• 한국조경학회지
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• 제51권3호
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• pp.70-82
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• 2023

최근 IT 기술과 데이터의 범람으로 생활 전반적인 부분의 패러다임이 전환되고 있다. 이러한 기술의 발전과 변화는 학술영역에도 영향을 미치고 있다. 학문적 교류와 연계를 통해 연구주제나 연구 방법의 개선이 이루어지고 있다. 특히, 데이터 기반의 연구 방법이 다양한 학문분야에서 진행되고 있으며 조경학에서도 지속적인 연구가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 시대적 상황을 반영하여 인공지능의 한 분야인 머신러닝을 활용한 경관 선호 평가 및 예측모델의 개발 가능성을 알아보는 것을 목표로 한다. 본 연구의 목표를 달성하기 위하여 경관 분야에 머신러닝 기법을 적용하여 경관 선호 평가 및 예측 모델을 구축하고, 구축된 모형의 모의정도를 검증하였다. 이를 위해 본 연구에서는 최근 신재생에너지 사업으로 주목받는 풍력발전시설 경관 이미지를 연구대상으로 선정하였다. 분석을 위하여 풍력발전시설 경관 이미지를 웹크롤링 기법을 활용하여 수집하고 분석 테이터셋을 구축하였다. 우수한 성능의 예측모델 도출을 위하여 머신러닝 분석에 활용되는 University of Ljubljana의 프로그램인 오렌지 버전 3.33을 활용하였다. 또, 머신러닝 학습데이터의 평가기준을 통합한 모델과 평가기준 별도 모델 구조를 활용하였으며, 머신러닝 분류모델에 적합한 kNN. SVM, Random Forest, Logistic Regression, Neural Network 알고리즘을 사용해 모델을 생성하였다. 생성된 모델을 성능 평가를 실시하여 본 연구에 가장 적합한 예측모델을 도출하였다. 본 연구에서 도출된 예측모델은 경관의 유형에 따른 분류, 경관과 대상의 시거리에 따른 분류, 선호에 따른 분류 등 3가지 평가기준을 별도로 평가 후 종합해 예측하여 결과를 도출하였다. 연구 결과 경관 유형에 따른 평가 기준 정확도 0.986, 시거리에 따른 평가 기준 정확도 0.973, 선호에 따른 평가 기준 정확도 0.952에 달하는 높은 정확도를 가진 예측모델을 개발하였으며, 평가데이터 예측 결과를 통한 검증과정을 보아도 모델의 성능 치를 상회하는 성과를 도출했음을 알 수 있다. 경관 관련 연구에서 머신러닝을 활용한 예측모델 개발 가능성을 알아본 실험적 시도로 이미지 데이터의 수집 및 정제를 통해 데이터 세트를 구축하여 높은 성능의 예측모델이 생성 가능하며, 이후 경관 관련 연구 분야에 활용될 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과와 시사점, 한계점을 반영한다면 풍력발전시설의 경관뿐만 아니라 자연경관이나 문화경관 등 다양한 형태의 경관 예측모델 개발이 가능할 것으로 생각되며, 경관 유형에 따라 이미지를 분류하는 모델의 연구를 통해 데이터 분류의 시간을 단축하거나 머신러닝을 활용한 경관예측 인자분석을 통해 경관계획 요소의 중요도 분석 등의 주제에 맞는 연구 방법을 탐색하고 적용하여 후속 연구를 진행한다면 조경학 분야에서도 머신러닝 기법을 보다 유용하고 가치 있게 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국조경학회지
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• 제41권6호
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• pp.52-61
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• 2013

본 연구는 여름철 낮 그늘시렁의 차양이 온열쾌적 지표에 미치는 영향을 파악하고자 수행하였다. 이를 위해 여름철 차양 및 겨울철 방풍을 고려하여 갈대발로 천개면 등을 차폐한 3가지 유형의 그늘시렁(가로 4m${\times}$세로 4m${\times}$높이 2.7m) I(천개면 차폐) II(천개면, 서향면 차폐) III(천개면, 서향면, 북향면 차폐)을 4층 옥상에 구축하였다. 그리고 1차 실험은 2013년 8월 14일부터 16일까지 대조구, 그늘시렁 I, III을 대상으로, 2차 실험은 2013년 8월 26일부터 28일까지 대조구, 그늘시렁 I, II를 대상으로 기상변수(기온, 습도, 복사, 풍속)를 측정하였다. 그늘시렁의 차양이 인체가 흡수하는 복사환경과 $T_{mrt}$ 및 $SET^*$에 미치는 영향은 다음과 같다. 그늘시렁의 차양으로 인해 인체가 흡수한 복사량의 저감은 단파복사가 장파복사에 비해 훨씬 크게 나타났다. 대조구 대비 인체가 흡수한 단파복사량 차이의 최댓값 ${\Delta}K_{abs,max}$는 그늘시렁 I과 III에서는 $-119W/m^2$와 $-158W/m^2$였으며, 그늘시렁 I과 II에서는 $-145W/m^2$와 $-159W/m^2$였다. 대조구 대비 인체가 흡수한 장파복사량의 차이의 최댓값 ${\Delta}L_{abs,max}$는 그늘시렁 I과 III에서는 $-15W/m^2$와 $-17W/m^2$였으며, 그늘시렁 I과 II에서는 $-8W/m^2$와 $-7W/m^2$였다. 그늘시렁의 차양에 의해 인체가 흡수한 $T_{mrt}$와 $SET^*$ 값도 낮아졌다. $T_{mrt}$는 1차 실험에서는 그늘시렁 I과 III에서 각각 최대 $16.0^{\circ}C$와 $21.4^{\circ}C$, 그리고 2차 실험에서는 그늘시렁 I과 II에서 각각 최대 $18.8^{\circ}C$와 $20.8^{\circ}C$ 저감되었다. $SET^*$는 1차 실험에서는 그늘시렁 I과 III에서 각각 최대 $2.9^{\circ}C$와 $2.6^{\circ}C$ 그리고 2차 실험에서는 그늘시렁 I과 II에서 각각 최대 $3.5^{\circ}C$와 $2.6^{\circ}C$ 저감되었다. 대조구 $SET^*$ 대비 그늘시렁 II, III의 $SET^*$ 저감효율은 그늘시렁 I에 비해 낮게 나타났는데, 이는 풍속의 차이 때문이었다. 따라서 그늘시렁 수직면의 차폐시에는 차양 못지않게 통풍을 고려하는 것이 필수적이라 생각된다. 대조구의 3일간 평균 최고기온이 $37.5^{\circ}C$였던 1차 실험기간 결과에서는 $SET^*$ 값이 하루 중 대부분 시간대에서 온열 쾌적대 및 수용대의 상한 값인 $28.7^{\circ}C$와 $30.4^{\circ}C$를 초과하였다. 반면에 대조구의 3일간 평균 최고기온이 $34.4^{\circ}C$였던 2차 실험결과, $SET^*$ 값이 그늘시렁 I에서는 18~12시와 오후 14~18시, 그늘시렁 II는 15~18시에만 온열 쾌적대에 드는 것으로 나타났다. 반면에 그늘시렁 I, II에서 $SET^*$ 값은 하루 중 대부분 시간대에서 온열 수용대에 드는 것으로 나타났다. 따라서 혹서기에 그늘시렁의 온열쾌적성을 확보하기 위해서는 갈대발 등에 의한 차양뿐만 아니라, 덩굴식물이나 녹음수에 의한 차양을 도입하는 방안을 강구하여야 할 것이다. 그리고 그늘시렁의 차양효과를 평가하는 지표로서 $T_{mrt}$와 $SET^*$는 실효성이 있었다고 판단되며, 향후 옥외 조경공간의 온열환경 평가 지표로서 활용이 기대된다.

