태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지 구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하 였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문 적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학 생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

지구의 기후 변화를 유도하고 제어하는 가장 중요한 역할을 하는 것은 해양의 해류이다. 황해는 수심이 동해 에 비해 매우 얕고, 다양한 바람과 조류, 강물의 유입, 동중국해에서의 해수 유입 등 외력의 영향으로 해수의 순환과 해류가 상당히 복잡하다. 황해난류는 겨울철 황해의 대표적인 해류로서 겨울철 황해와 동중국해 바람 변동성과 밀접한 관련이 있으며, 황해의 수온과 염분 분포에 큰 영향을 주어서 중등학교 교과서에서 중요하게 다루어질 필요성이 있다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 황해난류와 관련된 내용을 분석하였다. 또한 해류의 시 간 변동성에 대한 교사들의 인식을 조사하기 위해 중등학교 과학 교사들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 대부분의 교사들은 황해난류가 우리나라 서해안으로 연중 북상하고 있으며 일반적인 난류와 같이 여름철에 강하다는 잘못된 지 식을 가지고 있는 것으로 나타났다. 황해난류는 해류의 세기가 강한 계절변동성을 가지는 북한한류와 달리 해류 자체가 연중 항시 존재하지 않으며 겨울철에만 발생하는 해류이다. 이러한 교사들의 교과내용 지식에 대한 오류는 북한한류가 겨울철에 강하다는 오개념을 가지게 된 연유와 유사한 배경을 가지고 있었다. 따라서 본 연구에서는 황해난류에 대한 교과서 내용의 오류를 분석하여 제시하였다. 또한 학생들과 교사들의 데이터 리터러시 함양을 위하여 탐구활동에서 활 용할 수 있는 황해난류에 대한 수업 자료를 개발하였다. 황해 해수면 온도를 가시화할 수 있는 GUI 프로그램을 소개하 였고, WOA (World Ocean Atlas) 2018 해양 실측 수온 및 염분자료와 국립해양조사원에서 생성한 해양 수치모델 재분 석자료를 활용하여 수온과 염분의 공간 분포를 도시하는 자료를 개발하여 제시하였다. 이러한 해양 자료를 활용한 데이 터 시각화과정은 교사들의 오개념을 개선하고, 나아가 학생들과 교사들의 해양 리터러시뿐만 아니라 데이터 리터러시도 제고하는 계기가 될 것으로 기대된다.

본 논문의 주된 연구목적은 인구이동 플로의 지리적 시각화를 위한 개념적 명료화를 수행하고, 그것에 의거해 우리나라 인구이동 데이터를 사례로 다양한 주제도의 예시를 제공하는 것이다. 공간적 스케일 개념에 대한 심도 깊은 논의를 바탕으로 인구이동 연구를 위한 공간적 프레임워크가 제시되었다. 인구이동 관련 측도들의 다양성이 측도의 성격과 측도의 공간적 스케일이 라는 두 축에 의거한 유형 분류 체계를 통해 제시되었다. 측도의 다양한 성격을 세 가지 주요 주제도 유형(도형표현도, 코로플레스맵, 유선도)과 결합하는 원리가 제시되었다. 우리나라 2020년 시군구 단위 인구이동 플로 데이터에 대해 세 가지 지역 스케일별로 주제도 제작의 사례가 제공되었다. 지역별 수준에서는 순이동과 순이동률에 대한 일종의 이변량 도형표현도, 인구이동 영향력에 대한 코로플레스맵, 자족도에 대한 코로플레스맵이 제시되었다. 지역-특수적 수준에서는 행-표준화 지도와 열-표준화 지도가 도형표현도와 단계구분도의 형태로 제시되었다. 지역간 수준에서는 스트림 영향력 지도와 탁월류 분석 지도가 유선도 형태로 제시되었다. 본 연구는 단순한 시각화를 넘어 인구이동 플로 데이터에 대한 탐색적 공간데이터 분석을 진작한다는 측면에서 의의가 있는 것으로 평가된다.

