• 대한토목학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.637-648
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• 2024

전 세계적인 기후변화의 영향으로 폭우 및 극한 강우 등 이상기후의 발생 빈도가 증가하는 추세이다. 이에 따른 효율적인 수자원 관리 대책 수립을 위해 수문기상인자를 정량화하는 것은 필수적이다. 다양한 수문기상인자 중 지표면 온도(Land Surface Temperature; LST)와 증발산(Evapotranspiration; ET)은 지표와 대기에서의 수문 및 에너지 순환을 이해하는 데 핵심적인 역할을 수행한다. 국내에서는 주로 지점 기반 관측 방법을 통해 LST와 ET를 관측하고 있지만, 이러한 방법은 미계측 유역에서의 자료 수득이 제한되며, 불균형한 관측소의 밀도로 인해 관측한 자료를 유역 단위 자료로 공간화할 수 없는 한계점이 존재한다. 이를 극복하기 위해 국내·외에서는 원격탐사를 기반으로 한 수문기상인자의 추정 방법을 활용하고 있다. 이에 본 연구에서는 2018년 7월 1일부터 2022년 12월 31일까지 국내를 대상으로 추정한 NASA (National Aeronautics and Space Administration)의 ECOSTRESS (ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station) LST 및 ET 자료의 정확도를 평가하였다. 연구 과정에서 ECOSTRESS 자료의 비교 및 분석을 위해 기존 검증이 이루어진 NASA의 MODIS (MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer) 자료와 환경부 산하 기관(홍수통제소 및 한국수자원조사기술원)에서 관리하는 에디 공분산 기반 플럭스 타워(Eddy covariance flux tower) 관측 자료를 활용하였다. 연구결과 ECOSTRESS LST는 MODIS 및 지점 자료(R: 0.47~0.73)와 유사한 시계열적 경향성을 보였다. Index of agreement 또한 0.82~0.91의 범위를 나타냈지만, 계절적 특성에 따라 뚜렷한 불확실성을 보였다. ECOSTRESS ET의 경우 전반적으로 MODIS 및 지점 자료와 유사한 시계열적 경향성을 나타냈지만, 평균절대오차(Mean Absolute Error) 및 평균제곱근오차(Root Mean Square Error)가 높게 나타났다. 이는 ECOSTRESS 자료의 수득률 및 환경적 요인(증산에 의한 Cooling effect, 오전 시간대 과대 산정 등)이 영향을 미친 것으로 파악된다. 추후 연구를 통해 이러한 문제점을 해결하고, 지형학적·수문 학적 검정 및 보정을 통해 실질적으로 국내에서 ECOSTRESS를 기반으로 한 유역 단위 LST, ET의 추정이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1813-1818
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• 2014

햅틱 시스템에는 사용자인 인간이 항상 포함되므로, 인간 임피던스에 의한 시스템 안정성 분석이 필요하다. 특히, 일차 홀드 방식의 햅틱 시스템에 대한 인간 임피던스의 안정성 영향 분석이 미진하다. 본 논문에서는 선형 2차 시스템으로 모델화된 인간의 임피던스 모델을 포함하는, 일차 홀드 방식의 햅틱 시스템에 대한 안정성을 루드-후르비쯔 (Routh-Hurwitz)안정성 판별법을 이용하여 해석했다. 가상 벽 모델인 가상 스프링 상수 ($K_w$)의 안정성 영역과 인간 임피던스의 질량 ($M_h$), 댐핑 ($B_h$),그리고 스프링 상수 ($K_h$)와의 관계를 루드-후르비쯔 안정성 판별법을 이용하여 분석한 결과, 스프링 상수 ($K_h$)가 일정할 때 가상 스프링 상수 ($K_w$)는 인간 임피던스의 질량 ($M_h$)과 댐핑 ($B_h$)의 제곱근에 비례했다. 또한 인간 임피던스의 질량 ($M_h$)또는 댐핑 ($B_h$)가 일정할 때 가상 스프링 상수 ($K_w$)는 스프링 상수 ($K_h$)의 0.48배만큼 감소했다. 이를 종합하여 $K_w{\leq}54413{\sqrt{(M_h+M_d)(B_h+B_d)}}-0.486K_h$의 모델을 제안했고, 이론 값들과 제시된 모델로부터 계산된 값을 비교한 결과 평균적인 상대오차가 0.5%로 작게 나타났다. 제시된 모델이 인간 임피던스 모델과 가상 스프링 상수와의 관계를 비교적 잘 표현하고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.462-469
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• 2015

