자연적으로 발생하는 가뭄은 시간과 공간에서 동시에 진화하는 3차원적 현상이다. 따라서 본 연구에서는 기상학적 및 수문학적 가뭄 간의 연관성을 평가하기 위해서 3차원적 관점에서 가뭄사상을 정의하고 시공간적인 가뭄의 전이 특성을 분석했다. 그 결과 우리나라는 기상학적 가뭄이 단일 연계 관계로 수문학적 가뭄으로 시공간적 전이되는 경우가 77 %로 확인되었다. 반면 한 개 이상의 기상학적 가뭄사상이 수문학적 가뭄의 발생에 영향을 미치는 경우도 23 %이었다. 또한, 과거 1994-1995년에 발생한 수문학적 가뭄은 장기간의 강수량 부족으로 인한 총 4개의 기상학적 가뭄의 전이에 따른 시공간적인 영향으로 발생한 것으로 밝혀졌다. 더불어 지난 2001년 여름철 강수부족으로 인한 기상학적 가뭄은 다음해 4월까지 수문학적 가뭄으로 전이되어 가뭄피해가 지속된 것으로 분석되었다.
환경 오염, 질병과 같은 확산의 위험 정보가 높은 공간 현상들은 신속한 초기 대응이 필요하며 특히 확산의 주체가 되는 이동체 데이터에 대한 실시간 처리와 분석을 통해 확산 요인 이벤트를 감지해야 한다. 이러한 이벤트를 처리하고 분석하기 위해 시공간 복합 이벤트 처리(Spatial-Temporal Complex Event Processing)가 활용된다. 기존의 시공간 복합 이벤트 처리는 기본적인 공간 연산이 가능하나 복잡도가 높은 공간 상황을 감지하는 시공간 복합 이벤트 설계에 적용이 미흡하였다. 본 연구에서는 시공간 복합 이벤트 처리의 공간 연산의 확장을 가능케 하고 복합적인 이벤트 설계 과정에서 효율적으로 이벤트를 관리 하기 위해 계층적 시공간 복합 이벤트 설계를 제안하였다. 제안된 방법으로 축산 관련 차량들 중 구제역 확산과 관련된 차량을 감지하는 새로운 이벤트를 생성하는 실험을 진행하여 제안된 시공간 복합 이벤트 처리의 효용성을 입증하였다.
실세계의 공간 객체는 시간이 흐름에 따라 위치 또는 모양과 같은 속성이 변경되고, 이로 인해 대용량의 이력 데이터가 발생된다. 이러한 시공간 객체의 이력을 효율적으로 저장하고 빠르게 검색하기 위하여 색인 기법들에 대한 연구가 최근까지 활발히 진행되어 왔다. 그러나 기존의 공간 데이터베이스의 색인 기법들은 시공간 객체의 이력을 지원하기에 적절치 못하거나 실세계의 객체에 직접 적용하기 어려운 문제점을 갖는다. 따라서 이 논문에서는 이산적으로 변화하는 시공간 객체의 이력을 효율적으로 관리하기 위해 다중 버전 구조의 색인을 설계한다. 그리고 실세계의 시공간 객체가 갖는 일반적인 특징을 분석하여 그 결과를 토대로 확장된 알고리즘을 제안한다.
본 논문은 시공간 이론의 역사적 발전 사례를 통한 비관적 귀납논증을 비판적으로 고찰한다. 시공간이란 이론적 존재자는 역학이론 발전과정에서 급격한 존재론적 변화를 경험했다는 점에서 비관적 귀납 논증에 대한 증거로서 제시된다. 필자는 이러한 주장이 시공간이 운동현상을 인과적으로 설명한다는 시공간이론에 대한 잘못된 해석에서 기인한다고 주장한다. 이러한 해석은 고전역학과 상대론 구조들 사이의 차이점만을 부각하기 때문이다.
