• 대한지구과학교육학회지
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• 제15권3호
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• pp.354-372
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• 2022

이 연구의 목적은, 과학교육을 위해 과학적 세계관을 기반으로 하여 다양한 과학이론들이 철학적으로 어떤 위치에 있는지를 탐색하는 것이다. 또한 그동안 통상적으로, 인식론과 방법론을 주로 다루어왔던 과학교육을, 존재론, 즉 형이상학의 믿음의 문제로 확장시키는 것에 목적을 두고 있다. 전통적으로 우리의 마음과는 독립적으로, 고정되고 변화하지 않는 객관적인 과학지식이 존재한다는 형이상학적 믿음의, 강한 결정론으로 정의된 물리적 실재론이 존재한다고 할 수 있다. 이것은 Newton, Einstein, Schridinger가 정립한 동역학의 자연법칙에서 볼 수 있는 것으로 '수학 화'라고 할 수 있다. Einstein도 상대성이론을 통하여 전통적인 견해를 어느 정도 흔들어 놓았으나 그의 이론은 여전히 전통적인 사고에 가까웠다. 이와는 반대로, 이러한 엄격한 결정론으로부터 벗어나게 되면 '가능성', '우연'과 같은 의인화 된 개념이 필요하다. 고전적으로 강한 결정론적 사상으로부터 약한 결정론인 우연적인 사고인 확률론으로의 변화와 자연주의적 관점으로 과학이론의 변화를 주도하는 현대의 과학적 세계관의 특징이다. 이는 Darwin의 진화론과 양자역학에 해당한다고 할 수 있다. 우리는 이러한 존재론적 세계관을 정당화하는 세 종류의 인식론적 세계가 있다고 말할 수 있다. 바로 합리주의, 경험주의 그리고 자연주의다. 과학교육은 우리가 교육현장에서 다루는 과학 이론이 어떤 형이상학적 믿음에 기반을 두었는지 많은 경우 말하고 있지 않다. 또한 과학교육은 과학 지식의 이해에만 초점을 맞추고 있다. 그러나 학습한 지식의 앎이라는 것과 학습자 자신의 형이상학적 믿음인 세계관과 연결되어 있을 때만 진정한 지식을 이해를 가져올 수 있다고 할 수 있다. 따라서 앞으로 과학교육은 다양한 과학이론들을 과학적 세계관과 철학적 위치에 기초하여 연결시키고 이를 학생들에게 제시해줄 필요가 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제25권4호
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• pp.19-31
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• 2022

우리나라 도시숲은 「도시숲 등의 조성 및 관리에 관한 법률」에 의거하여 자연공원을 제외한 모든 산림과 수목으로 정의되고 있으나, 일반적인 인식으로서의 도시 내 존재하는 숲의 개념과는 이질성이 있다. 본 연구에서는 도시숲을 "도시 내에 존재하는 산림과 수목"으로 규정하였으며, 도시의 경계를 설정하기 위한 시나리오를 제안하고 그에 따른 도시숲의 면적 변화를 모의하였다. 법률상 도시지역의 정의, WHO에서 제안한 주거지로부터 도시숲에 접근 가능한 거리(300m), 산림유역을 고려한 네 가지 시나리오를 설정하여 각 시나리오에 따라 도시숲의 양적 분포를 분석하였다. 첫 번째로 "용도지역상 도시지역"의 최외곽 경계와 연접하는 산림유역까지를 도시숲 경계로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 183만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 386㎡로 분석되었다. 두 번째로 "용도지역상 도시지역"의 최외곽 경계로부터 300m 이내까지 도시로 규정하고 해당 경계와 연접한 산림유역 내에 존재하는 숲을 도시숲으로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 192만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 405㎡로 분석되었다. 세 번째로 "행정구역 상 읍·동 지역"내 "용도지역상 도시지역"의 최외곽 경계와 연접하는 산림유역까지를 도시숲 경계로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 108만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 230㎡로 분석되었다. 네 번째로 "행정구역 상 읍·동 지역" 내 "용도지역상 도시지역"의 최외곽으로부터 300m 경계와 연접하는 산림유역까지를 도시로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 120만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 256㎡로 분석되었다. 이렇듯 도시의 정의에 따라 도시숲의 면적이 다양하게 추정될 수 있기 때문에, 국가통계를 집계하기 위해서는 도시에 대한 정의가 먼저 정립되어야 하고, 그에 따라 현실적·과학적 분석에 근거하여 도시숲의 면적이 산출되어야 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.779-786
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• 2022

