• Korean Journal of Remote Sensing
• /
• v.33 no.6_1
• /
• pp.931-946
• /
• 2017

The purpose of this study is to observe and analyze soil moisture conditions with high resolution and to evaluate its application feasibility to agriculture. For this purpose, we used three Landsat-8 OLI (Operational Land Imager)/TIRS (Thermal Infrared Sensor) optical and thermal infrared satellite images taken from May to June 2015, 2016, and 2017, including the rural areas of Jeollabuk-do, where 46% of agricultural areas are located. The soil moisture conditions at each date in the study area can be effectively obtained through the SPI (Standardized Precipitation Index)3 drought index, and each image has near normal, moderately wet, and moderately dry soil moisture conditions. The temperature vegetation dryness index (TVDI) was calculated to observe the soil moisture status from the Landsat-8 OLI/TIRS images with different soil moisture conditions and to compare and analyze the soil moisture conditions obtained from the SPI3 drought index. TVDI is estimated from the relationship between LST (Land Surface Temperature) and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) calculated from Landsat-8 OLI/TIRS satellite images. The maximum/minimum values of LST according to NDVI are extracted from the distribution of pixels in the feature space of LST-NDVI, and the Dry/Wet edges of LST according to NDVI can be determined by linear regression analysis. The TVDI value is obtained by calculating the ratio of the LST value between the two edges. We classified the relative soil moisture conditions from the TVDI values into five stages: very wet, wet, normal, dry, and very dry and compared to the soil moisture conditions obtained from SPI3. Due to the rice-planing season from May to June, 62% of the whole images were classified as wet and very wet due to paddy field areas which are the largest proportions in the image. Also, the pixels classified as normal were analyzed because of the influence of the field area in the image. The TVDI classification results for the whole image roughly corresponded to the SPI3 soil moisture condition, but they did not correspond to the subdivision results which are very dry, wet, and very wet. In addition, after extracting and classifying agricultural areas of paddy field and field, the paddy field area did not correspond to the SPI3 drought index in the very dry, normal and very wet classification results, and the field area did not correspond to the SPI3 drought index in the normal classification. This is considered to be a problem in Dry/Wet edge estimation due to outlier such as extremely dry bare soil and very wet paddy field area, water, cloud and mountain topography effects (shadow). However, in the agricultural area, especially the field area, in May to June, it was possible to effectively observe the soil moisture conditions as a subdivision. It is expected that the application of this method will be possible by observing the temporal and spatial changes of the soil moisture status in the agricultural area using the optical satellite with high spatial resolution and forecasting the agricultural production.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.22 no.1
• /
• pp.26-46
• /
• 2020

An irrigated-maize agroecosystem is viewed as an open thermodynamic system upon which solar radiation impresses a large gradient that moves the system away from equilibrium. Following the imperative of the second law of thermodynamics, such agroecosystem resists and reduces the externally applied gradient by using all means of this nature-human coupled system acting together as a nonequilibrium dissipative process. The ultimate purpose of our study is to test this hypothesis by examining the energetics of agroecosystem growth and development. As a first step toward this test, we employed the eddy covariance flux data from 2003 to 2014 at the AmeriFlux NE1 irrigated-maize site at Mead, Nebraska, USA, and analyzed the energetics of this agroecosystem by scrutinizing its radiation, energy and entropy exchange. Our results showed: (1) more energy capture during growing season than non-growing season, and increasing energy capture through growing season until senescence; (2) more energy flow activity within and through the system, providing greater potential for degradation; (3) higher efficiency in terms of carbon uptake and water use through growing season until senescence; and (4) the resulting energy degradation occurred at the expense of increasing net entropy accumulation within the system as well as net entropy transfer out to the surrounding environment. Under the drought conditions in 2012, the increased entropy production within the system was accompanied by the enhanced entropy transfer out of the system, resulting in insignificant net entropy change. Drought mitigation with more frequent irrigation shifted the main route of entropy transfer from sensible to latent heat fluxes, yielding the production and carbon uptake exceeding the 12-year mean values at the cost of less efficient use of water and light.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
• /
• 2017.04a
• /
• pp.41-41
• /
• 2017

