서스 대신 빅데이터를 활용하는 최초의 정부가 등장한 다’, ‘미국 도로를 달리는 차들 가운데 10%가 자율주행자 동차다’. 이상은 2015년 9월 출간된 세계경제포럼보고서 에서 발표한 과학기술이 이끌어낸 변화가 주류사회를 강 타해 미래의 디지털 초연결사회를 구축하게 될 21가지 티 핑 포인트 중 일부이다. 모두 향후 10년 안에 발생할 일들 로 제4차 산업혁명으로 촉발된 변화를 구체적으로 짚고 있다. 이 티핑 포인트는 그 자체로 강력한 영향력을 발휘 해 머지않은 미래에 실질적인 변화를 가져올 것으로 예상 된다. 디지털 혁명을 기반으로 하고 있는 제4차 산업혁명 은 유비쿼터스 모바일 인터넷, 더 저렴하면서 작고 강력 해진 센서, 인공지능과 기계학습 등이 특징이라고 할 수 있다.
이러한 제4차 산업혁명을 가져오는 기반은 초연결 사 회로 사람-사람, 사람-사물, 사물-사물을 통신하여 커 뮤니케이션을 할 수 있는 상태를 말한다. ‘사람 간 연결’은 스마트폰을 사용하면서 본격화되었고, 원하는 사람과 언 제 어디서나 대화하고 필요한 정보를 습득하고 여론을 형 성하며 의사결정에 참여하는 것을 말한다. ‘사람과 사물 간 연결’은 사람이 사용하는 기기와 사물에 장착된 센서 간의 연결로 가능해졌다. 즉, 스마트폰의 활용이 보편화 되고 각종 장치나 기기, 상품 등에 바코드, 센서 등이 부 착되면서 사람과 사물 간의 연결이 폭발적으로 늘어나게 되었다. 이를 통해서 상품의 유통과 물류시스템, 센서를 이용한 건강체크, 필요한 정보와 기능을 제공하는 웨어러 블 기기 산업이 활성화되고 있다. ‘사물 간 연결’은 센서로 부터 데이터의 수집과 이를 처리하는 과정이 지능화되면 서 사물 간 연결에 사람의 개입이 최소화되고 있다.
제4차
산업혁명의 시대, 공간정보정책이 나아갈 방향
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김미정│국토연구원 국토정보연구본부장 ([email protected])
특집 2017년 국토정책 방향
시대가 되었다. 사람들은 정부와 민간기업이 제공하는 지 도 및 공간정보 서비스를 이용하는 소비자이면서 동시에 일상생활에서 공간정보를 만들어 내는 생산자의 역할을 하게 될 것이다.
3. 공간정보 이용주체의 변화
공간정보는 행정업무, 내비게이션, 의사결정 지원 등 이 용자의 요구에 따라 다양하게 이용되고 있다. 지금까지 공간정보 활용의 주체가 사람이었다면 앞으로는 센서와 사물, 기기 등이 사람보다 더 많이 공간정보를 활용하게 될 것이다. 인터넷에 연결된 다수의 센서와 기기는 서로 다른 위치에 있으며, 이들 간 기능적 연계를 위해서는 서 로의 위치를 인식할 수밖에 없다. 따라서 수백억 개의 사 물이 연결되는 사물인터넷 환경에서 공간정보의 이용자 는 사람보다 기기가 더 많을 수밖에 없다. 사물인터넷은 기계학습을 통하여 점점 사람의 개입이나 간섭을 줄이 고 있으며, 공간정보도 점차 지능적인 구조를 갖게 될 것 이다. 따라서 사물 또는 공간 자체가 지능화되고, 이들이 정보를 공유하고 서비스를 함에 따라서 공간정보는 센서 와 기기가 이용하기 쉽고 편한 방향으로 발전하게 될 것 이다.
