제1장 서 론
우리사회 전반에 걸쳐 정보화의 수준이 높아지고 지리정보체계(Geographic Information System, GIS) 기술이 이를 뒷받침하면서, 공공기관이나 민간시장 모두에서 공간정보를 활용하려는 수요가 높아지고 있다. 우리나라는 국가의 공간정보기반을 확충하기 위해 1995년부터 국가GIS구축사업을 추진하여, 각종 지도의 데이터베이스를 구축하고 GIS활용시스템을 개발하여 공간정보의 활용여건이 크게 향상되었다. 또한 정보통신기술과 인터넷의 활용이 급속히 확산됨에 따라 기업뿐만 아니라 일반인에게도 다양한 지리정보가 제공되면서 GIS는 본격적인 확산기를 맞고 있다. 그 결과 GIS분야는 투기지역모니터링, 토지이용, 입지선정, 노선분석, 상권분석 등과 같은 복잡한 공간문제를 해결하는데 활용될 수 있을 만큼 그 응용분야가 빠르게 확장되고 있다.
앞으로 GIS기술은 각종 공간의사결정 부문뿐만 아니라, 정부의 행정업무와 대민서비스, 기업의 경제활동, 국민의 일상생활에 이르기까지 그 활용분야가 더욱 확대될 전망이다. 뿐만 아니라 현재의 정보통신기술 발전추세로 미루어 머지않아 국가사업으로 추진될 사이버국토 건설과 시공자재(時空自在, ubiquitous) 공간을 창조하는데 필요한 각종 지리정보와 공간분석기법 그리고 시뮬레이션기법에 관한 활용 수요도 더욱 늘어날 것으로 예상된다.
이러한 배경하에서 이 연구는 각종 공간현상을 과학적으로 탐구하고 공간문제를 합리적으로 해결하는데 도움을 줄 수 있는 GIS기반 공간분석방법론을 정립한 후, 실제 사례를 대상으로 그 방법론을 적용하여 유용성을 검증하고, 필요에 따라 누구나 그 방법론을 쉽게 활용할 수 있는 방안을 제시하는데 목적을 두고 있다. 이를 위해 GIS를 이용한 공간분석관련 논문과 관련문헌을 이용하여 귀납적으로 GIS기반 공간분석방법론을 정립하고, 공간현상 탐구부문, 합리적 공간의사결정부문, 시공간변화예측부문으로 구분하여 문제의 특성에 따라 방법론을 구체화하고, 사례를 적용하여 방법론을 검증하였다.

제2장 GIS를 이용한 공간분석의 발전 동향과 전망
급속한 컴퓨터기술의 발달과 함께 GIS기술이 크게 발전하면서 국내외적으로 GIS를 이용한 공간분석도 활발히 진행되었다. GIS를 이용한 공간분석 연구는 지리학과 컴퓨터 지도학에 근간을 둔 계량적 특성을 가지며, 공간상에 나타나는 현상을 이해하고 공간문제에 대한 해법을 찾아가는 길잡이 역할을 수행한다. 도시계획, 교통시설계획, 토지이용변화 예측 등을 위해 GIS를 적극적으로 활용한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 최근에는 확률모형을 도입한 공간시뮬레이션과 다기준 공간의사결정에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.
이 장에서는 GIS를 이용한 국내외의 공간분석 발전 동향과 앞으로의 전망을 살펴보기 위하여, GIS관련 연구결과가 수록되어 있는 국내외 연구논문을 조사하여 분석하였다. 이 연구에서 조사한 자료는 1991년부터 2003년까지 외국에서 수행된 ｢Environment and Planning B: Planning and Design｣과 ｢International Journal of Geographic Information Science｣, 1995년부터 2003년까지 국내에서 수행된 ｢국토‧도시계획학회지｣, ｢대한지리학회지｣, ｢한국GIS학회지｣, ｢한국지형공간정보학회지｣, ｢한국지리정보학회지｣ 등이다.
외국에서는 1993년 이후 GIS를 이용한 공간분석연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 따라서 1993년을 기점으로 공간분석을 위한 GIS의 활용이 크게 보편화되었다. 또한 1998년부터는 GIS신기술의 발달과 함께 GIS를 도입한 후발 국가들이 연구를 수행함에 따라 GIS 일반기술에 대한 연구도 상당히 증가하였다. 공간분석에 활용된 분석기법은 고차원적 공간분석기법인 공간통계, 다기준의사결정기법, 시뮬레이션기법 등의 비중이 높았으며, 이미 1990년대 초반부터 활발히 진행되고 있다.
국내에서는 1995년 이후 초기에는 GIS를 이용한 공간분석연구가 차지하는 비중이 50% 미만이었고, 1999년까지는 GIS일반기술에 해당하는 데이터베이스 구축, 데이터모델의 구조, GIS사업 수행계획 등과 관련된 연구의 비중이 높았다. 그러나 2000년 이후 공간분석연구가 50% 이상을 차지하고 있다. 하지만 세계적으로 GIS를 공간분석에 이용하는 연구비중이 70~80%인 것을 감안할 때, 우리나라의 GIS 활용수준은 상당히 낮은 실정이다. 그러나 우리나라의 공간분석연구가 외국에 비해 10년 정도 늦게 출발했음에도 불구하고, 현재 그 발전 속도가 매우 빠르므로 머지않아 GIS연구의 선진 대열에 참여할 수 있을 것으로 기대된다.

