• 해양환경안전학회지
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• 제14권1호
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• pp.21-27
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• 2008

삼각형상 구조물은 바다에서 풍요로운 어장을 만들기 위해 용승류를 발생시키기 위한 인공용승구조물의 기본적인 형태로 이용되고 있다. 인공용승류는 많은 양의 영양염류를 포함하고 있는 저층의 바닷물을 해저로부터 표층으로 끌어 올리는 작용을 한다. 이 연구의 목적은 여러 가지 성층계수에 따른 삼각형상 수중구조물 주위의 유동특성을 규명하는 것이다. 회류수조 내에서 삼각형상 구조물 모델을 대상으로 유동특성을 조사하기 위하여 유동가시화 방법을 이용한 실험적 연구를 수행하였고, 입자영상유속계(PIV)를 이용하여 수중구조물 주위의 유동장을 계측하였다. 실험결과 구조물 후상부 영역에서의 용승효과는 수심이 구조물 높이의 2배이고, 성층계수가 약 3.0일 때 가장 좋은 결과가 나타났다. 이러한 정량적인 데이터는 인공용승구조물의 기능적 효율을 결정하는 데에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.769-777
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• 2019

이안제와 잠제(인공리프)와 같은 저 마루높이 구조물은 수중구조물은 연안역의 침식 등의 대책으로 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 구조물의 피복재 안정성은 비월파조건의 구조물 보다 낮을 수 있다. 기존 연구에서는 대부분 사석으로 피복된 구조물을 대상으로 안정성을 검토하였다. 본 연구에서는 테트라포드로 피복된 저 마루높이 구조물과 수중구조물을 대상으로 안정성을 검토하기 위해 2차원 수리실험을 수행하였다. 피복재 안정성은 구조물 상부, 전사면 및 후사면을 대상으로 파형경사와 여유고를 변화시키며 검토하였다. 피복재의 주된 피해는 전사면 상부와 바다측 마루부에서 발생하였다. 실험결과를 이용하여 테트라포드의 안정계수를 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권2호
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• pp.344-354
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• 2009

Side scan sonar using acoustic wave plays a very important role in the underwater, sea floor, and shallow marine geologic survey. In this study, we have acquired side scan sonar data for the underwater man-made structures, artificial reefs and fishing grounds, installed and distributed in the survey area. We applied digital image processing techniques to side scan sonar data in order to improve and enhance an image quality. We carried out digital image processing with various kinds of filtering in spatial domain and frequency domain. We tested filtering parameters such as kernel size, differential operator, and statistical value. We could easily estimate the conditions, distribution and environment of artificial structures through the interpretation of side scan sonar.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.108-118
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• 2017

본 논문은 수중 로봇 항법에 사용하기 위한 영상 소나 기반 SLAM (simultaneous localization and mapping) 방법을 제안하고, 성능 평가를 위해 실제 로봇에 탑재하여 실험한 내용을 소개한다. 일반적인 수중 항법은 관성 센서에서 출력되는 정보를 바탕으로 로봇의 위치 및 자세(x,y,z,${\phi}$,${\theta}$,${\psi}$)를 추정한다. 하지만, 장시간 주행할 경우 위치 오차의 누적으로 인하여 정확도가 감소하게 된다. 이에 본 논문에서는 영상 소나로부터 얻을 수 있는 외부 정보를 바탕으로 관성 항법의 위치 추정 성능을 높이고 지도 작성을 수행할 수 있는 SLAM 방법을 제안하고자 한다. 영상 소나를 위한 인공 표식물과 확률 기반 물체 인식 구조를 통해 인공 표식물의 인식 성능을 높이고, 이를 통해 얻게 된 인공 표식물의 위치 정보를 활용하여 관성 항법의 누적 오차를 줄이고자 한다. 항법 알고리즘으로는 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter, EKF)를 적용하여 로봇의 위치 및 자세를 추정하고 지도를 작성한다. 제안한 방법은 선박해양플랜트연구소에서 보유 중인 수중 로봇 'yShark'에 탑재하여 대형 수조에서 실시간 검증을 수행하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권2호
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• pp.182-189
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• 2014