본 연구는 초분광 영상을 이용하여 수박 모종의 수분함량을 비파괴적으로 추정하기 위해 수행되었다. 단계적으로 수분 스트레스를 받은 수박(n=45) 모종을 초분광 영상시스템으로 촬영하여 모종 영역의 반사율을 추출하였고, 매 촬영 후 모종의 생체중과 건물중을 측정하여 수분함량을 계산하였다. 모종의 반사율과 계측된 수분함량을 변수로 하여 Partial Least Square Regression(PLSR) 분석을 이용하여 수분 추정 모델을 구축하였다. 수분 추정모델을 작성한 결과 Calibration(Cal.)의 정확도($R^2$)는 0.66, 정밀도(RMSE 및 RE)는 각각 1.06%, 1.14%로 나타났다. 수박 모종의 수분함량 추정모델의 정밀도는 상당히 높게 나타났으나 정확도는 낮게 나타났다. 정확도를 개선하기 위해 Confidence ellipses의 신뢰구간을 95%로 설정하였을 때 3개의 모종이 타원 밖에 위치하는 것을 발견하였으며 이를 제거 후 재분석을 하였다. 3개의 모종을 제외한 수박 모종의 수분함량 추정모델의 정확도는 0.82, 정밀도는 0.73%, 0.78%로 나타났다. 3개의 모종을 제외함으로서 모델의 정확도 및 정밀도가 상승하여 3개의 모종이 정확도 및 정밀도를 낮추는 원인이라 판단된다. 작물은 가뭄스트레스를 받을수록 반사율이 낮아지지만(Yang et al., 2010) 3개의 모종은 다른 모종의 수분함량에 비해 반사율이 큰 차이를 나타내어 정확도 및 정밀도를 낮춘 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 초분광 영상을 이용하여 수박 모종의 수분함량 추정가능성을 시사하였고, 모델의 정확도를 개선하기 위해 샘플 수 및 수분함량의 변이를 증가시키는 것이 필요하다고 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.83-83
• /
• 2015

현재 인류가 직면한 에너지 부문의 큰 난제는 화석연료의 한정된 매장이기도 하지만 그 사용에 따른 환경오염으로 인한 피해들이 더 큰 문제로 대두되고 있다. 그중 지구 온난화의 영향으로 최근 세계에 국지적인 홍수, 가뭄, 태풍등의 기후 불안정으로 피해보는 상황이 가속화 되고 있다. 또한, 북극지방의 해빙으로 해수면 상승이 예상되며 머지않은 시간에 해수면 상승의 직접적인 피해가 인류에게 오리라는 보고가 많이 발표되고 있다. 그런데 우리가 더욱 중요한 것은 지구촌83의 관성이 크기 때문에 지구 온난화 와 해수면 상승이 인류에 큰 피해를 미치기 시작할 때는 이미 돌이킬 수 없는 상황에 진입해버린다는 사실을 간과하고 있는다는 것이다. 그러므로 과학적 분석에 근거하여 피해를 축소하기위한 활동을 실천해야할 시기이다. 특히, 우리나라의 경우 에너지의 97% 이상을 해외에서 수입하고 있으며, 세계에너지 소비 10위, 석유 소비 7위의 열악한 에너지 자원 빈국인 만큼, 중장기적인 관점에서 석유의존도를 개선하고 신재생에너지원을 확보하는 등 대책마련이 시급한 실정이다. 신재생에너지원으로 현재까지 가장 큰 역할을 해왔던 것 중의 하나가 풍력발전기인데, 오늘날 세계 풍력에 의한 발전량은 세계 총 발전량의 2% 미만에 불과하이다. 이러한 풍력 시장에 발맞춰 국내에서도 풍력발전기 개발에 많은 힘을 쏟고 있는데, 2002년부터 750 kW급 풍력발전기가 처음 개발되기 시작하였고, 이후 2 MW급 풍력발전기와 3 MW급 풍력발전기가 개발되었으며, 최근에는 5 MW와 7.5 MW급등 초대형 풍력발전기가 대기업 중심으로 개발 진행되고 있었으나, 2008년 세계 금융위기 이후 세계 경기침체의 영향으로 국내 풍력산업도 적지않은 영향으로 구조조정되어 기존 7~8개 풍력발전기 제조사들이 3개사 이하로 축소되고 있다. 이에 정부 및 전라남도는 해상풍력산업을 침체기를 겪는 조선산업의 대체산업으로 육성하기위해, 정부 주도로 부안 앞바다에 2.5 GW 해상풍력발전단지개발을 준비 중에 있으며, 전라남도는 전남 서해안에 4 GW 해상풍력발전단지 개발을 서두드고 있다. 특히, 전라남도는 국내에서 가장 많은 풍력에너지 포텐셜을 가지고 있으며, 바람의 질 또한 우수하여 이를 지역산업 활성화의 모멘텀으로 가져가기위해 많은 노력을 기울이고 있다. 그 일례로 영광군 백수읍 하사리 바닷가 $4,342m^2$ 부지에 "풍력테스트베드"를 개발하여 국내 풍력발전기 제조사들이 활용하도록 도움을 주고 있다. 종래의 테스트베드는 해외지역을 이용하였는데, 이는 국내에서 개발된 풍력발전기들이 국제인증을 받기위해 바람의 질이 좋은 해외 테스트베드에 설치되어 평가받았으며 고가의 비용이 소모되었다. 제주도에 테스트베드 장소가 있긴 하지만 수용 규모가 작아 풍력발전기 제조사들이 대기할 수 없어 해외로 나가는 실정에 전라남도의 내륙 테스트베드를 개발함으로서 풍력발전기 제조사들에게 큰 도움을 주고 있다. 본 보고에서는 국가 해상풍력 산업발전의 단계별 전략과 전라남도의 해상풍력산업의 방향 그리고 풍력테스트베드의 현황을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2006.05a
• /
• pp.1362-1366
• /
• 2006

