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비콘을 활용한 위치기반 지역축제 모바일 애플리케이션과 데이터 분석 시스템 개발 (Developments of Local Festival Mobile Application and Data Analysis System Applying Beacon)

  • 김송이;김원표;정철
    • 한국과학예술포럼
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    • 제31권
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    • pp.21-32
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    • 2017
  • 지역축제는 문화를 형성하는 소통의 장으로 국내 관광 사업의 수요를 증가시키고, 지역의 이미지 창출, 전통 문화의 보존, 관광객 유입, 일자리 창출, 지역문화의 콘텐츠 개발, 지역특산품 판매 촉진 등 지역경제에 많은 파급효과와 지역경제 활성화에 중요한 가치를 지니고 있다. 무선통신 기술인 사물인터넷(IoT, Internet of Thing) 요소기술은 점차적으로 발전하고 있고, 특히 사물인터넷 서비스 중 하나인 비콘은 국내·외에서 다양한 서비스 형태로 활용되고 있다. 그러나 이러한 사물인터넷 서비스, 디지털 및 모바일 기술의 확산에도 불구하고, 수 없이 많은 지역축제에 대한 정보를 개인이 하나하나 찾기란 쉽지 않고, 기존에 개발된 축제 관련 애플리케이션은 단순 정보전달 수준에 국한되어 있거나 일회성인 축제 정보제공, 축제장 내의 정보제공 방식, 개발 축제마다 별도의 애플리케이션 형태제공, 단발성 사용 등의 문제점을 안고 있다. 이러한 배경 하에 본 연구는 비콘을 활용한 위치기반 지역축제 모바일 애플리케이션과 데이터 분석 시스템 개발하여 축제 방문객에게 맞춤형 정보를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 기술개발을 통해 '축제장 혼잡도 알고리즘', '방문객 통계분석 알고리즘', '맞춤형 정보 알고리즘'의 총 3개의 알고리즘 및 데이터분석 시스템을 개발했고, 개발된 애플리케이션과 데이터 분석 시스템을 통해 실제 축제장에서 베타테스트를 실시했다. 그 결과, 방문객 행태 DB 구축, 지역축제 방문객에게 Hot place 기능, 대기시간 기능, 맞춤형 정보제공의 서비스와 기능을 제공할 수 있었다. 또한, 출시 3개월 간 1만 3천 건 이상의 다운로드 실적 달성, 구글플레이스토어에 '축제' 관련 애플리케이션 중 노출 1위를 달성하는 등 지역 관광 축제 플랫폼으로서의 시장성과 우수성을 인정받았다. 본 연구는 다음과 같은 순서로 기술한다. 2장에서는 본 연구의 기술개발과 관련된 지역축제, 사물인터넷, 비콘 서비스, 축제 관련 애플리케이션의 선행연구를 살펴보고, 3장에서는 지역축제 모바일 애플리케이션 설계와 데이터 분석 시스템의 구현환경을 상세히 기술한다. 4장에서는 본 연구에서 개발한 모바일 애플리케이션과 데이터 분석 시스템이 제대로 적용되지는 실험하기 위해 베타테스를 실시하여 제품의 성능평가를 기술하고, 마지막으로 5장에서는 결론과 향후 연구과제에 대해 기술한다.

가정용수의 용도별 사용 원단위 분석 (End-use Analysis of Household Water by Metering)