오늘날 모바일 장치 기술, 위치 측위 기술, 무선 통신 기술 등이 급속도로 발달하고 이동체 위치 데이타가 널리 활용됨에 따라 차량 관리 시스템, 차량 배차 및 제어 시스템 등과 같은 이동체 위치 데이타를 실시간으로 서비스하기 위한 시스템이 개발되고 있다. 그러나 이러한 시스템에서 기반 시스템으로 사용되는 MO(Moving Object) DBMS 같은 이동체 관리 시스템은 이동체의 실시간 스트림 관리에 비효율적이고, 기존의 DSMS(Data Stream Management System)와 같은 스트림 관리 시스템은 공간 데이터를 효율적으로 처리하지 못하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 이동체 위치 데이타의 효율적인 실시간 관리를 위한 시공간 DSMS를 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 구현한 시공간 DSMS는 스탠포드 대학의 STREAM(STanford stREam dAta Manager)을 기반으로 이동체 위치 데이타의 실시간 관리와 공간 및 시공간 질의 처리 기능을 지원하는 시스템이다. 특히, 시공간 DSMS에서 사용하는 시공간 함수는 호환성을 위해서 OGC에서 제시한 "SQL을 위한 심플 피쳐 명세"를 따르는 표준 인터페이스를 지원한다. 마지막으로 본 논문에서 구현한 시공간 DSMS를 이동체 위치 데이타의 실시간 관리가 필요한 실시간 모니터링 분야에 적용해 봄으로써 시스템의 효용성을 입증하였다.
최근 지리 정보 시스템이나 공간 데이터 베이스 시스템이 발전하면서 실세계를 효율적으로 모델링하려는 맡은 연구가 수행되고 있다. 기존의 단순한 point, line, polygon으로 모델링했던 방법들을 multipoint, multiline, multipolygon과 같은 복잡한 객체를 표현하기 위한 연구로 확장되었다. 또한 이러한 공간 객체의 이력을 효율적으로 관리하기 위해 공간 객체를 시간으로 확장하는 연구가 수행되고 있다. 이러한 모델들은 명확한 경계를 가진 시공간 객체를 대상으로 한다. 자연, 사회 문화 현상, 생태 같은 경계가 명확하지 않은 객체를 단순한 경계를 가진 공간 객체로 모델링하기에는 그 표현력이 부족하다. 따라서 이 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해서 불확실한 경계를 가진 시공간 데이터 모델을 제시한다. 이 논문에서 제시한 불확실한 경제를 가진 시공간 모델의 설계는 상호 운용을 증진하기 위하여 OGC(OpenGIS Consortium)에서 제시한 2차원 기하 객체 모델을 기반으로 불확실한 경계를 가지는 공간 데이터 모델로 확장한다. 또한, 이 불확실한 경계를 가지는 단순한 공간 모델을 시간 영역으로 확장하여 유효시간을 갖는 불확실한 시공간 데이터 모델을 설계한다. 또한, 이 논문에서 제시한 불확실한 경계를 가진 시공간 객체 모델을 바탕으로 실세계의 다양하고 복잡한 객체에 대한 효율적인 질의가 가능한 시공간 연산자를 제시한다.
유역에서의 강우사상에 따른 일련의 수문학적 과정의 규명과 수자원의 효율적 관리를 위한 토양함수량을 산정하는데 토양수분의 시공간적 분포특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 연구유역은 경기도 파주시 적성면 설마리의 설마천 유역 내에 위치한 소유역이다. 대상유역의 정밀측량을 하여 수치고도모형(DEM)을 획득 하였다. 이 수치고도모형에 사용하여 수치지형분석을 통해 총 21지점을 선정하였다. 토양수분의 연직방향 변화를 알아보기 위해 각 지점의 10, 30, 60cm 깊이에 센서를 설치하여 토양수분을 측정하는 TDR (Time Domain Reflectometry)방식인 MiniTRASE를 이용하여 총 50채널을 통해 매 2시간 간격으로 토양수분의 변동을 관측하였다. 토양수분의 시공간적 분포특성을 분석하기 위해 획득된 자료를 바탕으로 시계열의 공간 분석 및 통계분석을 수행하였다. 토양수분 시계열에 대한 공간분석은 토양수분의 사면에서의 공간적인 분포가 사면의 지형적인 형상에 의해서 영향을 받는다는 것을 보여주고 있다. 그리고 통계분석을 통해 평균치의 표준편차가 대상 기간 동안 일정한 것으로 나타났고, 이는 대상사면에서의 토양수분 분포 특성이 기후나 식생의 변동성에 영향을 받지 않고, 지형이나 토질 같은 정적인 인자에 주로 영향을 받는다는 가설을 뒷받침한다. 이 결과는 토양수분의 시공간적 분포양상의 파악과 국내 사면에서의 수문기작들을 규명하는데 기여를 할 것으로 판단된다.
