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항공 LiDAR 및 RGB 정사 영상을 이용한 딥러닝 기반의 도시녹지 분류 (Classification of Urban Green Space Using Airborne LiDAR and RGB Ortho Imagery Based on Deep Learning)

  • 손보경;이연수;임정호
    • 한국지리정보학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.83-98
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    • 2021
  • 도시녹지는 도시 생태계 건강성 증진을 위한 중요한 요소이며, 건강한 도시 생태계 유지 및 관리를 위해서는 도시녹지의 공간적인 현황 파악이 필요하다. 환경부에서는 2010년 이후부터 총 41개의 분류 항목을 갖는 1m 급 해상도의 세분류 토지피복지도를 제공해오고 있으나, 가로수와 같은 도시 내 고해상도 상세 녹지 정보는 기타 초지로 분류되거나 누락되어 오고 있다. 따라서, 본 연구에서는 수원시 지역을 대상으로 1m 이하 급의 고해상도 원격탐사 자료(항공 LiDAR 및 RGB 정사영상)를 이용하여, 기존 세분류 토지피복지도에서는 나타나지 않는 고해상도의 상세 도시 녹지(수목, 관목 및 초지) 정보를 분류하고자 하였다. 분류 기법으로는 딥러닝 기반의 이미지 분할방법인 U-Net 구조의 모델을 활용하였으며, 분류 항목의 수 및 사용하는 자료의 종류에 따라 총 3가지의 모델(LRGB10, LRGB5, 및 RGB5)을 제안하고 성능을 평가하였다. 검증 지역에 대한 세 모델의 평균 전체 정확도는 각 83.40%(LRGB10), 89.44%(LRGB5), 74.76%(RGB5)이며, 항공 LiDAR와 RGB 정사영상을 함께 사용하여 총 5개의 항목(수목, 관목, 초지, 건물, 및 그 외)을 분류하는 LRGB5 모델의 성능이 가장 높게 나타났다. 수원시의 수목, 관목 및 초지 기준의 전체 녹지 현황은 각 45.61%(LRGB10), 43.47%(LRGB5), 및 44.22%(RGB5)로 나타났으며, 세 모델 모두 기존 세분류 토지피복지도와 비교하여 평균 13.40%의 도시 수목 정보를 더 제공할 수 있는 것으로 나타났다. 더불어 이러한 도시녹지 분류 결과는 향후 중분류 토지피복지도와 같은 기존 GIS 정보와의 융합을 통해 가로수 녹지 비율 현황 등 추가적인 상세 녹지 현황 정보를 제공할 수 있어, 다양한 도시녹지 연구 및 정책의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

위치기반 서비스(LBS)를 위한 이동체 위치획득 기법 (Techniques for Acquisition of Moving Object Location in LBS)