본 연구는 천연 방사선 방호제로 단풍마 추출물이 수컷 쥐의 전립선과 심장에 미치는 영향을 관찰하기 위한 것이다. 단풍마는 남성 질환과 심장질환을 개선하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 감마선 10 Gy를 수컷 흰 쥐(Sprague Dawley Rat)의 전신에 조사하여 단풍마 추출물의 방사선 방호 효과를 확인하였다. 조사 후, 1일, 7일, 21일 차의 혈액학적 변화, 7일 차의 항산화 효소(SOD) 활성도 및 조직 변화를 관찰하였다. 96 마리의 수컷 SD Rat을 대조군(NC Group), 단풍마 추출물 투여군(DQ Group), 방사선 조사군(IR Group), 단풍마 추출물 투여 후 방사선 조사군(DQ+IR Group)의 4개 군으로 분류하였다. DQ+IR Group은 IR Group보다 더 높은 림프구, 혈소판 수치를 보였다. SOD 활성도도 DQ+IR Group은 IR Group보다 높은 수치를 보였다. NC Group과 DQ Group에서는 전립선 낭 내의 세포 수가 양호하고 전립선 낭 간의 간격이 상대적으로 좁았다. 그러나 IR Group에서는 사멸한 세포 수가 많이 증가하고 간격이 넓어짐을 확인할 수 있었다. DQ+IR Group은 IR Group과 유사하게 전립선 낭 간의 간격이 증가했지만 사멸한 세포 수가 많이 감소함을 확인할 수 있었다. NC Group과 DQ Group은 심혈관과 심근이 뚜렷하게 분리되어 있고 세포의 상태가 양호하다. 그러나 IR Group에서는 사멸한 세포의 수가 많았고 심혈관과 심근 경계의 파괴를 확인할 수 있었다. DQ+IR Group은 IR Group과 유사하게 사멸한 세포의 수가 많았고 심혈관과 심근의 경계가 넓어졌지만 파괴되지는 않았다. 따라서 단풍마 추출물은 전립선 및 심혈관에 대한 방사선 방호효과가 있다고 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제25권2호
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• pp.72-87
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• 2022

국토의 지속가능한 개발과 보전을 위해서는 계획적인 개발과 효율적인 환경보전이 수반되어야 한다. 이를 위해서는 기존에 개발된 지역에 대한 분석을 통해 개발에 영향을 준 요인들을 도출하고, 개발압력이 높은 지역에 대하여 적절한 관리방안을 적용함으로써 개발과 보전이 조화를 이룰 수 있도록 유도할 수 있다. 본 연구는 용인시를 대상으로 토지피복이 산림에서 시가화·건조 지역으로 변화된 지역과 여러 가지 사회·지형·제한적 요소 간의 관계를 로지스틱 회귀분석을 통해 회귀식으로 구현하고, 잠재적 개발지를 분석하였다. 잠재 개발지 분석에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 개발제한구역, 보호지역과 같은 제한요소이고, 영향력이 가장 작은 요인은 인구밀도였다. 용인시 산림의 약 148km²(52%)이 잠재적 개발지로 분석되었고, 잠재개발지 중 보호지역에 해당하면서 국토환경성평가지도 1등급으로 환경적 가치가 우수한 지역은 약 13km²으로 도출되었다. 개발 잠재력이 높은 보호지역은 수변구역과 특별대책지역으로 나타나 수변으로 구성된 자연경관이 우수한 지역들이 개발지역으로 선호되고 있었다. 보호지역은 개인의 재산권을 보호하기 위해 일부 행위에 대해 허가를 내주고 있으나 뚜렷한 허가기준이 부재하고, 허가로 인한 환경적 영향을 파악하고 있지 않다. 이는 보호지역이 제 역할을 하지 못하게 하는 요인으로 파악됨에 따라 명확한 예외적 허가기준과 환경영향 모니터링을 통해 관리될 필요가 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제37권4호
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• pp.259-272
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• 2023