4. 현실공간과 가상공간의 융합
오늘날 3차원 공간정보는 건물과 시설물 등 객체의 스케 일과 형태, 색채 등을 거의 실세계와 동일한 수준으로 구 축이 가능하다. 실내공간정보의 경우 레이저 센서를 이용 하면 높이, 깊이 등을 정확하게 측정할 수 있기 때문에 활
제4차 산업혁명에 따른 공간정보 패러다임의 변화
1. 공간정보 개념의 확대현행법이 정의하는 공간정보1)의 핵심요소는 객체와 객체 의 위치, 속성 등이다. 이들 요소는 시각적이고 정태적이 어서 전통적인 측량과 측위, 지도에 기반을 두고 있다고 볼 수 있다. 초연결 시대에는 다양한 센서를 이용하여 시 각뿐만 아니라 청각, 후각 등의 데이터를 실시간으로 수 집하여 공간 환경 및 상황을 종합적으로 파악하여 의미 를 전달할 수 있기 때문에 현행 공간정보 개념은 매우 제 한적이라고 할 수 있다. 따라서 공간상 객체를 중심으로 정의한 기존의 공간정보 개념을 공간 전체의 종합적 상황 (context)을 인지하는 정보로 폭넓게 확대할 필요가 있다.
2. 공간데이터 생산 및 소비 환경의 변화
2000년대 중반까지는 주로 중앙정부나 지방자치단체 또 는 공공기관이 주로 공간정보를 제작하고 국민과 기업은 이를 활용하였다. 그러나 스마트폰과 같이 카메라, GPS 수신기 등의 센서가 장착된 모바일 기기의 활용이 보편화 되면서 공간정보의 생산 및 소비 환경이 완전히 바뀌게 되었다. 지금은 통신사업자가 스마트폰의 위치 및 이동경 로 등에 관한 데이터를 수집하고 이를 유상으로 판매하고 있다. 스마트폰 사용자는 자신도 인지하지 못하는 사이에 엄청난 공간정보를 생산하고 있다. 페이스북이나 트위터 에 글을 올리고 인스타그램에 사진을 올리는 것만으로도 위치가 기록된 정보가 생산된다. 이제 공간정보 사용자는 소비자이면서 동시에 생산자인 프로슈머(Prosumer)2)의
1) 공간정보기본법 제2조(정의)에 의하면, 공간정보란 지상, 지하, 수상, 수중 등 공간상에 존재하는 자연적 또는 인공적인 객체에 대한 위치정보 및 이와 관련된 공 간적 인지 및 의사결정에 필요한 정보를 말함.
2) 1980년 앨빈토플러가 ‘제3의 물결’에서 처음 사용한 용어로, 생산자(Producer) 또는 전문가(Professional)와 소비자(Consumer)가 결합되어 만들어진 조어임.
2005년에 구글이 웹으로 지도서비스를 시작하면서 지도 를 활용하는 환경이 획기적으로 개선되었다. 이전까지만 해도 지도는 공공기관이 독점적으로 제공해 왔으며 국민 과 민간기업은 구입하여 활용하는 정도에 그치고 있었다.
그러나 민간 포털사이트가 무료로 지도를 서비스하고 동 시에 API를 제공하면서 민간의 역할이 커지기 시작했다.
지도가 정보를 수집하고 다양한 서비스를 제공하는 플랫 폼 역할을 하면서 국내의 네이버와 다음, 해외는 구글, 애 플, 마이크로소프트 등 글로벌 기업이 경쟁적으로 지도를 서비스하기 시작했다. 히어(Here)와 같은 글로벌 지도제 작 기업도 생겨났다.
이와 함께 개인이 자발적으로 참여하여 만드는 공간정 보3)와 비정부기구(NGO)에서도 지도를 제작하는 등 정부 가 아닌 제3의 지도제작 및 서비스 활동이 크게 늘어나고 있다. 이와 같이 아날로그 시대에 절대적인 지위를 누렸 간과 디지털상 가상공간을 연결하는 매개가 바로 공간정
보이다. 예를 들면, 스마트폰을 통해서 집 안에 있는 냉장 고, 세탁기, 에어컨 등과 같은 전자기기를 제어할 때 주택 내부 공간과 전자기기의 위치를 실제와 동일하게 3차원 가상공간으로 구현한다면 훨씬 쉽고 편리하게 기기의 위 치를 인지하고 제어할 수 있다.
5. 융복합의 핵심 요소로 역할
1995년부터 시작된 ‘국가공간정보구축사업’의 초기 5년 동안은 공간 데이터를 구축했다. 2000년부터는 공간데이 터를 기반으로 각종 응용시스템을 구축하고 2005년부터 데이터와 시스템의 연계활용에 주력했다. 이때까지만 해 도 공간정보는 데이터베이스나 바탕지도로 활용되었다.
