# 오버레이 분석

오버레이 분석(Overlay Analysis은 지리정보시스템(GIS, Geographic Information System)에서 핵심적인 공간분석 기법 중 하나로, 두 개 이상의 공간 레이어(지리 데이터 층)를 겹쳐서 새로운 공간 정보를 도출하는 방법입니다. 기법은 서로 주제의 지리 데이터를 통합하여 공간적 관계를 이해하고, 복합적인 의사결정을 지원하는 데 널리 활용됩니다. 도시 계획, 환경 관리, 재해 위험 평가, 농업 및 자원 관리 등 다양한 분야에서 오버레이 분석은 필수적인 도구로 자리 잡고 있습니다.

## 개요

오버레이 분석은 서로 다른 공간 데이터 레이어를 기하학적으로 결합하여 새로운 공간 패턴이나 속성을 생성하는 과정입니다. 예를 들어, 토지 이용도와 경사도 지도를 오버레이하면 특정 지역의 개발 가능성을 평가할 수 있습니다. 이 분석은 벡터(Vector) 데이터와 래스터(Raster) 데이터 모두에서 수행 가능하며, 분석 목적과 데이터 유형에 따라 다양한 방법이 사용됩니다.

오버레이 분석의 주된 목적은 다음과 같습니다:
- 공간적 교차 영역 식별
- 복합 조건을 만족하는 지역 탐색
- 공간적 관계 기반 의사결정 지원
- 자원 배분 및 위험 평가

## 오버레이 분석의 유형

오버레이 분석은 주로 **벡터 오버레이**와 **래스터 오버레이**로 구분됩니다.

### 벡터 오버레이 (Vector Overlay)

벡터 데이터는 점(Point), 선(Line), 다각형(Polygon)으로 구성된 기하학적 객체로, 오버레이 분석 시 두 다각형 레이어를 겹쳐 새로운 다각형을 생성합니다. 주요 기법은 다음과 같습니다:

| 기법 | 설명 |
|------|------|
| 교집합 (Intersect) | 두 레이어가 공통으로 겹치는 영역만 추출합니다. 속성 정보도 결합됩니다. |
| 합집합 (Union) | 두 레이어의 전체 영역을 포함하며, 중복 영역도 포함합니다. 주로 다각형 레이어에 사용됩니다. |
| 차집합 (Erase) | 한 레이어에서 다른 레이어의 영역을 제거합니다. |
| 근접 오버레이 (Near/Proximity Overlay) | 특정 거리 내에 있는 객체를 식별합니다. 버퍼링과 결합하여 사용됩니다. |

예: 도시 개발 가능 지역을 평가할 때, 홍수 위험 지역(레이어 A)과 주거 지역(레이어 B)의 **교집합**을 구하면, 위험 지역 내에 위치한 주거지를 식별할 수 있습니다.

### 래스터 오버레이 (Raster Overlay)

래스터 데이터는 격자 셀(Grid Cell)로 구성되며, 각 셀은 특정 값을 가집니다. 오버레이 분석은 각 셀의 값을 수학적 연산(덧셈, 곱셈, 가중합 등)을 통해 결합합니다. 주로 환경 평가, 적합성 분석(Suitability Analysis)에 사용됩니다.

예를 들어, 다음의 래스터 레이어를 결합할 수 있습니다:
- 경사도 (Slope)
- 토양 유형 (Soil Type)
- 강수량 (Precipitation)
- 식생 지수 (NDVI)

이들 레이어를 정규화한 후, 가중치를 적용하여 **적합성 지도**를 생성할 수 있습니다. 수식으로 표현하면:

```
적합성 점수 = w₁×Slope + w₂×Soil + w₃×Rainfall + w₄×NDVI
```

여기서 \( w₁, w₂, w₃, w₄ \)는 각 요소의 중요도를 반영하는 가중치입니다.

## 오버레이 분석의 활용 사례

### 1. 도시 계획
도시 개발 가능 지역을 선정할 때, 환경 보호 구역, 지질 안정성, 인프라 접근성 등의 레이어를 오버레이하여 개발 제한 구역을 제외한 지역을 추출합니다.

### 2. 농업 적지 분석
작물 재배 적합 지역을 분석하기 위해 기후, 토양, 수자원 접근성 등을 오버레이하여 최적의 농지 후보지를 도출합니다.

### 3. 재해 위험 평가
산사태 위험 지역 분석 시, 경사도, 식생 피복, 토양 수분 등을 오버레이하여 고위험 지역을 시각화합니다.

### 4. 생태 보전
생물 서식지 보전 계획 수립을 위해 개발 압력, 생물 다양성, 접근성 등의 레이어를 결합하여 우선 보전 지역을 선정합니다.

## 오버레이 분석의 주의사항

- **좌표계 일치**: 분석 전 모든 레이어의 좌표계(Coordinate System)가 동일해야 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
- **해상도 조정**: 래스터 오버레이 시 해상도가 다른 경우 리샘플링이 필요합니다.
- **속성 정보 통합**: 벡터 오버레이 후 속성 테이블이 복잡해질 수 있으므로, 필요한 필드만 선택하는 것이 중요합니다.
- **정확성 검증**: 분석 결과는 현장 조사나 다른 데이터로 검증되어야 신뢰성을 확보할 수 있습니다.

## 관련 기법 및 도구

- **버퍼 분석 (Buffer Analysis)**: 오버레이 분석 전 특정 객체 주변의 영향권을 정의할 때 사용됩니다.
- **격자 기반 분석 (Grid-based Analysis)**: 래스터 오버레이의 기반이 되는 기법입니다.
- **GIS 소프트웨어**: ArcGIS, QGIS, GRASS GIS 등에서 오버레이 분석 기능을 제공합니다.

예시 (QGIS에서의 오버레이):
```python
# QGIS 처리 도구박스에서 벡터 오버레이 사용 예
processing.run("native:intersection", {
    'INPUT': layer_a,
    'OVERLAY': layer_b,
    'OUTPUT': 'memory:'
})
```

## 참고 자료

- Chang, K. T. (2015). *Introduction to Geographic Information Systems*. McGraw-Hill Education.
- GIS Lounge. (2023). "Overlay Analysis in GIS". https://www.gislounge.com/overlay-analysis-in-gis/
- ESRI. (2022). *ArcGIS Help Documentation: Overlay Analysis*. https://desktop.arcgis.com/en/arcmap/

오버레이 분석은 공간 데이터를 통합하고 해석하는 데 있어 가장 기초적이면서도 강력한 기법으로, 현대 GIS 분석의 핵심을 이룹니다. 정확한 데이터 준비와 분석 계획이 뒷받침될 때, 유의미한 공간 인사이트를 제공할 수 있습니다.