과제세부정보

과제명
저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 기본시스템 구축
과제기간
2009 - 2012
참여 연구원
관련정보
  • 지원기관: 교육과학기술부(한국연구재단), 대학중점연구소 지원사업
  • 기간: 2009. 9. 1 ~ 2012. 8. 31.
  • 참여연구진: 전철민, 김혜영, 이현진
  • 외부연구진: 김신도(환경공학부), 이승재(교통공학과), 이승일(도시공학과), 서순탁(도시행정학과)
과제개요
  • 본 과제는 한국연구재단의 대학중점연구소 학문융복합분야 지원사업에 의한 연구사업으로서, 총 3단계(9년) 중 1단계(3년)의 지원으로 시작되었으며, 서울시립대학교 도시과학연구원의 5개 분야가 주축이 되어 진행하게 된다. 본 사업에서는 공간정보공학, 교통공학, 환경공학, 도시계획, 도시행정의 5개 분야가 상호 협력하여 “저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형”을 구축하고 이를 향후 계획 및 정책에 실제적으로 활용하고, 해외에도 적용시킨다는 목표를 두고 있다. 이와 같이 학문간의 융복합을 통한 통합적 도시문제 진단, 분석 및 모델 구축을 위해 단계별로 연구소를 발전시키게 되며, 여기에는 연구과제의 성공적인 수행 이외에도 우수한 전임 연구인력을 양성시키는 것이 중심이 되고 있다.
  • 본 연구사업은 “저탄소 녹색성장을 위한 도시정책 솔루션”이라는 목표 하에 1단계, “저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 기본시스템 구축”, 2단계, “저탄소 녹색성장을 위한 도시유형별, 부문별 통합 의사결정 시스템 구축”, 그리고 마지막 3단계에서는 “저탄소 녹색성장 도시관리 기법의 활용 및 심화발전”이라는 단계별 목표를 가지고 진행하게 된다.
  • 본 연구실은 5개 분야 중 “공간정보” 분야의 연구를 담당한다.
과제내용
개요
  • 본 과제는 한국연구재단의 대학중점연구소 학문융복합분야 지원사업에 의한 연구사업으로서, 총 3단계(9년) 중 1단계(3년)의 지원으로 시작되었으며, 서울시립대학교 도시과학연구원의 5개 분야가 주축이 되어 진행하게 된다. 본 사업에서는 공간정보공학, 교통공학, 환경공학, 도시계획, 도시행정의 5개 분야가 상호 협력하여 “저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형”을 구축하고 이를 향후 계획 및 정책에 실제적으로 활용하고, 해외에도 적용시킨다는 목표를 두고 있다. 이와 같이 학문간의 융복합을 통한 통합적 도시문제 진단, 분석 및 모델 구축을 위해 단계별로 연구소를 발전시키게 되며, 여기에는 연구과제의 성공적인 수행 이외에도 우수한 전임 연구인력을 양성시키는 것이 중심이 되고 있다.
  • 본 연구사업은 “저탄소 녹색성장을 위한 도시정책 솔루션”이라는 목표 하에 1단계, “저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 기본시스템 구축”, 2단계, “저탄소 녹색성장을 위한 도시유형별, 부문별 통합 의사결정 시스템 구축”, 그리고 마지막 3단계에서는 “저탄소 녹색성장 도시관리 기법의 활용 및 심화발전”이라는 단계별 목표를 가지고 진행하게 된다.
  • 본 연구실은 5개 분야 중 “공간정보” 분야의 연구를 담당한다.