  • 민경욱;조대수
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제10D권6호
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    • pp.885-896
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    • 2003
  • 무선인터넷 기술의 발달과 응용의 확산으로 인하여 위치정보(Location Information)를 이용한 서비스 형태는 아주 다양하여 지고 있으며, LBS(Location-Based Services)라는 형태로 국내외 시장에서 급속히 학장하고 있다. 이러한 서비스의 기본정보인 위치정보는 고부가가치의 정보로 인정되고 있으며 또한 이러한 위치를 기반으로 한 서비스는 기존의 GIS(Geographic Information System)를 일반사람들에게 생활 속의 정보로 밀접하게 홀용할 수 있게 되었다. 즉, LBS로 인하여 GIS는 새로운 패러다임의 전환을 맞이하게 되었으며 대용량 이동체 데이터베이스 (MODB : Moving Object Database) 는 LBS를 위한 핵심 플랫폼 기능으로 인식되고 있다, 이러한 대용량 이동체 데이터베이스와 이동통신망과의 위치획득 인터페이스를 통한 위치정보 획득 기능은 아주 중요한 요소가 되며, 향후 위치를 기반으로 한 다양한 서비스가 제공될 경우, 이동성을 가지는 수많은 고객의 위치정보를 획득함으?? 심각한 시스템의 부하는 미리 예측할 수가 있다. 즉, 대용량의 이동체의 위치정보를 획득함에 있어서, 심각한 통신부하로 인한 LBS 플랫폼의 성능 저하가 발생 할 수가 있다. 따라서, MODB에서는 위치획득 기능은 안정적인 LBS플랫폼이 이동통신망으로부터 대용량의 위치정보를 획득함에 있어서, 이동체의 과거 이동 패턴을 이용하여 불필요한 위치정보 획득 회수를 줄임으로써 시스템 부하를 줄이고자 한다. 본 논문에서는 이러한 이동체의 이동 패턴을 이용하여 다양한 위치획득 모델을 설계하였으며, 시뮬레이션 환경에서 위치획득 모델을 구현함으로써 성능을 평가하였다.A가 다른 처리보다 높았다.구된다.을 나타냈다. 정소, 난소 및 자궁의 조직검사에서는 모든 투여구간에 커다란 변화는 없었다.이라는 중요성에 비추어, 사회문화주의 이론의 제안을 통해 아동의 수학 학습에서의 교사의 적극적인 역할의 가능성을 제시하고 있다. 삼림경관를 나타내었다. 각 화분대 및 아분대 우점수목의 기후환경에 대응하는 생태적 특징으로 작성한 가상 기온변화곡선의 내용은 다음과 같다: 화분대 I은 Butula우점기로서 약 57,000년 BP까지 형성되었으며, 상대적 한냉기로 간주된다. 화분대 II는 EMW우점시기로서 $57,000{\sim}43$,000년 BP에 형성되었으며, Alt Wurm에서 mittel W${\"{u}}$rm으로 전환되는 Interstadial로 간주된다. 화분대 III은 43,000~15,000년 BP간의 가장 오랜 시기를 포함하며, mittel Wurm${\sim}$Jung Wurm기에 해당한다. 한냉기인 화분대 III시기 중에는 Betula, Pinus, Picea 등의 목본류가 교대로 우점하는데, YY1에서 Quercus 와 Picea의 화분조성 변화로 볼 때 아분대 IIId시기가 가장 한냉하였을 것으로 추정된다. 화분아분대 IVa는 하부 화분대와 상부 화분대간의 전환기층으로서 피나무(Tilia)속 우점기로 나타나며, Holocene에 해당하는 화분대 IVb와 V는 약 7,000년 BP부터 현재까지 식생변화로 각각 Quercus와 Pinus가 우점하는 시기로 한국 동해안의 曺(1979)의 화분대 I과 II에 각각 대비된다. Bartlein et al.(1986)의 diagram을 통해 볼 때, 영양지역의

한반도 기후변화의 시각적 표현을 위한 Google Earth 활용 (Using Google Earth for a Dynamic Display of Future Climate Change and Its Potential Impacts in the Korean Peninsula)

  • 윤경담;정유란;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.275-278
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    • 2006
  • 전자기후도의 대중홍보 및 사용자 접근성 개선을 위해 개방구조의 Google Earth 플랫폼 상에서 전자기후도를 시연할 수 있는 시스템을 구축하였다. 전국 56개 기상관서에서 1971-2000 기간 중 관측한 일 최고 및 최저기온자료를 토대로 270 m 해상도로 규모를 축소시킨 평년 전자기후도와 2011-2100 기간 중 예상 기온편차를 더한 미래 전자기후도, 이 자료에 근거하여 추정한 벚꽃개화기 분포도, 충북 청원지역에 한해 미세지형의 효과를 반영한 30 m 해상도 전자기후도 및 벚꽃개화일 예상도 등을 이미지 파일로 변환하였다. 이들을 이용하여 사용자와 상호작용 없이 현재, 20년후, 50년후, 80년후의 벚꽃개화일, 최저기온, 최고기온을 표현하는 시스템을 KML로 제작하였다. 이 시스템을 구현하기 위해 Windows XP 환경에서 Google Earth 4beta를 사용하였으며 Apache 2.2.3과 PHP 5.1.6 기반의 웹 서버를 구동하였다. 효과적인 시연을 위해 30인치 크기의 고해상도 대형 모니터를 사용하였으며 중첩될 이미지들도 이러한 해상도에 맞추어 제작되었다. 이 시스템을 이용한 전자기후도 시연회가 여러 차례 성공적으로 개최되었다.

