• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.114-114
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• 2021

본 연구에서는 Sentinel-1 SAR 센서 기반 이미지자료와 딥러닝기법을 이용하여 고해상도 토양수분을 산정하였다. 입력자료는 지표특성(모래함량, 점토함량, 경사도), 인공위성 기반의 강우와 LANDSAT 기반의 이미지자료(NDVI, LST, 공간분포 토양수분)를 사용하였다. 강우자료의 경우 GPM(Global Precipitation Measurement) 일강우 자료를 사용하였으며, 관측일 기준으로 5일전까지의 강우자료와 5일평균강우를 구분하여 사용하였다. LANDSAT 기반의 토양수분 이미지자료와 지점관측 토양수분을 이용하여 검·보정 이후 딥러닝 모형의 입력자료로 사용하였다. 입력자료는 30m × 30m 해상도로 Resample 하여 딥러닝 모형의 학습을 진행하였으며, 학습에 사용된 모형을 이용하여 Sentinel-1 기반의 고해상도(10m × 10m) 토양수분이미지를 산정하였다. 검증지점은 거창군 거창읍, 계룡시 두마면, 장수군 장수읍 및 무주군 무주읍 토양수분 관측지점을 선정하였다. 거창군 거창읍의 산정결과, LANDSAT 기반의 토양수분 이미지와 DNN 기반의 토양수분 이미지가 매우 유사하게 나타났으며, 모의값(DNN 기반 토양수분)이 실측값(LANDSAT 기반의 토양수분)을 잘 반영한 것(R: 0.875 ; RMSE: 0.013)으로 나타났다. 또한 학습모형을 토지피복이 유사한 지역에 적용하여 토양수분을 산정한 결과 검증지점 계룡시(R: 0.897 ; RMSE: 0.014), 장수군(R: 0.770 ; RMSE: 0.024) 및 무주군(R: 0.909 ; RMSE: 0.012)의 모의값이 실측값과 매우 유사한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 Seninel-1 SAR센서 이미지자료와 딥러닝기법을 연계한 고해상도 토양수분자료가 농업, 수문, 환경 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.248-248
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• 2020

토양수분은 증발산, 유출, 침투 등 물수지 요소들과 밀접한 연관이 있는 주요한 변수 중에 하나이다. 토양수분의 정도는 토양의 특성, 토지이용 형태, 기상 상태 등에 따라 공간적으로 상이하며, 특히 기상 상태에 따라 시간적 변동성을 보이고 있다. 기존 토양수분 측정은 토양시료 채취를 통한 실내 실험 측정과 측정 장비를 통한 현장 조사 방법이 있으나 시간적, 경제적 한계점이 있으며, 원격탐사 기법은 공간적으로 넓은 범위를 포함하지만 시간 해상도가 낮은 단점이 있다. 또한, 모델링을 통한 토양수분 예측 기술은 전문적인 지식이 요구되며, 복잡한 입력자료의 구축이 요구된다. 최근 머신러닝 기법은 수많은 자료 학습을 통해 사용자가 원하는 출력값을 도출하는데 널리 활용되고 있다. 이에 본 연구에서는 토양수분과 연관된 다양한 기상 인자들(강수량, 풍속, 습도 등)을 활용하여 머신러닝기법의 반복학습을 통한 토양수분의 예측 가능성을 분석하고자 한다. 이를 위해 시공간적으로 토양수분 실측 자료가 잘 구축되어 있는 청미천과 설마천 유역을 대상으로 머신러닝 기법을 적용하였다. 두 대상지에서 2008년~2012년 수문자료를 확보하였으며, 기상자료는 기상자료개방포털과 WAMIS를 통해 자료를 확보하였다. 토양수분 자료와 기상자료를 머신러닝 알고리즘을 통해 학습하고 2012년 기상 자료를 바탕으로 토양수분을 예측하였다. 사용되는 머신러닝 기법은 의사결정 나무(Decision Tree), 신경망(Multi Layer Perceptron, MLP), K-최근접 이웃(K-Nearest Neighbors, KNN), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM), 랜덤 포레스트(Random Forest), 그래디언트 부스팅 (Gradient Boosting)이다. 토양수분과 기상인자 간의 상관관계를 분석하기 위해 히트맵(Heat Map)을 이용하였다. 히트맵 분석 결과 토양수분의 시간적 변동은 다양한 기상 자료 중 강수량과 상대습도가 가장 큰 영향력을 보여주었다. 또한 다양한 기상 인자 기반 머신러닝 기법 적용 결과에서는 두 지역 모두 신경망(MLP) 기법을 제외한 모든 기법이 전반적으로 실측값과 유사한 형태를 보였으며 비교 그래프에서도 실측값과 예측 값이 유사한 추세를 나타냈다. 따라서 상관관계있는 과거 기상자료를 통해 머신러닝 기법 기반 토양수분의 시간적 변동 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제19권2호
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• pp.97-101
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• 1987

