Win Tech - 디지털 매핑에 의한 통합 지질정보 제공기술 개발
Win Tech는 공공연구기관의 연구성과 확산을 위해 국가과학기술연구회(NST)와 공동으로 우수 공공기술을 선별하여 게재하고 있습니다.
▲ 송교영 책임연구원
한국지질자원연구원 지질연구센터
영국의 측량사였던 윌리엄 스미스(William Smith, 1769~1839)가 1815년 세계 최초의 지질도를 만든 이후 지질학은 산업혁명 거치면서 주로 자원 확보를 위한 수단으로 발전하였다.
현재의 지질학은 지하자원의 탐사나 개발, 댐이나 도로, 터널 등 사회간접자본의 건설, 지진 발생, 지반침하나 산사태와 같은 지질재해의 예방, 국토환경의 보존과 효율적 활용을 위한 일들을 설계하고 추진할 때 매우 유용한 지질정보를 제공하고 있다.
한국지질자원연구원은 1918년 일제 강점기 하에서 조선총독부 소속기관으로 설립된 지질조사소의 후신 기관으로 해방 후 정부조직 내 국립기관으로 운영되다가 1976년 정부출연기관으로 새롭게 출발하여 현재에 이르고 있다.
1918년 이후 우리나라 국토의 지질조사와 모든 국가지질도 제작은 한국지질자원연구원의 고유한 임무이며 현재까지 방대한 양의 지질정보를 축적하고 있다.
지질정보(Geological Information)는 지질도, 지구물리도, 지구화학도 등의 공간 정보뿐만 아니라 광물학, 층서학, 고생물학, 지질연대학(Geochronology)과 동위원소 지질학 등의 관련 학문에 관한 모든 지리 참조 데이터를 의미한다.
본 연구에서 지질정보는 지질조사를 통해 수집된 자료들을 가공하여 해석 및 응용을 위해 사용되는 정보를 통칭한다.
본 연구는 지질정보를 필요로 하는 다양한 국가적 현안에 대응하기 위하여 지질정보 표준화를 완성하여 표준지질정보 기반의 디지털 매핑을 통한 지질주제도와 해저지질도, 달 자원 탐사를 위한 원소 지도를 만들고, 그 결과물과 함께 지금까지 우리 연구원에 축적된 많은 양의 지질정보를 통합하는 표준 지질정보 생산·관리·제공 시스템을 개발하는 데 목적이 있다. 그림 1은 본 연구의 목표시스템 구성을 보여주고 있다.
목표시스템 구축의 첫 번째 단계는 취득하는 지질정보의 일관성 및 신뢰성 확보와 질 높은 지질정보 제공을 위해 지질정보 표준화 지침을 마련하고, 지질 기호단위와 암석층서 단위에 대한 표준화 작업을 통해 표준안을 만드는 것이다.
지질 기호는 일반적인 표기는 대부분 일치하나 세계 각국의 지질 관련 기관에 따라 약간씩 다른 표기를 사용하고 있으며, 국내에서도 연구자에 따라 다른 형태가 사용되고 있어 우리 연구원에서 통일된 표준안을 마련하고자 하였다.
또한 1918년 이후 지금까지 발간된 지질도에서 사용된 암석층서 단위가 4천개가 넘어 통합 디지털 지질도 구축과 개발하고자 하는 디지털 지질매핑시스템의 입력 목록을 만드는 데 큰 장애요소로 작용하고 있다.
따라서 지질시대와 암석·층서 특성을 반영하여 정리된 암석층서 단위에 대한 표준화 작업이 필요하다.
지질 기호 단위 표준화는 완성이 되었으며 암석층서 단위 표준화는 금년 중으로 완성할 예정이고, 그림 2와 같이 이를 이용하여 연구원에 축적된 기존 아날로그 지질도를 변환하여 통합 디지털지질도에 적용하고자 한다.
