• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.230-230
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• 2021

하상변동은 하천을 효과적으로 활용하고, 하천 내 시설물을 유지관리하기 위한 중요한 정보 중 하나이다. 특히, 최근 4대강 사업으로 인한 하상변동 측정에 대한 수요가 높아짐에 따라 하상변동 측정에 대한 수요가 높아지고 있다. 하상변동 측정하기 위한 방법은 일반적으로 경험식 및 모델링과 실측에 의한 방법으로 구분할 수 있다. 경험식 및 모델링에 의한 방법은 대상 하천과 환경 조건에 따라 결과가 상이하게 나타나며, 실측에 의한 방법은 계측기기를 활용한 지점 단위의 측정에 의존하고 있다. 쉽게 말해 기존의 하상변동 측정은 높은 불확실성 보이며, 많은 인력과 비용, 그리고 시간이 소요되는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 하상변동 측정의 한계를 극복하고, 하상의 움직임과 특성을 파악할 수 있는 AMV(Acoustic Mapping Velocimetry)를 도입하였다. AMV는 초음파를 이용하여 수심을 측정하는 음향 측심기에서 얻은 측정 결과를 바탕으로 초음파 영상을 생성하고, 영상 분석을 통해 하상의 움직임과 특성을 파악하는 알고리즘이다. 본 연구는 AMV의 일환으로, MBES로 측정된 자료를 기반으로 하상의 움직임을 조사하기 위해 AMV를 적용한 실증적 연구로 시도되었다. 본 연구에서 제시한 기술은, 1) ADCP, MBES를 통해 측정된 수심 정보를 초음파 하상 영상을 변환, 2) 연속 초음파 영상에 LSPIV와 같은 영상 유속계 기술을 도입하여 하상 이동속도를 산정, 3) 연속 초음파 영상에서 하상의 평균하상고, 파장 등의 특성을 파악, 4) Exner 방정식을 활용한 하상변동량 산정으로 구성된다. 본 연구에서 제시된 기술은 사용자의 경험과 판단에 의한 영향을 최소화하여 비교적 낮은 불확실성을 가지며, 비교적 적은 인력과 비용, 시간이 소요되는 경제성을 갖추고 있다. 뿐만 아니라 공간적으로 측정된 초음파 영상을 활용한 많큼 상대적으로 넓은 범위에 적용할 수 있다. 따라서 향후 국내 하상변동 연구에 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권1호
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• pp.146-151
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• 2002

준설작업 효율성은 장비의 형식, 준설토의 특성, 작업의 성격, 작업 시행 전.후에 이루어지는 측량작업 등에 의해 결정된다. 특히, 준설선의 위치제어와 준설지점의 수심 측량은 전체 공정의 효율성 결정에 중요한 인자가 된다. 우리나라 준설업체가 주로 보유하고 있는 펌프식 준설선은 연속작업이 가능하고, 타 기종에 비해 작업해역에서 탁도 발생이 적다는 장점이 있지만 제거되는 슬러리에 토사 함유량이 적고, 위치 정확도가 낮다는 큰 단점이 있다. 본 연구에서는 LADGPS, 조석관측시스템, 광센서 각도추출장치, GIS와 전자해도를 이용하여 4개의 하부시스템으로 구성된 펌프식 준설선 통합공정관리시스템을 개발하여 준설선 위치제어, 실재 굴착이 이루어지는 준설지점의 위치결정, 작업해역의 조위가 보정된 실시간 수심결정, 작업지시내용 및 작업성과를 기록하고 이들 모든 정보를 작업자 모두가 실시간으로 모니터링하고 제어하는 공정관리를 수행할 수 치도록 하였다. 이 시스템을 펌프식 준설선인 '||'&'||'quot;은진PD-2'||'&'||'quot;에 설치하여 운영하였으며, 기존의 작업방식과의 작업효율성 비교를 위한 작업성과 데이타는 아직 추출하지 못했지만 일부 유사한 하$\circledcirc$시스템이 적용된 그라브 쿤설선 공정관리시스템의 효율성 분석결과에서 준설해역의 편평도가 45cm 이내로 양호하고, 작업기간을 227f 단축하였으며, 작업비용을 16.6% 절감된 것으로 나타났다.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권3호
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• pp.151-161
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• 2003