본 연구에서는 보급형 회전익 무인항공기(드론, DJI 팬텀2 비전 플러스)를 이용하여 국내 소규모 석회석 노천광산 현장(대성MDI(주) 석교사업소)의 지형측량을 수행하였다. 고도 100 m, 속도 3 m/s 조건으로 30분간 자동모드 비행을 수행한 결과 총 89장의 항공사진을 획득할 수 있었다. 현장에서 취득한 항공사진 자료들을 보정하고, 정합한 결과 총 3,400만 개의 3차원 점군 데이터가 추출되었고, 이로부터 5 cm 해상도의 정사영상과 수치표면모델 자료를 생성할 수 있었다. 5개 지상기준점에 대해서 고정밀 위성측정시스템를 이용하여 측정한 위치 좌표와 회전익 무인항공기 사진측량시스템을 이용하여 추출한 위치 좌표를 비교한 결과 평균 제곱근 오차가 X, Y, Z 세 방향 모두 10 cm 내외로 나타났다. 따라서 보급형 회전익 무인항공기 사진측량시스템이 기존의 지형측량 장비들을 대체하거나 보완할 수 있는 기술로서 소규모 노천광산 현장에서 효과적으로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권7호
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• pp.522-534
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• 2017

이 연구의 목적은 강남 선정릉지역에서 전산유체역학모델(CFD)을 사용하여 도시지역의 흐름 및 열 환경 모의를 검증하는 것이고, CFD 모델의 모의결과와 선정릉 지역의 관측 자료와 비교하는 것이다. CFD 모델은 국립기상과학원과 서울대가 공동으로 연구 개발된 모델이다. CFD_NIMR_SNU 모델은 기상청 현업 모델인 국지예보모델(LDAPS)의 바람성분과 온도성분을 초기 및 경계조건으로 적용되었고 수목효과와 지표 온도를 고려하여 2015년 8월 4일에서 6일까지 강남 선정릉 지역을 대상으로 수치실험을 진행하였다. 선정릉지역에서 수목효과 적용 전후의 풍속을 비교하였을 때 평균 제곱근 오차(RMSE)는 각각 1.06, $0.62m\;s^{-1}$로 나타났고 수목효과 적용으로 풍속 모의정확도가 향상되었다. 기온은 LDAPS 과소 모의하는 경향을 나타내고 CFD_NIMR_SNU 모델에 의해 향상된 것을 확인하였다. CFD_NIMR_SNU 모델을 이용하여 복잡한 도시지역의 흐름과 열 환경을 자세하고 정밀한 분석이 가능하며, 도시 환경 및 계획에 대한 정보를 제공 할 수 있을 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제33권2호
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• pp.131-142
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• 2015

