[논문]시공간 개인통행자료의 지리적 시각화

안재성; 이양원; 박기호

[국내논문] 시공간 개인통행자료의 지리적 시각화
Geovisualization Environment for Spatio-temporal Trajectory of Personal Activity 원문보기

대한지리학회지 = Journal of the Korean Geographical Society, v.40 no.3 = no.108, 2005년, pp.310 - 320

안재성 (서울대학교 사회과학대학 지리학과) , 이양원 (동경대학 공간정보과학연구센터) , 박기호 (서울대학교 사회과학대학 지리학과)

초록
AI-Helper

이 연구는 GPS 수신기를 통해 수집된 개인통행자료를 이용하여 통행패턴의 시공간적 특성을 다양한 그래픽으로 요약하고 탐색적 분석을 가능케하는 지리적 시각화 환경을 제안하고 이를 구현 및 평가하는 것을 목적으로 한다 이 연구에서는 시공간입방체(space-time cube)를 바탕으로 시간지리학 개념을 시각적으로 표현하였으며, 시간산포기둥(temporal dispersion cylinder), 평행평면그림(parallel plane plot)과 같은 부가적인 시각화 도구의 구현을 통해 개인통행패턴의 시공간적 속성 및 이동경로 주위지역의 사회경제적$\cdot$자연적 속성을 함께 탐색할 수 있도록 하였다. 또한 사용자와의 상호작용을 통해 개인통행자료에 포함되어 있는 "언제", "어디에서", "무엇을"이라는 세 가지 정보요소들을 동적으로 탐색 및 질의할 수 있는 환경을 제공한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study attempts at prototyping and evaluating a geovisualization tool that summarizes and explores human activity patterns using spatio-temporal trajectory data collected from GPS receiver. A set of core conceptualization developed in 'time geography' is successfully represented by our prototype based on the notion of 'space-time cube.' The notions of 'temporal dispersion cylinder' and 'parallel plane plot' are also implemented to allow funker analyses of human activity pattern on the space-time trajectory. The capabilities of the geovisualization environment we proposed include the interactive and dynamic functions that support a variety of explorations on the three components of spatio-temporal data : space(where), time(when), and object(what).

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이 연구는 GPS 수신기를 통해 수집된 개인통행자료를 이용하여 통행패턴의 시공간적 특성을 다양한 그래 픽으로 요약하고 탐색적 분석을 수행할 수 있는 지리 적 시각화 환경의 구현에 관한 연구이다. 지리적 시각 화의 개념적 요소는 탐색(exploration), 분석(analysis), 표현(presentation), 통합(synthesis)으로 구성되는데, 이 연구에서는 시공간 개인통행자료의 탐색적 분석을 위하여 기존 연구들에서 제시된 표현방법과 새로이 개 발한 그래픽 표현들을 통합하는 지리적 시각화 환경을 구현 및 제안하였다.
이에 본 연구에서는 (i) GPS 수신기를 이용한 개인통행자 료의 수집, (ii) 2차원 평면 및 3차원 공간상에서의 시 공간패턴 및 시간지리학 개념의 표현, (ⅲ) 이동경로 주위지역의 사회경제적 . 자연적 속성의 탐색을 통합 하는 지리적 시각화 시뮬레이션 환경의 개발과 평가에 그 목적을 둔다. 이 연구에서 구현 및 제안하는 지리적 시각화 환경은 기존의 시공간입방체에 동적인 상호작 용을 추가하여 “언제', “어디에서”, “무엇을”에 대한 자유로운 탐색 및 질의가 가능하도록 하고, 시간산포 기둥(temporal dispersion cylinder) 및 평행평면그림 (parallel plane plot)과 같은 표현방법을 새롭게 도입하여 시공간경로와 관련된 속성정보를 함께 표현한다.

