• Journal of Platform Technology
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• 제8권1호
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• pp.3-9
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• 2020

우리나라는 전국토의 63% 가 산림으로 이루어져 있으며, 지구의 평균 기온은 증가하고 있다. 소나무재선충병과 같은 산림재해충의 확산 방지를 위한 효과적 운영 방법으로는 선제적인 방제가 요구된다. 선제적인 방제 체계는 기상, 지형적 및 인력운영의 어려움 등으로 적시 방제에 쉽지 않다. 본 논문에서는 정보통신기술 기반으로 소형 무인항공기를 이용하여 획득한 영상을 기반으로 피해목과 고사목을 자동으로 분류하는 체계를 갖춰 신속·정확하고 효율적인 방제체계를 갖추는 모델을 제시한다. 특히 제안된 모델은 민간분야 협력을 통해 정부업무에 대한 효과적인 대응체계를 구축함으로써 무인항공기 사업 및 서비스 산업 등의 새로운 일자리 창출을 기대할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.286-286
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• 2023

물의 전체 순환 구조에서 토양수분이 차지하는 정량적 비중은 상대적으로 작지만, 강우-유출 과정의 비선형에 영향을 미치는 지배적 요인 중 하나이고, 토양 침식과 산사태, 농업생산량, 기후 변화 대응 등 광범위한 주제와 연관되어 있어, 토양수분의 물리과정에 대한 이해 증진과 예측 기술의 지속적인 개선이 필요하다. 본 연구에서는 금오공과대학교 유역 내에서 토양수분과 기상 요소를 실시간 관측하고, 기계학습 기법을 이용하여 토양수분을 단기 예측하는 기술을 개발하고 평가한다. 구체적으로는, 토양 관측 장비인 TEROS를 사용하여 표층 지점의 10cm, 심층 지점의 40cm에서의 토양수분, 토양장력과 토양온도를, 기상 관측 장비인 ATMOS를 사용하여 태양복사, 강수량, 기온, 풍속, 대기압 등 다양한 기상 요소를, 실시간 클라우드 방식으로 1여 년간 수집한 데이터를 활용한다. 또한, 과거 및 실시간 데이터를 기반으로 LSTM(Long-Short Term Memory) 기법을 사용하여 토양수분 예측 모형을 구축하고, 선행 예측 시간에 따른 모의 정확도를 평가한다. 기상 요소의 누적 등 자료 분석 방법이 표층 및 심층 토양수분 예측에 미치는 영향, 그리고 예측 모형 개선 방향에 대해 토의한다. 실시간 현장 관측 자료 및 인공지능 기반 단기 토양수분 예측 모의 기술은 소규모 유역의 수문순환 분석 및 물리기반 모형의 개선 등 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.334-334
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• 2023

도시침수는 사회 기반시설에 파괴적인 영향을 끼치고, 재산 및 인명 피해의 원인이 되므로, 고해상도 고정확도 예측 정보를 활용한 선제적 대응이 중요하다. 하지만, 기후변화로 인한 강수 강도의 증가, 도시의 확장 및 고밀화 등 토지피복 변화, 홍수방어시설의 노후화 등 여러 요인들의 복합적인 영향으로 인해 도시침수의 정확한 재현 및 예측은 여전히 난제로 남아 있다. 천수 방정식(Shallow Water Equations)을 기반으로 하는 물리과정 모형은 신뢰도 높은 예측 결과를 제공할 수 있지만, Courant-Friedrichs-Lewy 조건 등의 제약으로 인해 대규모 도시 지역의 고해상도 실시간 예측에는 적합하지 않은 한계가 있다. 본 연구에서는 상대적으로 간단한 연산 규칙의 중첩을 통해 복잡계 물리 시스템을 모의하는 셀룰러 오토마타(Cellular Automata; CA) 기술에 기반한 도시침수 해석 모형인 CA-Urban을 개발하고, 미국 Oregon 주 북서쪽에 위치한 Portland시의 도심지역에 대해 침수해석의 적용성을 평가한다. 세부적으로는, 기존 셀룰러 오토마타 기반 침수해석알고리즘의 수치 진동(Oscillation) 문제에 대한 원인을 분석하고, 안정성 향상 방법인 셀 간 최대유량 제한, 가중치 적용 기법, 모형의 계산 효율성 향상을 위한 최적 적응 시간 단계 기법(Adaptive time step)의 적용 결과를 소개한다. 또한, 침투 및 증발산 등 물순환 요소 해석 모듈의 개발 성과 및 방향에 대해서 토의한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권3호
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• pp.17-24
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• 2004

