시간상에서 객체의 공간 정보가 연속적으로 변화하는 객체를 이동 객체라 한다. 최근 이러한 이동 객체를 다루는 다양한 데이터베이스 응용들이 등장함에 따라 이동 객체의 공간 정보를 저장 관리하고 정보를 요구하는 다양한 사용자 질의를 처리할 필요성이 대두되었다. 그러나 기존의 이동객체 데이터 베이스 연구는 사용자 질의 시간을 특정 시간 추간으로 제한하는 단점이 있다. 따라서 이 논문에서는 연속적으로 변화하는 이동 객체의 공간 정보를 저장 관리하기 위한 데이터베이스 구조를 제시하고 이를 기반으로 과거, 현재, 가까운 미래 시점에 대한 사용자 질의를 모두 처리하기 위한 시공간 이동 객체 연산자를 설계 및 구현한다.
2차원 공간데이터를 시간차원으로 확장한 데이터모델은 최상위의 TGeometry 컴포넌트를 갖는다. TGeometry 컴포넌트는 시공간에 관한 연산뿐만 아니라 다양한 연산들을 제공한다. 2차원 시공간 데이터모델에 대한 시공간 연산자를 설계하기 위하며, 공간에 대한 방법으로서 차원으로 확장된 9IM 방법을 이용하였는데, 이것은 공간 객체를 내부, 경계, 그리고 외부로 구분하고, 이것들간의 관계를 차원으로 나타내는 방법이고, 또한 시간에 대한 방법으로서, OpenGIS에서 제안한 8개의 연산들을 시간에 적용했으며, 이들 두 가지 방법을 통합하여 시공간 객체에 대한 위상관계 tContains, tWithin, tOverlaps, tlntersects, tTouches, tEquals, tDisjoint, tCrosses 연산을 설계하였으며, 실제 예를 통해 적용하였다.
본 연구에서는 최소모델영역 연산자를 MT(magnetotelluric) 2차원 역산 알고리듬에 적용하여 역산 해의 대비를 향상시키고자 하였다. 이를 위하여 creeping법에 기초한 최소자승 역산에 최소모델영역 연산자를 수치적으로 유도하여 알고리듬을 구현하였으며, 공간함수로서의 평활화 상수를 도입한 ACB (Active Constraint Balancing) 법을 동시에 적용하여 최소모델영역 연산자를 이용할 때 단점으로 지적되었던 역산 해의 안정성을 향상시켰다. 고립된 단일 이상체 모델에 대한 수치실험을 통하여 MT 역산에 있어서 최소영역 연산자의 효과를 기존의 2차 미분연산자와 비교 분석하여 MT 역산에서의 특징을 고찰하였다. 또한 다중 이상체 모델에 대한 실험을 통하여 Occam 역산과 비교하여 최소모델영역 연산자를 이용한 역산 해의 특징을 비교 분석하였으며 현장 자료에의 적용을 통하여 그 적용성을 살펴보았다.
유비쿼터스 환경에서 다양한 센서로부터 생성되는 데이터 스트림에 대해 사용자가 요구하는 위치 기반 서비스를 효과적으로 지원하기 위해 연산자 네트워크와 공유 등을 통한 연속 질의 처리 기법이 활용되고 있다. 위치 정보 기반의 연속 질의 처리는 특정 영역을 중심으로 유사 질의가 집중적으로 발생할 수 있으므로, 본 논문에서는 유사한 조건을 갖는 공간 연산을 공유하기 위해 그리드 영역 분할을 이용한 공간 연산 공유 기법을 제안한다. 제안기법은 공간 연산을 직접 공유하지 않고 그리드 셀 별로 이동객체를 공유하기 때문에 유사한 조건을 갖는 공간 연산의 공유가 가능하여 공간 연산의 실행 빈도수를 크게 감소시켜 질의 처리 속도의 향상과 함께 메모리 이용률을 향상시킨다.
기존의 GIS(Geographic Information System)는 실세계에 존재하는 지형객체의 속성정보와 공간정보를 취급하는 소프트웨어이다. 이 시스템은 고정된 데이터를 다루기 때문에 시간변이 정보를 저장 관리하여 사용자에게 제공할 수 없으며 제공한다 하더라도 제한적이며 질의 표현과 처리에 많은 어려움을 갖는다. 따라서 이 논문에서는 시간지원 지리정보 시스템을 계층적 접근 방법을 기반으로 기존의 지리정보 시스템이 제공하는 공간에 시간 개념을 확장하여 시간에 따라 변화하는 공간객체의 이력을 지원하는 시공간 통합 데이터 모델을 연구하였다. 즉, 시공간 데이터베이스 구조의 변화에 대한 데이터 구조를 설계하고, 시간변이 공간연산과 이에 따른 시간지원 공간연산자를 제안한다.