본 논문은 탁도의 영향으로 사용이 제한적인 수중 광학 카메라의 대안으로 수중 영상 소나(imaging sonar)를 사용하여 수중 물체를 인식하여 추종하는 구조를 제안한다. Part 1에서, 영상 소나의 현실적인 성능을 고려한 2차원 인공 표식의 설계 방법과 인식 방법을 제안한다. 특히 영상 소나와 초음파의 특성을 분석하여 피인식성을 극대화 할 수 있는 재료를 선택하였으며, 물체의 모델링이 쉬운 무지향성이며 단순한 외형을 채택하고, 표식으로 사용이 가능한 영역 기반 특징 요소를 포함한 내부 형태를 제안하였다. 또한 제안한 인공 표식을 실시간으로 인식할 수 있는 방법을 제안하였다. 이 방법은 외곽선 추출, 허프-원-검출기에 의한 유사도 및 위치 추정, 형상 행렬의 비교에 의한 표식의 분류하는 알고리즘을 포함하고 있다. 제안한 인공 표식과 인식 알고리즘의 유용함을 DIDSON (영상 소나)를 사용한 수조 실험으로 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.164-173
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• 2014

수중 로봇 분야에서 수중 환경 인식은 매우 중요하나, 탁도 등의 제약으로 인하여 수중 광학 카메라의 사용은 제한적이다. 대안으로 기대하는 수중 영상 소나의 경우, 소나 영상의 품질이 영상 처리에 의해 자연물을 그대로 인식하기에 충분히 안정적이며 정확하지 못하다. 이를 극복하고자 본 논문의 Part 1에서 초음파의 특징을 고려한 인공 표식을 제안하였으며, 형상 행렬 기반의 인식 방법을 함께 제안하고 검증하였다. 그러나 실제 해양 환경은 복잡하고 동적인 잡음 요소가 많다. 이러한 문제를 추가로 해결하기위해 본 논문의 Part 2에서는 연속되는 소나 영상에서 확률적으로 인식 후보를 선별하여 인식하고, 추적하는 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 4단계, 즉 유사도 기반 관심 후보의 선정, 확률 기반 최종 후보의 선정, 선정된 후보의 인식, 그리고 인식된 물체의 추적으로 구성되어 있다. 이러한 4단계의 구조가 병렬로 처리되어 실시간 처리가 가능하며 인식 대상체의 변경이나 알고리즘의 보강을 위한 유연한 구조를 가진다. 제안한 프레임워크를 구성하는 파티클 필터 기반의 후보 선별 알고리즘과 평균-이동 (mean-shift) 기법에 의한 추적 방법을 함께 제안하였다. 수조 실험과 실해역 실험을 수행을 통하여 성능을 검증하였으며 결과에 대한 상세한 분석을 수행하였다. 인공 표식의 추적에서 얻어진 상대거리, 방향 등의 정보는 수중 로봇의 제어와 항법을 위해 사용될 것으로 기대하고 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.87-93
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• 2018

건설 구조물에서의 고강도 콘크리트 사용은 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 고강도 콘크리트는 상대적으로 낮은 물-바인더비를 가지고 있어 초기 재령에서 수화과정에 발생하는 수화열 및 수축 등으로 인해 균열 등과 같은 문제점이 발생으로 인해 그 대책이 시급한 실정이다. 최근에 수축을 저감할 수 있는 방법으로 내부양생에 대한 관심이 대두되고 있으며 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고강도 및 하이볼륨 모르타르에 대해 인공경량골재(LWA)를 이용하여 내부양생 효과를 검증하고 여러 현장조건을 고려하여 양생조건(기중, 습윤, 수중)에 따른 압축강도 영향에 대한 연구를 수행하였다. 자기수축 실험을 통해 고강도 및 플라이애시를 혼입한 하이볼륨 모르타르에서 인공경량골재 혼입률이 증가할수록 수축저감 효과가 커지는 것을 확인하였다. 양생조건에 따라 압축강도 영향은 조금씩 다른 경향을 보이고 있으며, 기중 및 습윤 조건에서는 일반적으로 강도를 증가시키고 수중조건에서는 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 1994년도 제14회춘계학술대회 학술발표요지집
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• pp.51-53
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• 1994