  • 김화수;이두진;김주환;정관수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권5B호
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    • pp.595-601
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    • 2008
  • 본 연구에서는 전국 140여개 가구를 대상으로 실측 조사한 자료를 바탕으로 가정용수의 용도별 사용량을 도출함으로써 상 하수도시설설계에 활용할 수 있는 원단위를 제시하고, 용도별 사용특성분석, 영향인자 평가 등을 통하여 가정용수의 변동특성을 이해하고 향후 사용경향을 예측할 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 전국 140가구를 대상으로 약 3여년간 실측한 결과, 가정용수의 총사용량은 165.8 lpcd였으며, 각 용도별 사용량은 세면용수 15.4 lpcd(10%), 욕조용수 24.7 lpcd(16%), 싱크대용수 29.7 lpcd(19%), 세탁기용수 30.8 lpcd(20%), 변기용수 38.5 lpcd(25%), 기타용수 13.5 lpcd(9%)순으로 나타났다. 가정용수 중에서 변기용수의 사용량이 가장 많은 것으로 나타났으며, 베란다, 정원용수 등이 포함된 기타용수의 경우 사용빈도가 일정하지 않고 사용량의 편차도 심하여 변동계수와 표준편차가 가장 크게 나타났다. 가정용수의 용도별 사용량을 미국, 영국 가정과 비교한 결과, 기타용수와 실외용수를 제외하고는 미국의 실내용수 사용량과 비율이 우리나라와 매우 유사한 특성을 보였다. 가정에서 물사용에 기초한 생활양식이 미국과 유사하게 변화되고 있음을 간접적으로 보여준 결과이다. 또한 1985년에 서울에서 조사된 용도별 사용량과 금번결과를 비교한 결과, 목욕, 변기, 세탁, 취사용수의 총량은 23 l가 증가하였으며, 특히 세면과 욕조용수를 합산한 목욕용수가 27 l에서 40 l로 크게 늘어났고, 세탁용수도 17 l나 늘어났다. 생활양식이 서구화되면서 가정에서의 목욕, 사워문화가 점차 확산되고 대용량 세탁기의 보급이 늘어난 것 등이 영향을 미쳤을 것으로 추측되었다.

한국형 코즈믹 레이 토양수분 관측 시스템을 위한 국내 적용성 연구 (A Study on Domestic Applicability for the Korean Cosmic-Ray Soil Moisture Observing System)

  • 정재환;조성근;이슬찬;김기영;이용준;이충대;이신재;최민하
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.233-246
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    • 2023
  • 수문순환의 이해와 효율적 수자원 관리의 측면에서 토양수분의 중요성이 조명되고 있으나, 국내에는 양질의 지점 토양수분 자료의 부재로 그 활용도가 매우 낮은 실정이다. 때문에 인공위성 기반의 토양수분을 적용할 때에도, 기준자료가 되는 지상 관측자료가 없어 객관적인 평가 및 교정이 어려운 실정이다. 코즈믹 레이 중성자 탐지센서(cosmic-ray neutron probe, CRNP)를 활용한 토양수분 관측소는 위성 자료의 검보정을 위한 기준 자료 생산에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있다. CRNP는 비침습식으로 설치가 가능하여 토양층 교란과 식생 환경의 피해를 최소화할 수 있고, 공간 대표성을 가진 중간 규모의 관측 범위를 가지고 있다는 장점이 있다. 이러한 특징은 지형이 복잡하고 식생이 우거진 지형이 많은 우리나라에서의 활용이 용이하다는 장점으로 이어진다. 따라서 본 연구는 한국형 코즈믹 레이 토양수분 관측 시스템(Korean cOsmic-ray Soil Moisture Observing System, KOSMOS) 구축의 일환으로, CRNP를 활용한 토양수분 관측소의 국내 적용성을 평가하고자 수행되었다. CRNP 관측소는 전력 및 설치 부지 확보의 용이성과 추후 타 수문기상 인자와의 효율적 활용을 고려하여, 한강홍수통제소의 홍천군 군업리 관측소에 병행 설치되었다. CRNP 토양수분 자료의 평가를 위해 12개소의 지점 토양수분 센서를 추가로 설치하였으며, 시간 안정성 분석을 통해 공간적 대표성을 평가하였다. CRNP에서 생성되는 중성자는 평균 1,087 counts per hour 정도로 설마천 관측소에 비해 낮게 나타나 홍천 관측소의 환경이 더 습윤한 환경임을 알 수 있었다. 관측된 중성자 자료의 중성자 보정과 초기교정을 통해 토양수분을 산정하였으며, 산정된 토양수분 자료는 짧은 교정 기간에도 지점 자료와의 검증에서 r=0.82로 높은 상관성을 보여주었고, root mean square error=0.02 m3/m3의 높은 정확도를 보여주었다. 추후 계절성을 반영할 수 있도록 연간 자료가 축적된 후 재교정을 수행하면 보다 높은 정확도를 보여줄 것으로 판단된다. 이러한 결과는 CRNP 토양수분 자료의 우수성을 검증한 선행연구들과 더불어, KOSMOS 구축 시 양질의 토양수분 자료를 생산할 수 있음을 시사한다.

