* 본 콘텐츠는 에스리 캐나다의 케이스 스터디를 번역한 자료입니다.
** 원문 바로 가기: Smart Digital Strategies for Sustainable Forest Management

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현장조사는 지속가능한 산림 관리에 있어 중요한 부분입니다. 전 세계 산림지역의 9%를 차지하는 캐나다는 전체 면적의 35%인 347만 690k㎡가 산림지역으로, 캐나다 전역에 있는 대부분의 산림 관련 부서들은 현장조사를 할 때 여전히 전통적인 방법인 종이를 활용하고 있습니다. 그러나 캐나다 5번째 주인 매니토바(Manitoba) 주의 산림 및 이탄지대 관리소(Forestry and Peatlands Branch)는 모바일 공간정보 기술을 활용해 현장조사 워크플로를 디지털화했습니다. 매니토바 주 지속가능한 발전부(Sustainable Development) 소속 Tony Viveiros와 Marianne Porteous가 부서 전체의 효율성과 협업을 증진시키기 위해 어떻게 GIS를 활용했는지 소개합니다.

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매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소는 조림 조사(Silviculture Survey)라 불리는 두 가지 주요 현장조사를 수행합니다. 조림은 다양한 요구사항과 가치를 충족시키기 위해 산림을 조성, 갱신, 육성하며 품질을 관리하는 것을 뜻합니다. 캐나다 매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소가 수행하는 두 가지 현장조사는 경목 갱신 조사(Hardwood Renewal Survey) 조사와 자유생장(Free to Grow) 조사입니다.

사진 출처: Province of Manitoba

경목 갱신 조사는 경목이 주로 분포해 있는 임분을 벌채한 후 3년에서 5년이 지난 시기에 실시합니다. 갱신 조사의 목적은 경목의 재생정도를 문서화하고 나무 수량(밀도 및 입목도), 품질, 건강상태 및 공간 분포에 대한 포괄적인 평가를 제공하는 것입니다. 매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소의 현장 작업자는 매년 약 3,000ha에 달하는 경목 재생 임분을 조사하고 있습니다.

자유생장 조사는 연목(Softwood)이 주로 분포해 있는 임분을 벌채한 후 약 10년이 지났을 때 수행합니다. 가문비나무나 소나무와 같은 어린 연목들은 경쟁이 없고 햇볕을 잘 받는 곳에서 잘 자랍니다. 따라서 자유생장 조사의 목적은 나무 수량(밀도 및 입목도), 품질, 건강상태 및 공간 분포에 대한 평가뿐 아니라 경목들이 번식에 필요한 공간을 확보하고 있는지 확인하는 것입니다. 매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소의 현장 작업자는 매년 약 2,500ha에 달하는 연목 재생 임분의 자유생장 상태를 조사합니다.

사진 출처: Province of Manitoba

매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소는 지난 수십년 동안 종이조사표를 사용해 산림 재생 데이터를 수집해왔습니다. 현장에서 수집한 데이터는 종이에 기록됐고, 이 정보들을 기반으로 현장 업무가 끝난 뒤 작업자가 수동으로 입목도(stocking level)를 계산하고, 이에 대한 지도를 만들었습니다. 그리고 현장업무 시즌이 끝나면 직원들은 사무실에서 수동으로 조사 데이터를 스프레드시트에 입력하는데 몇 주의 시간을 보내야했습니다. 이는 꽤 잘 작동하는 방법이긴 했지만, 데이터 입력 오류 방지와 더 빠른 결과 도출, 작업 자동화를 위한 더 효율적인 워크플로가 필요했습니다.

혁신적인 디지털 솔루션

현장 작업자들은 2015년 매니토바 주의 느릅나무시들음병(Dutch elm disease) 관리 프로그램에서 아이패드(iPad)와 에스리 Collector for ArcGIS 앱을 성공적으로 사용한 후 모바일을 활용한 데이터 수집에 익숙해졌습니다. 이듬해인 2016년, 조림 현장 작업자들은 아이패드와 마이크로소프트의 엑셀 스프레드시트를 사용해 데이터를 수집했습니다. 그러나 이 방법은 수집한 데이터를 입력하는 프로세스가 비효율적이고 시간도 많이 소요됐기 때문에 기대를 충족시키지 못했습니다. 아이패드 테스트 이후, 작업자들은 임시 재적 표본조사(Temporary Volume Sampling)이라 불리는 현장조사를 실시할 때 에스리의 Survey123 for ArcGIS를 테스트했습니다. 동시에 에스리 Collector, Survey123, ArcGIS Online을 사용한 조림 현장조사 워크플로도 시범 운영했습니다.

에스리 Collector와 Survey123를 사용해 현장 데이터를 수집하는 새로운 페이퍼리스(paperless) 프로세스를 시작하기 전, 매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소 직원들은 갱신 조사와 자유생장 조사 워크플로를 GIS 관점에서 이해하는 것이 중요하다고 생각했습니다. 아래 이미지에서 알 수 있는 것처럼, 현장 데이터는 구역(block)과 표준지(plot) 두 가지 규모로 수집됩니다. 그리고 현장 작업자들은 이전에 수집된 구역 정보들을 필요로 하며, 표준지 조사는 사전 설계와 조사 항목에 따른 균등한 분배가 필요합니다. 산림 및 이탄지대 관리소는 이 요구사항들을 감안하여 현장 작업자들이 조사할 구역과 표준지를 Collector의 웹맵에 폴리곤과 포인트로 표시하고, 조사 구역 내에서 표준지의 위치를 탐색할 수 있게 돕기로 했습니다.