본 연구에서는 최근 해양, 대기, 육지환경을 동시에 관측할 수 있는 미국 첨단관측 위성 Terra/MODIS(moderate-resolution imaging spectroradiometer) 자료와 동중국해 북부해 역에의 현장 관측치를 이용하여 동중국해에서 탁한 해수의 수평 분포에 대한 동 하계 변동 규모를 정량화하고자 하였다. 국립수산과학원에서 2001년 6월부터 실시간 직접 수신한 MODIS 위성의 36개 채널 자료 중, 공간해상도가 250m인 채널 1(620~670nm) 및 공간해상도 500m인 채널 4(545~565nm)와 채널 3(459~479nm)을 합성한 RGB(red, green, blue) 디지털 영상자료를 이용하였다. 중국 연안측과 같이 수심이 얕은 동중국해역에서 발생되는 탁수의 수평 공간 분포 영역은 동계의 경우 강한 풍속과 수온약층의 소멸현상 등으로 수평면적이 평균 $232,000km^2$였다. 하계의 경우 비교적 약한 풍속과 강한 수온약층의 존재 등으로 수평면적이 평균 $71,000km^2$로 나타나, 동계 탁수의 수평적 분포 면적이 하계보다 약 3배 커지는 것으로 나타났다. 탁수의 수평면적 변동은 하계의 경우 10~20m 등수심선과, 동계의 경우 50m 등수심과 대략적으로 일치하는 분포를 보였다. 동계는 50m 이천까지의 수심에서 재부상한 부유물질이 표층에서 바람 또는 이류에 의해 50m 수심보다 깊은 해역의 표층으로 수평확산되어 탁수가 단지 표층에 국한되어 분포하는 것으로 추정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.251-257
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• 2021

수동소나를 운용하는 수중 플랫폼은 임무수행을 위해 표적의 위치정보를 획득해야 한다. 동해와 같이 해저면 반사파가 존재하는 환경에서는 다중경로로 수신한 신호 간 도달시간 차이를 이용하여 표적의 위치를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 다중경로 음파전달 환경에서 수동소나 운용 시 도달시간차이를 이용한 확장칼만필터(EKF: Extended Kalman Fileter, 이하 EKF) 기반의 표적 위치 추정 기법을 제안한다. 기존의 표적기동분석(TMA: Target Motion Analysis, 이하 TMA)은 위치추정에 필요한 측정치를 장시간 누적해야하며 자함의 기동상태에 대한 제약이 있어 한정된 상황에서만 활용할 수 있다. 제안하는 방법은 표적에 대한 다중경로 음파전달로 인한 신호 간 도달시간 차이와 방위 정보를 측정치로 하는 확장칼만필터를 사용한다. 이 방법은 자함 기동과 측정치 누적 시간에 관계없이 표적 위치추정이 가능한 장점이 있다. 제안 기법의 성능 분석을 위해 표적의 거리와 수심에 따른 시뮬레이션을 반복 수행하여 거리에 따른 위치추정 오차와 수심에 따른 위치추정 오차를 분석하였다. 또한 거리에 따른 도달시간차이와 수심에 따른 도달시간차이를 분석하여 위치추정 오차와의 상관관계를 분석하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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• pp.299-304
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• 1999

시, 공간적으로 변하는 해양환경에서 선배열 소나의 성능예측 정보를 추출하기 위해서는 정밀 해양 DB (Data Base)와 함께 현장에서 실시간으로 측정한 해양자료의 연동이 필수적이다. 이러한 실시간 정보와 DB 정보를 융합하여 얻을 수 있는 정보들로는 전술적 운용상황, 근거리 환경소음 분포, 전파손실/탐지확률 분포, 그리고 음파의 전파 경로 등이 있다. 소나 운용자는 이들 정보로부터 최종적으로 전술상황을 판단함과 동시에 소나의 최적 운용 수심 및 방향을 권고할 수 있다. 국과연에서는 이러한 정보를 획득하기 위하여 음탐환경분석 S/W를 개발하였으며, 수차례의 해상시험을 통하여 그 성능을 검증하였다. 본 논문에서는 실시간 해양정보와 DB정보의 융합을 통하여 선배열 소나의 핵심 성능예측 기법인 전파손실/탐지확률 계산과 근거리 환경소음 계산을 수행하는 알고리즘을 제시한다. 아울러 S/W로 구현된 이들 기법들의 해상시험 결과도 제시하고자 한다.

