(커넥트 데일리=김영도 기자) 본 기사는 국민의 99.7%가 모바일 위치 기반 서비스를 이용하면서도 공간정보 전문 용어 인지도는 27.2%에 불과한 대중적 인식 격차가 정책 결정자의 예산 확보 제약으로 이어지는 현실에서 출발했으며, 미 지질조사국('USGS')의 '3DEP' 사업과 'NEEA' 정량 평가 모델 사례를 분석해 공간정보 인프라 투자 정당성을 객관적으로 입증할 한국형 비용-편익(B/C) 평가 체계 구축의 시급성을 제시하고자 기획했습니다(편집자 註).

 

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공간정보, 체감도 99.7%, 인지도 27.2%

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국토교통부가 2023년 4월 발간한 제7차 국가공간정보정책 기본계획 수립 연구보고서에 따르면, 공간정보에 대한 국민 인식률은 ▲들어본 적은 있으나 내용은 잘 모른다 72.8% ▲들어본 적 있으며 내용을 어느 정도 알고 있다 21.0% ▲잘 알고 있다 6.2% 순으로 나타났다.

 

반면, 공간정보 시스템을 활용한 위치 기반 모바일 서비스 이용률은 매우 높은 수준을 기록하고 있다.

 

한국정보통신정책연구원(KISDI)의 2024년 한국미디어패널조사(2025년 1월 발표)에 따르면, 휴대전화 이동통신 가입률은 99.7%로 거의 전 국민이 가입한 상태이고 유선 인터넷 가입률도 81.6%로 높은 수준이다.

 

이는 GIS나 공간정보라는 학술ㆍ행정 전문 용어 인지도는 낮지만, 실제 서비스 활용도와 기술 용어 인지도 간 격차가 크다는 것을 보여준다.

 

일상적인 비즈니스 교류에서 주고받는 명함에는 성명과 연락처 외에도 사무실 주소가 기재돼 있다. 이것이 상대방에 대한 정보를 알 수 있는 속성정보와 위치정보이며, 상대방에게 부여된 공간정보로 이해할 수 있다.

 

공간정보(위치정보)에는 일상적인 인류의 문화가 담겨 있다. 추운 지역과 더운 지역에 대한 기후 및 환경 정보를 통해 문화적 독창성이 존재하며 사는 지역에 따라 지역적 성향을 파악하기도 한다.

 

현대에 들어와 GPS(Global Positioning System, 위성항법장치)가 모바일에 탑재되면서 티맵, 카카오내비 등 실시간 경로 안내가 가능하게 되었고, 실시간 위치 매칭으로 카카오T, 우버 같은 차량 호출 서비스 이용이 보편화됐다.

 

특히, 배달의민족, 쿠팡이츠 등 배달음식 주문도 가능해졌을 뿐만 아니라, 재난이나 안전사고 등 긴급한 상황이 발생했을 때 정확한 위치를 파악할 수도 있고 위치한 지역의 매장 기반 타겟 광고로 경제적 효과도 유발한다.

 

이 같은 현상은 우리나라뿐만 아니라 미국에서도 동일하게 나타난다.

 

미국 성인의 90% 이상이 스마트폰의 위치 서비스를 사용해 길찾기 및 지역 정보를 검색하고 있지만 일반 대중에게 GPS나 Google Maps를 물었을 때 그 뜻과 용도를 올바르게 알고 있다고 응답한 비율은 85~90%였다.

 

반면, GIS 용어를 정확하게 인지하고 올바르게 설명할 수 있는 비율은 10~15% 미만에 불과했다.

 

특히, GIS를 GPS나 상용 앱으로 오인하는 비율이 70% 이상에 달했으며, 단순 오기나 Google Maps의 다른 이름으로 인지하는 응답이 대부분을 차지했다.

 

이처럼 서비스의 편의성이 일상에 깊이 자리 잡았음에도, 국민 대다수는 공간정보의 혜택을 누리면서 그 존재를 명확히 인지하지 못하고 있다.

 

이러한 인식 부족은 국민 개개인에게 그치지 않고, 예산 배정권을 가진 정책 결정자들에게까지 영향이 이어진다는 점이다.