제안 방법

이 연구에서 지리적 시각화 시뮬레이션에 사용된 원 자료는 개인이 GPS 수신기를 휴대하여 직접 수집한 것이며, 하루 중 8시부터 18시까지 10시간의 위치자료 가 파일에 기록되었다. GPS 좌표를 자동적으로 파일 에 기록하기 위하여, 그림 6과 같이 PDA와 GPS 수신 기를 연결하고, PDA에서 GPS 수신기의 데이터를 일 정 시간간격으로 읽어와 텍스트파일로 저장하는 프로그램을 작성하였다(그림 7). GPS 좌표 취득을 위한 프 로그램은 Windows CE를 기반으로 .
NET Compact Framework과 C# .NET을 이용하여 구현하였으며, 쓰 레딩(threading) 기법을 이용하여 일정 시간간격으로 작동하도록 구성하였다.
GPS 수신기를 통해 수집된 개인 통행자료는 시공간입방체, 시간산포기둥, 평행 평면그 림을 통해 시각화된다(그림 10). 개선된 시공간입방체 는 3차원 입체경로와 2차원 평면경로를 결합하여 이동 궤적을 표현하고, 평면슬라이더를 브라우징 툴 (browsing tool)로 사용함으로써 시공간경로에 대한 동적인 탐색이 가능하도록 한다.
활동가능면과 같은 시간지리학 개념을 시각화하 고, 시공간경로에 대해 “언제”, “어디에서”, “무엇을” 이라는 세 가지 정보 요소들을 동적으로 탐색 및 질의 할 수 있도록 하였다. 또한 시공간경로와 관련된 부가 적 속성정보, 즉, 통행자료에 내재한 1차적 정보이동 속도, 이동방향, 이동량)와 통행자료 외부의 2차적 정 보(이동경로 주위지역의 사회경제적 . 자연적 속성정 보)를 탐색할 수 있는 환경을 구성하였다.
첫째, 시공간 개 인통행자료의 유용한 표현수단인 시 공간입방체를 개선하여 보다 효과적인 지리적 시각화 환경을 구성하였다. 이 연구에서 개선된 시공간입방체 는 일반적인 시간지리학 개념의 표현뿐 아니라, 3차원 입체경로와 2차원 평면경로의 결합하여 이동궤적을 표 현함으로써 이동경로의 직관적인 파악이 가능하도록 한다. 또한 시공간입방체의 바닥면에 도로, 건물, 고도 자료, 토지이용 등과 같은 각종 주제도를 중첩함으로 써 시공간 통행의 이동경로와 주위지역의 사회경제 적 .
자연적 속성의 탐색을 통합 하는 지리적 시각화 시뮬레이션 환경의 개발과 평가에 그 목적을 둔다. 이 연구에서 구현 및 제안하는 지리적 시각화 환경은 기존의 시공간입방체에 동적인 상호작 용을 추가하여 “언제', “어디에서”, “무엇을”에 대한 자유로운 탐색 및 질의가 가능하도록 하고, 시간산포 기둥(temporal dispersion cylinder) 및 평행평면그림 (parallel plane plot)과 같은 표현방법을 새롭게 도입하여 시공간경로와 관련된 속성정보를 함께 표현한다. 현대 지도학적 환경에서 지리적 시각화 기법의 핵심은 상호작용(interactive)과 역동성 (dynamics)이 며 (MacEachren and Kraak, 2001), 이 연구에서 구현 및 제안하는 지리적 시각화 환경도 이러한 특성을 갖추는 데 역점을둔다.
시공간입방체는 시공간경로의 탐색 에 있어서는 효과적이지만, 시공간경로와 관련된 부가 적인 속성정보를 탐색하기 위해서는 보조적인 정보표 현수단이 필요하다. 이 연구에서는 시간산포기등과 평 행평 면그림을 시공간입방체와 결합시 킴으로써 통행자 료에 내재한 1차적 정보와 함께 통행자료 외부의 2차 적 정보의 탐색을 위한 시각화 방법을 구현하였다. 시 간산포기등은 시간대에 따른 이동량 분포를 제공함으 로써 이동량이 많은 시간대 또는 이동량이 적거나 실 내에 머무른 시간대 등을 파악할 수 있게 한다.
이 연구에서는, 이론적으로는 시간지리학 개념에 기 반하고 기술적으로는 GIS의 3차원 표현기법을 활용함 으로써 개인통행자료의 시공간패턴을 효과적으로 표 현하는 지리적 시각화 환경을 개발한다(그림 1). 기존의 시공간입방체를 개선하여 시공간경로(space-time path), 정거장(station), 시공간프리즘(space-time prism)과 같은 시간지리학의 주요개념을 표현함과 동 시에, 시공간경로와 관련된 속성정보의 탐색을 위해 시간산포기등과 평행평면그림 등의 방법을 새로이 도 입하며, 이들을 유기적으로 통합한다.
또한 평행평면그림은 일반적인 평행좌표그림(parallel coordinate plot)을 변형하여 단위지역별 다변량 자료 에 적용한 것으로서 (Edsall, 2003), 각 연결선은 어떤 단위지역이 가진 n개의 속성값을 연결한 것이며, 이동 경로와 교차되는 각 지역의 사회경제적 . 자연적 속성 을 비교 . 파악할 수 있게 한다.
이 연구는 GPS 수신기를 통해 수집된 개인통행자료를 이용하여 통행패턴의 시공간적 특성을 다양한 그래 픽으로 요약하고 탐색적 분석을 수행할 수 있는 지리 적 시각화 환경의 구현에 관한 연구이다. 지리적 시각 화의 개념적 요소는 탐색(exploration), 분석(analysis), 표현(presentation), 통합(synthesis)으로 구성되는데, 이 연구에서는 시공간 개인통행자료의 탐색적 분석을 위하여 기존 연구들에서 제시된 표현방법과 새로이 개 발한 그래픽 표현들을 통합하는 지리적 시각화 환경을 구현 및 제안하였다.
첫째, 시공간 개 인통행자료의 유용한 표현수단인 시 공간입방체를 개선하여 보다 효과적인 지리적 시각화 환경을 구성하였다. 이 연구에서 개선된 시공간입방체 는 일반적인 시간지리학 개념의 표현뿐 아니라, 3차원 입체경로와 2차원 평면경로의 결합하여 이동궤적을 표 현함으로써 이동경로의 직관적인 파악이 가능하도록 한다.
시공간입방체의 3차원 표현기법을 통해 시공간경 로, 정거정과 활동꾸러미, 시공간프리즘의 활동가능공 간 . 활동가능면과 같은 시간지리학 개념을 시각화하 고, 시공간경로에 대해 “언제”, “어디에서”, “무엇을” 이라는 세 가지 정보 요소들을 동적으로 탐색 및 질의 할 수 있도록 하였다. 또한 시공간경로와 관련된 부가 적 속성정보, 즉, 통행자료에 내재한 1차적 정보이동 속도, 이동방향, 이동량)와 통행자료 외부의 2차적 정 보(이동경로 주위지역의 사회경제적 .