• 정보와 통신
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• 제34권6호
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• pp.73-79
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• 2017

해마다 증가하고 있는 피서철 해수욕장 안전사고 및 비선박 사고의 감소를 위해 본고에서는 연안해역정밀조사 자료를 활용한 해양안전지도의 제작 및 체감형서비스를 구축하여 서비스하는 방안을 마련하였다. 해양안전에 관련한 각종 자료를 수집, 현장조사, GPS측량, 전문가 및 현지주민의 인터뷰 등을 통해 취득하였다. 서비스에 이용될 기본 배경지도로는 5m급 육상 지형기복도와 국립해양조사원의 수심자료를 사용한 해저지형기복도를 융합하여 제작, 이용하였다. 각종 해양안전관련 정보들은 해양영토(구역), 어촌양식, 항로, 각종사고이력, 시설, 위험요소 등 해양안전과 관련한 총 26종의 다양한 분류체계를 구성하여 구축하였다. 이렇게 수집, 구축된 기본 해양공간정보들을 바탕으로 사용자에게 정보의 전달성을 고려하여 국민이 간접적으로 체감할 수 있는 형태의 사이트(해수욕장 등)별 도면 형태의 해양안전지도를 제작하고, 개방형 대국민 해양공간정보 웹서비스인 '개방해(海)', 해양전문 공공기관용 웹서비스인 '공유해(海)' 대국민 해야안전정보 앱서비스 안전해(海)'와 시스템들을 구축하여 서비스 방안을 구축하였다. 각 서비스에는 해양안전사고 예방을 위한 각종 안전 및 위험정보 콘텐츠들을 수록하였고, 목적에 따라 이용가능한 분석 기능들을 제공하였으며, 위험구역에 노출될 경우 사용자간 위험을 알려주는 알림 기능 등을 제공함으로써 위험에 노출되고 조치하는데 도움을 줄 수 있도록 하였다. 그 결과, 현재 각종 기관에서 해양공간정보의 이용을 확대하고자 연계신청 증가와 더불어, 대국민 서비스 이용자수가 증가하는 실적을 기록하였으며, 향후 보다 광범위한 영역에서 안전사고, 안전대응, 안전관리 등의 분야에서 대책 도구로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• Spatial Information Research
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• 제18권3호
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• pp.1-11
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• 2010

최근 댐 저수지 주변의 3차원 공간정보 구축은 퇴사량 조사와 같은 댐 관리 업무에 매우 중요한 부분이나 기존에는 지형측량을 위해 토탈스테이션과 단빔음향측심기(SBES)를 사용한 관계로 정밀한 지형자료 취득이 어려웠다. 본 연구에서는 LiDAR와 멀티빔음향측심기(MBES)를 이용하여 댐 저수지 주변의 정밀 지형자료를 구축하는 기법을 제시하였다. 먼저, 육상부에 대해 LiDAR 측량을 수행한 후 지상기준점을 이용한 캘리브레이션을 수행하였으며 건물이나 수목을 제거하는 알고리즘을 통해 육상부의 DEM 자료를 구축하였다. 구축된 LiDAR DEM을 GPS 지형측량과 검측한 결과 표준오차는 0.108m로 나타났으며, 따라서 LiDAR 허용오차를 만족하는 3차원 지형자료를 구축할 수 있었다. 또한 저수지에 대해서는 MBES를 수행한 후 지형측량과의 검측과정을 통해 IHO의 수심측량 허용오차 기준을 만족하는 지형정보를 구축할 수 있었다. 그리고 LiDAR와 MBES 측량자료를 통합한 후 고해상도 정사영상지도와의 연계를 통해 퇴사량 예측 및 지형변화 모니터링 등과 같은 댐 관리 업무에 활용 가능한 3차원 공간영상정보를 구축할 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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• pp.195-198
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• 1993