 

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USGS, 3DEP 통해 정책 의사결정

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지난 2월 16일부터 18일까지 콜로라도주 덴버에서 개최된 ‘Geo Week 2026’에서 미국 지질조사국(USGS)은 20년 가까이 수많은 연방, 주, 지방, 부족 및 기타 파트너와 협력해 3차원 고도 데이터 프로그램(3D Elevation Program, 이하 3DEP)의 미국 전역 100% 커버리지 달성이 올해 안으로 완료될 것이라고 공식 선언했다.

 

3DEP는 2010~2011년 수행된 NEEA 조사를 통해 사업 모델이 설계됐으며, BAA(공모 계약) 체계 수립을 거쳐 2016년부터 본격적으로 생산됐다.

 

3DEP는 미국 전역의 고품질 지형 데이터와 자연 및 인공 구조물에 대한 다양한 3D 표현에 대한 수요가 증가하면서 시작됐다.

 

미국 전역의 의사결정권자들이 국민의 즉각적인 안전, 재산, 환경에 이르기까지 매일 중요한 결정을 내리는 데 이 고도 데이터를 활용하고 있다는 점이다. 

 

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美 3DEP 전국 3D 고도 기준선 구축과 연 1조 원 편익

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3DEP의 핵심 가치는 라이다(LiDAR) 기술을 활용해 체계적으로 수집되는 3차원 고품질 데이터에 있다.

 

항공기에서 방출된 빛이 지표면에 도달한 후 센서로 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정해 지표면의 해발고도를 결정한다.

 

하와이를 포함해 미국 영토를 대상으로 비행기나 헬리콥터에 탑재된 라이다 장비가 지형정보 데이터를 수집하며, 알래스카의 경우 구름 덮임과 오지 지형으로 라이다 사용에 한계가 있어 간섭계 합성개구레이더(IfSAR, Interferometric Synthetic Aperture Radar)가 활용된다.

 

※ 참조 용어: 간섭계(Interferometric)는 두 개 이상의 레이더 안테나로 수신된 전파의 위상차(Phase Difference)를 분석해 지표면 각 지점의 정밀한 높이(고도) 및 3차원 입체 정보를 계산하는 기술이다.   또 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar)는 항공기나 위성이 이동하면서 전파를 연속으로 쏘고 반사파를 수신할 때, 이동 궤적 전체를 하나의 가상 대형 안테나(합성 개구)처럼 활용해 고해상도 영상을 얻는다.

 

높은 정확도와 해상도를 요구하는 3DEP 규격을 충족하는 고도 데이터 커버리지 100% 목표가 달성되면 데이터셋은 미국 전역을 아우르는 수목을 제외한 나지(bare earth)와 3D 포인트 클라우드를 모두 포함해 전국 단위의 통일된 고해상도 3D 고도 기준선을 제공한다.

 

3DEP 이전에도 미국 지질조사국(USGS)이 관리하는 국가고도데이터셋(NED) 등이 존재했지만 주(State)별, 지역별로 측량 시기, 정확도, 해상도(10m, 30m 등)가 제각각이어서 미국 전역을 하나의 일관된 기준으로 비교, 분석할 수 없었다.

 

따라서, 3DEP 목표 달성으로 미국 전역을 동일한 고품질 규격(Quality Level 2 이상, 수직 오차 10~20cm 이내로 맞춰, 나지(Bare Earth) 고도 모델과 3D 포인트 클라우드를 동시에 제공하는 최초의 전국 통일 고해상도 기준선이 만들어진다는 것을 의미한다.

 

국가 3DEP 기준선은 인위적 및 자연적 지형 변화 위치를 모니터링하기 위해 새로 수집되는 3DEP 데이터와 비교됨에 따라 그 유용성과 가치가 더욱 높아질 것이라는 분석이다.

 

특히, 3DEP 데이터는 홍수 위험 관리, 정밀 농업, 산사태 위험 관리, 인프라 프로젝트 4개 분야에서 국가 인프라와 경제적 복원력을 지원하는 사례로 제시된다.