본 논문에서는 저대역 이동법과 다해상도 움직임 추정을 이용한 웨이블릿 동영상 부호화를 제안하였다. 저대역 이동법은 웨이블릿 계수들의 이동-변환 성질을 극복하기 위하여 제안된 방법이다. 이 방법은 일반적인 방법보다 압축대비 화질면에서 우수한 성능을 가지지만, 단점으로 메모리와 계산량이 일반적인 방법에 비해 많아지게 된다. 따라서 기존의 저대역 이동법을 이용한 동영상 부호화에서 계산량을 줄이기 위해 다해상도 움직임 추정의 개념을 도입하였다. 다해상도 움직임 추정만을 적용하여 부호화시 움직임 벡터가 각 부대역마다 존재하게 되므로 움직임 벡터의 개수가 7배 늘어나게 되지만, 저대역 이동법의 특성을 이용하면 늘어나는 움직임 벡터의 개수를 줄일 수 있다. 제안한 방법은 기존의 방법보다 움직임 벡터의 부호화량이 줄어들거나, 더 세밀한 움직일 추정을 할 수 있게 되어 움직임 보상 예측 오차의 부호화량이 줄어들게 됨으로써 부호화 효율이 기존의 방법보다 좋아지게 된다 또한 상위 해상토의 움직인 추정의 범위를 줄임으로써 계산량을 줄이게 되어 3단계 웨이블릿 변환시 기존의 LBS방법의 12.1%의 계산량으로 움직일 추정을 한다. 모의 실험 결과, 제안한 방식은 압축을 하지 않았을 경우평균 MAD면에서 약 0.2∼9.7% 가량 개선되었고, 압축을 한 때 동일한 비트율에서 PSNR이 약 0.1∼2.0㏈ 정도 개선되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권9호
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• pp.45-59
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• 2006

탄소성 구성방정식은 주로 미분방적식(rate equation)으로 이루어져 있기 때문에 유한요소법 등을 이용한 지반구조물 해석시 미분방정식들에 대한 수치적분을 수행할 수 있는 방법이 필요하다. 구조물의 거동을 해석할시 미분방정식들을 위한 적분방법은 해석결과의 정확성과 유한요소법 모델링의 안전성에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 최근에 개발되어 사용되고 있는 흙에 관한 구성모델인 "Two-surface soil plasticity model (Manzari and Dafalias 1997)"을 Implicit return-mapping 수치적분방법을 이용하여 실행하는 과정을 제시한다. 본 연구에서 사용된 수치적분방법은 Closest-Point-Projection Method(CPPM) 방법으로 탄성 예측자-소성 교정자(elastic predictor-plastic corrector) 개념을 Implicit Backward Euler방법으로 체계화 시킨 알고리듬이다. 본 연구에서 수행한 "Two-surface soil plasticity model"은 조립토의 비선형거동을 해석하며, Bounding surface 개념 및 비선형 등방경화와 이동경화법칙을 사용하는 모델이다. 본 연구는 CPPM 방법이 정확하고 안정되며 유용한 수치적분을 수행할 수 있는 알고리듬이라는 것을 제시한다. 또한, CPPM 알고리듬은 구성방정식의 해를 반복적으로 해석하는 동안 "Consistent tangent operator $d{\sigma}/d{\varepsilon}$"를 제공하므로, 비선형 유한요소 해석이 2차(quadratic convergence rate)의 수렴 조건을 만족하는데 기여한다는 것을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.43-52
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• 2011