본 논문에서는 저가형 하천측량시스템 개발을 위해 다중의 단일주파수 GPS 수신기를 사용하여 측량선의 정밀 위치와 자세각을 동시에 결정할 수 있는 관측데이터 모델링 기법을 연구하여 기준국 2대와 이동국 3대에서 취득한 GPS 관측데이터와 이동국 기선장을 구속하는 동적네트워크 관측데이터 모델을 도출하였다. 이 모델을 기반으로 정수제약 최소제곱법에 의한 정밀 3차원 위치추정 및 자세각 결정알고리즘을 구현하고 측량구역 2km 내외에 대한 수치실험을 통해 그 정확도를 분석하였다. 동적모드에 대하여 OTF 연속미지정수결정 알고리즘을 적용한 결과 99.0% 경우에서 2초 이내에 미지정수 결정이 가능하였으며, 이때 추정위치의 평균제곱근 오차는 수평과 수직방향에 대해 각각 ±1cm와 ±2cm정도였다. 또한 측량선의 기하구조에 대한 GPS 추정 자세각 정확도는 요각, 피치각, 롤각 순서를 보였으며, 정량적으로 이동국 기선장이 3∼6m인 하천측량선을 고려 할 때 요각 ±1′ 내외, 피치 및 롤각 각각 10′과 ±20′ 이상, 이에 반해 기선장 6∼15m 정도인 수로조사선의 경우 요, 피치, 롤각에 대해 각각 ±1′, ±5′ 그리고 ±10′ 이상 확보가 가능 할 것으로 분석되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권5호
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• pp.709-720
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• 2018

작황 모니터링에서 바이오매스의 정확한 평가를 위해서는 정확하고 신속한 작물 생육 상황 등 현장자료의 확보가 필수적이다. 또한, 바이오매스의 평가는 작황 모니터링 및 수확량 예측에 활용된다. 무인기 영상은 작물의 성장에 따라 빠르게 수집할 수 있기 때문에 정밀농업에서 포장내 공간변이 파악 및 분석에 사용되고 있다. 본 연구는 원격탐사 기술을 이용한 동계작물 바이오매스 평가 방법 개발을 위하여 식생지수($E{\times}G$)에 의한 식생 피복률(VF)과 작물 표고 모형(CSM) 기반의 초고(PH)를 이용하여 보리와 밀을 대상으로 바이오매스 평가 모델을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 식생 피복률, 초고 및 상호작용 항을 독립변수로 하여 다중 선형 회귀 모델을 구축한 결과, 5가지 품종의 결정계수는 0.84~0.99로 나타났으며, 보리와 밀의 결정계수 및 평균 제곱근 오차는 각각 0.91, 0.90 및 102.09, $110.87g/m^2$으로 나타났다. 따라서 무인기 영상을 활용한 동계작물의 바이오매스 평가 및 작황 모니터링이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권12호
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• pp.975-984
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• 2019

하천수의 체계적이고 통합적인 관리를 위한 필수 전제로, 하천으로 공급되고, 하천에서 방류되는 유량 등의 기초자료 확보가 필요하다. 현행되는 하천수 사용 허가제도에 의하면 2017년 허가시설 중 59.1%는 유량 계측기기가 없는 것으로 확인되었고, 특히 농업용수의 경우, 보고량의 상당부분이 사용자의 자발적인 보고로 이루어져 신뢰성 있는 자료의 확보가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 양수장의 전력사용량을 통해 유량을 산정하는 간접 유량 계측방법을 적용하여 경제적이고 신뢰성 있는 유량자료의 확보에 대한 연구를 수행하였다. 특히, 전력량법에 의해 산정된 유량이 하천의 수위에 따라 실측 유량과 차이가 나는 점에 집중하여, 하천수위를 반영한 전력량법의 개선 및 유량자료의 정확도 향상에 대한 적용성 연구를 수행하였다. 하천수위를 고려한 전력량법으로 산정된 유량을 회귀분석, 백분율 차이, 평균 제곱근 오차 등의 상관성 분석 방법 등을 이용하여 분석한 결과, 기존의 전력량법과 비교하여 보다 더 실측 유량에 근사한 결과를 산정하는 것으로 확인하였다. 이를 통해, 양수장에서는 기존의 전력량법으로도 신뢰성 있는 유량 자료를 확보할 수 있지만, 하천의 수위 변동폭이 큰 지점에서 개선된 전력량법을 사용한다면, 보다 정확한 하천수 취수량 자료를 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권2호
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• pp.73-86
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• 2016

