• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.405-412
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• 2014

적조에 관한 관심이 고조되면서 적조모형 개발에 관한 연구가 활발하게 지속적으로 추진되어 다양한 적조모형이 개발 적용되고 있는 실정이다. 적조는 연안생태환경 및 양식어업에 직접적인 피해를 주며, 모형을 이용한 적조 발생 및 이동양상의 정확한 예측결과는 사전 피해저감 대책수립 및 관리에 활용할 수 있기 때문에 모형의 예측 성능평가도 중요하다. 그러나 적조모형은 적조생물을 포함하는 생태모형 또는 환경생태모형이라는 유사한 용어가 명확한 구분 없이 사용되고 있어 혼동을 유발하고 있다. 각각의 모형은 유사한 용어를 사용한다 할지라도 모형의 개발 목표, 구조와 예측성능에서 차이가 나기 때문에 적절한 기준에 근거한 분류와 오차분석에 근거한 모형의 성능평가가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 다양한 적조 모형의 구조 및 요소모형을 고려한 분류기준을 제시하고, 분류된 적조모형의 구조를 고려한 장 단점 및 한계를 제시하고, 모형 활용과정에서 실질적으로 가장 중요한 정량적인 성능평가(오차평가) 기법을 제안한다. 모형의 성능평가는 모형의 보정 및 검정과정으로 분류하여 제시하였다. 제시된 기준이나 기법은 모형의 불확실성을 고려한 정책결정 및 대책수립, 환경관리에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.217-224
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• 2014

Cochlodinium polykrikoides 적조생물은 우리나라 연안에서 가장 빈번하게 적조를 유발하는 생물이다. 적조는 식물플랑크톤의 급격한 번식(algal bloom)으로 발생하기 때문에 적조를 유발하는 적조생물에 대한 최적의 성장조건 정보가 가용하다면 정확한 적조성장 모형 구성이 가능하며, 적조 발생예측에도 활용할 수 있다. 그러나 적조 성장에 영향을 미치는 인자가 빛, 수온, 염분, 영양염류 농도 등으로 다양하고, 적조성장을 제어하는 함수형태가 다양하기 때문에 실험조건의 최적 성장조건에 대한 연구 성과를 활용하여 적조 수치모형에서 활용할 수 있는 최적 성장모형을 구성한 연구는 매우 미흡한 수준이다. 본 연구에서는 우리나라의 대표적인 적조생물에 해당하는 Cochlodinium polykrikoides 적조생물의 최적 성장조건에 관한 연구 자료를 이용하여 다양한 함수형태에 따른 최적 매개변수 추정 및 오차비교 분석과정을 거쳐 적조 모형에서 바로 활용할 수 있는 최적 성장모형을 개발 제시하였다. 개발된 성장모형은 실험조건에서 추정된 최적 성장모형이기 때문에 현장자료를 이용한 모형의 보정 및 검정과정에서 본 연구결과로 제시된 최적 함수형태, 최적 매개변수 및 보정 매개변수의 범위 등을 기본 정보로 활용할 수 있으며, 실험조건과 현장조건의 차이 평가에도 활용할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1089-1098
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• 2020

본 연구에서는 적조 Cochlodinium Polykrikoide를 기계학습 방법과 정지궤도 해색위성 영상을 활용하여 탐지하는 방법을 제안한다. 기계학습 모형을 학습시키기 위해 GOCI Level2 자료를 활용하였으며, 국립수산과학원의 적조 속보 자료를 활용하였다. 기계학습 모델은 로지스틱 회귀모형, 의사결정나무 모형, 랜덤포래스트 모형을 사용하였다. 성능 평가 결과 기계학습을 사용하지 않은 전통적인 GOCI 영상 기반 적조 탐지 알고리즘(Son et al.,2012) (75%)과 비교해보았을 때 약 13~22%p (88~98%)의 정확도 향상을 확인할 수 있었다. 또한 기계학습 모형 간 탐지 성능을 비교 분석해본 결과 랜덤 포레스트 모형(98%)이 가장 높은 탐지 정확도를 보였다. 이러한 기계학습 기반 적조 탐지 알고리즘은 향후 적조를 조기에 탐지하고 그 이동과 확산을 추적 모니터링하는데 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.777-786
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• 2018

본 연구에서는 기계학습 기법의 한 갈래인 로지스틱 회귀모형과 의사결정나무 모형을 이용하여 인공위성 영상에서 Cochlodinium polykrikoides 적조 픽셀을 탐지하는 방법을 제안한다. 학습자료로 적조, 청수, 탁수해역에서 추출된 수출광량 분광 프로파일(918개)을 활용하였다. 전체 데이터셋의 70%를 추출하여 모형 학습에 활용하였으며, 나머지 30%를 이용하여 모형의 분류 정확도를 평가하였다. 정확도 평가 결과 로지스틱 회귀모형은 약 97%의 분류 정확도를 보였으며, 의사결정나무 모형은 약 86%의 분류 정확도를 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.3-13
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• 2001

본 연구에서는 재래식 철도터널의 라이닝재로 사용된 조적식 구조물의 해석기법에 대하여 논의하였다. 이를 위하여 기존의 조적식 구조물 모형화 과정과는 다르게 다층 조적조에 대한 해석기법을 제안하였으며 조적의 각종 비등방 물성을 도표화하여 현장에서 손쉽게 적용가능하도록 하였다. 조적조내 균열발생 경우를 고려하여 다층 조적조의 분산형 균열모형을 제안하였으며 균열전파 모형도 함께 고려하였다. 수치해석을 통하여 제안한 모형의 적정성을 검증하였으며 향후 연구방향에 대하여 간단히 언급하였다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.363-375
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• 2011