GPS기반 Hand Held Type 거리 측정기 (Hand Held the distance measurement of platform on GPS)

  • 박지훈;김영길
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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    • pp.864-867
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    • 2003
  • 범지구 측위 시스템(GPS : Global Positioning System)은 미국 국방성에서 개발한 인공위성에 의한 측위 시스템으로 주로 군사용으로만 사용되던 GPS가 민간에게 개방된 것은 87년경이다. 이 시스템은 항공기와 선박의 항법, 미사일 유도 등 군사, 항법이 주목적이었으나, 그 이용 가능성은 무궁하여 측지 및 측량, 시가지 자동차 항법, GIS의 자료 구축 수단으로서 옹용 폭이 확대되고 있다. 최근 들어 국내에서도 GPS(Global Positioning System)를 이용한 임베디드 시스템 개발에 박차를 가하고 있으며, 연구 또한 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 적용 사례로는 Car Navigation과 96년 한강의 서강 대교 윌슨 아치 구간의 설치 시공에 DGPS(Differential GPS)를 이용하여 cm 정확도의 정밀 위치 유도를 한 것은 성공적인 사례로 평가된다. 또한 각급 지자단체, 정부 각 부처 기관에서의 사업수행에 GPS를 이용한 사례가 점진적으로 보고 되고 있으며, 그 예로 BIS(Bus Information System) 가 널리 확산되고 있는 현실이다. 또한 국립지리원의 전자지도(NGIS)의 DB를 바탕으로 GPS를 이용하여 추후에 물류 관리제 시스템의 연구가 활발해 질 것으로 전망된다. 본 논문에서는 GPS의 시스템을 이용하여 차량용이나, 토지 공사의 위치 측정에 사용하는 부피가 큰 임베디드 시스템이 아닌 도보나 등산객, 마라톤 선수들이 사용할 수 있는, 휴대하기 용이한 Hand Held의 Proto Type을 구현해 보았다.

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2차원 홍수범람해석을 위한 HEC-RAS 5.0 적용성 평가 (Evaluation of an Applicability of HEC-RAS 5.0 for 2-D Flood Inundation Analysis)

  • 이춘호;이태근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.726-733
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    • 2016
  • 최근 집중호우로 인한 홍수발생 빈도와 그 규모가 커지고 있다. 이러한 현상을 반영하여 많은 국가에서는 향후 발생가능한 홍수로 발생할 수 있는 피해에 대한 위험성에 대한 인식을 국민에게 제고할 수 있는 홍수위험지도가 제작되고 있다. 홍수위험지도는 다양한 홍수범람해석모형을 통해 작성되는 데 침수원인에 따라 외수범람해석모형과 내수범람해석모형으로 구분할 수 있다. 국내 외적으로 다양한 홍수범람해석모형이 사용되고 있지만 미육군공병단에서 개발된 HEC-RAS 모형을 제외한 대부분은 고가의 상용 프로그램으로써 그 사용성이 제한되어 있는 것이 사실이다. 이러한 상황에서 현재 미육군공병단에서는 기존 1차원 모형인 HEC-RAS 모형과 연계 가능한 2차원 모형을 개발 중에 있다. 이 모형은 HEC-RAS 5.0이라는 명칭으로 베타버전이 공개되었다. 본 연구에서는 곡교천을 대상으로 선공개된 HEC-RAS 5.0 모형 베타버전과 국내 홍수위험지도 작성 시 사용되는 FLUMEN 모형과의 비교를 통해 모형의 특징, 사용성, 적용성, 결과의 정확성 등을 평가하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 향후 HEC-RAS 5.0 모형이 안정되어 서비스 되면 외수침수범람해석과 관련된 사업과 연구 등 다방면에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