2000년 중반부터 시작된 모바일과 스마트의 영향으로 공 간정보의 활용 환경이 크게 바뀌었다. 웬만한 지도는 API 로 가져다 쓸 수 있게 되면서 굳이 바탕지도를 구축하거 나 구입할 필요도 줄어들었다. 스마트폰 등 소형기기에 GPS 기능이 탑재되면서 누구나 쉽게 위치정보를 활용할 수 있게 되었다. 아울러 웹지도 서비스가 본격화되면서 지도와 위치를 기반으로 한 서비스가 폭발적으로 증가하 게 되었다.
이때부터 공간정보산업을 ‘융복합산업’이라고 부르고, 공간정보는 모든 기존의 산업이나 서비스와 연계·융합 하는 매개로 인식되고 있다. 사물인터넷 환경에서 공간정
<표 1> 초연결 시대 공간정보 패러다임 변화
구분 기존 변화
개념 객체(Object) 정보 공간 상황(Context) 정보 공간데이터 생산과 소비 분리 생산자 겸 소비자(Prosumer)
이용주체 사람 중심 기기 중심
시각화 현실공간 현실공간 + 가상공간
활용형태 바탕지도 융복합 핵심요소(Key Factor)
추진주체 공공기관 주도 민간역할 증대
출처: 사공호상 외 2016.
3) 자발적인 공간정보(Volunteered geographic information: VGI)는 개인의 자발적인 참여로 공간정보를 생산, 수집, 배포하는 것으로 대표적인 사례가 오픈 스트리트 맵(OpenStreetMap)임. VGI는 공간정보에 개인이 참여하는 방식으로 데이터의 질과 신뢰성 그리고 기존 형식의 파괴에 매력과 관심이 있어 보임. 이들이 만든 사 이트는 일반적인 베이스맵(BaseMap) 정보를 제공하며 사용자들이 스스로 사건장소나 지형지물의 위치를 표시함으로써 내용을 만들 수 있음(출처: 위키피디아).
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사물인터넷은 스마트시티를 운영하는 핵심기술 중 하나 이며 현실공간(physical space)과 가상공간(cyber space) 의 상호작용 및 융합을 가능하게 하는 사이버물리 시스템 (Cyber-Physical System)의 실현도구이기도 하다. 사이 버물리 시스템은 센서 등 정보수집 장치를 통해 현실공간 의 각종 데이터를 취득하여 가상공간에 전달한다. 가상 공간에서는 데이터를 분석하고 예측하여 의미 있는 정보 를 생산하고 그 결과를 현실세계에 피드백하는 과정을 거 친다.
스마트시티에서는 센서정보와 공간정보가 결합하여 절 대적 또는 상대적 위치를 파악하고 공간적 상황을 이해하 며 분석결과를 시각화하는 것이 반드시 필요하다. 특히, 도시에서는 각종 시설물들이 실제 위치를 가지고 존재하 고 있기 때문에 가상세계에서도 이를 반영하여야 효과적 으로 서비스를 제공할 수 있다.
던 공공부문의 역할과 기능이 점차 줄어드는 반면 개인과 민간의 기능이 점차 늘어나고 있으며, 이러한 추세는 앞 으로 더욱 커질 것으로 전망된다.
제4차 산업혁명의 시대, 공간정보 정책의 방향
1. 사이버물리 시스템 구축을 위한 스마트시티와 공간정보의 연계
스마트시티(Smart City)는 사물인터넷 등과 같은 정보통 신기술을 활용하여 당면한 도시문제를 해결하고 나아가 시민들이 편리하고 안전하게 생활할 수 있는 도시를 만드 는 데 목적을 두고 있다. 스마트시티는 도시기반시설들에 서 수집된 정보를 통합플랫폼에 취합하고, 이를 분석하여 도시운영 및 서비스제공에 활용하는 구조를 가지고 있다.
<그림 1> 사이버물리 시스템의 개념도
출처: CPSLab 사이트(wp.nyu.edu/cpslab/about).