지리산 국립공원 내 구상나무림의 종조성과 식생구조를 파악하기 위하여 구상나무 자생지역에 약 400m² 면적의 조사구 49개소를 설정하여, 식물사회학적 방법에 따라 현장조사를 실시하고, 이원지표종분석(TWINSPAN)과 표조작법을 병용하여 군집 분류를 실시했다. 그 후 군집 유형별 중요치를 활용한 종조성 분석, 종다양도 분석, 흉고직경급 분석, 치수 분석 및 유사도 분석을 시행하였다. 군집 분류 결과, 지리산의 구상나무림은 A, B, C, D, E 등 총 5개의 군집으로 분류되었다. 관중-함박꽃나무-조릿대와 미역취-사스래나무-실새풀에 의하여 2개의 군집으로 구분되며, 전자는 층층나무-산수국에 의하여 A, B 유형으로 구분되었다. 후자는 마가목-진달래 군집과 전형군집인 E 유형으로 구분되고, 가문비나무-곰취와 단풍취에 의하여 C, D 유형으로 구분되었다. 식생 분석을 통해 지리산 구상나무림은 구상나무, 신갈나무, 당단풍나무, 쇠물푸레나무, 사스래나무 등의 중요치가 높게 나타났으며, 종다양도의 경우 선행 연구에서 나타난 지리산 구상나무림의 종다양도와 유사한 결과를 나타내었다. 흉고직경급 분석 결과 전 층위에서 구상나무가 우점하며 치수 생장도 양호하여 당분간 구상나무의 우점이 유지될 것으로 판단하나, 추후 증가할 것으로 예상되는 생물다양성의 가치와 기후변화로 인한 위협을 고려하였을 때, 지속적인 모니터링을 실시하여 각종 위협에 대응하는 체계적인 보전 및 관리가 요구된다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권6호
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• pp.691-711
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• 2022

지구 대기에 영향을 주는 거의 모든 인간활동과 자연현상을 수치적으로 담아내는 지구시스템모델은 기후 위기의 시대에 활용될 가장 진보한 과학적 도구이다. 특히 우리나라 기상청이 도입한 지구시스템모델인 Unified Model (UM)은 지구 대기 연구의 과학적 도구로써 매우 활용성이 높다. 하지만 UM은 수치 적분과 자료 저장에 방대한 자원이 필요하여 개별 연구자들은 최근까지도 기상청 슈퍼컴퓨터에만 UM을 가동하는 상황이다. 외부와 차단된 기상청 슈퍼컴퓨터만을 이용하여 모델 연구를 수행하는 것은 UM을 이용한 모형 개선과 수치 실험의 원활한 수행에 있어 효율성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복할 수 있도록 개별 연구자가 보유한 고성능 병렬 컴퓨터(리눅스 클러스터) 에서 최신 버전 UM을 원활하게 설치하여 활용할 수 있도록 UM 시스템 환경 구축 과정과 UM 모델 설치 과정을 구체적으로 제시하였다. 또한 UM이 성공적으로 설치된 리눅스 클러스터 상에서 N96L85과 N48L70의 두 가지 모형 해상도에 대하여 UM 가동 성능을 평가하였다. 256코어를 사용하였을 때, 수평으로 1.875° ×1.25° (위도×경도)와 수직으로 약 85 km까지 85층 해상도를 가진 N96L85 해상도에 대한 UM의 AMIP과 CMIP 타입 한 달 적분 실험은 각각 169분과 205분이 소요되었다. 저해상도인 3.75° ×2.5° 와 70층 N48L70 해상도에 대해 AMIP 한달 적분은 252코어를 사용하여 33분이 소요되는 적분 성능을 보였다. 또한 적분을 위해 사용된 코어의 개수에 비례하여 적분 성능이 향상되었다. 성능 평가 외에 29년 간의 장기 적분을 수행하여 과거 지상 2-m 온도와 강수 강도를 ERA5 재분석자료와 비교하였고, 해상도에 따른 차이도 정성적으로 살펴보았다. 재분석자료와 비교할 때, 공간 분포가 유사하였고, 해상도와 대기-해양 접합에 따라 모의 결과에서 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터가 아닌 개별 연구자의 고성능 리눅스 클러스터 상에서도 UM이 성공적으로 구동됨을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권1호
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• pp.125-135
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• 2022

