ArcGIS 10.X 환경분석화학 전공자가 왜 지리정보시스템(GIS)을 사용하는가?

우리 연구실에서는 ArcGIS (ArcMap)를 사용해서 오염물질의 공간분포를 해석합니다. 학과에 도시계획과 원격탐사 전공 연구실도 있어서 지리정보시스템(GIS)은 기본적으로 배우는 과목입니다. 

 

저는 박사과정 중에는 지구과학 전공자들이 많이 쓰는 Surfer (www.goldensoftware.com/products/surfer)로 대기오염물질의 지역적~전 지구적 분포도를 많이 그렸습니다. 당시, 포항공대 환경공학부에서는 거의 사용하는 학생이 없었는데, 저는 1997년 대학 3학년부터 Surfer와 Grapher 등을 사용했기 때문에, 자연스럽게 대학원 논문과 보고서에도 오염물질의 지리적 분포를 표시한 그래프를 많이 그렸습니다. 대학원에서 대기모델과 원격탐사 자료를 처리하고 논문을 쓰는데 큰 어려움이 없었던 이유입니다. 

 

2004년 박사 4년차에 토론토대학에 6개월 연수를 갔는데, 거기서는 많은 학생들이 ArcView를 사용하고 있었습니다. 그 이후에 저도 ArcView 3.3을 사용해서 오염물질의 농도분포, 배출량 지도, 역궤적 지도 등을 작성했습니다. 지금은 ArcView 대신 ArcGIS 10.X 버전에 포함된 ArcMap을 다양한 연구에 활용하고 있습니다.

 

그런데 얼마 전 Esri의 발표에 의하면 ArcMap 10.8.1이 마지막 버전이고, 2026년 3월까지만 지원될 예정입니다. ArcMap 10.9는 출시 계획이 없다고 합니다. 대신, ArcGIS Pro 개발에 주력할 예정입니다. 저는 ArcView 3.3만 사용하다가 ArcMap을 사용하면서 많이 불편했는데, 앞으로 몇 년 후에도 새롭게 프로그램 배우느라 또 고생할 것 같습니다. 오늘 오랜만에 ArcMap으로 예전 졸업생 자료를 이용해서 울산시 미세먼지(PM10) 분포도를 그려봤습니다. Surfer나 Origin Pro로 등고선 지도를 작성하는 것보다 확실히 시간은 걸립니다. 그러나 배경에 인구분포나 여러 정보를 추가할 수도 있고, 워낙 옵션이 다양하기 때문에 한 번 배우면 정말 유용하게 사용할 수 있는 프로그램입니다. 

 

봄철 미세먼지 평균 농도입니다. 온산국가산단에서 가장 고농도를 보였고, 전반적으로 산단 주변에서 농도가 높고, 울산의 서쪽은 농도가 낮습니다.

 

아래 그림은 내년 2월에 국제 학술지에 정식 게재되는 박사과정 김성준 학생 논문에 수록된 그림입니다. 역시, ArcMap으로 작성했습니다. 

서울시의 휘발성유기화합물질 농도 분포도입니다. 빨간색으로 나타난 곳이 대기질이 안 좋은 곳입니다.

 이 논문에서는 대기오염물질 농도뿐만 아니라, 공기 역궤적 밀도 그림도 작성했습니다. 계절별로 어디에서 서울로 바람이 많이 부는지 알 수 있습니다. 

 

여름에는 주로 국내 타 지역에서 서울로 바람이 불지만, 겨울에는 중국과 북한에서 서울로 바람이 많이 붑니다. 당연히 겨울철 화석연료 사용으로 인한 미세먼지와 여러 대기오염물질이 서울로 많이 유입됩니다.

 

마지막으로, 아래 그림은 대표적인 발암물질인 PAHs와 Halo-PAHs가 중국에서 국내로 유입되는 그림입니다. 박사과정 Quang 학생이 올해 게재한 논문에 수록된 그림입니다. 이 외에도 많은 연구 사례가 있지만, 이 정도로 마치겠습니다.

 

보통 겨울과 봄에 중국에서 미세먼지와 대기오염물질이 국내로 많이 유입된다고 합니다. 그러나 미세먼지에 함유된 독성물질은 계절을 가리지 않고 국내로 유입됩니다.