 

 

미국 국민이 얻는 편익은 보수적으로 추산하더라도 연간 6억 9,000만 달러(약 1조 원)에 달하며, 추가적인 데이터 수집이 완료되면 훨씬 더 많은 편익을 가져올 잠재력이 있다는 점을 강조하고 있다.

 

USGS는 2024년 발표 자료에서도 연간 6억 9천만 달러(1조원)라는 수치를 그대로 인용하고 있어 이 추정치가 10여 년째 갱신되지 않았다는 점에서 추가적인 데이터 수집이 완료되면 실제 편익은 이보다 훨씬 클 것으로 추산된다.

 

무엇보다 미국의 3DEP 데이터 고도화를 통해 연간 1조원이라는 정량화된 편익이 설득력을 갖는 이유는 막연한 정성적 주장이 아니라, 별도의 국가 단위 조사ㆍ분석 체계를 통해 산출됐다는 점이다.

 

반면, 우리나라는 현재 공간정보 사업의 편익-비용을 체계적으로 산출하는 모델이 거의 존재하지 않아 예산 확보와 정책 우선순위 설정에 있어 근본적인 제약으로 작용하고 있다. 

 

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미국의 편익 정량화 방법론: NEEA(국가 고도 데이터 강화 평가)

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3DEP 편익 추정의 근거는 3DEP 자체가 아니라, 그 이전 단계에서 수행된 National Enhanced Elevation Assessment(NEEA, 국가 고도 데이터 강화 평가)라는 독립 연구에서 비롯됐다.

 

2010~2011년 국가디지털고도프로그램(NDEP) 산하 12개 기관이 후원하고 민간 지오스페이셜 기업 Dewberry가 USGS의 위탁을 받아 수행했다.

 

NEEA의 방법론은 크게 4단계로 구분된다.

 

첫 번째 단계가 전국 수요 조사다. 

전국 34개 연방기관, 50개 주 및 2개 준주, 지방정부ㆍ부족ㆍ민간ㆍ비영리단체가 참여해 602개의 임무 필수 기능 활동을 식별했다. 각 활동은 데이터 정확도, 갱신 주기, 지리적 범위라는 세 가지 변수로 구조화해서 정리됐다.

 

두 번째 단계는 업무 단위 편익 집계다. 

앞서 식별된 602개 활동을 27개 업무 분야로 그룹화한 뒤, 각 활동의 실무 담당자가 직접 보고한 개별 편익을 하나씩 합산해 분야별 편익 총액을 산출했다. 

 

전국 단위 편익을 먼저 추정해 나눈 것이 아니라, 현장 단위의 실제 데이터를 쌓아 올려 전체 그림을 완성한 방식이다.

 

이 과정에서 정량화가 불가능한 항목은 제외했고, 검증된 보수적 편익만 공식 비용편익분석에 반영하는 원칙을 지켰다.

 

세 번째 단계는 지역 단위 팩트시트 발간이다. 

전국 총계 수치를 제시하는 데 그치지 않고, 주(State) 단위로 개별 비용-편익 보고서를 별도로 만들어 기대 연간 편익, 예상 총비용, 투자회수기간, 편익비용비(BCR)를 함께 제시했다.

 

네 번째 단계는 시나리오 비교다. 

데이터 품질수준(정확도)과 갱신주기를 달리한 복수의 시나리오를 놓고 비용ㆍ편익ㆍBCR을 비교해, 재정 여건에 맞는 최적의 투자 규모와 주기를 도출할 수 있도록 했다.

 

  

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실무적 설득력의 핵심, 지역 단위 팩트시트

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NEEA 3DEP의 특징은 전국 총계 수치뿐 아니라, 주(State) 단위로 데이터 품질수준과 갱신주기에 따른 개별 비용-편익 팩트시트를 별도 발간했다는 점이다. 

 

  

전국 6억 9,000만 달러 편익이라는 추상적 숫자보다, 해당 주(지자체)에 투자하면 몇 년 안에 회수되는지를 보여주는 지역 단위 자료가 예산 담당자와 의회를 설득하는 데 훨씬 효과적이기 때문이다.