다중규모 모델을 이용한 도시 지역 흐름과 초미세먼지(PM2.5) 분포 특성 연구: Part I - 상세 흐름 분석 (A Numerical Study on the Characteristics of Flows and Fine Particulate Matter (PM2.5) Distributions in an Urban Area Using a Multi-scale Model: Part I - Analysis of Detailed Flows)

  • 박수진;최원식;김재진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_3호
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    • pp.1643-1652
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    • 2020
  • 본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름을 조사하였다. 도시 지역 기상에 대한 보다 현실적인 수치 모의를 위해 기상청이 현업으로 운용하는 LDAPS 결과로부터 기상 요소(풍향, 풍속, 온위)를 추출하여 CFD 모델의 초기·경계장으로 사용하였다. LDAPS로부터 추출한 기상 요소(U, V)는 공간 선형 보간법을 이용하여 CFD 모델의 수평·연직 격자에 맞게 내삽하였고, 공간 선형 보간법을 이용해 내삽한 온위는 CFD 모델의 각 격자점에서 온도로 변환된다. 본 연구에서는 건물 옥상에서 측정한 3차원 초음파 풍향·풍속계에서 측정한 풍속과 풍향을 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. 대상 기간(2020년 6월 22일) 동안 측정 지점(PKNU-SONIC)에서는 바람이 약하게 나타났고, 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불었으며, 주간에는 주로 남동풍이 불었다. LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 풍향과 풍속을 유사하게 수치 모의하였다. 07시에는 동북동쪽에서 유입되는 흐름이 지형과 건물에 의해 변화하였고, PKNU-SONIC 지점에서 수치 모의된 풍향(동남동풍)은 측정 풍향과 유사하다. 19시에는 남동쪽에서 유입되는 흐름이 PKNU-SONIC 지점까지 유입되어 측정 풍향과 유사하게 모의하였다.

대구시 도시근린공원의 접근성에 따른 환경적 형평성 분석 (Environmental Equity Analysis of the Accessibility of Urban Neighborhood Parks in Daegu City)

  • 서현진;전병운
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.221-237
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    • 2011
  • 본 연구는 환경정의 관점에서 도시근린공원의 접근성에 따른 형평성을 대구시를 사례로 분석하였다. 이를 위해 근린공원의 공간통계학적 분포 특성을 살펴 본 후, 최소거리 및 커버리지 접근 방법을 이용하여 접근성을 측정하였다. 여기에서 도출된 접근성에 따른 사회 경제적 특성을 비교하기 위해 근접비율, 맨 휘트니 U 검정, 로지스틱 회귀분석 등과 같은 기술적 추론적 통계를 이용하여 분석하였다. 최소거리 분석에서는 자치구 중 달서구가 근린공원에 대한 접근성이 가장 양호하며, 동구가 가장 불량한 것으로 나타났다. 커버리지 분석에서는 500m와 1,000m 모두 접근성이 가장 양호한 자치구는 달서구, 가장 불량한 자치구는 동구와 남구로 분석되었다. 환경적 형평성 분석 결과 구시가지는 대부분 고령자비율에서 환경적 형평성이 있는 것으로 나타났고, 인구밀도 및 미성년자 비율에서 불형평성이 나타났다. 신시가지는 대부분 인구밀도 및 미성년자 비율에서 환경적 형평성이 있는 것으로 나타났고, 고령자비율과 기초생활수급자비율 및 무상주택비율에서 불형평성이 나타났다. 이러한 결과는 정량적인 도시공원정책에 의한 대구시 도시공원의 조성과정 및 도시개발과정과 영구임대주택의 입지패턴과 밀접한 연관성을 가지고 있었다. 본 연구는 기존의 유해시설과 관련된 환경정의 연구의 주제를 확장하였으며, 도출된 분석결과는 대구시에서 사회 경제적 특성을 반영한 도시공원정책을 수립할 때 기초자료로 활용될 수 있다.