연구배경
  • 한반도를 포함한 동북아의 온난화 진행속도는 지구평균보다 빠르게 나타나고 있으며, 지난 100년 동안 한국은 세계 평균보다 2배 정도의 기온상승을 기록하였다. 한반도는 80년대 후반부터 기후변화로 인한 기상이변 빈도와 피해가 증가, 경제적 피해규모는 60년대 매년 평균 1천억원대에서 90년대 6천억원, 2000년 이후 2.7조원대로 확대되어 가고 있으며 (오재호, 2007), 인근 해역 평균 해수면 상승은 연간 0.1~0.6cm로 연안지역 침수가능성이 증대되어 가고 있다 (국립해양조사원, 2007).
  • IPCC는 20세기 중반 이후의 관측되는 평균온도 증가의 대부분은 인간의 활동으로 발생한 이산화탄소, 메탄 등 온실가스의 증가일 가능성이 매우 높다고 지적하였고 (IPCC, 2007), 특히 에너지 사용시 발생하는 이산화탄소를 기후변화의 주원인인 온실가스로 지목하였다.
  • 우리나라는 90년부터 2005년까지 98.7% 온실가스 배출증가율을 보여 OECD 국가 중 1위를 차지, 향후 국제사회로부터 심각한 감축 압력을 받을 것으로 예상된다. 이에 우리 정부는 2008년 8월 ‘저탄소 녹색성장’의 신 국가발전 패러다임을 제시하여 온실가스와 환경오염을 줄이고, 나아가 녹색기술과 청정에너지 개발을 통해 신성장동력과 일자리의 창출을 모색해오고 있다.



  • 도시에서의 이산화탄소배출은 산업, 수송, 가정, 상업, 공공 등 다양한 도시활동 분야의 에너지 사용으로 발생하므로 도시활동 분야별로 탄소배출을 줄이는 정책이 무엇보다 중요하고, 나아가 공원, 녹지 보전 및 조성을 통하여 배출된 탄소를 흡수하는 정책이 필요하다.
  • 저탄소, 녹색도시를 위한 정책에는 내용적으로 건물에너지의 절약과 함께 신재생 에너지로의 전환 모색, 녹지공간조성을 통한 탄소상쇄 도모, 신재생에너지를 이용한 교통수단과 대중교통 및 자전거, 보행 등의 이용증진 모색 등이 속하고, 구조적으로는 밀도와 입지, 단지의 배치, 도시형태와 공간구조 등을 통하여 근본적인 에너지절약과 에너지전환을 모색해야 한다.
  • 도시분야별 적용가능한 저탄소, 녹색도시 정책의 발굴, 개발과 함께 정책효과를 장기적으로 모의실험하여 정책실효성을 검증하기 위한 공간정보 기반 도시통합모형의 개발과 적용이 시급히 요구된다.
  • 도시통합모형은 교통과 토지이용과의 상호영향관계를 계량적으로 표현할 수 있는 정책효과 모의실험 모형으로서 도시구조 및 형태의 변화와 물리적 시설의 개선과 이용방식의 변화 등이 도시민의 경제, 사회적 생활에 미치는 영향을 장기적으로 파악하는데 유용하다.
  • 도시통합모형을 통하여 기존 도시를 저탄소, 녹색도시로 관리, 전환하거나 새로운 저탄소, 녹색도시를 개발하고자 할 때 도시민의 계층별 라이프스타일과 생활패턴의 변화를 반영하는데 적합하며, 도시요소간 정과 부의 인과관계를 종합적으로 고려하여 순 탄소배출 저감효과를 산출할 수 있게 된다.



연구목적
  • 본 연구의 목적은 다양한 도시분야에 적용할 저탄소 녹색도시정책의 발굴, 개발과 함께 장기적 정책효과의 모의실험을 통하여 정책실효성을 검증하기 위한 도시통합모형을 개발하고 정책에 적용하는데 필요한 다양한 공간정보솔루션을 개발하는데 있다. 이를 위한 세부적인 연구 목표는 다음과 같다.
  • 다양한 도시분야에 적용 가능한 저탄소, 녹색도시 정책의 개발과 추진전략 및 제도화 방안 마련
  • 장기적 도시발전 과정을 모의실험 할 수 있는 수단으로서 토지이용, 교통 통합모형의 개발
  • 도시통합모형을 이용하여 정책의 장기적 효과를 모의실험 할 수 있는 공간정보 기반 시뮬레이션 기법의 개발
  • 저탄소 녹색도시 정책의 실질적 탄소감소 효과를 분야별로 장기적으로 산출하고, 종합할 수 있는 탄소감소지표체계의 개발
  • 저탄소 녹색도시 정책의 거시적 또는 미시적 경제, 사회, 환경 효과를 검증하기 위하여 도시통합모형과 연계된 관련 모형의 개발