한다. 고정밀 위치정보는 터널이나 하수도 등 공공시설을 효과적으로 관리할 수 있을 뿐 아니라 드론의 운행, 무인 트렉터를 활용한 파종과 수확, 로봇의 이동 등 수많은 분 야에 활용됨으로써 산업에 미치는 효과가 매우 클 것으로 예상된다. 고정밀 지도와 GPS는 초연결 시대에 가장 기 본적이면서 중요한 공간정보의 핵심 인프라이다. 정확하 고 정밀한 공간정보의 안정적인 공급이 위치기반 서비스 와 공간정보산업에 미칠 영향이 매우 크다는 점을 고려할 때 정부차원에서 시급히 추진해야 한다.
4. 실내공간정보 수요에 대응하기 위한 실내공간정보 구축
3차원 실내공간정보 구축기술과 실내의 위치를 측정하는
‘실내측위’기술의 발달로, 재난상황에 효과적으로 대처하 고, 복잡한 실내공간을 안내하는 편의를 제공하는 등 실 내공간정보 수요가 늘어나고 있다. 사물인터넷 서비스가 늘어나면서 실내공간정보에 대한 수요도 크게 증가할 것 으로 예상된다.
실내공간정보는 데이터 중심이 아니라 서비스 중심으 로 발전되어야 한다. 소비자를 위한 광고, 판촉, 길안내 등과 같은 서비스 모델이 먼저 만들어지고 이에 부합하는 데이터의 수집과 생산이 결정되어야 시장이 발전할 수 있 다. 또한 실내공간정보 산업은 민간을 중심으로 활성화되 어야 한다.
그러나 정부는 공공의 안전과 관련이 있는 재난재해, 대테러, 복지, 의료 등 공공서비스 분야의 실내공간정보 사업은 직접 추진함으로써 실내공간정보산업의 확산을 치정보는 사물인터넷 서비스의 성공여부를 좌우하
는 중요한 요소이다. 센서와 기기는 어느 곳엔가 위 치하고, 이들로부터 정보를 수집하거나 교환할 때 위 치정보는 핵심적 역할을 한다. 따라서 위치를 기반으 로 하는 사물인터넷 서비스는 센싱 데이터와 공간데 이터를 융합하여 공간분석을 실시하고, 이로부터 얻 어진 정보나 지식을 이용하여 기존의 비즈니스 프로 세스를 개선하거나 새로운 서비스를 창출한다. 우버 (Uber) 택시나, 에어비앤비(Air B&B) 등과 같이 지도 와 위치정보(GPS)를 이용한 온라인-오프라인 서비스 는 위치를 기반으로 하는 O2O 사업의 대표적인 사례 이다.
한편, 사물인터넷 환경에 부응하기 위해서 공간정보는 지금보다 더 정확·정밀해야 하고, 가볍고 활용하기 쉬워 야 한다. 또한 실시간으로 데이터가 수집·갱신되면서 센 싱 데이터와 쉽게 융합되는 구조를 가져야 한다. 빅데이 터를 활용하기 위해서 기계학습과 인공지능을 위한 논리 적 구조를 가져야 한다. 아울러 위치정보 수집은 물론, 이 를 활용한 공간 연산과 분석 모듈을 센서에 탑재할 수 있 다면 공간정보 활용은 획기적으로 개선될 것이다.
3. 무인이동체 산업기반 마련을 위한 고정밀 GPS 구축
무인이동체 기술의 발전을 감안할 때 자율주행자동차를 비롯하여 드론, 무인농기계는 물론 로봇 등의 활용이 크 게 늘어날 것으로 전망된다. 무인이동체는 지금보다 더 정확한 위치정보와 더 정밀하고 풍부한 정보를 담은 지 도를 요구하게 될 것이다. 현재 자율주행자동차에 필요
특집 2017년 국토정책 방향
요하며, 데이터를 관리·분석하는 과정에서 보안은 필수 적으로 고려하여야 한다. 사물인터넷에 영향을 미치는 그 룹은 크게 소비자, 정부 그리고 기업으로 구분된다.
공간정보 기반 사물인터넷의 생태계는 복잡하고 다양 한 구성요소가 존재한다. 사물인터넷은 기기, 센서, 네트 워크, 플랫폼 등의 기본 구성요소가 있고, 공간정보는 데 이터, 시스템, 분석 및 시각화 등의 요소가 있다. Geo-IoT 산업이 활성화되기 위해서는 이들 구성요소와 이해관계자 들 간의 협력이 필요하다.
Geo-IoT 산업이 글로벌 경쟁력을 가지고 세계시장을 선점하기 위해서는 정부차원의 정책과 지원이 필요하다.