조립토로 구성된 지반구조물의 안정성은 전단변형에 따른 전단영역의 특성변화에 의해 영향을받는다. 본 연구의 목적은 전단파와 전기비저항 및 콘 선단저항력을 이용하여 직접전단실험시 발생하는 전단영역의 특성을 파악하는 것이다. 전단영역의 특성을 파악하기 위하여, 아크릴 재질로 직접전단상자를 제작하였으며, 직접전단상자의 벽면에는 전단파와 전기비저항의 측정을 위하여 벤더엘리먼트와 전기비저항 프로브를 설치하였다. 벤더엘리먼트와 전기비저항 프로브는 전단영역과 비전단영역에 각각 설치되어, 전단변형에 따른 조립토의 거동을 비교할 수 있도록 하였다. 또한, 콘 선단저항력을 측정할 수 있도록 개발한 마이크로 콘을 첨두강도상태와 잔류강도상태에서 관입하여 깊이에 따른 시료의 강도분포를 관찰하였다. 실험결과, 바닥부근과 하부전단영역에서는 전단변형에 따른 전단파 속도는 일정하였지만, 상부전단영역에서의 전단파 속도는 증가하였다. 또한, 바닥부근의 전기비저항은 변화가 없는 반면, 하부전단영역에서 전기비저항은 상대밀도에 따라 수직변형률과 반비례관계로 나타났다. 콘 선단저항력의 변화도 전단파 속도의 변화와 유사하게 상부전단영역에서 큰 변화가 관찰되었다. 본 논문에서 제시한 직접전단실험시 전단파와 전기비저항을 관찰하는 것과 실험완료 후 콘 관입실험은 조립토의 전단영역 특성을 파악하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권4호
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• pp.365-375
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• 2017

우리나라는 매년 250여건의 크고 작은 해양오염사고가 빈번하게 발생하는 지역으로, 허베이스피리트호와 마리타임메이지호 등과 같은 대규모 해양오염사고 발생 시 해양오염으로 인한 피해를 저감하기 위해서 해양오염방제요원의 전문성을 강화하는 것은 필수적이라고 할 수 있다. 이러한 관점에서 국제해사기구(IMO)는 최근 유류오염사고 대응 전문성을 강화하기 위한 OPRC 훈련모델과정을 개정할 계획이다. 이와 같은 관점으로 우리나라 해양경비안전교육원의 해양오염방제레벨 과정과 국제해사기구(IMO) 그리고 IMO 교육훈련 모델에 따라 실제 교육훈련을 실시하는 OSRL의 교육과정을 비교하여 해양오염방제 레벨과정의 개선방안을 제시하였다. 분야별로 교육커리큘럼, 실습 및 토의방법, 교육교재 및 IMO 모델 훈련과정 개정에 따라 훈련과정 개발하는 교육기관 인증에 관한 사항이 제안되었다.

• 한국조경학회지
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• 제32권6호
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• pp.103-108
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• 2005