중등학교 교과서 황해난류 오개념 분석 및 해류 데이터 시각화 수업자료 개발 (Misconception on the Yellow Sea Warm Current in Secondary-School Textbooks and Development of Teaching Materials for Ocean Current Data Visualization)

  • 김수란;박경애;변도성;정광영;최병주
    • 한국지구과학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.13-35
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    • 2023
  • 지구의 기후 변화를 유도하고 제어하는 가장 중요한 역할을 하는 것은 해양의 해류이다. 황해는 수심이 동해에 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 시간 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 지식을 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 활용할 수 있는 황해난류에 대한 수업 자료를 개발하였다. 황해 해수면 온도를 가시화할 수 있는 GUI 프로그램을 소개하였고, WOA (World Ocean Atlas) 2018 해양 실측 수온 및 염분자료와 국립해양조사원에서 생성한 해양 수치모델 재분석자료를 활용하여 수온과 염분의 공간 분포를 도시하는 자료를 개발하여 제시하였다. 이러한 해양 자료를 활용한 데이터 시각화과정은 교사들의 오개념을 개선하고, 나아가 학생들과 교사들의 해양 리터러시뿐만 아니라 데이터 리터러시도 제고하는 계기가 될 것으로 기대된다.

캄보디아 농업투자 환경에 관한 연구 (Research on the Circumstance for Agricultural Investment of Cambodia)

  • 이규성;배동진;김성남;강영신
    • 한국국제농업개발학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.475-484
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    • 2011
  • 최근 글로벌기업들의 신흥국 시장 쟁탈전이 격화되고 중국의 곡물수출이 금지되고 있는 상황에서 새로운 시장으로 지리적으로 아세안의 중심에 있는 캄보디아가 주목받고 있다. 캄보디아는 최근 몇 년 동안 정부의 적극적인 개혁정책으로 고도의 성장을 이루었고, 개방적인 시장경제체제를 유지하며 해외투자자본 유치에 적극적으로 힘쓰고 있다. 특히 농업은 캄보디아의 근본적인 가난과 빈곤을 해결해줄 가장 중요한 산업으로 정부 차원에서 많은 지원이 이루어지고 있다. 따라서 본 연구를 통해서 대캄보디아 투자에 관심이 많은 한국투자자들에게 유익한 정보를 제공하고자 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 캄보디아는 농업에 적합한 기후와 자연환경, 저렴한 인건비와 큰 잠재력을 가진 매력적인 투자처로서 각광을 받고 있고 우리나라 농산업체들도 많이 진출하고 있지만 대상국의 정치적, 경제적, 사회적 여건, 법제도, 양국간의 협력관계 등 철저한 사전조사가 선행되어야 할 것이다. 2. 캄보디아는 열악한 인프라와 관개시설의 미비, 만연한 부정부패, 사회문화적 차이로 인한 인력 운용 등의 문제점들을 해소하기 위해서는 농업 인프라 조성에 KOICA와 연계한 지원이 필요하고, 기술적으로는 KOPIA같은 해외농업개발을 위한 전문 기관과 연계한 인력 양성이 필수적이다. 3. 캄보디아는 현재 외국의 투자자들이 원활히 투자할 수 있도록 투자관련 기관을 총리실 직속으로 두는 등 법과 제도를 정비해 나가고 있다. 그러나 법과 제도의 운영이 법에 따라 시행되지 못하고 있는 점 등을 감안하여, 정부차원 뿐만 아니라 민간기업과 힘을 합쳐 투자 전에 철저한 조사와 분석이 필요할 것이다. 4. 한국의 해외식량기지 건설은 정부와 기업체 그리고 우리 국민들의 관심과 지원이 필요하다. 이제는 농업을 단순히 하나의 상품을 생산하는 여러 산업 중 하나가 아니라 국가의 전략적 산업의 하나로 바라볼 때이다.

창자와의 관계에서 본 판소리 고수의 공연학 (Performance Features of Pansori Drummer from a viewpoint of the Relationship with Singer)