 

위스콘신-매디슨대학교(UW-Madison) 산하 공식 지도제작ㆍ측지 자문 기관 Wisconsin State Cartographer's Office(위스콘신주 지도제작실)에서 발간하는 ‘라이다 매거진(LIDAR Magazine)에 NEEA 조사를 실제로 수행한 민간 지오스페이셜 기업 Dewberry사의 프로젝트 매니저 David Maune(Dr. David Maune) 박사가 다음과 같이 기고했다.

 

전국을 25년 주기로 균일하게 커버하는 안은 연평균 비용 3,500만 달러 대비 편익 1억 4,800만 달러로 편익비용비가 4.3대 1로 나타났으며, 갱신주기를 15년으로 단축하면 편익은 2억 6,100만 달러로 늘지만 그만큼 비용도 증가하는 것으로 분석했다. 

 

또한 연방ㆍ주ㆍ비영리단체가 개별적으로 움직일 경우와 협업할 경우의 비용-편익 차이도 비교됐는데, 개별적으로 움직이면 순편익이 6억 200만 달러에 그치는 반면 협업 시나리오는 이보다 높은 순편익을 낸 것으로 나타나 협력 가치를 강조했다.

 

실제로 워싱턴주는 기대 연간 편익이 약 946만 달러, 예상 총비용은 약 2,255만 달러로 산정되어 투자회수기간이 2.4년, 편익비용비(BCR)는 3.1대 1로 나타났다. 다만 워싱턴주는 금전적 편익이 산정되지 않은 항목도 다수 존재해 실제 총편익은 이 수치보다 클 것으로 분석된다. 

 

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3DEP 고도 데이터 편익성과 4대 핵심 역할

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2010~2011년 시행된 NEEA 조사는 602개의 세부 필수 임무를 27개 업무 분야로 분류한 뒤, 각 분야가 창출하는 경제적 가치(편익)를 산정했다.

 

그 결과, 가장 큰 편익을 내는 분야는 홍수 위험 관리로, 보수적 추정으로도 연간 2억 9,500만 달러, 잠재적으로는 5억 200만 달러에 달하는 것으로 나타났다. 

 

두 번째는 인프라ㆍ시공 관리로 보수적 편익 2억 600만 달러, 잠재적 편익은 9억 4,200만 달러로 추정됐다. 

 

세 번째는 자연자원 보전 분야로 보수적 편익 1억 5,900만 달러, 잠재적 편익 2억 2,500만 달러였다. 

 

네 번째인 농업ㆍ정밀 영농 분야는 보수적 편익이 1억 2,200만 달러에 그쳤지만, 잠재적 편익은 20억 1,100만 달러로 산정되어 향후 성장 가능성이 가장 큰 분야로 꼽혔다. 

 

다섯 번째는 수자원 공급ㆍ수질 분야로 보수적 편익 8,500만 달러, 잠재적 편익 1억 5,600만 달러였다.

 

NEEA는 데이터 품질수준(정확도)과 갱신주기를 달리한 복수 시나리오의 비용ㆍ편익을 비교해 재정 여건에 맞는 최적의 투자 규모와 갱신주기를 선택할 수 있었다.

 

[홍수 관리 대응]

미국 해양대기청(NOAA) 국립기상청 수문정보센터에 따르면 1984년~2013년까지 30년 동안 홍수로 인한 미국의 피해액은 연평균 약 80억 달러에 달하며 매년 80명 이상의 사망자가 발생했다.

 

개선된 홍수 위험 평가 및 관리는 재산 피해를 줄이고 인명을 구하기 위해 해안과 수로를 따른 고품질 고도 데이터에 의존한다. 

 

3DEP를 통해 수집된 데이터는 가장 정확한 수문 예측 모델과 홍수 위험 지도를 제공하는 데 사용되며, 이를 통해 대응자와 계획수립자 모두가 향후 발생할 수 있는 홍수나 기타 재난에 더 잘 대비할 수 있도록 지원하고 있다.

 

제공된 데이터는 핵심 인프라 관리뿐만 아니라 산사태 및 침식과 같은 자연적 과정과 도시 성장 및 농업과 같은 인간 활동으로 인한 지표면 변화를 감지하는 데 활용된다.