3차원 지형공간정보의 활용범위가 확대되면서 다양한 형태와 크기의 건물들이 존재하는 광범위한 도시지역에 대하여 신속하고 정확하게 실세계에 가까운 3차원 건물 모형을 구축하는 기술 개발이 요구되고 있다. 기존의 항공사진이나 고해상 위성영상을 이용한 3차원 도시 지형공간의 구축 연구와는 달리 최근에는 높은 정밀도를 가진 항공 LIDAR 관측 자료를 활용한 3차원 건물 복원에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Zero-crossing의 특성을 갖는 LoG 연산자를 이용하여 높이별로 건물의 경계선 정보를 추출하고 Douglas-Peucker 알고리즘을 이용하여 경계선을 직선화하여 건물의 경계선을 정제하고 3차원으로 건물을 복원하는 기법을 제안하였다.
인터넷 사용자의 확산과 더불어 인터넷의 장점, 즉 정보의 공유, 전송 수단의 제공 등으로 인해 공간 정보 서비스 지원을 위한 많은 웹을 기반으로 하는 소프트웨어들이 활발히 연구되고 있다. 이 논문에서는 공간 질의 및 질의 처리에 요구되는 공간 질의구문, 공간 연산자 및 사용자에게 질의 결과를 반환해 주기 위해 필요한 전체적인 공간 질의 처리 시스템을 설계한다. 또한 인터넷의 장점을 이용하기 위한 웹과의 연동을 고려하여 네트워크와 분산 언어라는 특성을 지니고 있는 객체지향 언어인 자바를 이용하여 구현한다.
최근에 공간 데이타의 수집 방법이 발전하면서 다양한 산업과 연구 분야에서 공간 데이터가 생성되고 유통 및 활용되고 있다. 이러한 대용량의 공간 데이타를 효율적으로 처리하기 위하여 ESRI의 ArcSDE, Oracle의 Oracle Spatial과 같은 기존 DBMS를 확장하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그러나 이러한 상용 DBMS의 확장을 사용 시에는 추가적인 비용이 발생하고, 사용되는 공간 데이터 타입과 공간 연산자들이 서로 상이함으로 인해 상호운용성의 문제를 초래하고 있다. 따라서 본 논문에서는 OGC(Open Geospatial Consortium)에서 제시한 "SQL을 위한 심플 피쳐 명세(Simple Features Specification for SQL)"의 표준 인터페이스를 지원하는 OpenGIS 공간 인터페이스를 Oracle 상에서 개발하였다. OpenGIS 공간 인터페이스는 "SQL을 위한 심플 피쳐 명세"에서 제시한 모든 데이타 타입과 공간 연산자를 지원하기 때문에 사용자는 추가적인 비용 없이 본 논문에서 개발한 OpenGIS 공간 인터페이스를 사용하여 Oracle의 대용량 공간 데이타를 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 성능 평가를 통해 OpenGIS 공간 인터페이스가 Oracle Spatial보다 응답 시간 측면에서 우수한 성능을 보임을 입증하였다.
프랙탈 이송확산방정식은 정수 차수의 미분연산자로 구성된 고전적인 이송확산방정식과 비교하여 프랙탈 차수의 미분연산자로 구성된 보다 상위개념의 방정식으로써 정의된다. 지금까지의 프랙탈 이송확산방정식은 추계학적인 기법을 동원하여 푸리에-라플라스 공간에서 주로 해석되었으나, 본 연구에서는 실제 공간에서 유한차분개념을 도입하여 보다 직접적으희 하천에서의 오염물 이송확산에 관한 지배방정식을 유도하였다. 이러한 개념의 유도방법은 프랙탈 차수 및 관련 확산계수의 물리적인 추정에 관한 실마리를 제공할 수 있다. 고전적인 이송확산방정식과는 달리 프랙탈 이송확산방정식은 실제 하천에서 관측되는 오염물의 시간-농도 분포곡선의 왜곡현상과 분포곡선의 전후방부 농도를 보다 실제에 가깝게 모의할 수 있을 것으로 기대되어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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