된다.

최근 스마트시티에서 제기되고 있는 플랫폼에 대한 요구와 공간정보에 대한 기대를 충족시키기 위해서는 공간정보 분야의 미래 전략 뿐 아니라 공간정보 분야가 스마트시 티 발전에 기여할 수 있도록 공간정보만의 역할을 정립해야 한다. 또한 그 역할을 성공 적으로 수행할 수 있게 하는 전략과 과제가 필요하다. 본 연구에서는 이를 위하여 스마 트시티의 발전과 공간정보의 역할 변화 등을 점검하여 스마트시티가 초연결 스마트시 티로 바뀜에 따라 그에 맞는 공간정보 전략을 제시했다는 점에서 기존 연구와 다르다.

특히, 기존의 연구와 달리 미래에 다가올 초연결 스마트시티에서 발생 가능한 상황 을 시나리오로 제시하고 동시에 실제 공간에 대한 공간데이터를 실험 구축하여, 스마 트시티 발전을 위한 공간정보 전략을 수립하고자 한 점에서 기존 연구와 크게 차별된 다. 공간정보의 역할에 대해 이론적 연구가 아닌 실증을 시도하고, 그 과정에서 도출된 시사점을 중심으로 공간정보 전략을 제시한 점에서 차별성이 있다.

구 분 선행연구와의 차별성

연구목적 연구방법 주요 연구내용

1

∙ : (CPS)

∙ ( ): (2015)

∙ : CPS

∙

∙

∙ IoT, CPS

∙ CPS

∙ CPS

∙ CPS

2

∙ :

∙ ( ): (2014)

∙ :

∙

∙

∙

∙

∙

∙

3

∙ : SmartAmerica Challenge

∙ ( ): (2014)

∙ : CPS SmartAmerica Challenge

CPS

∙

∙

∙ SmartAmerica Challenge

- PIF , SmartAmerica Challenge ,

∙ Super CPS 2020

4

∙ :

∙ ( ): (2013)

∙ : CPS CPS

∙

∙

∙ CPS

∙ CPS ( ,

, , ,

)

5

∙ : 4

·

∙ ( ): (2017)

∙ : 4 CPS

∙

∙

∙ CPS

∙ CPS

∙ CPS

6

∙ :

∙ ( ): (2017)

∙ :

∙

∙ ,

∙

∙

∙ ( / ICT

/ )

∙

• :

, 3

,

•

•

•

• /

• -

/

•

• 표 1-1 | 선행연구 요약 및 차별성

출처 : 저자작성

4. 연구의 기대효과

1) 정책적 기대효과

본 연구의 정책적 기대효과는 스마트시티에서 공간정보의 미래 역할을 강화하는 방 향을 모색하여 정책지원에 기여하는 것이다. 이는 곧, 기존 모니터링 중심의 스마트시 티에서 초연결을 통해 실효성 있고 실체화된 스마트시티 서비스를 시민에게 제공할 수 있는 기반 마련에 기여하는 것이 된다. 현재의 스마트시티는 CCTV나 일부 센서를 통 한 모니터링이 주요한 서비스이다. 반면 현실공간-가상공간의 연계를 통해 도시에서 발생하는 정보를 공간정보 기반으로 융복합하여 제공한다면 기존과 다른 서비스의 제 공이 가능할 것이다. 또한 공간정보 위에서 통합되는 정보는 시민들에게 친숙하게 제 공되므로 그간의 기술중심적 접근이 아닌 사람중심적 접근이 가능할 것이며 이를 통해 스마트시티의 새로운 도약을 견인할 수 있을 것이다.

현재 스마트시티에서 구현되고 있는 통합플랫폼을 보다 고도화할 수 있는 기반이 될 것이다. 스마트시티 내 거버넌스 문제와 맞물려 현재 공간정보의 역할은 단순 배경지 도 이상의 역할을 할 수 없다. 그러나 공간정보가 플랫폼의 핵심으로 부각된다면 부서 간의 협업, 공유, 협력 방안을 제안할 수 있으며 이를 통해 스마트시티가 단순하게 도 시 상황을 모니터링 하는 것이 아니라 도시 전반에 걸친 플랫폼으로써 실질적으로 도시 를 운영하는 수단이 될 것이다.

본 연구의 결과는 기존의 국가 공간정보 정책이 중앙정부 중심, 공급자 중심으로 실 행되었던 한계를 탈피하여 수요자 중심의, 활용 중심의 공간정보 정책으로 탈바꿈할 수 있도록 방향을 제시할 수 있다. 공간정보를 둘러싼 패러다임의 변화는 궁극적으로 공간정보 자체의 변화를 필요로 하는데, 본 연구에서 제시되는 결과들은 공간정보의 장기적 발전 방향을 수립하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

사공호상 외(2017)에서 제시된 공간정보의 미래는 디지털트윈스페이스(DTS)이다.