본 연구는 장기 모니터링 자료를 이용하여 우리나라 잣나무 인공림의 흉고직경, 수고, 흉고단면적, 재적, 바이오매스 생장변화를 파악하기 위해 수행되었다. 또한, 인자별 입목의 상대적 크기에 따른 생장을 비교하여 향후 인공림의 경급별 생산·수확을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위해 흉고직경 기준 20%씩 총 5개의 등급인 I등급(1~20%, 상위 20%), II등급(21~40%), III등급(41~60%), IV등급(61~80%), V등급(81~100%, 하위 20%) 및 전체등급(0~100%)으로 구분하여 등급별 생장특성을 비교분석하였다. 본 연구에서는 39년간 9회 조사된 자료를 이용하여 총생장과 연평균생장량이 산출되었으며, 입목평균을 이용한 개체목 특성과 단위면적 ha당 산출값을 이용한 임분 특성이 분석되었다. 인자별 총생장 분석 결과, 흉고직경, 흉고단면적, 재적, 바이오매스는 시간이 경과할수록 등급 간 총생장의 차이가 증가하였으나, 수고생장의 차이는 지속적으로 증가하지 않았다. 연평균생장량 분석결과, 평균흉고직경의 I등급 최대값은 23년생 때 0.92 cm·yr^-1로 관측되었으며, 전체등급의 최대값은 17년생 때 0.69 cm·yr^-1로 파악되었다. 평균수고의 I등급 연평균생장량은 23년생 때 0.52 m·yr^-1로 최대였으며, 전체등급의 최대값은 20년생 때 0.49 m·yr^-1로 파악되었다. 개체목 및 임분 단위의 흉고단면적, 재적, 바이오매스의 경우, 본 조사기간인 46년생까지 I등급과 전체등급의 연평균생장량 최대값은 관측되지 않았다. 따라서 해당 인자들의 연평균생장량 최대값을 파악하기 위해서는 보다 장기간의 모니터링이 요구된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권2호
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• pp.264-279
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• 2023

2022년은 유네스코 세계유산협약 50주년을 맞이하는 해이다. 이 논문은 유네스코 세계유산 협약 탄생 이후, 지난 50년 간 세계유산 제도의 변화와 발전 양상을 살펴보고, 세계유산의 현재와 과제를 고찰하고자 한다. 1972년 협약이 체결된 이후, 유네스코 세계유산 제도는 무력충돌/전쟁 및 자연재해로 인해 위험에 처한 각국의 유산을 보호하여 미래 세대에 인류의 자산을 전달하는 것을 우선시했다. 그리고 보호된 세계유산은 인류의 문화와 특정 시기를 대표하는 유산의 탁월한 보편적 가치(Outstanding Universal Value)를 전 세계에 알리는 문화외교관 역할을 담당하고 있다. 인류 공유유산(shared heritage)인 세계유산은 각국의 다양한 가치를 이해할 수 있는 문화 소통의 통로가 되었고, 상호존중을 바탕으로 하는 세계유산 협약은 유네스코 평화구축(peace-building) 정신을 효과적으로 전달하는 매개체가 되었다. 하지만 협약 50주년을 기념하는 현재, 세계유산 보호를 둘러싼 사회적, 정치적, 문화적 환경은 변화하여, 세계유산은 무력전쟁으로 인한 물리적 파괴의 위험에서 문화전쟁, 기억전쟁, 역사전쟁과 연관하여 다양한 이해 당사자 간의 유산 해석 관련한 분쟁의 중심에 서게 되었다. 이러한 변화에 주목하여, 이 논문은 세계유산 협약 체결 이후 50년 간 세계유산을 둘러싼 주요 논의 변화와 확장을 세계유산 이행지침(operational guidelines) 및 전문가 회의 내용을 중심으로 시기별 5단계로 나누고 새로운 쟁점을 정리하였다. 그리고 유네스코 관련 모든 출판물을 제공하는 유네스독(UNESDOC) 플랫폼을 통하여 세계유산 관련 학술회의 자료 등을 주제어로 분류하는 방법을 통해 50년 간 세계유산을 둘러싼 주요 주제어의 흐름을 분석하였다. 마지막으로 세계유산 등재의 초점 변화, 세계유산 보호 관점 변화 및 이해당사자에 대한 관점 변화에 따른 세계유산의 새로운 화두(세계유산의 해석 및 윤리, 기후변화, 인권)를 정리하였다.

• 광물과 암석
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• 제36권2호
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• pp.135-145
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• 2023