최근 하수관거 매설과 하수종말처리장 등의 건설로 인해 도시하천의 수질이 크게 개선되고 있으나, 하 폐수 처리시설의 부족으로 하천으로 유입되는 다양한 오염물질은 수중생태계 교란과 적조를 발생시키고 있다. 울산 태화강의 하류부는 하폭이 크고 하상경사가 매우 완만한 감조하천으로써 갈 저수기에는 유속이 매우 느리게 된다. 게다가 약 1.2km 떨어져 있는 2개 교량의 전면기초로 된 교각보호공으로 인해 흐름이 정체되고 오염물질이 퇴적되어, 수년전부터 발생하고 있는 태화강 적조의 원인이 되거나 적조를 활성화 시키고 있다. 본 연구에서는 RMA2모형을 이용하여 두 교량의 교각을 독립기초로 개선하고 흐름을 소통시킬 수 있는 통수단면을 확보했을 때, 수리학적으로 개선될 수 있는 유속과 유량의 변화폭을 모의하였다. 그 결과 유속은 최대 약 103%, 유량은 최대 61% 증가하는 것으로 나타났다. 이는 적조를 직접 소멸시킬 수는 없으나 적조발생을 억제하거나 감소시킬 수 있으며, 오염물질의 퇴적을 막아 적조발생 원인을 근원적으로 제어할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1353-1364
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• 2018

본 연구에서는 불균형 데이터 환경에서 기계학습 기법의 한 갈래인 로지스틱 회귀모형을 이용하여 인공위성 영상에서 Cochlodinium polykrikoides 적조 픽셀을 탐지하는 방법을 제안한다. 학습자료로 적조, 청수, 탁수 해역에서 추출된 수출광량 분광 프로파일을 활용하였다. 전체 데이터셋의 70%를 추출하여 모형 학습에 활용하였으며, 나머지 30%를 이용하여 모형의 분류 정확도를 평가하였다. 이 때, 청수와 탁수에 비해 자료 수가 상대적으로 적은 적조의 분광 프로파일에 백색 잡음을 추가하여 오버샘플링을 하여 불균형 데이터 문제를 해결하였다. 정확도 평가 결과 본 연구에서 제안하는 알고리즘은 약 94%의 분류 정확도를 보였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.1161-1170
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• 2019

본 연구에서는 심층 신경망을 이용하여 Cochlodinium polykrikoides 적조 발생을 예측하는 모델을 제안한다. 적조 발생 예측을 위해 8개의 은닉층을 가진 심층 신경망을 구축하였다. 위성 재분석 자료와 기상수치모델 자료를 이용하여 과거 적조 발생해역의 해양 및 기상인자 총 59개를 추출하여 신경망 모델 학습에 활용하였다. 전체 데이터셋 중 적조 발생 사례는 적조 미발생 사례에 비해 매우 적어 불균형 데이터 문제가 발생하였다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 과표집화(Over sampling) 기반 데이터 증식(Data augmentation) 기법을 적용하였다. 과거자료를 활용하여 모형의 정확도를 평가한 결과 약 97%의 정확도를 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.47-59
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• 2012

본 연구에서는 학교건물에서 나타나는 전형적인 조적조 채움벽 골조의 내진성능을 등가 스트럿 모델을 통해 평가하였다. 순수골조모델, 중심스트럿모델 및 편심스트럿모델의 세 가지 모형화 방법을 채택하였고, 문헌상으로 얻을 수 있는 범위의 스트럿 강성과 강도를 적용하여 거동특성의 차이를 분석하였다. 역량스펙트럼에 의해 산정된 성능점에서의 변위 및 손상정도에 큰 차이가 나타났으며, 채움벽은 순수골조모델과 비교할 때 중심스트럿모델에서는 유리하게, 편심스트럿모델에서는 불리하게 작용하는 것으로 나타났다. 최종극한변위에서의 거동 또한 모형화 방법 및 재료 속성에 따라서 최대강도, 층간변위, 파괴된 부재 수 및 위치 등에 큰 차이가 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제12권1호
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• pp.107-118
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• 1994

연근해에서의 위성고도계자료의 정확도가 향상됨에 따라 기존에 잘 알려진 Schwiderski 의 전구적 동수력학적 모형보다 더 정확한 조석모형으로 위성고도계자료에서의 조석성분에 대한 보정을 향상시킬 필요가 검증되었다. 초기단계로 오오츠크해, 남중국해와 북서태평양해성을 포함하는 동아시아해역에 대해 기존의 조석모형보다 해상도가 높은 $1/6^\circ$ 격자체계의 조석모형을 수립하여 반일적조$(M_2,\;S_2,\;N_2,\;K_2)$와 일적조$(K_1,\;O_1,\;P_1,\;Q_1)$에 대한 수치모형실험이 이루어졌다. 수립된 조석모형에서 산정된 조화상수들은 모형 영역의 Geosat 위성고도계자료로부터 해면변위를 산정할 때 조석성분을 제거하는데 이용되었다. 이러한 초기적인 갱정절차의 제시는 Schwiderski 의 조화상수로서는 적절히 처리될 수 없는 동아시아해역의 연해에 대해 해면변위를 산정하는데 광범위하게 이용될 수 있다.