현장조사 웹맵을 만들기 전, 우리는 갱신 및 자유생장 파일 지오데이터베이스 스키마(geodatabase schemas)를 매핑하고, 이전에 수집된 구역 정보들을 확인할 수 있는 필드를 추가했습니다. 그러나 경목 갱신 조사와 자유생장 조사 모두 복잡한 작업이기 때문에, 산림 및 이탄지대 관리소는 웹맵보다는 스마트한 포맷을 사용해 데이터를 수집하는 것이 더 적절하다고 판단했습니다. 이에 따라 Collector 웹맵에 팝업을 추가해 Survey123 앱이 실행되도록 구성하고, 각 서베이별로 이전의 구역 정보들을 미리 확인할 수 있도록 설정했습니다. (아래 사진 참조)

우리는 경목 갱신 조사와 자유생장 조사 워크플로 향상을 위해 Survey123로 구역 및 표준지 조사를 위한 양식(format)을 만들었습니다. Survey123의 설문양식은 말 그대로 ‘스마트’하기 때문에 답변이나 미리 입력된 데이터에 따라 다른 질문이 나오게 할 수 있었습니다. 예를 들어 갱신 조사 웹맵에서 입목밀도 표준지 포인트를 선택하면 이 정보는 Survey123으로 전달되고, 해당 입목밀도 표준지에 적합한 후속 질문들이 나타나게 됩니다. 또한 Survey123의 중복 기능을 통해 구역 조사 시 해충과 손상 심각도 두 가지 유형에 대한 답변을 선택할 수도 있었습니다.

과거 종이를 사용한 갱신 조사 워크플로에서는 현장 작업자들이 각 조사 표준지의 입목 종류를 파악하기 위해 집계표를 작성했습니다. 그런 다음 표준지의 위치와 표준지별 입목 현황을 나타내는 지도를 수작업으로 제작했습니다. 매니토바 주 산림 및 이탄지대 관리소는 Safe Software의 FME Desktop과 Survey123에서 수집해 ArcGIS에 바로 업데이트된 데이터로 입목 현황 계산을 자동화함으로써 워크플로를 상당히 개선할 수 있었습니다. 또한 갱신 조사 표준지 데이터를 시각화하고 인쇄할 수 있는 웹 애플리케이션을 만들었습니다. (아래 이미지 참조)

현장작업 관리자는 현장 조사가 매니토바 주의 방식과 절차에 따라 수행되는지 확인하기 위해 작업자가 수행한 구역 및 표준지의 경목 갱신 조사와 자유생장 조사 샘플을 체크했습니다. 이 때 관리자의 점검 조사 양식에 직원들이 작성한 조사 결과가 표시되게 함으로써 점검 조사 워크플로를 향상시켰습니다. 또한 Survey123은 작업자들의 조사 결과가 관리자 점검을 통과했는지 여부(예를 들어 시정 조치가 필요한지 등)를 즉각적으로 피드백할 수 있습니다. 갱신 조사 워크플로는 아래 다이어그램에서 확인할 수 있습니다.

성공적인 디지털 워크플로

2017년 조림 조사 마감 기한이 다가오자, 현장 작업자들과 경영진들은 디지털 워크플로로의 전환이 성공적이었다고 입을 모았습니다. 워크플로의 디지털 전환은 다양한 이점을 가져다주었는데, 그 중에서도 가장 중요한 것은 스마트 양식 사용을 통한 데이터 품질 향상과 워크플로 자동화를 통한 업무 효율성의 향상입니다.

디지털 워크플로를 통해 현장조사 기간 동안 조사 진행상황을 보다 쉽게 파악할 수 있게 되었습니다. 현장에 나간 당일 조사 결과를 볼 수 있으며, ArcGIS Online을 통해 모든 관계자들에게 공유할 수 있게 됐습니다. 현장 작업자들도 이런 변화를 환영하고 있습니다. Survey123의 조사 양식이 구역 및 표준지 데이터를 수집하는 워크플로를 구성하는데 도움이 되었기 때문입니다. 또한 아이패드에서 구역과 표준지에 대한 모든 정보를 확인할 수 있게 되면서, 조사가 필요한 구역에 접근이 불가능할 때 Collector에서 그 다음으로 가까운 구역을 찾아볼 수 있는 등 업무 효율성이 높아졌습니다. 뿐만 아니라 이젠 현장에 나갈 때 여러 개의 지도나 구역 히스토리에 대한 서류를 들고 갈 필요가 없어졌습니다.

수집한 데이터를 ArcGIS Online와 FME를 통해 분석하고 처리하는 작업들은 향후 효율성을 더 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다. Collector, Survey123, ArcGIS Online, FME를 사용해 조림 조사 정보를 수집하려 했던 매니토바 주의 파일럿 프로그램은 효율성과 데이터 품질을 향상시켜 지속가능한 산림을 지원하는데 큰 성공을 거두었다고 평가되고 있습니다.