골재(aggregate)는 콘크리트(concrete) 또는 아스팔트(asphalt)와 같은 안정화된 재료를 생산하는데 사용되며 주택, 산업, 도로, 에너지 및 건강에 대한 사회적 요구를 충족시키는데 기본이 된다. 2021년 세계 골재 생산량은 423억 5천만톤으로 전년도 419억 7천만톤과 비교하여 0.91% 증가하였고 중국, 인도, 유럽연합(EU) 및 미국(USA)만 20억만톤 이상 골재를 생산하여 점유율은 71.75%로 나타났다. 우리나라는 골재 생산이 지속적으로 증가하여 3억 9천만톤, 점유율 0.85%로 멕시코 및 일본을 추월하여 7위를 차지하였다. 전세계적으로 산업용 모래 및 자갈은 3억 5천만톤이 생산되었고, 상위 국가 순위는 중국, 미국, 네델란드, 이탈리아, 인도, 튀르키예 및 프랑스로 나타났다. 7개 국가만 천만톤 이상 생산하여 전체 점유율이 74.69%를 차지했다. 골재 수출액은 전년도 천연석 193.7억 달러, 인공석 109.3억 달러와 비교하여 천연석은 23.1억 달러, 인공석은 26.6억 달러 증가해 각각 216.8억 달러, 135.9억 달러로 나타났다. 모래 수출액은 총 17.1억 달러이며 상위 국가 순위는 미국, 네델란드, 독일 및 벨기에으로 나타났으며, 4개 국가만 1억 달러이상 수출하여 전체 점유율이 57.70%을 차지했다. 자갈 수출액은 총 27.5억 달러이며 상위 국가 순위는 중국, 노르웨이, 독일, 벨기에, 프랑스 및 오스트리아로 나타났고, 6개 국가만 1억 달러이상 수출하여 전체 점유율이 48.30%를 차지했다. 1950년대 이후 골재 채석은 인구 증가, 도시화, 기반 시설 개발 및 생활방식의 변화로 인해 급속도로 증가했다. 또한 해수면 상승으로 인한 토지 간척 및 홍수 방지를 위해 막대한 양의 골재를 필요로 한다. 2011~2060년에 골재 채석 규모와 수요가 연간 24Gt에서 55Gt로 두배로 증가할 것으로 예상된다. 그러나 골재 채취로 피해를 받는 생태계를 돌이킬 수 없는 상황까지 진행될 가능성이 높으며, 세계적으로 골재 부족과 사회적 갈등이 증가할 것으로 전망된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제37권3호
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• pp.209-220
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• 2023

인간 활동으로 광범위한 자연 생태계 변화로 지난 몇 세기 동안 전 세계적으로 생물다양성이 심각하게 위협받고 있다. 생태계의 변화 양상을 파악하는 것은 생물다양성 위협을 파악하고 관리하는 데 필수적이다. 이러한 필요성에 따라 IUCN 의회는 2019년에 생태계의 기능과 유형을 고려한 IUCN Global Ecosystem Typology(GET)를 구성했다. IUCN은 10개의 생태계 군계, 108개의 생태기능별 토지 유형(EFG; Ecological Functional Group)을 전 지구적 범위에서 지도로 제공하고 있다. IUCN GET 생태계의 유형 분류에 따르면 국내 생태계는 Realm (1수준)이 8개, Biome (2수준)이 18개, Group (3수준)은 41개 유형으로 분류된다. IUCN이 제공하는 GET의 경우 전 세계 규모로 제작되었기 때문에 해상도가 낮고 실질적인 토지 현황과 일치하지 않는 경우가 많다. 본 연구는 토지피복지도를 활용하여 국내 IUCN GET 유형 분류의 정확도를 높이고 실질적인 현황을 반영한 지도를 제작하고자 했다. 이를 위해 ① IUCN GET에서 제공하는 국내 GET 데이터 체계를 검토하고, ② 이를 국내 현황과 비교 분석하였다. 이 과정을 통해 GET의 한계와 활용 가능성을 평가하고 ③ 이후 국가자료를 최대한 활용하여 국내 현황을 반영한 국내 GET 유형 분류를 수행하였다. 본 연구는 토지피복지도와 기존 국가자료를 최대한 활용하여 국내 GET를 총 25개 유형으로 분류했다(Terrestrial Realm :9, Freshwater: 9 Marine-Terrestrial: 5, Terrestrial-Freshwater :1, Marine-Freshwater-Terrestrial:1). 기존 지도와 비교했을 때 수정된 국내 GET의 경우 'F3.2 Constructed lacustrine wetlands', 'F3.3 Rice paddies', 'F3.4 Freshwater aquafarms', 'T7.3 Plantations'가 면적이 가장 많이 축소되었다. 온대 산림(T2.2)의 면적이 가장 많이 늘어났고, 'MFT1.3 Coastal saltmarshes and reedbeds', 'F2.2 Small permanent freshwater lakes'등 3개 유형 또한 수정 후 GET 면적이 증가했다. 해당 과정을 통해 기존 GET에서 모든 EFG의 합이 국토 면적의 8.33배를 차지하던 기존의 지도를, 토지피복지도를 활용하여 총합이 국토 면적의 1.22 배가 되도록 수정하였다. 이를 통해 유형별 차이가 작고 정확성이 떨어진 기존의 EFG가 본 연구를 통해 개선 및 수정되었음을 확인하였다. 본 연구는 현장 요건을 반영한 데이터를 최대한 활용하여 GET 기준에 상응하는 한국의 GET 지도를 제작한 것에 그 의의가 있다.