제3장 공간문제해결을 위한 GIS기반 공간분석방법론 정립
자연 및 인문환경으로 구성된 지리공간은 인간의 활동과 시간의 흐름에 따라 다양한 공간현상과 공간문제를 발생시키고 있다. 지리공간상에서 다양한 공간현상이 나타나는 위치, 분포, 패턴은 공간문제로 인식되며, 많은 학자들은 공간문제에 대한 해답을 찾기 위해 노력하고 있다. 이러한 추세에 맞추어 이 연구에서는 GIS를 기반으로 한 공간분석방법론을 정립하고, 그 적용 범위와 성격을 정의하였다. 이 연구에서 GIS기반 공간분석방법론이란 공간현상 속에 숨겨진 공간패턴 또는 공간관계를 찾거나, 공간의사결정에 필요한 해법을 도출하거나, 공간변화를 예측하기 위해, 단계별로 적합한 GIS공간분석기법을 융합하여 적용하는 GIS모델링 방법을 통칭한다. 공간현상에 내재되어 있는 고부가가치 정보와 지식을 추출해 낸다는 의미에서 일련의 공간데이터마이닝과정이 포함된다. 따라서 공간문제의 특성파악에서부터 기대하는 결과를 얻기까지 여러 단계의 분석절차들을 수행하며, 적절한 방법론을 도입해야 한다. 궁극적으로 GIS기반 공간분석방법론은 공간현상에 대한 과학적 이해와 해석, 공간문제에 대한 합리적인 공간의사결정대안과 해법을 도출하는 틀로 활용될 수 있다.
이 장에서는 GIS 입문자들이 공간문제의 특징과 공간정보의 활용을 위한 데이터베이스 구축방법을 쉽게 이해할 수 있도록 기초적인 원리를 수록하였다. 즉 연구자가 공간문제의 특성파악에서부터 기대하는 결과를 얻기까지 단계별 분석절차와 구성요소들을 정립하여 길잡이로서의 분석틀을 정립하였다.
GIS기반 공간분석방법론은 크게 두 단계의 과정으로 구성된다. 첫 단계는 공간문제의 해결방안을 모색하기 위해 ‘사고체계에 의한 논리적 접근을 수행하는 단계’로서 공간현상 또는 공간문제의 특성파악, 문제해결을 위한 목표 정의, 논리적 접근방법 채택, 문제해결 시나리오 작성, GIS모델링 계획 등의 과정이 수행된다. 둘째 단계는 실제로 ‘GIS를 활용한 물리적 분석단계’로서 데이터베이스 구축 및 자료변환, 시나리오 수행을 위한 공간분석기법의 순차적 실행, 대안의 비교 및 선택과정 등을 수행한다. 분석결과는 평가와 검증단계를 거쳐 최종적으로 공간해석이나 공간의사결정을 위한 지식과 정보로서 채택된다.
이 연구에서는 GIS모델링 방법을 서술적 GIS모델링, 처방적 GIS모델링, 예측적 GIS모델링으로 구분하고 모델링별로 접근방법을 일반화하였다. 실제로 모델링을 적용하는 과정에서는 당면한 공간문제의 특성에 따라, 하나의 모델링만을 적용할 수도 있고, 때로는 두 가지 또는 세 가지의 모델링을 적절히 조합하여 적용할 수도 있다.

< 중 략 >

발간사 ⅰ
서 문 ⅲ
요 약 ⅴ

제1장 서 론
1. 연구배경 1
2. 연구목적 4
3. 연구범위 4
4. 연구방법 5
1) 국내·외 유관 학회지 논문 정밀분석 5
2) GIS관련 교재 및 문헌 조사분석 5
3) 실제 사례의 적용 및 검증 6
4) 외부 전문가의 자문 및 초청특강 6

제2장 GIS를 이용한 공간분석의 발전 동향과 전망
1. GIS를 이용한 공간분석 선행연구 고찰 9
1) GIS를 이용한 공간분석 선행연구 9
2) 선행연구검토의 종합 및 시사점 14
2. GIS를 이용한 공간분석 연구의 동향 17
1) 외국의 연구 동향 17
2) 국내의 연구 동향 21
3. GIS기반 공간분석연구의 발전전망 24
1) GIS기술 발달에 따른 공간분석 고도화 24
2) 외국의 발전전망 25
3) 국내의 발전전망 26
4. GIS기반 공간분석방법론 연구 의의 27
1) 국가정보화에 따른 국가공간정보기반의 활용여건 향상 27
2) GIS기술의 고도화에 따른 새로운 공간분석기법 등장 28
3) GIS기반 공간분석방법론 활용수요 증대 30