쌀보리인 영산보리 전분의 결정구조는 수분-열처리하지않은 것과 수분-열처리 한것 모두 A형을 나타냈고, 그 결정 정도는 수분-열처리 정도가 높아질수록 약해졌다. 물 결합능력은 수분-열처리 정도가 높아질수록 증가하였다. 팽윤력 및 용해도는 온도상승에 따라 증가하였으며 수분-열처리 정도가 높아질수록 같은 온도에서 팽윤력은 감소, 용해도는 점차 증가하는 경향을 나타냈다. 가열에 따른 호화도의 변화는 수분-열처리 하지않은 것과 수분-열처리 한것 모두 $45^{\circ}C$이후 호화도가 급격히 증가하였다. 알카리 호화에 의한 점도는 수분-열처리 정도가 증가할수록 겉보기 점도가 감소하였다. 아밀로그람 특성값은 수분-열처리 정도가 높을수록 호화온도는 약간 높은 값을 나타냈으며 점도는 약간씩 낮은 값을 나타냈다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권2호
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• pp.110-116
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• 2009

토양의 용적수분 함량을 현장에서 측정할 수 있어 토양 내 물 이동이나 관개관리에 효과적으로 이용할 수 있는 6종의 토양수분 센서에 대한 검정을 실시했다. TDR형태의 센서가 2종으로 토양단면측정용인 TRIME과 탐침형태인 Mini-TRASE이었으며, 4종은 FDR 형태의 센서로 토양단면 측정용인 EasyAG, EnviroSCAN, PR-1과 탐침형태의 WET-1 센서였다. 코어로 측정한 용적수분함량과 비교한 결과 TRIME은 1차 선형식의 관계에서 코어측정값과 약 2.4%의 오차를 나타냈고, Mini-TRASE는 코어 용적 수분함량과 약 1.4%의 오차를 나타냈으며, 이 오차는 실험에 사용했던 7종의 센서들 중에서 가장 작은 값이었다. EasyAG는 SF로 분석했을 때는 코어측정값과 약 2.6%의 오차를 나타냈고, 센서로 측정한 토양 수분 함량을 코어수분함량과 직접적으로 비교했을 때도 역시 약 2.6%의 오차를 나타냈다. EnviroSCAN은 SF로 분석했을 때는 코어측정값과 약 2.8%의 오차를 나타냈고, 센서로 측정한 토양수분 함량을 코어수분 함량과 직접적으로 비교했을 때는 2.6%의 오차를 나타냈다. WET-1은 센서로 측정한 값과 코어로 실측한 값 사이에 약 2.0%의 오차가 있음을 보여주고 있으며, 이것은 검정에 사용했던 FDR 센서들 중에서는 가장 작은 값이었다. PR-1은 측정시 access 튜브 내에서 방향을 조금씩 바꿀 때마다 측정값이 달리 나오는 경우가 많아 수분함량 측정횟수가 많지 않았으나 실측값과 약 4.7%의 오차를 보였다. 결론적으로 센서의 정확성을 검정하기 위해 사용된 6종의 센서 중 PR-1은 현장 측정에 문제가 있을 것으로 여겨진다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.107-107
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• 2011

최근 기후변화로 야기되는 식생의 변화는 수문기상인자인 증발산과 토양수분에 많은 영향을 끼친다. 본 연구의 목적은 식생의 변화가 수문기상인자인 토양수분에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 하는데 있다. 식생인자와 수문기상 인자와의 상관관계를 알아보기 위해 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 위성 이미지 데이터를 연구에 적용하였으며, 식생인자는 MODIS 13 Vegetation Indices Product에서 추출한 정규식생지수 Normalized Difference Vegetation Index(NDVI)를 이용하였다. 식생인자와 토양수분의 상관관계를 분석하기 위해 농업기상정보시스템(Rural Development Administration, RDA)에서 측정한 군위, 논산, 옥천, 예산 지역의 토양수분 관측값 및 Aqua 위성에 탑재된 Advanced Microwave Scanning Radiometer E(AMSR-E)를 이용하여 측정한 토양수분 관측값을 MODIS-NDVI와 비교 분석하였다. 식생인자와 수문기상인자의 시계열 자료를 이용하여 변화하는 양상을 알아내고자 하였고 상관성을 분석하여 식생인자가 수문인자에 어떠한 영향을 주는지 파악하였다. 그 결과 RDA 토양수분 관측값은 MODIS-NDVI와 거의 비슷한 경향을 나타남을 확인 할 수 있었으며, 이는 RDA와 AMSR-E의 토양수분의 관측 깊이에 따른 차이로 이 같은 현상이 나타난다고 사료된다, 또한 MODIS-NDVI, AMSR-E, RDA가 가지고 있는 각기 다른 공간 해상도(1km, 25km, point scale)가 반영된 결과라 할 수 있겠다, 추후 이를 보완한다면 보다 식생변화가 토양수분에 미치는 영향분석을 명확히 할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제21권2호
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• pp.313-319
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• 1989

