바다를 그리는 기술
바다를 기록하고 분석하는 시민 과학의 가능성 : QGIS를 배워볼까요?
고정근 | 공익연구센터 블루닷 대표
올해 8월 제주에서 ‘변화를 만드는 지도’를 함께 공부한 인연으로 이 글을 씁니다. 저는 솔직히 바다를 잘 모릅니다. 지난 제주 출장에서 몸국을 처음 먹어보고 그 맛을 그리워하는 정도의 관심이라 할까요? 그리고 지리정보시스템(GIS)이나 데이터 전문가도 아닙니다. 환경정의에 관심 있어 여러 데이터를 찾아보고 분석하다 보니 QGIS(오픈소스 GIS 프로그램)를 구글링을 통해 조금 익힌 수준입니다. 이런 제가 ‘바다를 헤엄치는 기술’로써 공간 데이터와 GIS의 활용법을 소개해도 괜찮은가? 고민이 되더군요. 그래도 용기를 내어 봅니다. 세상에 우리가 사용할 도구는 많고, 목적에 잘 맞는 수준에서만 활용할 줄 알면 되니까요.
우리는 언제, 어디서, 무엇을 하며 살고 있습니다. 인간의 활동뿐만 아니라 자연생태, 기상이나 바다와 같은 환경의 상태도 모두 장소성을 갖고 있습니다. 이러한 정보는 지도에 표시할 수 있는 공간 데이터가 될 수 있습니다. 현실 세계를 ‘점(나무, 산호초), 선(도로, 해안가), 면(보호구역)이나 격자’와 같은 도형에 ‘나무의 종류, 개수, 산호초의 건강도 등’의 속성정보가 결합 된 형태로 말이죠. QGIS는 이런 공간정보를 불러와서 편집하고, 여러 정보(레이어)를 중첩해서 연관성을 분석하고, 시각화 할 수 있는 능력이 탁월한 도구입니다. 무엇보다 세계 많은 개발자들이 참여해 만든 오픈소스(무료)라는 점이 큰 장점입니다.
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도형과 속성정보 | 벡터: 쉐이프(shp)파일 | QGIS 다운로드 |
[출처] (왼쪽)국가지도의 이해와 활용(2016), (가운데)QGIS기초실습(장휘정), (오른쪽)qgis.org
QGIS는 바다를 기록하고 분석할 때 어떻게 활용 될까요? 크게 2가지로 살펴보겠습니다. 하나는 현장에서 데이터를 수집해서 분석하는 것이고 다른 하나는 공공데이터의 활용입니다.
기후나 자연생태, 해양 관련 분야에서는 시민의 집단 지성이 발휘된 시민 과학의 활용이 증가하는 추세입니다. 연안·해양 공간처럼 광범위하고 기상 조건에 민감한 경우 소수 전문가 중심의 모니터링은 현실적으로 한계가 매우 클 수 밖에 없습니다. 경제·인문사회연구회(2019)에서도 조사내용의 이해정도, 현장의 접근성, 방법의 간편성을 기준으로 시민과학의 가능성을 검토했을 때 해양생태계(생물, 서식지), 해양쓰레기, 연안침식 등의 주제에서 효과성이 높을 것으로 봤습니다.1) 이는 전 세계적인 추세이기도 합니다.
그럼, 시민들이 함께 참여해 산호초 지도를 만든 사례를 살펴보겠습니다. 라우(Lau)와 동료 연구자들(2019)은 말레이시아 티오만 섬(Pulau Tioman)을 중심으로 시민들과 함께 산호초 지도를 만들었습니다. 이 섬은 81개의 리조트와 36개의 다이빙 센터가 밀집해있으며 연간 25만명이 찾는 인기 관광지입니다. 연구팀은 해양 공원의 관리 전략을 강화하기 위해 시민과학을 활용해 산호초 매핑을 했습니다. 시민 과학 방법인 리프 체크(Reef Check) 프로토콜을 이용하여 산호초 구성요소를 기록했고, QGIS 이용하여 지도화했습니다. 연구 결과, 산호초의 건강도에 따라 보호구역의 우선순위를 정하여 인간의 영향을 최소화하면서 해양생태계를 보존해야 하는 근거를 제시했습니다.