  • 송미경
    • 공연문화연구
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    • 제23호
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    • pp.63-103
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    • 2011
  • 본 논문에서는 문헌 기록과 구술 자료를 바탕으로 판소리 고수의 출신 배경 및 사회적 위치를 살피는 한편, 창자-고수 간 관계에 초점을 맞추어 '공연 준비-본 공연-공연 이후'의 공연 전과정에 나타나는 고수의 공연학적 면모를 고찰하여 보았다. 과거에는 줄광대 출신의 고수가 적지 않았다. 고수의 사회적 위치나 판에서의 대우는 물론 줄광대보다 나았지만 판소리 창자에 비해서는 열악하였다. 그러나 1910년대 이후 판소리 공연 공간의 이전과 새로운 매체의 유입으로 관중 및 일반 대중들은 고수에 대해 특별한 의식을 가지게 되었고, 이들의 지위는 크게 향상되었다. 고법도 이 시기 이후 관중들의 기대에 부응하여 정립된 측면이 크다 공연의 전과정에 요구되는 고수의 역할과 기능은 다음과 같다. 우선 준비과정에서는 다양한 수준의 많은 창자들을 상대하는 훈련이 고수의 실력, 즉 소리에 대한 대응력을 쌓는 데 필수적이다. 공연 직전의 리허설은 개인연습과 공동연습으로 나뉘는데, 후자는 창자-고수 간의 공연 경력, 고수 개인의 실력에 따라 조정된다. 다음, 공연과정에서는 고수의 보비위와 추임새를 중점적으로 살펴보았다. 고수는 장단 한배에 대한 빠르기 개념 및 소리의 리듬형에 따른 액센트의 표현을 창자와 공유하면서, 창자가 에너지를 어떻게 쓰고 있는지 미리 읽어내 이를 조절할 수 있어야 한다. 또 창자의 내드름을 간파하여 북장단으로 대응하는 능력을 지녀야 한다. 공연을 성격별로 세분화하여 보면, 완창발표회에서는 창자-고수 간의 호흡과 함께 공연했던 경험이 중요하며, 판소리 경연대회에서는 고수가 창자에게 안정감을 주는 것이 필요하다. 한편 고수대회(고법대회)에서는 장단의 운용, 북을 치는 자세, 강약 조절, 추임새를 통한 창자와의 조화 등이 고수의 능력을 평가하는 주요한 기준이 된다. 축하 공연과 같은 개인적인 소규모 공연, 현대적으로 새롭게 각색한 공연에서 창자는 공연비가 저렴하면서 원곡의 변형이나 애드립(ad-lib)에도 당황하지 않고 이에 긍정적으로 대응하여 주는 고수를 선호하며, 강의에 수반되는 공연의 고수에게는 미리 약속되거나 논의되지 않은 상황에 대처하는 순발력을 원한다. 추임새는 소리판에서 고수와 청중이 공통으로 사용하는 표현 방식이지만, 그 세부적인 맥락이나 성음에는 차이가 있다. 마지막으로 공연 이후 과정에는 창자-고수 간의 상호 평가 혹은 연행자에 대한 청중의 평가가 해당되는데, 현재 판소리 공연계에서는 이러한 문화가 활성화되어 있지 않으므로 방안 마련이 요청된다.

한국과 일본 대학생의 스트레스와 우울에 대한 분석: 부모의 사회적 지원, 어려움극복 효능감, 스트레스 관리행동의 영향 (Factors influencing stress and depression among Korean and Japanese students: With specific focus on parental social support, resiliency of efficacy and stress management behavior)

  • 박영신;;김의철 ;한기혜 ;김의연
    • 한국심리학회지 : 문화 및 사회문제
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    • 제15권1호
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    • pp.1-28
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    • 2009
  • 이 연구는 한국과 일본 대학생의 스트레스와 우울에 미치는 부모의 사회적 지원과 어려움극복 효능감 및 스트레스 관리행동의 영향을 분석하는데 주된 목적이 있다. 연구가설은 다음과 같다: [가설 1] 부모의 사회적 지원은 어려움극복 효능감에 직접적인 영향을 미칠 것이다. [가설 2] 어려움극복 효능감은 스트레스 관리행동과 스트레스 및 우울에 직접적인 영향을 미칠 것이다. [가설 3] 어려움극복 효능감은 부모의 사회적 지원이 스트레스와 우울에 영향을 미치는 심리적 과정에서 매개변인의 역할을 할 것이다. [가설 4] 스트레스 관리행동은 스트레스 및 우울에 직접적인 영향을 미칠 것이다. 이러한 가설에 기초하여 연구모형이 제안되었다. 분석대상은 총 469명으로, 한국 대학생 289명(남 156, 여 133)과 일본 대학생 180명(남 112, 여 68)이었다. 측정도구는 간편형 로드아일랜드 스트레스 척도(Horiuchi, Tsuda, Tanaka, Yajima & Tsuda, in press), 스트레스 관리행동 척도(Evers et al., 2006), 우울 척도(CES-D, Radloff, 1977; BDI-II, Beck, Steer & Brown, 1996), 어려움극복 효능감 척도(Bandura, 1995), 부모의 사회적 지원 척도(김의철, 박영신, 1999b)를 활용하였다. 분석결과, 가설 1, 2, 3은 한국과 일본 대학생 자료에서 모두 긍정되었다. 가설 4는 일본 대학생 자료에서는 부정되었고, 한국 대학생 자료에서는 부분적으로 부정되었다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 부모로부터 사회적 지원을 많이 받을수록 어려움극복 효능감이 높았다. 둘째, 어려움극복 효능감이 높을수록 스트레스 관리행동을 잘 하고, 스트레스가 낮을 뿐만 아니라, 우울 수준이 낮았다. 셋째, 어려움 극복효능감이 매개변인으로 의미 있는 작용을 하였다. 넷째, 스트레스 관리행동은 스트레스에 대해 의미 있는 영향이 없었다. 따라서 부모의 사회적 지원과 어려움극복 효능감은 스트레스와 우울에 영향을 미치는 중요한 변인으로 확인되었다.