농촌지역 지하수의 오염 예측 방법 개선방안 연구: 충남 금산 지역에의 적용 (A Study of Improvement for the Prediction of Groundwater Pollution in Rural Area: Application in Keumsan, Korea)

  • 정범근;채기탁;고동찬;고경석;구민호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권4호
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    • pp.40-53
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    • 2008
  • 지하수의 오염 예측 기법의 개선을 위하여 미국 환경청(U.S. EPA)에서 개발된 지하수 오염 취약성 평가방법인 DRASTIC 모델(Aller et al., 1987), Panagopoulos et al.(2006)가 제안한 M-DRASTIC, Rupert(1999)가 제안한 LSDG 방법을 충남 금산 지역에 적용하였다. 충남 금산 지역은 농업을 비롯한 다양한 토지이용 특성과 아울러 다양한 지질, 지형, 토양 분포를 나타내어 지하수 오염예측 기법의 개선을 위한 연구에 최적의 조건을 갖추고 있다. DRASTIC 평가를 위하여 149개의 충적층 관정에 대한 수질 및 수리지질 조사가 수행되었으며, 지하수의 질산염 이온의 농도와 각 예측 방법으로부터 도출된 지수와의 상관관계 분석을 통하여 예측방법의 효용성을 평가하였다. EPA DRASTIC은 지하수 심도, 순 충진량, 대수층 매질, 토양 매질, 지형 경사, 비포화대 매질, 수리전도도 등 수리지질학적 인자들을 이용하여 지하수 오염 취약성을 상대적으로 평가하는 방법으로, 지하수의 잠재오염원에 대한 정보가 포함되지 않으므로 지하수 오염을 예측하는데 비효율적이다. 본 연구 결과, 관정 주변 150 m 영역의 DRASTIC 지수와 해당 관정의 질산염 이온 농도의 상관관계는 0.058로 낮게 나타났다. 한편, M-DRASTIC의 경우 DRASTIC과 사용하는 인자는 같으나 등급과 가중치를 실제 질산염 이온 농도의 비율로부터 산출한다. 등급만을 수정하였을 경우 0.245, 등급과 가중치를 모두 수정하였을 경우 질산염 이온 농도와의 상관관계는 0.400로 지하수 오염 예측율이 개선되었다. LSDG 방법은 토지이용(Land use), 토양 배수(Soil drainage), 지하수면 심도(Depth to water), 지질(Geology)를 특성에 따라서 구분하고 해당 지역의 질산염 이온 농도 평균의 차이를 통계적으로 분석하여 등급을 산정하는 기법으로, 금산 지역에 적용한 결과 질산염 이온 농도와의 상관관계가 0.415로 개선되었다. 결과적으로 LSDG를 적용하였을 경우 EPA DRASTIC 보다 질산염 이온 농도와의 상관관계가 0.357만큼 개선되었다. M-DRASTIC과 LSDG의 예측율이 증가하는 것은, 이 방법들의 등급과 가중치에는 현재의 오염현황이 반영되기 때문으로 질산염 이온 오염 가능성을 귀납적으로 예측하기 때문이다. LSDG의 예측율이 가장 높은 이유는 LSDG에는 잠재오염원으로 분류되는 토지이용이 포함되었기 때문인 것으로 판단된다.