해수면온도는 해양-대기 상호작용, 열속 변화, 대양의 해양 순환을 이해할 수 있는 가장 중요한 해양 변수들 중의 하나이다. 0oC 이하 −2oC까지 극저 해수면온도는 기후변화 및 지구환경 변화를 유도하고 조절하기 때문에 다른 범위의 해수면온도보다 더 중요하게 다루어져야 한다. 전구 대양에서 이러한 극저 해수면온도의 시간적 공간적 변동성을 이해하기 위하여 1982년부터 2018년까지의 기간 동안 관측된 인공위성 일별 해수면온도 데이터베이스를 활용하여 평균 기후장을 산출하였다. 또한 장기간의 해양 실측 자료에 기반하여 생산된 표층 수온의 기후 평균장을 활용하여 극저 해수면온도가 전구 대양에서 존재하는 해역과 0oC 등온선의 월별 공간 변동을 분석하였다. 그 결과 극저 해수면온도는 북극해와 남극해와 같은 극지 해역과 고위도의 연해에서 상당한 해양의 표면적을 차지하고 있었다. 이러한 극저 해수면 온도가 어떻게 시각화되어 있는지 검토하기 위하여 6종 지구과학교과서를 분석하였다. 대부분의 교과서에서 해수면온도 삽화는 0oC 혹은 그 이상 수온에서 부터 도시하여 학생들이 극저 해수면온도에 대한 개념과 역할에 대한 이해를 획득 하는 것을 저해하고 있었다. 데이터 시각화는 데이터 리터러시의 주요한 요소 중에 하나이므로 위성 해수면온도 자료가 교과서에 적절하게 시각화되도록 교과서 삽화의 개선이 필요하다. 본 연구는 인공위성 해수면온도 자료와 해양 실측 자료를 활용하여 해양 데이터의 시각화를 통하여 해양학적 소양과 데이터 리터러시가 동시에 함양되고 강화될 수 있음을 강조하였다.

감염병의 전파는 환자와의 접촉이 중요한 전파 경로이기 때문에 개인 차원에서의 활동 정보는 감염 위험성을 파악하는데 중요한 지표로 활용될 수 있다. 이 연구는 코로나바이러스감염증-19 (COVID-19) 확진자의 이동 특성을 파악하는 방안을 제시하는 것이 목적이다. 이를 위해서 시간지리학 개념을 적용한 지리적 시각화 프로토타입 환경을 구축하여 서울시의 코로나 확진자 이동경 로 데이터를 분석하였다. 지리적 시각화 프로토타입에서는 코로나바이러스감염증-19 확진자의 시간대별 방문 장소를 3차원 경로로 시각화하였다. 또한 방문장소별 방문시간과 체류시간은 정거장 개념을 반영한 원통으로 표현하여 확진자별 방문 장소의 중복 여부를 파악할 수 있었다. 이 연구에서 제안하는 시각화 방법은 다음과 같이 활용될 수 있다. 첫째, COVID-19 확진자 이동 자료의 시공간적 범위와 특성을 동시에 시각화함으로써 시공간적 이동 특성을 분석할 수 있다. 둘째, COVID-19 확진자 이동경로에 있는 정거장 시각화를 통해서 확진자 접촉가능 장소를 파악할 수 있다.

식물사회네트워크란 식물사회를 이해하기 위한 기존의 식물사회학적 방법과 사회과학에서 최근에 주목받고 있는 사회연결 망 분석 방법을 접목하여 식물사회연결망을 시각화하고 분석하는 것을 말한다. 구축 및 분석 과정은 조사구 설정 및 출현 수종 조사, 종간결합분석, 소시오그램 작성, 네트워크 구조 및 중심성 분석 순으로 진행된다. 식물사회네트워크를 구축하기 위해 본 연구는 해안식생과 내륙식생을 동시에 볼 수 있는 부산광역시를 중심으로 다양한 상관우점식생이 포함되도록 708개 조사구를 설치하여 출현 수종을 조사하였다. 조사 결과, 출현한 수종은 모두 195종이었으며, 상록수 42종, 낙엽수 151종, 반상록수 2종으로 나탔으며, 전체 출현수종을 중심으로 종간결합분석을 실시하였다. 종간결합 분석 결과, 친화종수는 사스레피 나무(47종), 마삭줄(46종), 감태나무(44종), 팥배나무(44종), 광나무(41종) 순으로 나타났으며, 이를 바탕으로 gephi 0.9.2. program을 활용하여 소시오그램을 작성하였다. 작성된 소시오그램은 해안에서 주로 출현하는 그룹과 그렇지 않은 그룹으로 나뉘어져 있어 부산광역시 산림식생의 지리적 분포특성을 반영하고 있었다. 네트워크 구조를 분석한 결과, 1,709개의 연결선 (link)이 나타났고, 한 수종과 종간결합을 갖는 종수의 평균은 약 17.5개였다. 밀도는 0.09, 지름은 5, 평균 경로거리는 2.268로 분석되었는데, 사회과학분야의 네트워크 특성과 정밀한 비교 분석을 위해 앞으로 다양한 식물사회네트워크 구축이 진행되어야 할 것으로 판단되었다. 부산광역시 식물사회네트워크에서는 사스레피나무, 감태나무, 광나무, 마삭줄 등이 중심성 이 높은 것으로 나타났다.

