지구 온난화와 이상 기후로 인한 피해가 날로 증가하고 있어 기상 정보를 활용해 안전하게 삶을 영위하고 산업적 부가가치를 높이기 위한 국가적 노력이 필요하다. 이러한 필요에 따라 다년간의 투자로 첨단 센서나 위성 관측으로 기상에 영향을 주는 요소들에 대해 다양하고 광범위하게 측정할 수 있게 되었고, 미래 기상 예측을 위한 수치 모델에 대한 연구도 꾸준히 발전되어 왔다. 이렇게 기상 분야에서 관측되는 자료와 예측 모델 결과의 양과 수준이 매우 높아졌고 정보 제공 방식도 IT 기술의 발전과 더불어 매우 다양해졌다.
과거에 날씨 정보가 일방적으로 전달되던 것과 달리 이제 인터넷과 스마트폰에 익숙해진 사용자들은 보다 신속하고 다양한 형태로 일상적인 날씨 정보뿐만 아니라 더욱 풍부한 기상 콘텐츠를 살펴볼 수 있는 환경을 원하고 있다. 이에 한국에서 기상 정보를 제공하는 대표 기관인 기상청은 웹을 비롯하여 다양한 미디어를 통해 만족도 높은 기상 정보를 제공하기 위해 노력해 왔다. 하지만 기상청 홈페이지 이용자들의 설문 조사 결과를 보면 개선되어야 할 부분이 많은 것으로 나타나고 있다.
기상에 대한 관측 자료나 수치 모델의 산출물은 매우 방대하고 다차원의 구조로 이루어지기 때문에 기상 정보 이용자들에게 이를 직관적으로 이해하고 분석할 수 있는 형태로 시각화하여 제공해야 한다. 과거 슈퍼컴퓨터에서 가능했던 이 작업이 하드웨어 기술의 발달과 시각화 소프트웨어 도구에 대한 꾸준한 연구로 현재는 개인 연구 수준에서도 많은 부분 가능해졌다.
더욱이 최근에는 전 세계 공간 정보를 3차원으로 살펴볼 수 있는 Virtual Globe 소프트웨어가 대중화되면서 기상 분야에서도 이를 활용한 기상 정보시각화에 대한 연구가 조금씩 진행되고 있다. Virtual Globe 소프트웨어 대부분이 오픈 소스이거나 프로그래밍 인터페이스가 공개되어 있어 이를 잘 활용하면 보유하고 있는 공간 정보를 실감적으로 시각화하고 사용자에게 인터랙티브하게 정보를 제공할 수 있다. 하지만 이는 고수준의 프로그래밍 지식을 요구하기 때문에 기상 분야에서 이를 활용한 연구는 지금까지 대부분 하나의 기상 현상 장면에 대한 사례 정도에 머물러 있는 수준이다.
본 논문은 기상 관련 기관이나 연구자들이 개별적으로 수집하는 기상 자료와 연구 결과물을 이해하기 쉬운 콘텐츠 형태로 사용자들에게 제공할 수 있도록 지원하는 것에 목적이 있다. 편리하고 쉬운 도구를 제공하여 Virtual Globe에 대한 별도의 학습이 없어도 간단히 보유한 기상 정보를 그 위에 시각화하고 결과를 공유할 수 있는 환경과 시스템에 대한 기술을 연구하였다. 이를 위해 기상 분야 별로 전문가 대상 수요 조사를 실시하고 그 결과를 토대로 수집 자료 및 수치 모델 결과를 자료의 구조와 시각화 형태에 따라 분류하였으며, 분류된 형태 별로 Virtual Globe 상에 시각화 하는 기법에 관해 연구하였다. 또한 이렇게 연구된 시각화 기법들을 기반으로 실제 기상 분야의 연구에서 활용 가능하도록 하는 Vis4Clim 시스템을 설계하고 이를 구현하였다.
Vis4Clim 시스템은 기상 관련 연구자 및 일반인들이 기상 정보를 인터랙티브하게 분석, 관찰하고 저장, 공유할 수 있는 환경을 제공한다. 구현된 시스템에 대한 실험은 태풍, AOD, 바람장, 황사 등의 실제 기상 자료를 통해 진행되었다.