해수의 물리적 성질 변화에 의한 수중음속 변화는 수중음파 전파에 커다란 영향을 미친다. 매질변동에 의한 음파 전파경로 변동특성, 즉 음파 도달시간 변동에 의한 매질변위량 추정으로 해양을 탐사하는“해양음향 토모그라피”를 운용하기 위하여 비균질 매질에서의 음파 전파경로 파악이 우선이다. 수심이 일정한 비균질한 매질에서의 음파 전파경로를 파악하기 위해 파동방정식의 해를 Ray theory에 의거 ray path를 구하고 송,수신기 사이를 연결하는 eigenray 정보를 얻었다. 음원의 주파수가 400Hz($\pm$25Hz), pulse length가 20ms인 LFM pulse를 사용하였다. 이 음원을 동해의 최소음속층에서 송,수신하였을 경우 음원에서 150Km 떨어진 수신기에 도달한 신호는 평균음속분포 일 때 보다 약 66ms 정도 빨리 도착한다. 또한 Eigenray 정보에 의거 모의된 수신신호는 토모그라피 운용을 위한 필수 조건인 ray path의 식별, 안정성, 그리고 분해능을 만족한다. 또한 모의 수신신호 음파 도달시간 변동 분석으로 송,수신기 사이의 매질 변동을 파악 할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.183-185
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• 2012

선박의 다양화와 부두의 제한성으로 인하여 수심이 얕은 수역이나 협소한 부두에 접안 시 소형계류시설 및 부유체를 이용하여 해상 공간을 활용하고 있다. 이를 통하여 다양한 장소에서 접안이 가능하며 나아가 상당한 비용절감 효과를 가질 수 있다. 그러나 소형계류 및 부유체를 활용한 선박의 접안 시 파랑에 의해 부유체와 선박간 충격이 발생할 수 있고 이러한 충격이 대형사고로 발생할 수 있는 위험이 상존함에 따라 계류재 및 부유체의 파랑에 의한 움직임 예측과 분석이 필요하다. 본 연구에서는 계류재 및 부유체 운동해석을 위한 3차원 운동 정보와 가속도를 측정함으 써 거동 특성에 대한 기초 자료를 제공하는 계측시스템을 개발하였고, 이 시스템의 구성 및 원리 등에 대하여 소개하고자 한다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.301-304
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• 2007

본 연구에서는 폐탄광 지역에서 발생하는 지반침하에 영향을 주는 주요 요인들을 추출하기 위하여 다변량 통계분석 방법의 하나인 주성분분석(Principle Component Analysis : PCA)기법과 지리정보시스템 (Geographic Information System : GIS)을 이용하였다. 이를 위해 연구지역에서 수행한 지표지질조사， 정밀조사, 실내암석시험 등으로부터 취득된 자료를 데이터베이스로 구축하고, 지반침하 위험지역 분포를 공간적으로 해석할 수 있는 지질, 토지이용, 경사도， 지표로부터 지하 갱도까지의 심도, 갱도의 지표상 위치로부터의 수평거리, 지하수심도, 투수계수, RMR(Rock Mass Rating) 값을 분석대상으로 선정하였다. 각 요인들이 연구지역 전체에 걸쳐 분포하도록 GIS의 공간분석 기법의 하나인 표면분석(Surface Analysis), 버퍼링기법(Buffering) 및 내삽법(Interpolation)을 이용하여 래스터 데이터베이스로 구축하고 이로부터 추출된 자료들을 입력값으로 하는 주성분분석을 수행하였다. 주성분분석 결과 폐탄광 지역의 지반침하에 영향을 주는 주요인을 추출하는 것이 가능하였으며, 연구지역은 지질 및 지반강도 관련 요인이 침하발생의 가장 큰 요인인 것으로 분석되었다.