시공간 데이터베이스는 현실세계에 존재하는 다양한 유형의 객체에 대한 공간 관리와 이력 정보를 동시에 제공함으로써 지리정보시스템, 도시계획시스템, 자동주행시스템 등과 같이 다양한 응용분야에서 사용된다. 지금까지 시공간 데이터베이스 모델에 관한 기본적인 연구가 진행되었으나, 시공간 데이터베이스 질의 언어에 대한 연구는 매우 미비한 상태이다. 따라서 이 논문에서는 먼저 시공간 객체를 데이터베이스화하기 위한 모델을 살펴보고, 시공간 질의언어가 제공하는 기능들을 정리한다. 또한 관계형 질의 언어인 SQL을 기반으로 효율적인 이력 정보와 공간 관리기능을 제공하는 시공간 데이터베이스 질의언어인 STQL을 제안하며, 제안된 질의언어의 시공간 질의 연산 수행을 보인다.
모바일 GIS 환경에서 최신의 시공간 정보를 제공하기 위해 여러 가지 연구들이 수행되었다. 양방향 동기화 기법은 변경된 시공간 정보를 모바일 단말기를 이용하여 현장에서 수집하고 서버와 동기화를 통해 신속하게 최신의 시공간 데이터를 수집할 수 있다. 그러나 다른 모바일 단말기들이 수집된 시공간 데이터를 제공받기 위해서는 서버와 주기적으로 동기화를 수행해야 한다. 모바일 단말기들이 주기적으로 서버에 접속하여 동기화를 수행하지 않으면 수집된 최신의 시공간 데이터를 활용할 수 없다. 이 논문에서는 모바일 단말기로부터 수집된 시공간 데이터에 대한 변경전파 기법을 제안한다. 변경전파 기법은 변경전파에 영향이 있는 다양한 요소들을 고려해야 하므로, 각 요소에 따른 다양한 변경전파 정책들을 제공한다.
본 연구의 목적은 공간적 분포 특성만을 고려하고 있는 기존의 핫스팟분석에 대한 대안적인 방법으로서 공간상에서 나타나는 사건간의 인과관계를 시간영역으로까지 확장하여 동시적 분석이 가능한 시공간분석 방법을 제안하는 것이다. 분석방법으로는 먼저 지리정보시스템을 이용하여 지방중소도시인 M시의 범죄자료를 데이터화 하였고, Ripley K함수와 시공간검정통계량 분석을 통해 M시의 범죄분포 패턴을 지도화 하였다. 연구결과, 범죄위험도가 유의미하게 높은 지역들이 나타났으며, 이들 시공간적 범죄 집중지역들은 기존의 공간분포만을 고려한 범죄분포 패턴과는 다소 차이가 있음을 발견할 수 있었다. 본 연구결과는 시공간적인 범죄분포 특성에 맞는 맞춤형의 경찰 인력 배치와 배분, 그리고 치안행정 서비스 등의 조정을 위한 참고자료로서, 또한 시공간적인 집중을 보이는 이들 지역을 중심으로 물리적 환경 변화의 유도와 공간이용의 개선 효과를 통해 범죄율을 줄여나가는 범죄예방 활동 및 정책수립을 위한 기초자료로도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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