대상 데이터

이 연구에서 지리적 시각화 시뮬레이션에 사용된 원 자료는 개인이 GPS 수신기를 휴대하여 직접 수집한 것이며, 하루 중 8시부터 18시까지 10시간의 위치자료 가 파일에 기록되었다. GPS 좌표를 자동적으로 파일 에 기록하기 위하여, 그림 6과 같이 PDA와 GPS 수신 기를 연결하고, PDA에서 GPS 수신기의 데이터를 일 정 시간간격으로 읽어와 텍스트파일로 저장하는 프로그램을 작성하였다(그림 7).

성능/효과

둘째, 시공간 개인통행자료의 탐색적 분석을 위한 새로운 시각화방법을 도입함으로써 시공간 탐색 및 질 의의 폭을 넓혔다. 시공간입방체는 시공간경로의 탐색 에 있어서는 효과적이지만, 시공간경로와 관련된 부가 적인 속성정보를 탐색하기 위해서는 보조적인 정보표 현수단이 필요하다.
이 연구에서 구현된 개인통행자료 처리를 위한 시뮬 레이션 환경은, 이동 중인 개인의 위치정보를 활용하는 위치기반서비스(Location Based Services: LBS)나, 주로 차량의 이동정보를 활용하는 텔레매틱스 등의 무 선데이터서비스와도 연계 가능하다. 즉, 이 연구의 GPS 자료수집 애플리케이션은 무선통신과의 결합에 의해 위치기반서비스와 텔레매틱스를 위한 이동객체 의 실시간 위치정보 제공으로 확장되고, 3차원 시공간 시각화 애플리케이션은 이동객체의 시공간 모니터링 으로 확장됨으로써, 일상생활의 위치정보를 활용하는 무선데이터서비스와 결합될 수 있을 것이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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