 

또한 이 데이터셋은 주 및 지방정부의 위험 관리와 홍수 대응, 비상 관리, 범람원, 빗물 배수 시설 및 댐 관리 개선에 기여한다. 

 

특히 미국 재난관리청(FEMA)은 주요 파트너이자 최고 활용 기관으로 재난 예방ㆍ대응ㆍ복구 단계에서 국민을 돕는 임무를 수행하는 데 이 데이터를 활용하고 있다.

 

[스마트 정밀 농업]

첨단 기술에 의존하는 농업인을 포함한 농업 분야도 생산성을 향상시키기 위해 작물 관리에 라이다 데이터를 활용하는 사례가 늘고 있다.

 

라이다를 통한 고품질 지형 정보는 생산자에게 농경지 내 토양 유형, 토양 습도, 배수, 지형적 변량(경사, 향, 곡률)에 대한 상세한 정보를 제공한다.

 

이러한 고도 특성에 대한 지식은 농가에 종자, 비료, 물, 제초제의 맞춤형 살포와 같은 위치 맞춤형 농법을 활용할 기회를 제공하며 농지 적합성 분석, 농가 저수지 설계, 배수 분석 및 보전 계획 수립에도 의사결정에 인사이트를 제공한다.

 

이 데이터를 활용하면 농작물 수확량 증대, 홍수나 부적절한 부지 설계로 인한 손실 감소에서 확인할 수 있듯이 농경지 관리와 영농 방식을 개선할 수 있으며, 주요 자연자원 및 서식지를 보존할 수 있다.

 

[산사태 위험 관리]

 

미국 지질조사국(USGS) 산사태 위험 프로그램은 산사태 위험 평가, 산사태 조사 및 예측 수행, 산사태 비상 상황 대응을 위한 기술 지원을 제공하기 위해 고해상도 3D 고도 데이터의 가용성에 의존한다.

 

상세하고 정확한 정보는 연구자들이 지형과 산사태 취약성에 대한 이해를 도모하고 고해상도 지형 데이터는 산사태 발생 시기와 장소를 예측하는 데 필요한 산사태 평가에 크게 기여할 뿐만 아니라, 특정 환경에서의 잠재적 규모, 속도 및 영향에 대한 통찰력을 제공한다.

 

USGS 산사태 위험 프로그램은 상세한 고도 데이터를 사용하여 의사결정권자와 대중에게 자연 재해 정보 전달 방식을 개선한다. 이는 산사태로 인한 재산 및 인프라 피해를 줄이고 주민 대피 및 비상 대기 장소 계획 수립에 유용하다.

 

고도 데이터는 사면 안정성 모델의 입력 값으로 활용되며, USGS는 이를 통해 얕은 산사태가 빠르고 파괴적이며 치명적인 토석류로 발전할 수 있는 위치를 식별한다. 아울러, 산사태 발생 및 이동성 모델, 산사태 목록 및 퇴적물 지도를 통해 산사태 활동성을 보여준다.

 

[인프라 프로젝트]

 

전국적으로 정확한 지형 측량과 라이다 포인트 클라우드는 전력망, 토목 공사 프로젝트, 지형 토지 측량, 복잡한 수문 모델 지원에 필수적인 요소가 되고 있다.

 

고도 데이터는 인프라 유지 관리에도 사용되며, 개선 프로젝트 및 관련 시공 관리에 가치 있는 생산성, 안전성, 비용 절감 효과를 제공할 수 있다.

 

인프라 프로젝트에 3D 고도 데이터를 활용하는 예로는 공공 유틸리티 측량 및 선형 통로 매핑, 항공을 위한 지형 및 기타 장애물 식별, 댐ㆍ제방ㆍ해안 구조물 붕괴 모델링 및 피해 경감, 시공 계획 수립, 지질ㆍ해안 및 기타 특성 평가, 예비 공학 분석 등이 있다.

 

이 데이터 활용의 편익은 현장 위험 노출 감소를 통한 작업자의 안전성 향상, 획득한 고밀도 점 측정 데이터를 통한 세부사항 정밀화, 접근하기 어렵거나 광범위한 사업 구역의 가시 표면 측정 범위 확보 등에서 확인할 수 있다.

 

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