식물 형태 정보의 시각적 범주화를 위한 모듈형 시각화 시스템 제안 : 피보나치 수열 기반 그리드 시스템 활용을 중심으로 = A Proposal for a Modular Visualization System for the Visual Categorization of Plant Morphological Information : Focusing on the Application of a Fibonacci Sequence-Based Grid System

국문 초록 (Abstract)

현대 식물 문화의 확산에 따른 데이터의 방대화에도 불구하고, 기존 사진 중심의 식별 체계는 촬영 환경에 따른 변수로 인해 시각적 범주화의 부재(Absence of Visual Categorization)라는 구조적 한계를 지닌다. 이로 인해 정보의 위계가 불분명해지고, 식물의 고유한 구조적 특징을 파악하거나 체계적으로 분류하는데 어려움이 따른다. 이에 본 연구는 복잡한 생태 정보를 배제하고 순수 조형 정보만을 추출하여 시각화한 ‘모듈형 시각화 시스템(Modular Visualization System)’을 제안한다. 연구 대상은 ‘화훼유통정보시스템’의 경매 데이터 (2023.01~2025.08)을 분석하여 선정한 누적 거래량 상위 50종이다.

연구 방법으로는 첫째, 자연의 성장 규칙인 피보나치 수열을 적용하여 시각화의 뼈대인 베이스 그리드(Base Grid)를 설계하였다. 둘째, 식물의 생장 특성에 따라 프레임을 ‘단신형(Condensed)’, ‘중신형(Medium)’, ‘장신형(Extended)’으로 체계화하였다. 셋째, 조형 요소를 ‘5-Layer(화형/꽃의 구조, 줄기 구조, 엽성/잎의 형태, 실루엣, 핵심부/디테일)’로 분석하고, 색채는 먼셀 이론 기반의 ‘4-Zone’ 시스템으로 정량화하였다. 이 과정에서 각 식물의 정보는 공신력 있는 해외 데이터베이스(RHS, Kew) 와 교차 검증하여 객관성을 확보하였다.

본 시스템은 식물의 고유한 특성을 모듈로 조립하여 구현된다. 이는 기존 사진의 시각적 소음(Visual Vibrations) 를 제거하고 비정형 데이터를 정형화하여, 데이터 탐색 및 분류 효율을 높이는 ‘구조적 데이터(StructuralMetadata)’로서 기능하며, 부차적으로 사진 정보와 함께 활용될 때 식물의 형태적 이해를 돕는 시각적 보조 가이드 역할을 수행할 것으로 기대하며, 본 연구가 향후 스마트 팜, 교육 자료 등 다양한 분야에서 시각적 범주화 기준 및 인덱스로 활용되기를 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Although contemporary plant culture has accelerated the growth of plant-related data, photo-based identification systems face a structural limitation—an absence of visual categorization—because their outputs fluctuate with photographic conditions. This blurs information hierarchy and makes it difficult to perceive a plant’s structural characteristics or classify it systematically. To address this, the study proposes a Modular Visualization System that extracts and visualizes pure morphological information while excluding ecological variables. The target set comprises the top 50 species by cumulative transaction volume, selected from auction data of the Flower Distribution Information System (2023.01–
2025.08).

Methodologically, a Base Grid was designed using the Fibonacci sequence, and frames were systematized into three types according to growth characteristics: Condensed, Medium, and Extended. Morphological features were analyzed through a 5-Layer structure (flower type/structure, stem, leaf characteristics, silhouette, and core/detail), while color was quantified via a 4-Zone system based on Munsell color theory. Each plant’s information was cross-validated against authoritative international databases such as RHS and Kew to ensure objectivity.

The proposed system is implemented by assembling plant-specific features into modules. By reducing the visual vibrations inherent in photography and transforming unstructured information into structural metadata, it improves the efficiency of data exploration and classification. When used alongside photographs, it can also function as a supplementary visual guide that supports morphological understanding.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1. 연구 배경 및 문제 제기 1
• 1.1.1. 화훼 산업 성장과 데이터 증가 1
• 1.1.2. 사진 정보의 한계와 시각적 범주화 부재 1
• 1.1.3. 조형 중심 시각화 연구의 부재 및 의의 2
• 1.2. 연구 목적 3
• 1.2.1. 구조적 범주화 및 실무적 제안 3
• 1.2.2. 상호 보완적인 모듈형 시각 시스템 제안 4
• 1.3. 연구 범위 및 방법 4
• 1.3.1. 화훼 유통 상위 50종 선별 4
• 1.3.2. 시뮬레이션 및 모듈화 프로세스 5
• 2. 이론적 배경 8
• 2.1. 식물 형태학(Plant Morphology)과 조형 분석 8
• 2.1.1. 식물 기관의 구조와 원형(Unform) 8
• 2.1.2. 자연물 시각화 사례 및 한계 분석 9
• 2.2. 정보 시각화와 모듈 시스템 9
• 2.2.1. ‘아이소타이프’와 시각적 유형화 원리 9
• 2.2.2. 모듈러 디자인의 효율성과 확장성 10
• 2.3. 그리드 시스템과 수리적 질서 10
• 2.3.1. 피보나치 수열과 잎차례 10
• 2.3.2. 시각적 질서 부여를 위한 그리드의 역할 11
• 3. 모듈형 시각화 시스템 설계 12
• 3.1. 베이스 그리드(Base Grid) 설계 12
• 3.1.1. 피보나치 수열 그리드 생성 원리 12
• 3.1.2. 생장 유형별 3단 가변 프레임 16
• 3.2. 식물 형태 정보의 구조화(5-Layer System) 20
• 3.2.1. 5단계 레이어 정의 및 분석 기준 20
• 3.2.2. 형태 요소 추출 및 데이터화 20
• 3.3. 시각 모듈 디자인(Visual Module Design) 21
• 3.3.1. 시각 모듈 형태 개발 21
• 3.3.2. 모듈 결합 가이드라인 46
• 3.3.3. 색채 시스템(Munsell&HSB Calibration) 47
• 4. 시스템 분석 및 적용 48
• 4.1. 상위 50종 식물 조형 분석 데이터 48
• 4.1.1. 데이터 수집 및 조형 분석 프로세스 48
• 4.1.2. Group A. 중신형 분석 데이터 49
• 4.1.3. Group B. 단신형 분석 데이터 53
• 4.1.4. Group C. 장신형 분석 데이터 56
• 4.2. 유형별 시각화 프로세스 및 결과 58
• 4.2.1. 중신형 적용 사례: 수국(Hydrangea) 58
• 4.2.2. 단신형 적용 사례: 호접란(Phalaenopsis) 61
• 4.2.3. 장신형 적용 사례: 델피니움(Delphinium) 64
• 4.3. 실무적 활용 제안 및 시뮬레이션 75
• 5. 결론 82
• 5.1. 연구 결과 요약 82
• 5.2. 연구 한계 및 제언 83
• 6. 참고문헌 84
• 7. A b s t r a c t 87