본 연구는 실내에서의 관수주기, 상토종류, 배수층의 유$\cdot$무에 따른 가는쇠고사리의 생육을 살펴봄으로써 실내조경용 식물소재로 활용 및 관리 방법에 관한 자료를 제공하고자 수행하였다. 관수주기는 주 2회와 주 7회로 처리하였으며 배수층은 각 관수주기 처리별로 500mm 깊이의 마사토로 처리하였다. 상토는 자연토인 마사토:부엽토=1:1와 인공토인 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1을 사용하였다. 1. 2가지의 상토의 화학적인 특징을 분석한 결과 토양산도, 치환성 양이온함량은 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1 처리에서, 전기전도도, 유기물함량, 유효인산, 전질소함량, 양이온치환용량은 마사토:부엽토=1:1 처리에서 높은 수준을 보였다. 2. 관수주기에 있어 주 2회 관수처리가 주 7회 관수처리보다 가는쇠고사리의 생육과 실내 적응성이 높아 양치식물이 높은 수분환경을 선호함에도 불구하고 과도한 관수는 바람직하지 않는 것으로 사료된다. 3. 상토에 다른 가는쇠고사리의 생육과 실내 적응성은 마사토:부엽토=1:1 처리가 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1 처리에 비해 높았다. 그러나 실내에서는 자연토의 하중문제가 발생될 수 있으므로 추후 이를 대체할 수 있는 경량의 인공토양이 개발되어야 할 것이다. 4. 배추층의 유$\cdot$무에 의한 가는쇠고사리의 생육결과, 주 2회 관수처리에서는 배수층에 유$\cdot$무에 따른 생육적 차이가 크지 않았으나 주 7회 관수처리에서는 배수층이 있는 처리구가 생육과 실내 적응성이 높았다.

• 한국조경학회지
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• 제41권1호
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• pp.34-43
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• 2013

이 연구의 목적은 표토보존을 위해 국내 개발분야 중 주요한 사례에 해당하는 하천개발분야에서 표토관리의 실태를 조사 및 분석하는 데 있다. 전문가를 대상으로 한 설문조사를 통해 하천개발과정에서 표토관리의 실태와 문제를 파악하였다. 이를 분명히 하기 위해 국내 하천개선사업 중 환경부의 감독을 받는 생태하천복원사업으로서 최근 완료된 하천을 중심으로 개발 전과 개발 후의 토양특성을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 전문가들은 식물생장을 위해 최선의 토양관리 및 개선방법으로서 표토의 수거 및 재활용을 선호하였다. 둘째, 경제적 문제와 시공의 불편 때문에 실제 표토의 수거 및 재활용은 제대로 이루어지고 있지 않다. 셋째, 개발 후 식물생장에 필요한 유기물, 총질소 등 토양조건 요인들이 전반적으로 감소한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.45-58
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• 2015

본 연구에서는 이론적 고찰을 통해 Kozeny-Carman식을 변형하여 전기전도도 측정을 통한 사질토의 투수계수 추정식을 제안하였다. 제안된 예측식에 대한 실험적 검증을 위해 6종류의 사질토에 대하여 4개의 전극을 설치한 정수위 투수시험을 실시하였으며, 다양한 변수들 하에 시험을 진행하였다. 시험 결과, 사질토에서 흙 입자 표면을 통한 전기전도는 미미하였으며, 간극수의 전기전도도가 투수계수와 formation facotor에 미치는 영향은 제한적이었다. 흙 입자의 유효입경이 formation factor에 미치는 영향은 미미하였으나 투수계수에는 큰 영향을 주었다. 제안된 식을 활용하여 투수계수를 예측하기 위해서는 형상계수와 Archie's m에 대한 정보가 필요하여 error norm방법을 사용해 형상계수를 구하였다. 또한, 간극률을 변화시키며 측정된 formation factor를 사용하여 Archie's m을 구하였다. formation factor를 사용하여 계산한 투수계수를 측정값과 같이 도시한 결과, 계산된 투수계수는 측정된 투수계수와 유사한 값을 보여주었다. 기존 Kozeny-Carman식과 본 연구에서 제안하는 전기전도도를 이용한 투수식 간의 정량적인 비교를 위해, 정규화된 투수계수를 사용하여 형상계수, Archie's m, 간극률에 따른 정규화된 투수계수의 변화를 비교한 결과, 형상계수와 Archie's m의 변화에 따른 정규화된 투수계수의 변화 폭에 비해, 간극률의 변화에 따른 정규화된 투수계수는 매우 큰 폭으로 변하였다. 따라서 본 연구에서 제안하는 전기전도도를 이용한 투수계수 예측식이 기존 Kozeny-Carman식보다 더 높은 신뢰도를 보일 것으로 판단된다.