학제적 통합연구
  • 기후변화는 국가의 노력만으로 해결될 수 없는 문제로 범국가적인 공동대응이 필요하며, 특히 도시차원의 적극적인 대처방안이 필요하다.
  • 또한 시민, 정부, 비정부기관, 기업들은 상호협력을 통해 전략적인 대응책을 마련할 필요가 있으며, 사회, 경제 정책 추진 주체들과 연계하여 새로운 개발 개념을 정립하며 기후변화 정책을 수립하는 방안이 요구된다.
  • 공간적으로는 각 부문이 개별적으로 접근하기 보다는 교통수요관리, 토지이용계획, 도시기반시설 설치 등 전 분야에 걸친 종합적인 접근이 필요하다.
  • 서울시립대학교 도시과학연구원(녹색성장 도시연구팀)은 이공계분야인 교통공학, 공간정보공학, 환경공학뿐만 아니라 사회과학분야인 도시행정학, 도시공학 등이 연계되어 있어 학제간의 융합적인 대응이 가능하여 시너지효과를 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
  • 본 연구의 최종 목표인 ‘저탄소 녹색성장을 위한 도시정책 솔루션’을 개발하기 위해서는 우선 분야별 연구를 통해 도시영역별 현황 및 문제점 파악하는 것부터 시작하여야 한다. 각 분야별로 데이터 및 활용 가능한 모델을 구축하고 2단계, 3단계에 걸친 융합화 과정을 통해 도시공간에 적용가능한 공간정보기반 도시통합모형을 구축한다.



연구 내용
  • 본 사업은 ‘저탄소 녹색성장을 위한 도시정책 솔루션 개발’이라는 최종 목표 아래, 다음과 같이 3 단계의 단계별 연구과제로 구성되어 있다.

단계별 연구과제명연도총괄적인 연구내용
1단계:
저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 기본시스템 구축
1차년도?저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 이론 및 기법 연구
?기후변화에 따른 기존 도시정책의 진단 ?평가
2차년도?저탄소 도시통합예측 모델의 프로토타입 개발 및 검증
?국내?외 선진사례분석과 정책과제 발굴
3차년도?공간 데이터웨어하우스 기반의 도시정보 공유체계 구축
?저탄소 녹색 성장을 위한 도시 관리 기본 시스템 구축
2단계:
저탄소 녹색성장을 위한 도시유형별 ?부문별 통합 의사결정 시스템 구축
4차년도?도시유형별 통합 의사결정 시스템 개발
5차년도?도시부문별 통합 의사결정 시스템 개발
6차년도?녹색성장과 거버넌스 체계 구축
3단계:
저탄소 녹색성장 도시관리 기법의
활용 및 심화, 발전
7차년도?국내 도시유형, 부문별 통합 의사결정 시스템 적용 및 분석
8차년도?아시아 도시에 적용을 통한 녹색성장 도시관리 기법의 적용 및 평가
9차년도?세계 주요도시에 적용을 위한 도시환경정책수립의 종합적 평가 체계 구축


  • 본 연구소에서 구축하려는 도시통합모형은 다양한 도시정책에 따른 도시의 영향 (환경, 기능, 교통 등)을 사전에 검토하여 정책을 수정?보완 할 수 있도록 객관적 지표를 제공한다.
  • 이에 각 단계별로 도시통합모형의 주요 활용 고객을 예측하고 공간적 범위를 확대함으로써 수요에 부응하는 서비스를 제공하여 연구소 자생력을 확보하게 된다.
  • 1단계(저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 기본시스템 구축)에서는 도시통합모형을 구축하고 통합하는 단계로써 주로 중앙정부의 지원을 통해 공공기관의 관련 연구를 수행함으로써 연구 능력을 축적한다.
  • 2단계(저탄소 녹색성장을 위한 도시유형별 ?부문별 통합 의사결정 시스템 구축)는 도시통합모형을 활용하고 심화?발전시키는 단계로 주로 공공기관 뿐만 아니라 전국 지자체의 다양한 도시개발 정책 및 기반시설 신설, 도시 재생 등에 따른 사전 평가를 통해 정책을 수정?보완하는 기능을 수행한다.
  • 3단계(저탄소 녹색성장 도시관리 기법의 활용, 심화발전)에서는 도시통합모형을 공공영역에서 민간영역까지 확장시킴으로써 민간의 다양한 개발 수요(주택 건축, 상가 분양 등)의 사전평가 및 대기오염공해에 따른 국지적 환경 평가를 동반함으로써 연구소 자생력을 확보한다.