일반계인 올찰과 다수계인 한강찰벼 찹쌀의 수분흡수 특성을 조사하였다. 침지 온도 $4{\sim}40^{\circ}C$에서의 수분흡수 속도상수 값은 한강 찰벼가 올찰보다 작았다. 수분흡수의 활성화 에너지는 올찰이 한강찰벼 보다 다소 큰 값을 보였다. 침지중 부피 증가 속도상수 값은 올찰이 한강찰벼 보다 컸으며, 부피 증가의 활성화 에너지 값도 올찰이 다소 큰 값이었다. 침지에 따른 찹쌀의 경도 감소 속도상수는 침지 온도가 높을수록 큰 값을 보였으나, 시료 간에는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 침지 시간과 침지 온도와의 관계로부터 구한 z-값과 $Q_{10}$ 값은 각각 $39.7^{\circ}C$ 및 1.78로써 시료간에 차이를 보이지 않았다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제25권2호
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• pp.267-273
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• 1996

열풍건조 전 전처리로서 $50^{\circ}C의$ 2%(w/v)가용성 전분용액에서 20분간 침지를 한 처리구와 건조 후 분말 입자크기가 $40^{\circ}C,$ 90%RH의 저장 중 분말양파의 물리적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 저장 중 수분흡수는 처리구와 대조구 모두 분말양파의 입자 크기에 관계없이 저장 초기에 빠르게 이루어진 후 저장시간이 지남에 따라서 둔화되었다. 처리구가 대조구에 비하여 저장중 수분흡수가 작게 나타났다. 처리구의 경우 분말입자가 큰 -24+60 mesh의 수분흡수는 저장 6시간 후 처리구와 대조구의 덩어리 형성 정도는 각각 12.26과 60.1%이었다. 입자 크기에 다른 덩어리 형성 정도는 처리구에서 저장 1시간 후 2.28%과 23.6%로 나타났다. 겉보기 밀도에서는 처리구가 대조구에 비하여 전반적으로 높은 값을 나타내었으며 처리구의 경우 수분흡수가 0.03에서 0.12g수분/g고형분으로 늘어남에 따라서 겉보기 밀도는 입자가 큰 분말은 0.49에서 0.38g/㎤이였으며 입자가 작은 분말은 0.31에서 0.29g/㎤로 나타났다. 압축성에서는 입자 크기가 크고, 수분흡수가 많이 이루어진 분말일수록 도한 대조구가 처리구 보다 응집성질을 가지게 되므로 높은 값을 나타내었다. 이완상수에서는 입자가 큰 처리구의 경우 수분흡수가 3.0과 12.1%이루어 진 것을 비교하면 각각 2.45와 2.01로 나타났다. 이는, 수분흡수가 높아짐에 따라서 고체 성질이 줄어들게 됨으로써 이완상수값이 낮아지기 때문이다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권4호
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• pp.444-452
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• 2017

본 연구는 조직감과 영양이 뛰어난 쌀 팽화 스낵 제조를 위하여, 쌀가루에 부족한 각종 영양소를 보충할 수 있는 저렴하고 우수한 식품 소재인 갈색거저리(mealworm)를 첨가한 압출성형물의 이화학적 특성에 대하여 살펴보았다. 쌀 압출성형 원료배합비는 쌀가루 100%, 쌀가루 90%에 갈색거저리 10%, 쌀가루 80%에 갈색거저리 20%로 하였고, 압출성형 공정변수는 사출구 온도를 $130^{\circ}C$와 $140^{\circ}C$, 수분함량을 20%와 25%로 조절하였다. 압출성형한 후 직경 팽화율, 비길이, 조각밀도, 파괴세기 및 겉보기 탄성계수, 색도, 수분용해지수 및 수분흡착지수, 수용성질소지수, 단백질 소화율, DPPH 라디칼 소거 활성, 산패도를 측정하였다. 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 팽화율은 감소하였고 비길이와 밀도는 증가하였다. 온도와 수분함량에 따른 변화에서는 사출구 도가 증가하고 수분함량이 감소할수록 직경팽화율은 증가하였으며 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 파괴세기와 겉보기 탄성계수에서는 갈색거저리 첨가 함량이 10%일 때 감소하였다가 20%일 때 다소 증가하였다. 또한 사출구 온도가 감소하고 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 수분용해지수는 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 상승하였다. 수분흡착지수는 갈색거저리 첨가함량이 높을수록 증가하였다. DPPH 라디칼 소거 활성에서는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 값이 유의적으로 증가하였고 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 산패도는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 감소하였고 40일 이후에도 갈색거저리 첨가 함량이 높을수록 값이 감소하였으나 값의 상승폭은 쌀 압출성형물에 비하여 다소 크게 나타났다. 쌀가루에 갈색거저리의 첨가는 쌀 스낵의 영양적인 면을 개선하고 항산화성을 부여하는 유효한 공정이며 사출구 온도를 낮추고 수분함량을 증가시켰을 때 팽화스낵으로써 조직감이 향상되었음을 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제20권1호
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• pp.27-34
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• 2018