그러나 디지털트윈스페이스의 구현을 위해서는 아직도 많은 예산과 시간이 필요하다.

국가 차원에서 디지털트윈스페이스를 구현하고자 한다면 단계적으로 접근할 수 있는 세부 로드맵을 수립해야 한다. 그럼에도 아직 로드맵 수립을 위한 기초자료가 작성된 경우가 없다. 본 연구에서 제시되는 과제들은 디지털트윈스페이스 구현을 위해 초기 단계에서 수행해야 하며, 이는 곧 디지털트윈스페이스 구현을 위한 로드맵 수립의 기 초자료로 활용될 수 있다.

2) 학술적 기대효과

본 연구의 목적은 가까운 미래에 스마트시티가 발전하여 초연결 스마트시티가 될 수 있도록 공간정보가 해야 하는 역할을 점검하고, 이를 성공적으로 수행하기 위한 전략 과 과제를 제시하는 것이다. 연구 목적에 비추어 본 학술적 가치는 다음과 같다.

첫째, 스마트시티에서 공간정보의 역할을 점검하고 향후 스마트시티가 초연결 스마 트시티로 발전할 수 있도록 공간정보의 역할을 제시한 점을 생각하면, 기존에는 개별 적인 학술 분야로 존재하던 스마트시티와 공간정보를 하나의 틀에서 고려해야 할 필요 성을 제기했다.

둘째, 본 연구에서 제시되는 공간정보 발전방향은 향후 다음과 같은 추가적인 학술 연구를 유도하는 효과가 있다. 우선적으로 기술적 관점에서 보면, 초연결 스마트시티 를 위한 현실공간-가상공간 연계 IoT 요구사항, 통신요구사항, 객체 데이터 관리 기 법, 가상공간 운영 기술 등에 대한 연구가 필요하다. 또한 정책 연구로 초연결 스마트 시티 구현을 위한 거버넌스 체계, 데이터 관리체계, 공간정보 기반 신규 서비스 발굴 등의 연구가 추가될 것으로 기대된다.

셋째, 초연결 스마트시티의 시나리오를 제시하고, 실험 구축을 시도하였다는 점에서 기존 이론 중심의 접근 방법을 탈피한 점에서 의의가 있다. 이론을 실제 현장에 적용하 면 예상치 못한 많은 어려움이 발생된다. 이러한 문제들은 실제 기술 도입 및 적용 이 전에 해결해야할 과제이다. 향후에는 논리적인 이론의 전개 뿐 아니라 실증을 통해 스 마트시티 기술 적용에 대한 가능성을 논증할 필요가 있다.

4차 산업혁명시대의 스마트시티 발전 전망

1. 스마트시티 정책의 발전 과정 | 17 2. 초연결 스마트시티로의 진화 전망 | 24

CHAPTER

2

CHAPTER 2

4차 산업혁명시대의 스마트시티 발전 전망

본 장에서는 우리나라를 비롯한 전 세계가 스마트시티에 주목하고, 이를 경쟁적으로 추진하는 이유에 대해서 성찰해 보았다. 스마트시티는 4차 산업혁명과 관련한 첨단기술을 집약적으로 구현하 고 실험하여 성과를 측정하는 공간으로 인식되고 있다. 또한 날이 갈수록 심각해지고 있는 도시문제 를 해결하는 방안으로써 스마트시티 사업을 추진하고 있다. 즉 국가 차원에서는 기술경쟁력을 확보 하는 공간, 지자체 차원에서는 도시의 문제점을 해결하고 서비스를 개선하는 방안으로 스마트시티 에 모든 역량을 집중하고 있다.

1. 스마트시티 정책의 발전 과정

1) 스마트시티를 보는 관점

스마트시티를 바라보는 관점은 기술혁신과 도시문제 해결 두 가지 측면으로 구분할 수 있다. 전자는 스마트시티를 4차 산업혁명을 선도하는 공간이자 통합 플랫폼으로 보 는 것이고 후자는 당면하고 있거나 당면하게 될 도시문제를 효과적으로 해결하는 방안 의 하나로 보는 것이다. 두 가지 모두 첨단 정보통신기술을 도시에 적용하는 것은 동일 하지만 관점에 따라 정책의 방향과 추진방법에는 차이가 있다. 대통령 직속 4차 산업 혁명 위원회의 스마트시티 특별위원회는 기술혁신을 통한 국가경쟁력 차원에서 스마트 시티 사업을 발굴하여 추진하고 있다. 이에 비해, 국토교통부가 주도적으로 추진하는 스마트시티 사업은 도시의 개발과 관리, 도시의 재생과 연계한 사업이다. 관점별로 스 마트시티를 추진하는 배경과 목적 그리고 중요내용은 다음과 같다.