우리나라에서는 하천법 제11조에 의거하여 10년마다 한 번씩 수자원장기종합계획을 수립하고 있으며, 필요에 따라 5년마다 이를 수정 보완하고 있다. 2001년 7월 수자원장기종합계획(Water Vision 2020)이 수립된 이후 잦은 봄 가뭄 등 이수측면에서의 사회, 경제, 환경의 변화와 최근 이상홍수 등으로 인한 대규모 홍수피해 발생에 따른 치수측면의 종합적인 대책의 제시가 요구되면서 2001년 수립된 계획에 대한 보완 필요성이 제기되었다. 또한 수자원계획의 신뢰성에 대한 시민단체 등의 문제제기와 지역 차원의 수자원계획 및 수자원환경에 대한 국민적 관심 증대로 인해 계획 수립 과정과 결과에 대한 국민적인 공감대 형성을 위한 체제의 구축이 금번 보완 계획의 수립을 통해 추진되고 있다. 금번 수자원장기종합계획 보완은 투명성 확보라는 큰 목표를 가지고 수행되고 있으며, 이를 통해 국가 수자원 관리의 청사진을 제시하고 물 수급 전망 및 용수수급 계획을 수립하는 과정에 있다. 기 개발된 한국형 통합수자원평가계획 모형인 K-WEAP 모형을 보완 계획 수립 과정에서 활용하고 있으며, K-WEAP 모형을 통해 물 수지 분석을 수행하여 수급 균형을 판단함으로써 일반 대중에게 물 수급 관련 상황에 대한 이해력을 높일 수 있다는 장점을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 K-WEAP 모형을 이용하여 각 권역별로 2003년의 물 수급 현황을 분석하여 이를 하천의 관측유량과 비교해봄으로써 모형의 검증을 수행하였으며, 각 권역에서 시나리오별로 추정된 용수수요량을 이용하여 물 수지 분석을 수행함으로써 목표연도별 물 수급 분석결과를 제시하였다. 물 수급 분석 시 지하수 및 농업용 저수지 등 하천과 다목적댐 이외의 지역 공급원에 대해서도 고려하였으며, 이를 통해 수자원계획 수립 시 도움이 될 수 있는 기초적인 자료를 제공할 수 있었다. 인공순환에 의한 저감효과가 크지는 않을 것으로 예측된다. 조사 기간중 H호의 현존 식물플랑크톤량의 $60%{\sim}87%$가 수심 10m 이내에 분포하였고, 녹조강과 남조강이 우점하는 하절기에는 5m 이내에 주로 분포하였다. 취수탑 지점의 수심이 연중 $25{\sim}35m$를 유지하는 H호의 경우 간헐식 폭기장치를 가동하는 기간은 물론 그 외 기간에도 취수구의 심도를 표층 10m 이하로 유지 할 경우 전체 조류 유입량을 60% 이상 저감할 수 있을 것으로 조사되었다.심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전략은 존재하므로 이러한 전략을 개발 및 활용할 수 있으며, 특히, 한국주

