R 해양 빅데이터 분석 > 통계학

머리말

해군사관학교에서 해군 장교가 되려면 바다를 잘 알아야 한다는 막연한 생각으로 해양학 전공을 선택하였습니다. 이후 실무 경험을 하던 중 군에서 주어지는 위탁교육이라는 기회로 석사와 박사과정까지 해양학을 지속적으로 공부할 수 있었습니다. 박사 학위를 받고 난 뒤에는 학문적 지식을 어떻게 현장에 적용할 수 있을까? 라는 의문을 항상 갖고 있었습니다. 그래서 해양정보단 대잠분석평가과장으로 근무할 때에는 해양환경이 잠수함 탐지에 미치는 영향을 집중적으로 분석하여 전파·교육하였고, 2급함 함장 보직 시에는 학문적 지식에 기반하여 장비를 운용하고 실제 작전에 적용해보는 등 정말 소중한 경험을 하였습니다.

학생 신분으로 공부를 하며 항상 아쉬웠던 부분은 이것을 왜 배우는지, 이 지식이 어디에 쓰일 수 있는지를 알지 못해 좀 더 심도 깊은 공부를 하지 못했다는 것입니다. 그러나 관련 지식들을 추후 활용하게 되는 날이 왔을 때 비로소 “아! 이게 여기에 쓰이는 것이었구나! 이럴 줄 알았다면 좀 더 집중하고, 좀 더 기억해 둘걸!” 하고 후회했던 적이 많았습니다. 그러던 중 운이 좋게도 해군사관학교 해양학과 교수라는 기회를 얻게 되어 수업 시간에 학습하는 내용이 일상생활과 실무에 어떻게 활용될 수 있는지를 사관생도들에게 가르쳐 줄 수 있어 너무도 감사한 마음으로 교육을하고 있습니다.

더불어 이 책을 쓰게 된 동기는 해양학을 전공하는 학생들 누구에게나 “흥미롭고, 또한 쉽고 빠르게” 다양한 해양 자료를 처리하고 가시화해 볼 수 있는 기회를 주고 싶었기 때문입니다. 코딩을 처음 접하게 되면 누구나 울렁증이 생기고 어렵게 느껴지는 것은 당연할 것입니다. 더욱이 기초부터 차근차근 공부하자는 마음으로 마치 백과사전과 같은 책으로 시작하다 보면 그림 한 장 제대로 그려보지도 못하고 이내 지쳐 포기하기 십상입니다. 저 또한 그런 경험을 해보았기에 어떻게 하면 쉽고 빠르게 코딩을 익힐 수 있을까?를 고민하던 중 이 책을 펴내게 되었습니다. 책을 따라 하다보면 누구나 빠른 시간 내에 다양한 데이터를 효과적으로 처리할 수 있는 능력을 갖게 될 것입니다. 그러한 과정을 통해 R에 익숙해지면 본인이 부족한 점과 좀 더 궁금한 것, 그리고 좀 더 알고 싶은 것들이 자연스레 나타나게 됩니다. 이때 그런 부분을 스스로 찾아 공부하게 된다면 훨씬 효과적으로 본인의 실력을 향상할 수 있게 될 것입니다.

이 책은 해양학을 전공하는 학부생과 대학원생뿐만 아니라 다른 전공자, 그리고 일반인들에게도 활용될 수 있으므로 여러분들에게 많은 도움이되기를 기대해봅니다.

2023년 1월

변상신

Lecture 01 소개 및 R Studio 설치

왜 “R”인가? 

R 프로그램 설치하기 

Lecture 02 R 기본 명령어와 간단한 계산 

기본 명령어 

변수의 유형 및 소수점 이하 숫자 변환

기본계산 명령어

간단한 계산 실행 

간단한 직선 그래프 그리기 

Lecture 03 다양한 형식의 데이터 읽기와 나만의 함수 만들기

데이터 형식

데이터 읽기

나만의 함수 만들기 

Lecture 04 무작정 따라하기(R 프로그램을 이용한 text mining)

영문 text mining 

한글 text mining을 위한 KoNLP package 설치 

한글 text mining 

Lecture 05 간단한 그래픽 및 선형회귀분석

Lecture 06 시계열 데이터 분석(time series analysis)

R에 포함된 데이터셋을 이용한 시계열 분석 

Holt-Winters 지수평활모델을 이용한 단기 예보 

실제 관측된 CO2 농도 데이터를 이용한 단기 예보 

Lecture 07 Google 지도 위에 태풍 이동경로 그리기

Lecture 08 GEBCO 수심자료 그리기 

Lecture 09 해양부이로 관측된 수온 시계열 자료 그리기

Lecture 10 해류도 그리기 

Lecture 11 Wind vector 그리기

Lecture 12 Sea Surface Temperature(SST) 그리기 

Lecture 13 Filter(Low, High, Band)와 Spectrum 분석 

Lecture 14 엘니뇨 남방진동 지수(ENSO Index) 그리기 

Lecture 15 Animated gif 만들기 

Lecture 16 해류의 서안강화(Western Intensification) 현상 모델링

Lecture 17 고급 그래픽(ggplot2) 활용 

부록 R 기초 활용

변상신

변상신 교수(ssbyun2@gmail.com)는 해군사관학교 해양학과를 졸업한 후 성균관대학교에서 해양공학 석사과정을 마쳤으며, 서울대학교에서 해양물리학 박사학위를 취득하였다. 박사과정 중 미국 Woods Hole 해양연구소 초청을 받아 Guest Student 자격으로 Special Physical Oceanography Seminar에서 준관성주기 내부파 관련 연구내용을 단독 발표하였고, 한국해양학회로부터 전국에서 단 1명에게 수여하는 최우수 박사학위 논문상(특별학술상 삼각상)을 수상하기도 하였다. 해군 함정병과 장교로서 고속정 정장, 편대장, 해양정보단 대잠분석평가과장, 해양정보함 함장 등 주요 직책을 두루 거치며 학문과 현장 경험을 겸비하였다. 현재는 해군사관학교에서 해양학과 교수로 재직하며 후학 양성에 힘쓰고 있다.