본 연구에서는 멸종위기식물인 큰바늘꽃(Epilobium hirsutum L.)의 효과적인 보전 및 복원을 위한 기초자료를 얻기 위해 토양의 수분함량과 유기물함량이 번식계절과 생리 반응에 어떠한 영향을 주는지에 대하여 알아보았다. 큰바늘꽃은 다년생식물이지만 모든 구배에서 한 해에 생식생장을 하였다. 꽃봉오리, 꽃 그리고 열매주머니는 수분구배와 영양소구배에서 각각 높은 수분 조건과 높은 유기물 조건에서 가장 이른 시기에 성숙하였다. 그리고 꽃 수와 열매주머니 수는 높은 수분 조건과 높은 유기물 조건에서 더 빨리 증가하였다. 엽록소 함량은 수분구배에서 높은 중간 수분 조건과 높은 수분 조건에서 가장 많았고, 영양소구배에서는 차이가 없었다. 최소엽록소형광 값은 수분구배와 영양소구배 모두 차이가 없었고, 최대엽록소형광 값은 높은 수분 조건과 높은 유기물 조건에서 가장 높았다. 광계 II의 광화학적 효율 값은 모든 수분구배에서 0.75로 차이가 없었고, 영양소구배에서의 경우 높은 유기물 조건에서 0.78로 가장 높았다. 큰바늘꽃은 수분이 증가할수록 엽록소 함량이 많아지고, 유기물이 증가할수록 Fv/Fm 값이 높아졌다. 이상의 연구결과는 토양의 충분한 수분과 유기물 함량은 큰바늘꽃의 번식계절을 앞당겨 주고 생식생장을 촉진한다는 것을 보여준다. 추후 멸종위기종인 큰바늘꽃의 개체군 유지와 서식지를 관리하는데 중요한 정보가 될 것으로 판단된다.

• 산업식품공학
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• 제21권2호
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• pp.116-125
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• 2017

본 연구는 조직감과 영양적으로 뛰어난 쌀 팽화 스낵 제조를 위하여 쌀가루에 부족한 단백질과 불포화 지방산이 풍부하며 미래식량 자원으로써의 가치를 지닌 갈색거저리(mealworm)를 첨가한 쌀 압출성형물의 이화학적 특성에 대하여 살펴보았다. 압출성형 원료배합비는 쌀가루 100%, 쌀가루 95%에 갈색거저리 5%, 쌀가루 90%에 갈색거저리 10%를 첨가한 것으로, 압출성형 공정변수는 사출구 온도를 $120^{\circ}C$와 $130^{\circ}C$, 수분함량을 30%와 35%로 조절하였고 압출성형한 후 직경 팽화율, 비길이, 밀도, 파괴력 및 겉보기탄성계수, 조직감 분석, 색도, 수분용해지수 및 수분흡착지수, 수용성질소지수, 단백질 소화율, DPPH radical 소거활성, 산패도를 측정하였다. 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 비길이는 증가하였으며 밀도는 감소하였고 팽화율은 다소 증가하였으나 유의적 차이가 없었다. 온도와 수분함량에 따른 변화에서는 사출구 온도가 증가하고 수분함량이 감소할수록 직경팽화율, 비길이는 증가하였으며 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 사출구 온도가 감소하고 수분함량이 증가할수록 값은 증가하였다. 수분용해 지수는 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 상승하였다. 수분흡착지수는 갈색거저리 첨가함량이 높을수록 증가하였으며 사출구 온도가 증가할수록 높은 값을 나타내었다. DPPH radical 소거 활성에서는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 값이 유의적으로 증가하였고 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 산패도는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 감소하였고 50일 이후에는 갈색거저리 첨가 함량이 높을수록 높은 상승 폭을 나타내었다. 쌀가루에 갈색거저리의 첨가는 쌀 팽화 스낵의 조직감과 영양적인 면을 개선하고 항산화성을 부여하였으며 사출구 온도와 수분함량도 압출성형 쌀 팽화 스낵의 품질에 영향을 미치는 것을 확인하였다.