단계별, 연차별 연구내용
단계연차정책개발모형개발
도시행정도시공학공간정보환경공학교통공학
1단계1차년?기후변화현상이 국토 및 도시에 미치는 영향
?기존도시 및 정책의 진단지표개발
?기존도시 및 정책의 평가
?저탄소?녹색성장을위한도시통합모형도입 필요성연구
?서구모델 이해, 적용가능 모델 선정
?파라미터의 정산기법 등 모델이론 분석
?도시모델데이터구조분석
?도시모델데이터표준화분석
?온실가스통계 체계현황․문제점분석
?대규모 도시의 환경질 모니터링 사례분석을 통한 경제적, 기술적 효율성 평가 방안 추출
?국내외 온실가스 배출량 산정 사례
?기존교통체계의 문제점 파악
?선행연구 분석을 통한 기존개념검토 및 한계점 분석
?국내 교통환경 관련 통계자료 확보 및 활용가능성 검토
2차년?기후변화에 따른 국내?외 동향
?선진국 및 선진도시의 기후변화 대응사례 분석
?국내우수정책 및 선진사례 분석
?사례분석을 통한 정책과제 도출
?적용대상 도시선정 및 현황조사
?관련지표개발 및 지표간 관계 정립
?도시활동의공간특성과활동자입지패턴비교이론검토
?프로토타입 시스템 구축
?SDW(Spatial Data Warehouse) 구축을 위한 모델링
?국내적용대상도시 데이터수집․ 가공
?다위계데이터 적용을 위한 synthetic data 생성기법분석
?저탄소 저에너지 소비형 도시통합예측모델의 검증을 위한 도시환경질 통합모니터링 시스템 구축
?도시내 온실가스 및 환경오염 발생원별 관리시스템 구축
?도로운영체계의 효율성 및 지속가능성 제고방안 제시
?저탄소 교통정책을 실시하기 위한 기초자료 제시
?에너지기후시대에 대비한 녹색성장교통체계 구상
3차년?지역별 기후변화 취약성 및 녹색성장 잠재력 분석
?녹색성장 저해 및촉진요인분석
?녹색성장 도시관리전략 개발
?서구도시와 달리 국내도시의 특수성에 기인하는 도시유형분류
?도시유형에 따른 통합모형구축 전략수립
?SDW 물리적 설계
?비가용 데이터로부터 synthetic data 생성기법 개발
?국내도시를 위한 도시통합모형구축 방안 마련
?GIS 기반의 유비쿼터스 도시 환경 정보 (환경오염물질, 교통량, 교통속도) 전달체계 구축?저탄소 녹색성장을위한 도로정책의 뉴패러다임 개발방향 설정
?배출권 거래제도입시 교통부문 파급효과 예측
2단계1차년?도시유형 분류기준 에 따른 유형분류
?도시유형별 부문별 영향 및 취약성
?도시유형별 관리기법의 특성화 모색
?국내대상도시를대상으로다양한정책시나리오적용
?시나리오별 한계 및 수정?보완
?비갱신성 및 시계열성 특징을 이용한 공간데이터 변화패턴분석
?공간데이터마이닝을 통한 공간데이터변화 예측
?선진해외사례 및 기술 분석을 통한 도시환경예측모델의 타당성 평가?지역간 교통체계의 녹색경쟁력 분석
?교통 수요관리에 의한 대기오염 저감방안모색
2차년?도시유형 및 부문별 실천수단 제시
?도시유형 및 부문을 통합한 도시관리기법 개발
?국내 도시에 맞는 저탄소?녹색성장 통합모델 Prototype System 개발?보행접근성 및 행태분석을 위한 space syntax 적용기법개발
?Space syntax를 위한 axial line 자동추출 기법개발
?Multi-agent 기반의 도시활동패턴분석 기법개발
?국내 도시환경 영향 예측 모델의 적용 실태 조사 및 국내 특수성을 고려한 적합성 평가?저탄소 녹색성장 활성화를 위한 교통투자방향 제시
3차년?녹색성장을 위한 정부간 역할분담 및 추진체계 구축
?효율적인 녹색성장추진을 위한 거버넌스체계 구축
?Proto type System의 도시유형별적용
?다양한 정책시나리오와 도시유형에 따른 교차시뮬레이션 적용
?공간분석 통합시스템설계
?공간분석 통합시스템구현 및 테스트
?저탄소 저에너지 소비형 친환경 도시계획 모델과의 연계를 통한 한국형 도시환경 통합 예측 모델 구축?개발된 모델의 이론검토 및 검증
?녹색성장을 위한 서구통합모델의 국내적용이론 및 기법개발
?녹색성장 정책모의실험을 위한 이론 및 기법개발
3단계1차년?테스트베드 선정 및 관리기법 시범실시
?사후평가 및 모니터링을 통한 보완전략수립
?도시유형별 적용에 따른 한계분석
?적용한계를 극복할 수 있는 수정?보완전략수립
?SDW 입출력가시화 시스템 설계
?3차원 대기오염 가시화 모듈개발
?GIS 기반의 도시환경 오염원 데이터베이스 구축?국내도시유형별 적용
?교통부문 이산화탄소배출 저감정책의 효과분석
?체계적인 토지이용계획방안 모색
2차년?녹색성장 도시관리기법의 범용화
?도시관리기법의 사업화 모델개발
?도시관리기법 적용을 위한 추진체계, 전문인력, 예산 등 마련
?도시관리기법 최종결과물 도출
?국내도시유형별도시통합모형수정?보완전략구축
?지속적인 모형의 평가를 통한 모형개발
?통합시스템의 대상도시적용 테스트
?위계 및 기능별 테스트
?토지이용과 환경오염 물질의 공간적 분포를 고려한 친환경 도시계획?녹색경쟁력을바탕으로한지역간교통체계구 축방안 제시
?에너지효율성에 대한 교통부문별 투자정책 방향제시
3차년?제도적 개선과제 도출
?제도적 지원 위한 전략 프로그램 개발
?법제개선, 행정지원 및 재정지원 시스템개발
?서구모델과 차별성을 갖는 아시아도시통합모형 개발
?범용성을 갖춘 모델개발을 통해 기술 및 인력수출제고 방안
?개발모델의 메뉴얼 작성
?SDW, 가시화모듈 및 데이터마이닝모듈의 튜닝 및 커스터마이징
?도시환경 통합 평가 시스템을 통한 도시환경 정책 수립의 종합적 평가 체계 구축?녹색성장 정책개발 및 평가
?교통법 제도정비 방안모색