사물인터넷의 구성요소가 다양하듯이 이를 담당하는 정 부의 부처도 다양하다. 정부부처 간 협력이 부족할 경우 소관부처별 지침과 기준의 상이, 유관기술 간 연계성 부 족, 유사사업의 중복추진 등으로 인한 비효율이 발생할 수 있다. 기술의 융합으로 인하여 산업 간 영역이 무너지 고 있는 상황에서 지나친 부처 간 경쟁은 과잉 및 중복투 위한 선도적인 역할을 할 수 있다. 그러나 원칙적으로 민
간이 주도적으로 산업을 활성화할 수 있도록 지원하는 것 이 바람직하다. 이를 위해서 실내공간정보산업 확산을 위 한 관련 법·제도를 개정하고, 실내공간정보 관련 표준, 기술 및 품질기준 등 가이드 라인을 제시한다. 또한 실내 공간정보를 활용하고자 하는 정부부처, 지자체 및 민간의 공동 활용을 위한 역할 분담 및 공동 활용 유도 등 산업 활성화를 지원한다.
5. Geo-IoT 생태계 조성
사물인터넷을 기반으로 하고 있는 산업생태계는 복잡한 특성을 가지고 있다. 따라서 사물인터넷의 생태계는 다양 한 구성요소와 이해관계자들 간의 협력이 매우 중요하다.
사물인터넷의 가장 기본요소인 사물이나 기기, 네트워크, 플랫폼, 활용분야 간 연계가 필요하다. 기본요소를 이용 하여 서비스 모델을 개발하기 위해서는 데이터 분석이 중
<그림 2> 사물인터넷 생태계 구성도
서비스 보안
분석
디바이스 연결성 플랫폼 애플리케이션
소비자 자동차 쇼핑 건강 피트니스 엔터테인먼트
정부 응급서비스
환경 시설물/에너지
교통관리 공공교통
기업 소비자 제조업 교통 서비스 오토메이션/로봇
출처: Charles Reed Anderson 2014.
유도하는 컨트롤타워가 필요하다.
이 외에도 Geo-IoT 산업을 활성화하기 위해서는 정 부 또는 지자체가 견인 역할을 해야 한다. 또한 사물인터 넷 서비스를 준비하는 스타트업이나 소규모 회사의 경우 투자 여력이 충분하지 못하므로 정부나 지자체가 사물인 터넷 기술과 서비스의 실용성과 가능성을 실험해 볼 수 있는 테스트베드를 제공한다면 산업계에 큰 힘이 될 것 이다.
맺음말
최근에 가장 빈번하게 회자되고 있는 말이 제4차 산업혁 명, 초연결사회 등이라고 할 수 있다. 제4차 산업혁명은 사물인터넷과 인공지능 기술의 융합에 따라, 사물도 지능 을 갖고, 사람과 사물이 실시간으로 연결되는 초지능·초 연결 세상의 도래로 이루어지는 산업과 사회의 대변혁이 라고 할 수 있다. 이러한 기술 및 사회의 변화에 따라 국 가 차원에서는 보다 짜임새 있는 공간정보산업 육성전략 과 공간정보기술 발전전략을 세워야 한다. 이를 위하여 사이버물리 시스템 구축, 사물인터넷과 공간정보의 융합, 고정밀 GPS의 구축, 실내공간정보 구축, 기관 간 Geo- IoT 생태계 조성에 대한 구체적 정책이 필요하다. 이러한 정책을 통해 제4차 산업혁명이 몰고 올 무한한 기회와 도 전을 남보다 먼저 내다보고 지혜롭게 대응해 나가야 할 것 이다.
참고문헌
사공호상, 박종택, 김미정. 2016. 초연결 시대에 대응한 공간정보 정책방향 연 구. 안양: 국토연구원.
클라우드 슈밥. 2016. 제4차 산업혁명. 서울: 새로운 현재.
Charles Reed Anderson. 2014. The Internet of Things: The Possibilities are endless, but how will we get there. IDC. http://www.slideshare.
net/COMPUTEX/2014-cpx-conferenceiot-forum-idc (2016년 12월 27일 검색).
CPSLab 사이트(wp.nyu.edu/cpslab/about).
위키피디아(https://en.wikipedia.org/wiki/Volunteered_geographic_
information).