| 해안선 55km, 95개 지점, 지점 간 거리 500m 조사팀: 해양생물학자, 자원봉사자 / 기간: 32일 산호피복률(LCC) / 죽은 산호 덮개(DCC) 무척추동물(긴가시성게) 풍부도 / 어류(앵무새고기) 풍부도 |
티오만 섬 95개 조사 지점의 산호초 지표 지도 [출처] 라우(Lau)와 동료 연구자(2019)
티오만 섬의 산호초 지도처럼, 우리는 현장에서 수집한 데이터를 어떻게 효과적으로 기록하고 관리할 수 있을까요? 오민우와 동료 연구자(2024)는 QGIS의 다양한 플로그인을 이용해서 작업의 효율성을 높일 수 있는 방법을 제시했습니다. 현장에서 데이터를 수집하는 도구로써 모발일용 QField를 활용하는 것입니다. 현장조사 계획에 따라 QGIS에서 입력폼을 만들어 QField에서 동기화를 하면 현장에서 사진과 위치정보 뿐만 아니라 다양한 종류의 조사내용을 기록 할 수 있습니다. 데이터는 실시간으로 동기화 할 수 있으며, 인터넷 연결이 어려운 경우 모바일에 저장해 두고 인터넷이 사용가능할 때 QField클라우드를 이용해 동기화 할 수 있습니다. 무료 사용이 가능하며, 사용자의 수나 데이터 용량에 따라 비용을 들기도 합니다. 현장의 조사 목적에 맞게 활용 가능성을 살펴보면 유용할 것 같습니다.
QGIS와 QField를 이용한 현장자료 수집 방법 [출처] 오민우와 동료 연구자(2024)
마지막으로, 공공에서 제공하는 데이터의 활용입니다. 공공데이터 중에서 인공위성 영상을 살펴보겠습니다. 미국 나사에서 제공하는 인공위성 데이터는 대기오염, 산불 감시, 지표·해수면 온도, 녹지 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 그중에서 소개해 드릴 내용은 미국 해양대기청(NOAA)의 산호초감시(Coral Reef Watch) 프로그램입니다. 나사의 위성 데이터를 이용하여 해수면 온도를 측정하고 전 세계 산호초의 열스트레스로 인한 백화 위험도를 5km 해상도로 매일 제공하고 있습니다. 제공되는 주요 데이터는 해수면 온도, 평년 대비 수온 이상 정도를 보여주는 해수면 이상 온도, 산호초 백화 경보 지역 등입니다.
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NOAA 산호초 감시 | 산호표백 열스트레스 경보지역 |
[출처] Coral Reef Watch
이처럼 위성 데이터를 이용해 기후변화로 인한 해수면 온도 변화나 산호초 백화 위험을 광범위하게 모니터링하며 교육이나 정책 대응에 활용할 수 있을 것입니다. 또한, 위성데이터와 현장조사를 병행하면 보다 효과적인 감시활동을 할 수 있습니다.
이런 데이터 역시 모두 QGIS에서 불러올 수 있으며, 지역의 환경보전해역, 현장 데이터 등 다양한 공간정보와 중첩하여 연관성을 분석하거나 시각화할 수 있는 장점이 있습니다.
어떤가요? 한번 배워볼 필요가 있나요? 도구는 목적에 결코 우선될 수 없습니다. 현장의 목적과 필요성을 먼저 구체화하고, 기술 관련 전문가와 협업을 한다면 시민과학 활동이 더욱 풍성해질 것입니다.
<참고문헌>
1) 정지호. (2019). 모바일을 활용한 시민참여형 연안·해안 정보 생산 방안. 경제·인문사회연구회 포용성장연구단. Research Brief No.10.
2) 장휘정. (2025). QGIS기초실습. https://wikidocs.net/book/7669
3) Lau et al. (2019). Tracing Coral Reefs: A Citizen Science Approach in Mapping Coral Reefs to Enhance Marine Park Management Strategies. Front. Mar. Sci. 6:539
4) 오민우 외. (2024). 효율적인 생태계 모니터링을 위한 오픈 소스 소프트웨어 기반 통합 프레임워크. Ecology and resilient infrastructure 11.4 (2024): 165-176.
https://coralreefwatch.noaa.gov
https://qfield.org/
https://qgis.org/
https://www.reefcheck.org/
바다를 그리는 기술
바다를 기록하고 분석하는 시민 과학의 가능성 : QGIS를 배워볼까요?