1단계 연구수행 내용
  • 이 중 1단계의 주요 연구내용은 다음과 같다. 본 연구는 도시통합모형 구축과 정책개발을 위해 기술과 정책의 학제간 융합으로 이루어진다.

연구 목표주요 내용 범위
1세부 (모형개발)2세부 (정책개발)
1


저탄소 녹색성장을 위한 모형과 정책의 진단 평가?저탄소 녹색성장을 위한 도시통합모형 적용이론 및 기법 연구
?기존도시 통합모형 평가 및 공간데이터 분석
?기후변화에 따른 기존 도시정책의 진단, 평가
?부문별 온실가스 및 탄소배출 저감정책 분석 및 평가
2


모델 검증과 국내외 선진사례 분석?저탄소 도시통합 예측모델의 검증
?도시통합 모델의 프로토타입 개발 및 검증
?적용가능모델에 따른 대상 도시선정 및 도시에의 적용
?국내외 선진사례 분석과 정책과제 발굴
?기후변화에 대비한 녹색성장정책 사례 분석 (미국, 유럽, 일본 등)
3


도시관리 방향과 전략 설정?GIS기반의 도시환경정보 전달체계 구축 방향?저탄소 녹색성장을 위한 도시관리 전략과 패러다임 설정
?도시유형에 따른 기후변화 대응전략
?도시관리의 새로운 패러다임 구축



인력양성
  • 본 사업은 연구소의 역량 강화와 지속적 연구환경의 조성을 위해 교육과 연구를 연계하고, 박사후 과정 등의 전임연구인력을 채용, 육성하게 된다.