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CT26 고형암을 내포하는 BALB/cKorl Syngeneic 마우스에서 Ecklonia cava의 항암효과 및 항염증효과 (Anti-tumor and Anti-inflammatory Effects of Ecklonia cava in CT26 Tumor-bearing BALB/cKorl Syngeneic Mice)

  • 노유정;김지은;진유정;설아윤;송희진;김태렬;민경선;박은서;박기호;황대연
    • 생명과학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.887-896
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    • 2023
  • 염증반응(inflammation)은 발병, 진행, 악성 전이를 포함한 암의 진행과정(tumorigenesis)에서 중요한 역할을 수행하기 때문에 암 치료를 위한 전략으로 고려되고 있다. 감태(Ecklonia cava) 열수추출물(AEC)의 항암활성 동안 나타나는 항염증 반응을 연구하기 위하여, 비만세포(mast cells)의 분포, inducible nitric oxide synthase (iNOS)단백질, cyclooxygenase-2 (COX-2)단백질, nuclear factor (NF)-κB단백질, inflammasome 구성 단백질, inflammatory cytokines 발현의 변화는 AEC를 5주간 경구투여한 CT26 대장암을 내포하는 BALB/cKorl syngeneic 마우스에서 분석하였다. AEC를 처리한 후, 고형암의 무게와 조직 절편의 괴사 부위가 vehicle처리그룹에 비하여 감소하였다. 비만세포의 수는 vehicle처리그룹에 비하여 AEC처리그룹에서 증가했지만 COX-2와 iNOS의 발현은 AEC처리그룹에서 감소하였다. 또한, NF-κB, NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3), apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain (ASC)과 Caspase-1 (Cas-1)단백질의 발현도 유사한 감소가 관찰되었다. 더불어, tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1α (IL-1α)와 interleukin-6 (IL-6)의 mRNA 발현이 vehicle처리그룹에 비하여 AEC처리그룹에서 감소하였다. 이러한 결과는 AEC가 CT26 고형암을 내포하는 BALB/cKorl syngeneic 마우스에서 항암활성은 염증반응과 밀접한 관련이 있음을 제시하고 있다.

도시농업 참여 의도에 영향을 미치는 요인 : Pine II and Gilmore 이론과 Schmitt 이론의 결합을 중심으로 (Factors Affecting Participation Intention of Urban Agriculture : Focusing on the Combination of Pine II & Gilmore and Schmitt's Experiential Economy Theory)