담수는 인간의 생존에 필수적인 요소이다. 우리는 매일 일정량의 물을 섭취하고 있으며, 일상에서 직접, 간접적으로 물과 관련되지 않고서는 생활할 수 없다. 지구 표면의 약 70%가 물로서 덮여 있다고는 하지만 인간의 생활에 직접적인 이용가치가 있는 담수(지표수)는 전체 물의 용적의 2%에 지나지 않는다. 한국의 연평균 강수량은 1,274mm로서 세계 연평균 강수량인 970mm보다 많은 편이나 인구 1인당 연간 강수량은 약 3,000m3으로서 세계 평균인 34,000m3의 11분의 1에 지나지 않는다. 수자원총량중 지하침투와 증발에 의해 손실되는 양을 제외한 하천유출량은 전체의 55%인 697억m3으로서 이것이 곧 가용수자원량이다. 그러나 하절기 강우집중도가 높은 우리나라 실정에서는 가용수자뭔량중 수자원총량의 37%가 홍수시 유출되고 실제 이용량은 수자원총량의 18%인 230억m3에 불과하여 인구증가와 함께 수자원의 가치가 더욱 증대하고 있는 실정이다. 더우기 지하수 이용량은 19억m3에 불과함에 따라 우리나라는 실제 이응수자 원량의 90% 이상을 지표수에 의존하고 있으며, 그 중 약 40%가 호소수로 구성되어 있다. 이러한 수자원 이용효율의 취약성으로 인해 제한된 수자원 용량과 생활 및 농공용수의 과수요에 따른 불균형으로 근래 많은 하천이 갈수기나 평수기시 친천화되어 가고 있어 수중생태계에 큰 위협을 주고 있다. 또한 이에 더하여 산업발달과 함께 수질오염원은 양적으로는 물론 질적으로도 증가일로에 있어 기존의 유기 및 중금속 오염물질을 포함해 수많은 신생 유기화합물질이 수계에 유출되고 있으며, 이에 더해 질소 및 인으로 대표되는 영양물질의 유입과다로 국내 대다수의 호수가 부영양화의 새로운 위협에 직 면해 있다. 우리나라에는 적은 유입유량에 큰 저수용량 및 긴 체류시간으로 대표되는 대규모 자연호는 없으며, 대부분이 매단위 강을 막아 형성된 체류시간 1년 이하의 인공호로서 그 중 안동호, 충주호, 대청호 등은 비교적 체류시간이 긴 호소형 인공호로, 팔당호나 기타 대부분의 호수는 체류시간이 짧은 하천형 인공호로 대별된다(Table 1). 이처럼 국내 호소는 국외의 자연 호와는 다른 구조적 특성을 가짐에 따라 부영양화 특성 역시 매우 상이하고, 호소형 인공호와 하천형 인공호간의 차이 역시 현저하여 일률적인 관리대책을 설정하기가 어려운 실정에 있다. 또한 각 호수의 유역특성이 상이함에 따라 호수별로 유역 오염원의 오염부하율이 현저히 달라(Table 2) 호수에 따른 특성적인 유역관리(Lake-specific management)가 요구되고 있다 정상상태(Steady state)가 아닌 국내 호소에 대해 국외 자연호의 인단순모델 (Simple phosphorus budget model)을 그대로 적용하는 것에 다소 무리한 점이 따르나, 평균적인 개념으로 OECD의 유역부하량 및 호소특성에 따른 부영양화 판정모델을 적용한다면, 국내 주요 호수는 모두 부영양 수준에 있다. 또 각 호수별로 부영양화 제어를 위해 요구되는 인의 삭감부하량은 상당량이 되어 현실적으로 관리가 이미 어려운 실정에 와 있다. 호수의 부영양화는 조류 발생으로 이어지며, 그에 따른 폐해는 각종 형태로 나타나는데 대표적으로 이취미 발생이나 유해조류에 의한 독성물질의 배출, 정수처리 과정의 THM 발생등이 주로 문제가 되고 있다. 따라서 국내 호수의 구조적 특성별 부영양화 실태를 파악하고 그에 따른 영향 및 관리방안에 관한 종합적 고찰이 차후 수질관리를 위해 요구되고 있으며, 특히 납조류로 대표되는 유해조류의 독성영향에 관한 연구는 시급한 실정에 있다.

• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.729-742
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• 2020

본 연구는 강릉 경포해변에서 약 500 m 거리에 위치한 노출암인 십리바위 주변에 발달한 사질-수중암반 해역에 대한 해저지형자료를 기반으로 해저면영상 및 수중영상과 드론영상 등을 중첩하고 통합 분석하여 동해 북부 연안 서식지의 해저면 환경 특성을 분석하고자 하였다. 십리바위 주변 약 600 m × 600 m 해역을 연구 범위로 선정하고 총 3회 현장자료를 획득하였다. 무인도서인 십리바위는 크게 2 개 노출암과 주변의 여러 돌출암, 노출암 및 수중암초들이 작은 군도 형태를 이루며 형성되어 있다. 십리바위 서쪽으로는 약 200 ~ 300 개의 인공구조물들에 의한 해중림초가 조성되어 있다. 십리바위 주변 약 600 m × 600 m 범위 해역의 수중암반지대는 수심 약 9 m ~ 11 m 범위 내에서 주로 발달해 있으며, 노출된 십리바위 남서쪽 주변으로는 암반지대가 수면 위에서부터 해저면으로 연장되어 발달된 특징을 보이고 있다. 동남쪽의 수심 약 10 m ~ 13 m 해역에는 가장 넓은 수중암반지대가 나타난다. 십리바위 주변해역은 총 4 가지 Type의 해저면 환경 특성이 나타나는데, 수중암반지대(Type I)가 가장 많이 분포하고 있다. 수중암반지대가 발달한 구간 주변이나 사이 및 십리바위 서쪽 방향의 경포해변으로 이어지는 해역은 연성기반의 사질 퇴적층이 나타나며, 조립한 사질 퇴적층이 형성되어 있는 구간(Type II: gS(gravelly Sand)과 세립한 사질 퇴적층구간(Type III: S(Sand)으로 나뉘어 분포하는 특징을 보이고 있다. 십리바위의 서쪽해역 일부 구간에는 인공적으로 형성된 해중림초(TypeIV)가 조성되어 있다. 수중 합성영상 촬영 범위인 십리바위 북서쪽의 약 10 m × 10 m의 수중암반지대에 형성되어 있는 서식지에는 해조류(약 6종), 해면동물(약 2종), 극피동물(약 3종), 연체동물(약 3종) 그리고 척삭동물(약 2종) 등이 우점하여 서식하고 있는 것으로 나타나고 있다. 수면 위 십리바위 조간대 범위에는 두드럭배말, 굵은줄격판담치 등의 연체동물과 거북손, 조무래기따개비 등의 절지동물들이 서식하고 있으며 그 범위와 분포 양상을 해저지형자료와 드론영상을 통합 분석한 자료에서 파악이 가능하다. 본 연구에서 파악하고 확인한 십리바위 및 주변 해역의 서식지 환경 특성은 해저지형자료를 기반으로 해저면영상, 표층퇴적물 시료, 수중영상 그리고 드론영상 등의 자료들을 통합 분석한 결과로 2차원의 분석 자료들을 3차원의 시각화된 주제도로 도출함으로써 해저지형 특성에 따른 서식 환경 특성 연구에 기여하고자 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.177-182
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• 2010

인공어초의 구조적 설치로 인하여 흐름의 변화가 생기며, 이로 인한 인공어초 주변의 퇴적물 수송은 침전과 매몰뿐만 아니라 저질 환경에도 영향을 미친다. 본 조사는 경상북도 포항시 해역에 시설된 사각형 어초의 시설상태를 파악하기 위하여 수중음향 영상기기인 사이드 스캔 소나(SSS), 인공위성 위치 측정기(DGPS)와 잠수조사를 통한 조사를 실시하였다. 조사 결과, 총 139개소에서 10,526개의 사각형 어초가 발견되었으며, 어초 기능 유지에 영향을 미치는 수준으로 판단되는 0.5m 이상의 매몰과 세굴은 각각 4개소(0.5~1.2m, 2.9%)와 3개소(0.5m, 2.2%)로 나타났다. 파손의 경우 10,526개의 발견된 사각형 어초 중 183개(1.74%)로 나타났다. 따라서 포항시 해역에 시설된 사각형 인공어초의 시설상태는 비교적 안정적인 것으로 나타났다.