제3장 공간문제해결을 위한 GIS기반 공간분석방법론 정립
1. 공간문제와 공간정보의 활용 33
1) 공간문제의 특징 33
2) 공간문제해결을 위한 공간정보의 활용 36
2. 공간문제해결을 위한 GIS기반 공간분석방법론 37
1) 공간문제해결을 위한 접근방법론 37
2) GIS기반 공간분석방법론의 개념 41
3) GIS기반 공간분석방법론의 정립 44
3. 컴포넌트 GIS모델링을 이용한 GIS기반 공간분석 방법론 51
1) 컴포넌트와 컴포넌트 GIS의 개념 51
2) 컴포넌트 GIS모델링의 개발환경 53
3) 개방형 컴포넌트 55
4. 문제특성에 부합한 GIS 모델링의 적용 57
1) GIS모델링의 개념과 유형 57
2) 문제해결을 위한 모델링 과정 59
3) 문제특성에 적합한 GIS모델링의 적용 60

제4장 공간현상탐구를 위한 서술적 GIS기반 공간분석방법론
1. 공간현상탐구가 필요한 공간문제들 63
1) 토지이용계획 사례 64
2) 교통계획 사례 65
3) 시설물 입지선정 사례 66
4) 환경평가 사례 67
2. 공간현상탐구를 위한 서술적 GIS모델링 정립 68
1) GIS기반 공간분석방법론 도입에 따른 부가가치정보 창출 68
2) 공간현상탐구를 위한 서술적 GIS모델링 정립 71
3) 서술적 GIS기반 공간분석방법론 정립 76
3. 서술적 GIS모델링을 적용한 사례연구 78
1) 생활폐기물 관리를 위한 공간정보 78
2) 서술적 GIS기반 공간분석방법론의 적용 80
3) 생활폐기물 공간적 배출특성 분석을 위한 서술적 GIS모델링 82
4) 사례적용 결과 84

제5장 공간의사결정 지원을 위한 처방적 GIS기반 공간분석방법론
1. 공간의사결정 지원이 필요한 공간문제들 87
1) 소매중심지 입지결정 사례 87
2) 도시계획시설 입지선정 사례 89
3) 교통시설의 노선선정 사례 90
4) 토지이용계획 의사결정 사례 92
2. 공간의사결정 지원을 위한 처방적 GIS모델링 정립 93
1) 공간의사결정과정과 GIS기반 공간분석방법 93
2) 공간의사결정지원을 위한 처방적 GIS모델링 정립 99
3) 처방적 GIS기반 공간분석방법론 정립 102
3. 처방적 GIS모델링을 적용한 사례연구 104
1) 생활폐기물 수거서비스를 위한 의사결정의 특징 104
2) 처방적 GIS기반 공간분석방법론의 적용 105
3) 생활폐기물 수거권역설정과 경로계획을 위한 GIS모델링 107
4) 사례적용 결과 111

제6장 시공간변화예측을 위한 예측적 GIS기반 공간분석방법론
1. 시공간변화예측이 필요한 문제들 115
1) 산림훼손 예측 사례 115
2) 토지이용변화 예측 사례 116
3) 도시계획 변경에 따른 지가변화 예측 사례 118
4) 도시성장 예측 사례 120
2. 시공간변화예측을 위한 예측적 GIS모델링 정립 121
1) 동태적 GIS 121
2) 시공간변화예측을 위한 예측적 GIS모델링 정립 123
3) 예측적 GIS 공간분석방법론 정립 125
3. 예측적 GIS모델링을 적용한 사례연구 127
1) 도시성장예측을 위한 공간정보 모델의 설계 127
2) 예측적 GIS기반 공간분석방법론의 적용 128
3) 시가화지역 변화예측을 위한 GIS모델링 130
4) 사례적용 결과 132

제7장 GIS기반 공간분석방법론 활용방안
1. GIS기반 공간분석방법론의 종합화 방안 135
1) 시공간통합 시뮬레이션 모형 설계 135
2) 컴포넌트식 GIS모델링의 도입 139
2. GIS기반 공간분석방법론의 활용방안 142
1) 과학적 해법도출을 위한 방법론 활용 142
2) 합리적 의사결정을 위한 방법론 활용 142
3) 환경적응에 유연한 방법론 활용 143
3. GIS기반 공간분석방법론 적용 효과 144
1) 디지털 국토행정 및 정책실현 효과 144
2) 공간정보기반의 새로운 민간시장 창출 효과 144

제8장 결 론
1. GIS기반 공간분석방법론 정립 의의 147
2. 연구의 특징과 한계점 149
1) 연구의 특징 149
2) 연구의 한계 149
3. 향후 연구과제 150

참고문헌 151
SUMMARY 157

부 록 Ⅰ. 공간현상 탐구를 위한 GIS기반 공간분석 원리와 기법 163
부 록 Ⅱ. 공간의사결정 지원을 위한 공간분석방법 209
부 록 Ⅲ. 시공간변화예측을 위한 공간분석방법 237