  • 교육과 연구의 연계
  • 도시통합모형 관련 강좌 개설: 도시, 공간정보, 환경, 교통, 도시행정의 각 분야에 전공과목 추가 및 각 과목이 상호 융합되도록 구성
  • 정기적 특별강좌(학점불인정) 강좌 개설: 연구소 전임연구원과 산업체 및 도시환경 관련 연구자를 초빙하여 심화 전공별 특별 강좌를 개설
  • 산학 협동 대학원 과정 설치: 산업체와 대학원 협동과정으로 산업체 및 지방자치단체의 실무자를 대상으로 도시관리 관련 과목 운영
  • 전임연구인력 양성 계획
  • 국내외 대학 및 연구소와 연계하여 강좌를 설치하고 전문연구자를 육성
  • 전문연구자들을 채용하여 신분보장(명칭: 연구교수) 등의 지원을 통해 안정적인 연구활동 지원
  • 연구보조원 양성 계획
  • 대학원생과 전임연구인력과의 협동연구를 통한 연구역량 함양과 학위과정 이후 연구소에서 전임연구인력으로 활동 유도


본 연구실(공간정보)의 연구내용
  • 종합적 데이터 관리를 통한 순환적인 데이터 활용 및 다차원 공간데이터의 연계처리
  • 엔터프라이즈 GIS 구조와 일반적인 데이터웨어하우스의 구조를 접목한 공간데이터웨어하우스(SDW)의 구축
  • 구축된 SDW와 모델링 과정에서 도출된 데이터의 재저장, 사용을 통한 순환적인 데이터 활용
  • 방대한 데이터 간에 존재하는 관련성과 패턴을 공간통계기법을 적용하여 추출하고 이를 가공하여 의미 있는 synthetic 데이터를 구축해가는 공간데이터마이닝 기법 개발
  • 분석 스케일간의 신축적인 데이터 통합을 통해 다차원 공간분석 통합시스템 구축
  • 공간데이터 입출력 및 분석결과 가시화 모듈개발




  • 단계별 연구방법 및 연구내용


  • SDW 구축 및 데이터마이닝
  • GIS 분석과정에 있어서 공통적이며 기준이 되는 데이터의 유지갱신 및 공유체계를 정의하기 위해 엔터프라이즈 GIS 구조와 일반적인 데이터웨어하우스의 구조를 접목한 공간데이터웨어하우스 구축이 요구됨