환경과 교통이슈로 자전거가 대안적 교통수단으로 주목받는 가운데, 많은 나라에서 자전거 이용을 촉진하기 위해 공유경제 플랫폼인 공공자전거 사업을 운영 중이다. 서울시 역시 공공자전거인 “따릉이”를 5년째 운영 중이며, 이제 따릉이는 서울의 단거리 교통수단 중 하나로 자리매김하였다. 이 연구는 따릉이가 몇 가지 문제점을 가지고 있으며 개선이 필요하다고 주장한다. 이 연구는 자전거 흐름의 시공간적 패턴을 파악하고 그 원인을 설명하고자 한다. 이를 위해 따릉이의 요일, 시간대별 이용 패턴을 분석하고, 서울시의 주요 자전거 네트워크 클러스터를 찾는다. 네트워크 클러스터를 찾기 위해서 Getis와 Ord의 Gi통계를 공간 네트워크로 확장 적용하였다. 이후 통계적 유의성을 검증하기 위해 부트스트랩 치환법(Bootstrap permutation)을 사용하였다. 연구결과 서울시 에서 시계열에 영향받지 않는 명확한 자전거 네트워크 클러스터를 확인하였다. 하지만 국지적 분석 결과는 시간대별 통행 방향에 명백한 차이를 보여준다. 이 연구는 따릉이의 효과적, 효율적 운영을 위해서 따릉이 이용 패턴의 시간, 공간적 차이를 측정하고 반영해야 한다고 제안한다.

가상현실 콘텐츠는 ICT 기술의 발전과 5G의 고용량 전송, 빠른 속도의 네트워크 서비스가 상용화로 2019년 빠른 성장을 하고 있다. 하지만 가상현실 콘텐츠의 사용성 평가에 대한 기준과 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 가상현실 콘텐츠를 사용하는 사용자의 반응과 상태를 측정 할 수 있는 객관성이 있는 데이터에 관한 연구를 진행한다. 연구의 방법으로는 가상현실 게임 콘텐츠 사용자의 실시간 인체정보 수집 프로세스를 설계하고의 변화를 비교·분석하였다. 이를 위해 인체정보 측정에 아이트래킹을 통한 시선 정보와 심박수 데이터를 수집하고 분석하여 시각화 솔루션을 설계하고 프로토타입을 구현하였다. 가상현실 게임 콘텐츠 사용자 인체정보 데이터를 기반으로 한 사용성 평가에 대한 가이드를 제안한다. 향후연구로는 다양한 인체정보 측정 및 프로토타입의 고도화에 있다.

PURPOSES : The purpose of this study is to find out how to perform a visual-based conjoint analysis of signs, specifically for those in subway systems. METHODS: To identify the current problems with signs, we conducted installation case studies on subway signs and developed visualized materials for survey. The visualized survey cards were used to record the subjects’preferences in the conjoint analysis. RESULTS: Based on the current problems of sign, we developed the profile cards and used the visualized survey cards to conduct the survey for conjoint analysis. From the conjoint analysis using the visualized survey cards, it was found that the values of Pearson’s R and Kendall’s tau are close to 1. This suggests that our model is a very fitted model for conjoint analysis. CONCLUSIONS: We concluded that a conjoint analysis of subway signs could be reliably performed by using visualized survey cards.

가상현실은 사용자에게 현실 세계와 분리된 환경을 구현하는 기술이며, 분리된 환경을 구현하기 위해서 몰입도가 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 하지만 이와 같은 분리된 환경으로 인해서 주변 환경에 대한 인식의 부족이 불안정한 가상현실 게임 환경으로 이어질 수 있기 때문에 이를 해결하기 위해서 다양한 연구들이 진행되고 있다. 대부분의 연구가 시각화를 통해 문제를 해결하는 것에 집중하고 있다. 한편, 시각화는 일반적으로 가상현실의 공간과는 관계가 없는 정보이기 때문에 이것이 적용 되는 가상현실의 몰입도에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 몰입도는 개인마다 성향 차이가 있으며, 몰입도에 영향을 끼치는 요소들이 다양하기 때문에 이를 고려한 가이드라인이 필요하다. 본 논문에서는 이 두 가지 문제를 해결하기 위해서 몰입도 성향에 따른 설문과 주변 환경에 대한 정보를 시각화하여 전달하는 두 개의 시스템에 대한 실험을 진행하고자 한다. 개인의 몰입도 성향을 측정하고, 이를 성향별로 구분지어 시각화가 가상현실 게임에 미치는 영향을 확인하여 이 결과를 통해 개인의 몰입도 성향에 따른 가상현실 게임 환경 조성에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다.