고정근 | 공익연구센터 블루닷 대표
올해 8월 제주에서 ‘변화를 만드는 지도’를 함께 공부한 인연으로 이 글을 씁니다. 저는 솔직히 바다를 잘 모릅니다. 지난 제주 출장에서 몸국을 처음 먹어보고 그 맛을 그리워하는 정도의 관심이라 할까요? 그리고 지리정보시스템(GIS)이나 데이터 전문가도 아닙니다. 환경정의에 관심 있어 여러 데이터를 찾아보고 분석하다 보니 QGIS(오픈소스 GIS 프로그램)를 구글링을 통해 조금 익힌 수준입니다. 이런 제가 ‘바다를 헤엄치는 기술’로써 공간 데이터와 GIS의 활용법을 소개해도 괜찮은가? 고민이 되더군요. 그래도 용기를 내어 봅니다. 세상에 우리가 사용할 도구는 많고, 목적에 잘 맞는 수준에서만 활용할 줄 알면 되니까요.
우리는 언제, 어디서, 무엇을 하며 살고 있습니다. 인간의 활동뿐만 아니라 자연생태, 기상이나 바다와 같은 환경의 상태도 모두 장소성을 갖고 있습니다. 이러한 정보는 지도에 표시할 수 있는 공간 데이터가 될 수 있습니다. 현실 세계를 ‘점(나무, 산호초), 선(도로, 해안가), 면(보호구역)이나 격자’와 같은 도형에 ‘나무의 종류, 개수, 산호초의 건강도 등’의 속성정보가 결합 된 형태로 말이죠. QGIS는 이런 공간정보를 불러와서 편집하고, 여러 정보(레이어)를 중첩해서 연관성을 분석하고, 시각화 할 수 있는 능력이 탁월한 도구입니다. 무엇보다 세계 많은 개발자들이 참여해 만든 오픈소스(무료)라는 점이 큰 장점입니다.
[출처] (왼쪽)국가지도의 이해와 활용(2016), (가운데)QGIS기초실습(장휘정), (오른쪽)qgis.org
QGIS는 바다를 기록하고 분석할 때 어떻게 활용 될까요? 크게 2가지로 살펴보겠습니다. 하나는 현장에서 데이터를 수집해서 분석하는 것이고 다른 하나는 공공데이터의 활용입니다.
기후나 자연생태, 해양 관련 분야에서는 시민의 집단 지성이 발휘된 시민 과학의 활용이 증가하는 추세입니다. 연안·해양 공간처럼 광범위하고 기상 조건에 민감한 경우 소수 전문가 중심의 모니터링은 현실적으로 한계가 매우 클 수 밖에 없습니다. 경제·인문사회연구회(2019)에서도 조사내용의 이해정도, 현장의 접근성, 방법의 간편성을 기준으로 시민과학의 가능성을 검토했을 때 해양생태계(생물, 서식지), 해양쓰레기, 연안침식 등의 주제에서 효과성이 높을 것으로 봤습니다.1) 이는 전 세계적인 추세이기도 합니다.
그럼, 시민들이 함께 참여해 산호초 지도를 만든 사례를 살펴보겠습니다. 라우(Lau)와 동료 연구자들(2019)은 말레이시아 티오만 섬(Pulau Tioman)을 중심으로 시민들과 함께 산호초 지도를 만들었습니다. 이 섬은 81개의 리조트와 36개의 다이빙 센터가 밀집해있으며 연간 25만명이 찾는 인기 관광지입니다. 연구팀은 해양 공원의 관리 전략을 강화하기 위해 시민과학을 활용해 산호초 매핑을 했습니다. 시민 과학 방법인 리프 체크(Reef Check) 프로토콜을 이용하여 산호초 구성요소를 기록했고, QGIS 이용하여 지도화했습니다. 연구 결과, 산호초의 건강도에 따라 보호구역의 우선순위를 정하여 인간의 영향을 최소화하면서 해양생태계를 보존해야 하는 근거를 제시했습니다.
