본 논문에서는 군집화의 가장 중요한 2가지 문제에 대한 새로운 해결책을 제시한다. 첫 번째 문제는 두 객체가 하나의 군집내에 포함될 수 있는지를 결정하는 유사 결정으로써, 이를 해결하기 위해 군집 유효화 지수에 기반한 유사 결정 기법을 제안한다. 이 기법은 정성적인 인지 과정을 정량적인 비교 결정 과정으로 바꾼다 이 기법은 본 논문에서 제안한 랜덤 군집화와 전체 군집화의 두 부분으로 구성된 유효성 기반 군집화 알고리즘의 핵심을 이루며. 기존의 않은 군집화 알고리즘에서 요구되는 복잡한 파라미터를 결정할 필요가 없어지도록 한다. 두 번째 문제는 최적 군집 수 (optimal number of clusters)를 찾는 것으로써, 이것 또한 앞에서 제안한 기법에 의해서 전체 군집화에서 찾을 수 있다. 마지막으로 제안한 기법과 군집화 알고리즘의 효용성 및 효율성을 보여주는 실험 결과가 제시된다.
본 논문에서는 단어들의 분포적 특성을 이용하여 자동으로 단어를 군집화(clustering) 하는 기법을 제시한다. 제안된 군집화 기법에서는 단어들 사이의 거리(distance)를 가상 공간상에 있는 두 단어의 평균점에 대한 불일치의 합(total divergence to the average)으로 측정하며 군집화 알고리즘으로는 최소 신장 트리(minimal spanning tree)를 이용한다. 본 논문에서는 이 기법에 대해 두 가지 실험을 수행한다. 첫 번째 실험은 코퍼스에서 상위 출현 빈도를 가지는 약 1,200 개의 명사들을 의미에 따라 군집화 하는 것이며 두 번째 실험은 이 논문에서 제시한 자동 군집화 방법의 성능을 객관적으로 평가하기 위한 것으로 가상 단어(pseudo word)에 대한 군집화이다. 실험 결과 이 방법은 가상 단어에 대해 약 91%의 군집화 정확도와(clustering precision)와 약 81%의 군집 순수도(cluster purity)를 나타내었다. 한편 두 번째 실험에서는 평균점에 대한 불일치의 합을 이용한 거리 측정에서 나타나는 문제점을 보완한 거리 측정 방법을 제시하였으며 이를 이용하여 가상 단어 군집화를 수행한 결과 군집화 정확도와 군집 순수도가 각각 약 96% 및 95%로 향상되었다.
지리산국립공원 동부지역인 경남하동군 화개면에 위치하는 삼신봉(해발 1,284m) 산림 중 산불이 발생하였던 지역의 식생회복현황을 파악하기 위해 산불이 발생하였던 지역에 20개 조사구 대조지역에 12개 조사구를 설정하고 연구를 수행하였다 산불이 발생하였던 지역에 설정한 20개 조사구를 대상으로 TWINSPAN과 DCA를 분석한 결과 신갈나무군집(I) 신갈나무-쇠물푸레군집(II) 으로 분리되었고 대조지역에 설정한 조사구는 신갈나무군집(II)이었다 군집 I과 군집II에서 교목층과 아교목층의 대부분 수목이 고사상태이었고 관목층에서는 산화후 천이 초기에 나타나는 조록싸리가 우점하고 있었다 상대우점치와 유사도지수를 분석한 결과 산불이 발생하였던 신갈나무군집(I) 신갈나무-쇠물푸레군집(II) 은 대조구인 신갈나무군집(III)과 유사도지수분석에서 유사성이 높았는데 산불발생 이후 피해를 입은 신갈나무가 맹아에 의해 회복속도가 빠른 것으로 추정되었다 Shannon의 종다양도는 산불지역(군집 I,II)에서 각각 0.3259, 0.4727이었고 대조구 (군집III)는 0.1084로 나타났다.
전통적으로 많이 사용하는 군집분석의 방법들은 개체간의 거리를 고려하여 이들을 분류해 내는 것이며, 따라서 거리 측정 방법에 따라 여러 형태의 군집분석 방법이 나타나게 된다. 어떤 방법을 적용하던 간에 그 결과는 고정된 수치로써 나타난다. 다차원 자료의 구조파악이 몇 개의 수치로 나타나게 되면 어쩔 수 없이 정보의 손실이 발생하게 된다. 이를 보완하기 위해 시각적 매체를 동원하여 다차원 자료의 구조를 파악하는 연구가 있었으며, 이를 시각적 군집분석이라고 명명하고 있다. 본 연구에서는 시각적 군집분석에 대한 기본적 개념과 이를 위한 통계 도형의 활용, 구현방법 등에 대해 살펴보기로 한다.