또한 이 표준안을 근거로 모바일 기기를 활용하여 야외 현장에서 지질조사를 수행하는 디지털 지질매핑시스템(KMapper)을 개발하고 있다.
디지털 지질매핑시스템은 디지털 지질조사-편집-관리-공공서비스 전체 과정을 이끄는 기술 중 하나로 전통적인 야외 지질조사에서 모바일 디지털 기기를 이용한 GIS 개념의 지질조사 및 활용의 개념이다.
현재 개발하고 있는 디지털 지질매핑시스템은 해외 유관시스템 및 지질조사 과정을 분석하여 체계적으로 야외 지질정보를 수집할 수 있도록 시스템 설계를 수행하였으며, 연구원 고유의 기술력을 통해 시스템을 개발하고 있다.
디지털 지질매핑시스템은 그림 3과 같이 야외 지질조사시에 개별 자료 입력 구성으로 설계하였으며, 시스템은 태블릿 및 휴대폰 크기의 모바일 기기로 야외암석에서 정보를 체계적으로 수집할 수 있도록 UI/UX 설계 및 지질조사 일련의 과정을 단계별 시스템에서 적용할 수 있도록 개발하고 있다.
본 연구에서는 통합 지질정보 제공 시스템을 통해 제공하는 지질주제도를 함께 조사 발간하고 있다. 지질주제도 발간은 우리 연구원 본연의 임무이다.
2019년도까지 발간하는 지질주제도는 개정판 1:100만 축척 한국지질도, 1:10만 축척 지구조·층서도, 1:10만 축척 해저지질도와 달 자원 탐사를 위한 원소 지도이다.
현재의 1:100만 축척의 한국지질도는 1995년 개정 3판이 발간되었지만 일부 지질시대의 암석층서 구분과 분포 범위에서 오류가 있어 새로운 개정판 제작이 요구되어 왔다.
SHRIMP U-Pb 및 LA ICPMSU-Pb 저어콘 연대 자료 등의 정밀 기본 자료와 새롭게 정립된 지질 범례들을 기반으로 체계적 암석층서 단위의 개정을 통해 국내 지질과학 분야 학술적 현안인 개정판 1:100만 한국지질도를 준비하고 있다.
태양계를 포함한 지구의 나이는 46억 년이며 작년까지 한반도에 분포하는 5억 4천만 년 이전의 선캠브리아시대 지질까지 완성한 상태이다(그림 4).
한반도의 서해안 지역은 고생대-중생대 사이에 남북방향의 지각충돌대가 존재하는 것으로 보고되고 있으며, 이를 규명하기 위하여 1:10만 축척의 지구조·층서도를 만들고 있다.
작년에는 인천-김포지역(그림 5)을 발간하였고 금년에는 당진-대산지역을 발간할 예정이다.
한반도 동해 연안지역에 대한 정밀 해저지질정보 제공을 통해 국가 해양관리에 기여할 목적으로 강릉-묵호 정밀(1:10만) 해저지질도를 발간 중에 있으며 내년에 발간될 예정이다(그림 6).
달 지질자원 탐사를 위한 원소 지도 및 광물자원도를 제작하고 있다. FeO, TiO2, MgO의 0.003°급 원소지도와 5°규소 지도를 작성하여 크기가 작은 달 표면의 분화구와 같은 지역적 특성을 연구하고 있다.
이와 같은 각종 지질주제도와 함께 그동안 우리 연구원에 축적된 지질정보를 관리·제공하는 지질정보서비스 시스템인 MGEO를 운영하여 지질정보를 필요로 하는 누구나 이용할 수 있도록 하고, 다양한 국가·사회·국민적 현안을 해결하는 데 중요한 연구·정책 자료로 제공하고 있다(그림 7).
또한 연구원 내부에서 생산되는 모든 지질과학 데이터를 한곳에 모아 체계적으로 관리하고 검색·제공하기 위한 GDR(Geoscience Data Repository) 시스템을 구축하여 시범 운영하고 있다(그림 8).