본 연구는 모바일 기기를 활용한 현장체험학습에서 수집된 로그데이터를 STP(Space Time Path)로 시공간 시각화하여 현장체험학습에서 학생들의 이동특성을 파악하고, 머무름이 있던 지점에서의 활동특성을 분석하고자 하였다. 탐구활동 로그데이터 분석결과 이동과 머무름의 패턴이 연속적으로 나타나며, 조사활동의 유형에 따라 머무른 장소와 시간이 다름을 확인할 수 있었고, 머무름이 나타나는 장소는 관찰지점 뿐 아니라 관찰지점이 아닌 곳도 나타남을 확인하였다. 현장체험학습의 경우 공간 및 시간적으로 제한된 범위 내에서 이루어지는 활동이기 때문에 머무른 지점에서의 활동에 대한 추가 분석이 필요함을 알 수 있었다. STP를 이용한 이동 로그의 시각화는 복잡한 구조를 가진 로그데이터를 탐색하여 패턴을 발견하는 기초 자료로 활용할 수 있으며, 이는 다양한 유형의 로그데이터 분석에 응용될 수 있을 것으로 판단되었다.

사회 연결망 분석(Social Network Analysis)이라는 접근과 방법론의 잠재적인 가능성에 대한 관심은 근래에 꾸준히 증가되고 있다. 사회 연결망은 사회에 구성되어 있는 연결 망이 가지는 관계성에 주목한다. 즉 객체(node)의 특성보다 는 서로간의 관계적 특성(link)에 주목하여 사회현상을 설명하는 것이다. 사회구조는 사회구성인자의 관계에 기초하여 성립된다고 볼 수 있다. 식물은 태양광, 토양양분 등 생육에 필요한 자원을 쟁취하기 위한 경쟁과 공생 활동을 하며 무리를 이루며 살아가고 있다. 우리는 이러한 무리를 식물군락(plant community)라고 부른다. 또한 식물군락을 주 연구대상으로 하여 식물의 군락구분과 연관된 연구를 하는 학문을 식물사 회학이라 한다. 우리나라 대부분의 식생연구는 군락구조 특성에 초점을 맞추어 식물사회를 해석하였다. 또한 각 식물간 상호간에 친소(親疏)관계를 가지고 사회를 구성한다고 보고 종간결합(interspecific association)을 분석하기도 하였다. 이렇게 연구된 식물사회에 관한 데이터는 도시환경 개선을 위한 식재관리지역의 이론적 식재모델이 되어왔다. 본 연구는 현재까지 식물사회 분석 방법에서 한 발 더 나아가 최근 다양 한 분야에서 나타나는 복잡계 네트워크 이론을 활용하여 식물군락의 사회적 연결망을 분석하고 이를 시각화하고자 하였다. 본 연구는 우리나라 남동부에 위치하고 있으며, 해안성 기후의 특징과 대륙성 기후특성을 동시에 보이고 있는 부산광역시를 중심으로 자료를 수집하였다. 또한 부산은 ‘남해 안경남동부 기후지역’으로 별도로 구분되는 독특한 기후대적 위치를 보이고 있으며, 최근 기후변화로 인해 확산이 예상되는 난온대림 분포중심종의 북한계 분포지역으로 고려 되기도 한다. 조사구는 부산시 전역에 걸쳐 해안에서 내륙까지 폭넓게 설정하였으며, 조사구 수는 708개이다. 10m×10m 방형구 (quadrat)에서 출현하는 수종을 조사하였다. 사회학자들은 물리학에서 사용되는 데이터와는 달리 사회과학적 판단 또는 해석에 기초하여 독특한 유형의 데이터와 그 분석법을 연구해 왔다. 그들이 말하는 대표적인 데이 터 유형은 속성형 데이터(attribute data)와 관계형 데이터 (relational data)이다. 본 연구에서는 속성형 데이터로 각 수종의 성상(상록/낙 엽), 출현빈도, 연결선 수를 적용하였다. 관계형 데이터로는 종간결합 분석에 가장 많이 사용되고 있는 자료행렬 (presence-absence data matrix)을 작성한 후 모든 종간 쌍에 대한 2×2 분할표를 작성하여 χ²검정(Chi-square statistic)을 실시하였고 정의 상관관계를 나타내는 것과 그렇지 않는 것을 구분하였다. 조사된 708개 대상지에서 출현한 수종은 모두 197종이 었고 상록성은 45종, 낙엽성은 152종으로 낙엽성이 많았다. 출현빈도는 비목나무(403개소), 청미래덩굴(370개소), 졸 참나무(351개소), 때죽나무(321개소), 곰솔(265개소) 등의 순으로 나타났다. 연결선 수는 청미래덩굴(30개), 감태나무 (27개), 졸참나무(21개), 때죽나무(20개) 등의 순으로 나타났다. 속성형 데이터와 관계형 데이터를 기반으로 사회 연결망 구조를 시각화하는 다양한 프로그램을 활용하면 성좌표 (Plexus diagram)을 비롯하여 다양한 구조의 식물사회네트 워크 구조를 파악할 수 있었다. 본 연구는 사회 연결망 분석 기법을 활용하여 식물사회 네트워크 구조를 밝히려는 시도이다. 하지만 빅데이터를 활용한 식물사회네트워크 시각화 분석 방법에 대한 중요한 이론적 함의를 도출하기 위해서는 추가적 논의와 연구가 필요하다.