• 한국조경학회지
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• 제44권6호
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• pp.84-97
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• 2016

본 연구는 폭염 시 어린이공원 내 포장 및 차양의 유형에 따른 온열환경을 규명하고자 하였다. 이를 위해 진주기상대에서 측정한 일 최고기온이 $35.9{\sim}36.8^{\circ}C$를 나타낸 2016년 8월 11일부터 8월 13일까지 3일간 진주시내 어린이공원 2곳(칠암어린이공원: $N\;35^{\circ}11^{\prime}1.4{^{\prime}^{\prim}}$, $E\;128^{\circ}531.7{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 38m; 가호제12어린이공원: $N\;35^{\circ}09^{\prime}56.8{^{\prime}^{\prime}}$, $E\;128^{\circ}6^{\prime}41.1{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 24m)의 모래밭, 고무칩포장지, 쉘터, 녹음지를 대상으로 미기상을 측정하였다. 미기상환경으로서 지상 60cm 높이에서 기온, 흑구온도, 상대습도, 풍속, 6방향의 장파 및 단파 복사를 측정하였고, 이를 바탕으로 열스트레스 지수인 WBGT와 UTCI를 산정 및 분석하였다. 또한 열화상카메라로 포장면과 놀이시설의 표면온도를 측정하였으며, 이를 바탕으로 단시간 피부접촉시 화상의 위험을 평가하였다. 연구결과는 다음과 같다. 어린이공원의 3일 시간 평균 최고 기온은 $36.6{\sim}39.4^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $1.0^{\circ}C$ 및 $2.3^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 시간 평균 최저 습도는 44~50%였으며, 모래밭이나 고무칩포장지에 비해 녹음에서 6%, 쉘터에서 4% 및 6% 높게 나타났다. 열사병위험지수 WBGT 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 열사병 위험도는 높은 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 WBGT 값은 $31.2{\sim}33.6^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $2.3^{\circ}C$ 및 $1.0^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 열사병 위험을 피할 수는 없었다. 체감더위지수 UTCI 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 온열 스트레스의 범주는 매우 강한 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 UTCI 값은 $39.9{\sim}48.1^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $7.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $8.2^{\circ}C$ 및 $4.1^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 극심한 또는 매우 강한 온열 스트레스를 강한 또는 적정한 온열 스트레스로 낮출 수는 없었다. 단시간 피부접촉에 의한 화상 온도 기준에 따르면, 놀이시설 및 포장면의 최고 표면온도가 스텐레스 스틸($70.8^{\circ}C$)은 무도장 철재 3초 $60^{\circ}C$, 고무칩포장($76.5^{\circ}C$)은 플라스틱 5초 $74^{\circ}C$, 청색 플라스틱 미끄럼판($68.5^{\circ}C$)과 앉음판($71.0^{\circ}C$)은 플라스틱 1분 $60^{\circ}C$ 기준을 초과한 것으로 나타났다. 하지만 그늘이 진 놀이시설의 표면온도는 햇빛에 노출된 놀이시설의 표면온도에 비해 $20^{\circ}C$ 내외로 낮게 나타나, 차양에 의해 화상의 위험을 현저하게 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 폭염 시에는 어린이공원의 온열환경은 어린이들에게 높거나 극심한 열사병 위험에 빠지게 하고, 매우 강한 또는 극심한 온열 스트레스를 주기 때문에 보호자나 관리자가 어린이들의 어린이공원 이용을 제한해야 한다. 그리고 폭염시에는 어린이공원의 포장면 또는 놀이시설에 의한 화상의 위험이 매우 높으므로 이용 시 주의를 해야 하며, 화상의 예방을 위해서는 차양시설을 적극적으로 도입해야 한다.