인구이동 연구에 대한 공간통계학적 접근: 장소특수적 거리 패러미터의 추출과 공간적 패턴 분석 (A Spatial Statistical Approach to Migration Studies: Exploring the Spatial Heterogeneity in Place-Specific Distance Parameters)

  • 이상일
    • 한국지역지리학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.107-120
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    • 2001
  • 이 연구의 목적은 장소-특수적 거리 패러미터를 측정하는 방법론을 제시하고, 그것이 인구이동 연구에서 가지는 의미에 대해 미국의 48개 주간(州間) 인구 이동자료를 사례로 검토해보는 것이다. 전통적인 인구이동 연구에서 추출하는 거리 패러미터는 인구 이동량에 대해 거리가 가지는 평균적인 효과를 측정하는 것이다. 그러나, 그 평균적인 거리 패러미터는 모든 지역간 인구이동의 대표값일 뿐 인구이동에 있어 거리가 가지는 효과의 공간적 변이에 대해서는 아무런 통찰을 제공해 주지 못한다. 장소-특수적 거리 패러미터란 개개 소지역이 평균적인 거리 패러미터에 대해 가지는 상대적인 값이며, 거리가 인구이동에 대해 가지는 효과의 지역적 특이성을 측정하려고 한다. 이러한 연구는 최근 계량지리학 분야에서 발생하고 있는 변화에 부응하는 것이다. 1980년대 이후, 계량지리학은 공간통계학이라는 보다 폭넓은 개념의 확장과 일반연구환경으로서의 지리정보체계(GIS)치 성장으로 학문적 재구조화 과정 속에 있다. 이러한 재구조화 과정은 특정한 패러다임으로서의 탐구적 공간자료분석(ESDA)과 그것을 통계적으로 가능케 하는 국지 통계(local statistics)의 발달로 특징 지워진다. 통계적으로 가공되어 지역에 부여된 값으로 정의되는 국지 통계는 그것의 시각화를 효과적으로 수행하는 GIS와 결합함으로써, 시각화(visualization)와 과학활동으로서의 탐구(exploration)를 강조하는 탐구적 공간자료분석이라는 계량지리학의 새로운 패러다임을 효과적으로 수행하게 된다. 이러한 맥락에서, 장소-특수적 거리 패러미터는 하나의 국지 통계치로 인식될 수 있으며, 그것이 보여주는 공간적 패턴을 탐구하는 것은, 인구이동연구에서 탐구적 공간자료분석의 전형을 수행하는 것이라 올 수 있다. 장소-특수적 거리 패러미터는 출발지-특수적 거리 패러미터와 도착지-특수적 거리 패러미터로 나뉘어 지는데, 이러한 패러미터를 추출하기 위해서는 특정한 통계기법이 요구된다. 이러한 패러미터를 추출하기 위해 전통적인 혹은 보다 진보된 형태의 중력모델이나 엔트로피-극대화 모델이 활용될 수 있지만, 본 논문은 포아송 회귀분석을 이용함으로써 패러미터의 추출이 가장 효과적으로 이루어짐을 논증하고 있다. 이 방법론은 1985년과 1990년 사이에 발생한 미국 48개 주간 인구이동량에 대한 사례연구에 적용되었다. 그 연구 결과는 장소-특수적 거리 패러미터의 공간성을 명확히 보여준다. 즉, 평균적 거리 패러미터로 부터의 편기로 이해될 수 있는 장소-특수적 거리 패러미터들이 지역별로 상당한 차이를 보여줄 뿐만 아니라(공간적 이질성), 유사한 장소-특수적 거리 패러미터들이 공간적으로 집중되어 있음을 확인할 수 있었다(공간적 의존성). 지역차에 대한 강한 전통을 가지고 있는 지리학내에서 태동한 계량지리학이 지역적 특이성을 무시하는 방향으로 발전해 온 것은 아이러니라 할 수 있다. 그것은 계량적 방법론의 한계라기 보다는 그 방법론을 사용하는 전통적 계량지리학자의 한계라고 보아야 할 것이다. 이러한 의미에서 본 연구는 최근 계량지리학의 경향을 인구이동연구에 적용한 사례임과 동시에 맥락 의존성을 강조하는 보다 폭넓은 과학운동의 계량지리적 반응이다.

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