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.305-312
• /
• 2010

During a last decade, the introduced traits in commercialized GM crops have been diversified from a simple trait such as herbicide resistance gene or insectresistance gene which are related to the crop production into more complicated traits such as modification of fatty acid or essential amino acid composition, modified coloring pattern of flower. In addition, it was investigated that several other GM crops bearing more refined traits expected to lead next generation are also awaiting for risk assessment (RA) or under field test for the preparation of RA in the near future. These GM crops include abiotic stress resistance including drought or cold, increased biomass, production of bioethanol or diesel, production of pharmaceuticals or functional materials for industrial. In particular, in 2008 and 2009, it was reported that the highest number of GM crops for molecular farming are under developed in laboratory or green house level in all the world. Likewise, in Korea, 171 events from 49 plant species are under developed to introduce several important traits. At present, about 10 events are under field test to select elite lines for RA application. For the first time, herbicide resistance turfgrass developed by Korean research team has been submitted for RA and currently under requested for additional data. Moreover, GM rice resistant to leaf roll (folder) disease is expected as a next event to be submitted for RA application.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.14-22
• /
• 2017

The frequency and scale of natural disasters due to the abnormal climate phenomena caused by global warming have being increasing all over the world. Various natural disasters, such as typhoons, earthquakes, floods, heavy rain, drought, sweltering heat, wind waves, tsunamis and so on, can cause damage to human life. Especially, the damage caused by natural disasters such as the Earthquake of Japan, hurricane Katrina in the United States, typhoon Maemi and so on, have been enormous. At this stage, it is difficult to estimate the scale of damage due to (future) natural disasters and cope with them. However, if we could predict the scale of damage at the disaster response level, the damage could be reduced by responding to them promptly. In the present study, therefore, among the many types of natural disaster, we developed a function to estimate the damage due to wind waves caused by sea winds and waves. We collected the damage records from the Disaster Report ('91~'14) published by the Ministry of Public Safety and Security about wind waves and typhoons in the western coastal zone and, in order to reflect the inflation rate, we converted the amount of damage each year into the equivalent amount in 2014. Finally, the meteorological data, such as the wave height, wind speed, tide level, wave direction, wave period and so on, were collected from the KMA (Korea Meteorological Administration) and KHOA (Korea Hydrographic and Oceanographic Agency)'s web sites, for the periods when wind wave and typhoon damage occurred. After that, the function used to estimate the wind wave damage was developed by reflecting the regional characteristics for the 9 areas of the western coastal zone.

• Korean Journal of Plant Resources
• /
• v.30 no.5
• /
• pp.571-577
• /
• 2017

Abscisic acid (ABA) is an important phytohormone involved in abiotic stress tolerance in plants. The group A bZIP transcription factors play important roles in the ABA signaling pathway in Arabidopsis but little is known about their functions in rice. In our current study, we have isolated and characterized a group A bZIP transcription factor in rice, OsABF3 (Oryza sativa ABA responsive element binding factor 3). We examined the expression patterns of OsABF3 in various tissues and time course analysis after abiotic stress treatments such as drought, salinity, cold, oxidative stress, and ABA in rice. Subcellular localization analysis in maize protoplasts using a GFP fusion vector further indicated that OsABF3 is a nuclear protein. Moreover, in a yeast one-hybrid experiment, OsABF3 was shown to bind to ABA responsive elements (ABREs) and its N-terminal region found to be necessary to transactivate a downstream reporter. A homozygous T-DNA insertional mutant of OsABF3 is more sensitive to salinity, drought, and oxidative stress compared with wild type plants ＆ OsABF3OX plants. In addition, this Osabf3 mutant showed a significantly decreased sensitivity to high levels of ABA at germination and post-germination. Collectively, our present results indicate that OsABF3 functions as a transcriptional regulator that modulates the expression of abiotic stress-responsive genes through an ABA-dependent pathway.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.413-413
• /
• 2019