경기도 수리산 군포시험림의 식물군집구조를 파악하기 위하여 64개의 조사구를 설정하고 식생조사를 실시하였다. 전체 64개 조사구는 DCA ordination분석에 의하여 리기테다소나무군집(군집 I), 소나무군집(군집 II), 소나무-신갈나무군집(군집 III), 굴참나무군집(군집 IV), 갈참나무군집(군집 V), 졸참나무군집(군집 VI), 서어나무군집(군집 VII)으로 분리되었다. 식물군집구조분석결과 천이예측은 명확하지 않았으나 군집 I, 군집 III은 참나무류군집으로 천이가 예측되었고 군집II, 군집IV, 군집V, 군집VI은 현 군집을 유지할 것으로 추정되어 기후극상으로의 변화는 예측할 수 없었으며, 군집 VII은 기후극상으로서 계속 안정된 상태를 유지할 것이다. Shannon의 종다양도는 0.7430~1.3025이었고 토양산도는 전지역이 pH 4.16~5.13이었다.
나노 기술은 국가와 기업 차원에서 전략적으로 활발하게 연구, 개발되고 있는 분야로 기술과 산업 전 분야에 걸쳐 있으며 계속 확대되고 있다. 이중 탄소나노튜브는 약 10년여 전부터 활발히 연구되고 있으며, 소재, 소자 등 나노 기술의 전 분야에 걸쳐서 적용될 수 있는 물질로 현재까지 실용화된 기술이나 제품이 많이 나오지는 않았으나 앞으로 다양한 적용분야가 창출될 전망이다. 그러나 전략적인 기술 개발을 위한 연구는 미비한 실정이다. 전략적이고 효과적인 기술 개발의 대안으로 특허 분석(patent analysis)이 제시되고 있으며 나노 기술에 대한 전반적인 특허 분석은 각 기업 연구소나 국가 연구소에서 진행되어 왔으나, 여기서 도출된 정보만으로는 전략적인 문제들을 분석하기에는 미흡하였다. 따라서 전략적인 기술 개발을 위한 특허 분석의 필요성이 제기되고 있다. 이에 본 연구에서는 특허의 인용(citation) 정보를 이용하여 특허와 특허 사이의 관계를 분석하고 이를 바탕으로 관련된 특허를 군집화(clustering) 하여 각 군집의 특성을 살펴보았다. 먼저 탄소나노튜브에 관한 특허를 USPTO 자료를 통해 추출하고, 이 특허들이 인용한 특허들을 추출하여 각 특허들이 어느 정도로 관련이 되어 있는가를 상관 행렬(correlation matrix)을 이용하여 조사하였다. 인용 특허의 분석은 기초 기술 분야에 이르기까지 광범위하게 조사하여 기술별로 특허를 군집화 하였을 뿐만 아니라, 특허 출원인 정보도 활용하여 군집화 하였다. 이를 통하여 기술별, 특허 출원인 별로 특허의 군집을 만들어서 각 군집의 특성을 도출하였고, 마지막으로 각 군집의 특성에 맞게 기술 개발측면에서 전략적인 시사점을 도출하였다. 각각의 군집들은 시간이 지날수록 확대, 통합되는 결과를 보이고 있으며, 융합기술화 되고 있다. 군집을 이루는 주요한 특성으로는 출원인 정보가 큰 비중을 차지하였으며, 이는 출원인의 기술 개발 전략과 이에 따른 기술개발경로나 특허 전략과 관련이 있는 것으로 나타났다. 다양한 기술에 관하여 군집의 크기가 계속 확대되고 있는 경향을 보이고 있기 때문에, 앞으로 지속적인 연구를 통하여 향후 특허 관리와 특허 전략에 적용할 수 있도록 하는 것이 중요하다.
현존하는 다양한 군집화 알고리즘들이 개체들을 군집화하기 위하여 사용하는 기준들은 일반적으로 인위적으로 설정된 것들이다. 이러한 기준들은 개체들 자체로부터 나오는 자연스러운 기준이라기 보다는 군집을 위하여 임의로 선정된 것이므로 군집화의 기본 목적인 개체들을 자연스러운 그룹들로 분할하고자 하는데 있어 한계를 갖게 된다. 본 논문에서는 이러한 점에 주목하여 현존하는 자연계의 군집 법칙으로 대표되는 만유인력의 법칙을 사용한 개체 군집화 알고리즘을 제안함으로써 기본적인 목적에 충실한 군집화를 실현하고자 한다. 이 방법은 기존의 방법론들에서 찾아볼 수 없었던 자연 법칙에 근거한 새로운 군집화 시도일 뿐만 아니라, 초기조건에 관계없이 안정적인 성능을 보이고 또한 군집의 수가 자연 법칙에 따라 자동으로 결정되는 특성을 지니고 있어 다양한 실질적인 응용 분야에서 효과적으로 사용될 수 있는 새로운 군집화 도구가 될 수 있을 것으로 보인다.