해안선 55km, 95개 지점, 지점 간 거리 500m
조사팀: 해양생물학자, 자원봉사자 / 기간: 32일
산호피복률(LCC) / 죽은 산호 덮개(DCC)
무척추동물(긴가시성게) 풍부도 / 어류(앵무새고기) 풍부도
티오만 섬 95개 조사 지점의 산호초 지표 지도 [출처] 라우(Lau)와 동료 연구자(2019)
티오만 섬의 산호초 지도처럼, 우리는 현장에서 수집한 데이터를 어떻게 효과적으로 기록하고 관리할 수 있을까요? 오민우와 동료 연구자(2024)는 QGIS의 다양한 플로그인을 이용해서 작업의 효율성을 높일 수 있는 방법을 제시했습니다. 현장에서 데이터를 수집하는 도구로써 모발일용 QField를 활용하는 것입니다. 현장조사 계획에 따라 QGIS에서 입력폼을 만들어 QField에서 동기화를 하면 현장에서 사진과 위치정보 뿐만 아니라 다양한 종류의 조사내용을 기록 할 수 있습니다. 데이터는 실시간으로 동기화 할 수 있으며, 인터넷 연결이 어려운 경우 모바일에 저장해 두고 인터넷이 사용가능할 때 QField클라우드를 이용해 동기화 할 수 있습니다. 무료 사용이 가능하며, 사용자의 수나 데이터 용량에 따라 비용을 들기도 합니다. 현장의 조사 목적에 맞게 활용 가능성을 살펴보면 유용할 것 같습니다.
QGIS와 QField를 이용한 현장자료 수집 방법 [출처] 오민우와 동료 연구자(2024)
마지막으로, 공공에서 제공하는 데이터의 활용입니다. 공공데이터 중에서 인공위성 영상을 살펴보겠습니다. 미국 나사에서 제공하는 인공위성 데이터는 대기오염, 산불 감시, 지표·해수면 온도, 녹지 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 그중에서 소개해 드릴 내용은 미국 해양대기청(NOAA)의 산호초감시(Coral Reef Watch) 프로그램입니다. 나사의 위성 데이터를 이용하여 해수면 온도를 측정하고 전 세계 산호초의 열스트레스로 인한 백화 위험도를 5km 해상도로 매일 제공하고 있습니다. 제공되는 주요 데이터는 해수면 온도, 평년 대비 수온 이상 정도를 보여주는 해수면 이상 온도, 산호초 백화 경보 지역 등입니다.
[출처] Coral Reef Watch
이처럼 위성 데이터를 이용해 기후변화로 인한 해수면 온도 변화나 산호초 백화 위험을 광범위하게 모니터링하며 교육이나 정책 대응에 활용할 수 있을 것입니다. 또한, 위성데이터와 현장조사를 병행하면 보다 효과적인 감시활동을 할 수 있습니다.
이런 데이터 역시 모두 QGIS에서 불러올 수 있으며, 지역의 환경보전해역, 현장 데이터 등 다양한 공간정보와 중첩하여 연관성을 분석하거나 시각화할 수 있는 장점이 있습니다.
어떤가요? 한번 배워볼 필요가 있나요? 도구는 목적에 결코 우선될 수 없습니다. 현장의 목적과 필요성을 먼저 구체화하고, 기술 관련 전문가와 협업을 한다면 시민과학 활동이 더욱 풍성해질 것입니다.
<참고문헌>
1) 정지호. (2019). 모바일을 활용한 시민참여형 연안·해안 정보 생산 방안. 경제·인문사회연구회 포용성장연구단. Research Brief No.10.
2) 장휘정. (2025). QGIS기초실습. https://wikidocs.net/book/7669
3) Lau et al. (2019). Tracing Coral Reefs: A Citizen Science Approach in Mapping Coral Reefs to Enhance Marine Park Management Strategies. Front. Mar. Sci. 6:539
4) 오민우 외. (2024). 효율적인 생태계 모니터링을 위한 오픈 소스 소프트웨어 기반 통합 프레임워크. Ecology and resilient infrastructure 11.4 (2024): 165-176.
https://coralreefwatch.noaa.gov
https://qfield.org/
https://qgis.org/
https://www.reefcheck.org/