하천과 호수에서 남조류의 이상 과잉증식 문제(이하 녹조문제)는 담수생태계의 생물다양성을 감소시키며, 음용수의 이취미 원인물질을 발생시켜 물 이용에 장해가 된다. 또한 독소를 생산하는 유해남조류가 대량 증식할 경우에는 가축이나 인간의 건강에 치명적 해를 끼치기도 한다. 그 동안 국내에서 녹조문제는 댐 저수지와 하구호와 같은 정체수역에서 간헐적으로 문제를 일으켰으나, 4대강사업(2010-2011)으로 16개의 보가 설치된 이후 낙동강, 금강, 영산강 등 대하천에서도 광범위하게 발생되고 있어 중요한 사회적 환경적 이슈로 대두되었다. 한편, 대하천에 설치된 보 구간에서 빈번히 발생하는 녹조현상의 원인에 대해서는 전 지구적 기온상승에 따른 기후변화의 영향이라는 주장과 유역으로부터 영양염류의 과도한 유입, 가뭄에 따른 유량감소, 보 설치에 따른 체류시간 증가 등 다양한 의견이 제시되고 있으나, 대상 유역과 수체의 특성에 따라 녹조 발생의 원인이 상이하거나 또는 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문에 보편적 해석(universal interpretation)이 어려운 것이 현실이다. 따라서 각 수계별, 보별 녹조현상에 대한 정확한 원인분석과 효과적인 대책 마련을 위해서는 집중된 실험자료와 데이터마이닝 기법에 근거로 한 보다 과학적이고 객관적인 접근이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2012년 보 설치 이후 남조류에 의한 녹조현상이 빈번히 발생하고 있는 낙동강 4개보(강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보)를 대상으로 집중적인 현장조사와 실험분석을 수행하고, 수집된 기상, 수문, 수질, 조류 자료에 대해 통계분석과 다양한 데이터모델링 기법을 적용하여 보별 남조류 우점 환경조건과 이를 제어하기 위한 주요 조절변수를 규명하는데 있다. 연구대상 보 별 수질과 식물플랑크톤의 정성 및 정량 실험은 2017년 5월부터 2018년 11월까지 2년에 걸쳐 실시하였으며, 남조류 세포수 밀도와 환경요인과의 상관성 분석을 실시하고, 단계적 다중회귀모델(Step-wise Multiple Linear Regressions, SMLR), 랜덤포레스트(Random Forests, RF) 모델과 재귀적 변수 제거 기법(Recursive Feature Elimination using Random Forest, RFE-RF)을 이용한 변수중요도 평가, 의사결정나무(Decision Tree, DT), 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 등 다양한 모수적 및 비모수적 데이터마이닝 결과를 바탕으로 각 보별 남 조류 우점 환경요인을 종합적으로 해석하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.54 no.2
• /
• pp.105-119
• /
• 2021

An increase in the frequency and intensity of both floods and droughts has been recently observed due to an increase in climate variability. Especially, land-use change associated with industrial structure and urbanization has led to an imbalance between water supply and demand, acting as a constraint in water resource management. Accurate rainfall-runoff analysis plays a critical role in evaluating water availability in the water budget analysis. This study aimed to explore various continuous rainfall-runoff models over the Soyanggang dam watershed. Moreover, the ensemble modeling framework combining multiple models was introduced to present scenarios on streamflow considering uncertainties. In the ensemble modeling framework, rainfall-runoff models with fewer parameters are generally preferred for effective regionalization. In this study, more than 40 continuous rainfall-runoff models were applied to the Soyanggang dam watershed, and nine rainfall-runoff models were primarily selected using different goodness-of-fit measures. This study confirmed that the ensemble model showed better performance than the individual model over different flow regimes.