한국(韓國) 동남해역(東南海域)의 대륙란(大陸爛)에 서식(棲息)하는 다모류군집(多毛類群集)의 종류를 파악(把握)하고, 또한 이들 군집(群集)이 서식지(棲息地) 환경(環境)에 어떻게 적응, 서식하는가를 밝히고자 하였다. 총80개 조사정점에서 채집된 다모류(多毛類)의 종류와 개체수의 자료로부터 집괴분석(集塊分析)을 실시한 결과 본 연구해역은 크게 연안역(沿岸域)과 외해역(外海域)으로 양분되었고, 8개의 다모류(多毛類) 군집(群集)이 구별되었다. 이질(泥質) 퇴적물(堆積物)이 우세한 연안역(沿岸域)에서는 Nothria holobranchiata 군집(群集)이 포항 근해역에, Magelona-Maldane 군집(群集), Ophelina acuminata 군집(群集), Nothria conchylega 군집(群集)이 연안해역의 남북방향으로 존재(存在)하였다. 이들 연안역(沿岸域)의 군집(群集)들은 종수가 적고 종다양성 지수도 낮았다. 외해역(外海域)에서는 이질퇴적물(泥質堆積物)로 구성된 대륙붕단에 Terebellides-Aglaophamus 군집(群集)이 존재(存在)하였고, 이사질(泥砂質)과 사질(砂質)이 우세한 지역에서는 Myriochele oculata 군집(群集), Spiophanes kroyeri 군집(群集) 및 Ninoe palmata 군집(群集)이 존재(存在)하였다. 외해역(外海域)의 군집(群集)들은 연안역(沿岸域)에 비해 종수나 종다양성이 높았으나, 평균서식밀도는 낮았다. 대부분의 우점종들은 그들의 식이형(食餌型)과 내장의 내용물로부터 특정 퇴적물(堆積物)에 높은 선호도를 보임을 알 수 있었다. 동일 퇴적물(堆積物)에서의 다양한 군집(群集)의 존재(存在)는 수심과 수온이 저서(底棲) 다모류(多毛類)의 분포와 관계가 있음을 시사하였다. 따라서 연구해역의 다모류군집(多毛類群集)은 퇴적물(堆積物)의 특성과 수심(水深) 또는 수온(水溫)에 따라 결정됨을 보여준다.
본 연구의 목적은 자연휴양림의 방문한 이용객들의 방문동기를 통한 군집분석을 통하여 이용객을 분류하고 그에 따른 행동의도간의 차이를 검증하여 그에 따른 세분화된 이용객들의 차별화된 마케팅 및 경영전략을 수립하는데 그 목적이 있다고 할 수 있다. 이의 측정을 위하여 1년 이내에 자연휴양림을 이용한 적이 있는 방문객들을 대상으로 자연휴양림 방문동기에 대한 요인 분석을 실시한 후 군집분석을 실시하여 군집을 분류하였으며, 분류된 군집을 인구통계학적 특성과의 교차분석을 실시하여 군집의 유형화를 실시하였다. 유형화된 군집을 통하여 만족도, 재방문 및 추천의도에 대한 차이검정을 실시하였다. 분석결과 방문동기에 대한 요인분석 결과 3개의 요인으로 분류되었으며, 이를 통해 계층적 군집분석과 K-means군집분석을 통하여 2개의 군집을 도출하였으며, 2개의 군집을 다시 교차분석을 통하여 군집의 유형화를 실시하여 미혼의 100만원 미만의 군집과 기혼의 200~300만원의 군집 집단으로 유형화를 실시하였다. 이 군집을 자연휴양림 방문 후 행동의도간의 차이분석을 실시하였으며, 그 결과 전반적으로 만족, 즐거운 시간을 보냄, 방문은 현명한 선택, 재방문의도, 추천의도 모두 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 군집 2인 기혼의 200~300만원의 집단에 더 높은 행동의도를 보이고 있는 것으로 나타나 차별화된 마케팅 전략이 필요시 되며, 또한 자연휴양림 공익적 성격을 고려하여 각 집단에 대하여 모두 소구할 수 있는 서설 및 서비스의 개발이 요구 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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