  • 적재 시점별로 공간데이터를 SDW에 적재하기 위해서는 소스 시스템으로부터 적재 시점별 공간데이터에 대한 추출을 수행하여야 함. 시스템 적재 주기 시 공간 데이터를 SDW 시스템에 적재하기 앞서 ODS(Operating Data Store) 내에 저장된 이전 적재 시점 이후부터 현재 적재 시점 전까지 갱신이 발생한 공간 데이터의 정보만을 주제별로 통합하는 데이터 통합 단계를 가짐. 또한 SDW의 시간의 흐름에 따른 공간데이터 분석 지원을 위한 통합데이터 적재 단계를 지님
  • SDW 내에 통합 저장된 하나의 공간 데이터는 공간 데이터웨어하우스에서의 저장공간에 대한 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 적재 시간을 기준으로 시간 흐름에 따른 공간데이터 분석지원 및 공간 마이닝 툴을 이용한 다른 공간데이터와의 연관관계 분석을 지원할 수 있음
  • ETL(Extract, Transform, Loading)은 데이터웨어하우스에서 수치 데이터에 대한 추출, 변환 및 적재 과정을 통칭하여 말하며, 시스템 적재주기마다 시간에 대한 키 값을 가진 테이블형태로 시스템에 적재됨. 따라서 SDW에 축적된 공간 데이터를 사용하여 현재 시점뿐만 아니라 과거 시점에 대한 분석을 지원함. 이러한 분석 지원에 사용되는 SDW내의 공간 데이터는 주제지향성, 통합성, 비갱신성 및 시계열성의 특징을 갖고 있기 때문에 과거부터 현재까지의 공간 데이터 변화 패턴을 분석할 수 있음. 변화 패턴에 대한 분석결과는 다른 공간데이터와의 연계 분석을 통해 해당 공간 데이터에 미치는 영향을 분석할 수 있음
  • 도시활동 패턴을 분석하는 데에 요구되는 데이터는 완벽하게 구축될 수 있는 데이터가 적으며, 대부분 불완전한 형태로 데이터로 존재한다. 이를 위해 데이터미이닝 기법을 적용하여 도시활동 패턴분석에 필요한 완벽한 데이터를 구축하지 않고 불완전한 데이터를 가지고도 요구되는 결과를 도출할 수 있다. 또한 데이터 변환단계에서 소요되는 시간과 노력을 단축시킬 수 있다. 즉, 방대한 데이터 간에 존재하는 관련성과 패턴을 공간통계기법을 적용하여 추출하고 이를 가공하여 의미 있는 synthetic 데이터를 구축해가는 공간데이터마이닝 기법을 적용하여 향상시킬 수 있음
  • 다차원 공간 분석
  • Space syntax 이론은 도시공간이나 건축공간의 접근성을 공간의 기하학적인 위상구조에 기반하여 정량적으로 산출해주는 이론으로 보행 공간의 접근성을 산출하고 보행자들의 보행 행태를 분석함. 이를 위해 axial line을 자동 추출 알고리즘을 개발함. GIS 데이터 링크에 가상의 노드를 추가하여 기울기가 비슷한 링크들을 모아 고유 ID(Space Syntax Index)를 부여하면 space syntax의 axial map을 구현 할 수 있음
  • Multi-agent 기반의 도시활동 패턴분석을 위해 cellular automata(CA)를 이용함. CA는 complex system의 특성과 형태를 분석하거나 시뮬레이션 하기 위해 고안된 이론적 체계로 자연과학 및 공학의 여러 분야에서 연구되어 왔음. 추계인구로부터 도시로 성장할 지역의 총량을 예측한 뒤, 총량의 공간적 분포에 관한 측면에 중점을 둔 도시성장 분석 및 예측을 위한 CA모델을 개발 할 수 있음
  • SDW 입출력 가시화
  • 도시모델 데이터 구조 및 표준화 분석을 통해 공간 DBMS를 선정하고 데이터를 저장함으로써 공간 분석 및 가시화 환경 등을 최적화 시킬 수 있음
  • 또한 데이터 마이닝을 통해 SDW에 저장된 공간데이터를 추출하여 2차원 및 3차원의 도시공간구조를 재현할 수 있음. 특히 3차원 가시화의 경우, 2.5차원의 단순 extrude된 데이터의 표현이 아닌 도시 모델에서의 다양한 응용 분야의 요구를 수용할 수 있는 데이터 모델이 필요함
  • 따라서 3차원 공간정보의 교환 및 활용이 용이하도록 표준화된 데이터로의 변환을 통해 SDW에 저장하고, 이를 추출하여 가시화하는 방안을 마련해야 함

  • 2D 또는 2.5D의 평면적이고 지역적인 대기오염분포의 표현에만 머무르고 있는 기존 대기오염지도의 한계점을 인지하고 대기오염의 수직적인 분포를 고려하여 공간단위의 시각화 및 분석을 위한 데이터 모델 및 3차원 대기오염정보시스템을 구축할 수 있음
  • 3차원 공간질의, 시간대별 3차원 대기오염시각화, 대기오염의 방호벽의 높이에 따른 변화량을 시뮬레이션하고 각각의 경우 대기오염노출가구 및 인구를 정량적으로 산정함으로써 도시계획 및 설계분야에서의 활용이 가능함
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