  • 윤중환;정병규
    • 벤처혁신연구
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    • 제5권3호
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    • pp.81-98
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    • 2022
  • 최근 코로나19 팬데믹 상황에서 힐링 개념으로 도시농업이 주목을 받고 있다. 2020년에는 1,848,000명이 도시농업 활동에 참여한 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 도시농업 참여 의도에 영향을 미치는 요인을 실증적으로 분석하기 위해 이루어졌다. 연구의 이론적 토대는 Pine II and Gilmore의 체험경제이론과 Schmitt의 체험 이론이다. 독립변수는 Pine II and Gilmore의 체험경제이론 4가지 요소 즉 교육적, 오락적, 일탈적, 심미적 체험과 Schmitt의 이론을 활용하여 재분류한 관계적 체험으로 총 5개의 변인을 설정하였다. 이들 독립변수와 종속변수인 도시농업 참여 의도간에는 흥미를 매개 변인으로 설정하였다. 실증 분석을 위해 설문조사를 통해 자료를 수집하였다. 이렇게 수집된 자료 중 유의한 314부를 바탕으로 통계분석을 통해 가설을 검정하였다. 먼저 독립변수와 종속변수 간 영향 관계 검정 결과 교육적, 오락적, 일탈적 체험은 도시농업 참여 의도에 정(+)의 유의한 영향을 미쳤다. 영향력의 크기는 오락적 체험, 일탈적 체험, 교육적 체험 순이었다. 심미적 체험과 관계적 체험은 유의한 영향 관계가 검정되지 않았다. 한편, 본 연구결과 매개변수로 도입된 흥미는 오락적, 일탈적, 심미적 체험과 도시농업 참여 의도 간 매개 역할을 하는 것으로 나타났다. 교육적 체험 및 관계적 체험과 도시농업 참여 의도 간에는 흥미의 매개 효과가 검정되지 않았다. 본 연구는 도시 농업 참여에 관해 힐링의 개념으로 접근하여 체험 이론의 대표적인 Pine II and Gilmore 이론과 Schmitt 이론을 결합하여 분석함으로써 도시농업 활동 참여에 미치는 요인을 이론적인 틀을 바탕으로 실증적으로 분석했다는 점에서 학술적인 의미가 있다. 또한 실무적으로 오락적 체험과 일탈적 체험이 도시농업 참여 의사결정에 중요 영향 변수임을 밝힘으로써 도시농업에 관하여 힐링 개념 접근이 방향적으로 맞다는 부분을 제시한 것은 의미가 있었다.

기계학습을 이용한 광학 위성 영상 기반의 도시 내 수목 피복률 추정 (Estimation of Fractional Urban Tree Canopy Cover through Machine Learning Using Optical Satellite Images)

  • 배세정;손보경;성태준;이연수;임정호;강유진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_3호
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    • pp.1009-1029
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    • 2023
  • 도시 수목은 탄소를 저장하고 불투수면적을 감소시키는 도시 생태계의 중요 요소이며, 탄소 저장량 및 순환량 산정 시 주요 정보로 활용될 수 있다. 많은 선행 연구에서 항공 라이다 자료 및 인공지능 기법을 활용하여 고해상도 수목 정보를 산출하고 있으나, 항공 라이다 영상은 제공하는 플랫폼이 제한되어 있으며 비용적인 면에서도 한계가 다수 존재한다. 따라서 본 연구에서는 수원시를 대상으로 자료 취득이 용이한 고해상도 위성 영상인 Sentinel-2를 활용하여 기계학습 기반의 도시 내 수목 피복률(fractional tree canopy cover, FTC)을 추정하고자 하였다. Sentinel-2 시계열 영상으로부터 중앙값 합성을 수행하여 수원시 전역에 대한 단일 영상을 제작하여 활용하였다. 도시 내 토지 피복의 이질성을 반영하기 위하여, 30 m 격자내 10 m 해상도의 광학 지수의 평균 및 표준편차 값과 환경부 세분류 토지 피복 지도 기반 항목별 피복률을 계산하여 기계학습 모델의 입력 변수로 활용하였다. 총 4가지의 입력 변수 조합을 설정하여, 입력 변수 구성에 따른 FTC 추정 정확도를 비교 및 평가하였다. 광학 영상의 평균 정보만을 활용(Scheme 1)했을 때 보다 도시 내 이질적인 특성을 반영할 수 있는 표준 편차 및 피복률 정보를 모두 함께 고려(Scheme 4, S4)했을 때 향상된 성능을 나타낼 수 있었다. 검증용 자료에 대해 S4의 Random Forest (RF) 모델이 0.8196의 R2, 0.0749의 mean absolute error (MAE), 및 0.1022의 root mean squared error (RMSE)로 전체 기계학습 모델 중에서 성능이 가장 높게 나타났다. 변수 기여도 분석 결과 광학 지수의 표준 편차 정보는 도시 내 복잡한 토지 피복 지역에 대해 높은 기여도를 나타내었다. 훈련된 S4 구성의 RF 모델을 수원시 전역에 대해 확장 적용하였을 때, 참조 FTC 자료에 대해 0.8702의 R2, 0.0873의 MAE, 및 0.1335의 RMSE의 우수한 성능을 나타냈다. 본 연구의 FTC 추정 기법은 향후 다른 지역에 대한 적용성이 우수할 것으로 판단되며, 도시 생태계 탄소순환 파악의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.