본 연구는 요가의 주요 이완명상법인 요가 니드라에서 시각화의 활용 방법을 체계화하 는데 그 목적이 있다. 시각화는 마치 눈을 감고도 의식의 공간에서 눈을 떠서 대상을 보 는 것처럼 생생하게 보는 것을 의미하며, 싸띠아난다 요가 니드라의 여섯 번째 단계에 해당된다. 요가 니드라의 시각화는 심리치료적인 효과를 지니고 있으나 영적각성에 보다 더 초점을 두고 있어서, 심리치료를 위한 시각화의 개입이 덜 체계적인 편이다. 이에 본 연구에서는 인지행동치료에서 심상개입 방법을 토대로 요가 니드라에서의 시각화의 분 류를 감소요법의 시각화와 강화요법의 시각화로 구분하였으며, 시각화 개입을 요가 니드 라 실시 전과 실시 중 그리고 실시 후로 구조화 하였다. 본 연구는 추후 심리치료법으로 서 요가 니드라의 이론을 구축하는데 유용할 것으로 보았다.

This paper suggests a visual debugging plaftorm based on the game engine, Unity3D for massive parallel processing routines implemented in CUDA. In general, it is tiresome to debug or check the accuracy of numerical geometry information results calculated in a parallel way by GPU; usually, developers would pick and check each numerical value by rummaging overwhelming lines of seemingly meaningless numbers. This manual process is less productive and time-consuming. Also, it is not easy to produce some continuous movements of geometry information to check the validity of implemented CUDA codes for realtime geometry processing applications. To solve those problems, this paper presents a way to use Unity3D game engine to visually and interactively debug CUDA implementations. Also, some practical test results are presented with discussions on limitations of Unity3D as a CUDA debugging platform.

플로우 데이터는 지역간 공간적 상호작용이나 상호작용에 따른 공간 조직의 형성과 변화 등을 분석하고 이해하는데 중요한 자료로 활용되고 있다. 플로우 데이터에 대한 전통적인 지도학적 시각화 방법으로 널리 사용되고 있는 유선도는 복잡하고 많은 유선의 표현에 따른 낮은 가독성이나 중첩성 등이 한계로 지적되고 있다. 이에 본 연구는 최근 비공간적 데이터 뿐 아니라 공간 데이터의 새로운 재현 방법으로 각광받고 있는 정보 시각화 도구에 주목하여, 플로우 데이터의 지리적 시각화 기법으로서 정보 시각화 도구의 적용가능성을 탐색하고 각 기법에 대한 유용성을 체계적으로 평가하고자 한다. 이를 위해 자바스크립트 기반의 데이터 시각화 라이브러리인 D3.js의 강제 유향 그래프, 코드 다이어그램, 위계적 엣지 번들링, 생키 다이어그램, 시간 거리 그래프를 활용하였으며, 실제 고속 철도 운행 플로우에 대한 다양한 시각화 사례를 실제로 개발하여 보여주고 있다. 사례 분석 결과, 각 정보 시각화 기법은 전통적인 유선도가 갖는 한계들을 효과적으로 극복할 수 있으며, 플로우 데이터에 대한 대안적인 시각화 기법으로 유용하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이를 통해 본 연구는 플로우 데이터의 지리적 시각화 분야에 유용한 가이드라인을 제공할 수 있고, 지리학, 지도학 및 공간 정보 분야에서 공간 정보의 매핑과 시각화 방법에 대한 인식적 변화를 가져올 것으로 기대한다.