이 연구에서는 Suomi-National Polar Partnership(Suomi-NPP) 위성에 탑재된 Visible Infrared Imaging Radiometer Suite(VIIRS) 센서의 Day/Night Band(DNB)로부터 측정된 인공광원 복사휘도 정보를 이용하여 우리나라 소도시들에서 야간 에어로졸 광학두께를 추정하는 방법을 개발하였다. 개발된 알고리즘에서는 야간에 도시의 인공광원들로부터 방출되는 빛을 광원으로하여 Beer의 복사 감쇠법칙이 이용되었으며, VIIRS의 적외선 영역 M밴드 관측자료를 사용하여 구름화소를 제거함으로써 청천화소에 대하여 에어로졸 광학두께를 산출하였다. 본 연구에서 산출된 야간 에어로졸 광학두께 결과는 주간 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 센서로부터 산출된 자료와 비교 검증하였다. 검증 결과, 도시에 따라 0.6~0.7이상의 상관계수와 0.14~0.18 범위의 제곱근-평균-제곱 차이(Root-Mean-Square Difference; RMSD)를 보였다. 추가적으로 야간 에어로졸 광학두께에 영향을 미치는 인자들에 대한 민감도 실험을 수행하여 개발된 알고리즘의 산출 오차의 범위를 추정하였다. 본 연구를 통하여 우리나라에서 야간에 DNB채널 관측자료를 이용하여 에어로졸 광학두께를 추정할 수 있는 가능성을 확인 하였으며, 개발된 알고리즘의 지속적인 개발 및 개선이 이루어진다면 향후 국내에서 기존에 부족했던 야간 에어로졸 정보의 산출에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권2호
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• pp.107-120
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• 2011

동해에서 입자성 유기탄소(Particulate Organic Carbon, POC) 함량을 위성 관측으로 추정하기 위해 MODIS AQUA 위성 자료와 2006~2010 년 춘계와 하계에, 동해 서남부 해역의 30 개 정점에서 화학 분석을 통하여 측정한 POC 함량 자료를 원격 반사도, 확산광소산계수 등 MODIS Aqua 해색 위성 관측 자료와 비교하여 현장 값에 가장 근접하고 통계적으로 유의한 해수 중 POC 함량을 추정하는 알고리즘을 개발하였다. 위성 자료가 현장 값에 가장 근접하는 경우는 $R_{rs}$(488)와 $R_{rs}$(555) 비율을 이용하는 경우로서 거듭 제곱형태로 $POC=266.85^*[R_{rs}(488)/R_{rs}(555)]^{-1.447}$ ($R^2=0.924$)이고, 평균 제곱근 오차는 20.9 mg $m^{-3}$로 양호하였다. 부유 입자 중 POC 이외 물질의 함량은 상기 알고리즘에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그러므로 동해 서남부 해역의 춘계와 하계에 대해서는 이 해역의 광학특성을 반영한 알고리즘을 사용하여 MODIS Aqua 해색 위성 관측 자료로부터 표층 해수의 POC 함량을 추정할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한공업교육학회지
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• 제36권2호
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• pp.111-130
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• 2011

이 연구는 기술교사의 변화몰입과 기술교육혁신 요구, 커뮤니케이션 및 자기효능감의 구조적 관계를 구명하기 위한 것으로, 문헌연구와 조사연구에 의하여 수행되었다. 변인 간의 가설적 모형의 적합성을 검증하기 위해 카이자승, 근사치 오차평균제곱근(RMSEA), 적합지수(GFI), 조정적합지수(AGFI), 표준적합지수(NFI), 비교적합지수(CFI) 등을 활용하였다. 연구의 결과에 의하면, 첫째, 기술교육 혁신요구는 기술교사들 간 커뮤니케이션과 변화몰입에 직접적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 둘째, 기술교사들 간 커뮤니케이션은 변화몰입에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 자기효능감은 기술교사들의 변화몰입에 직접적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서, 기술교사들이 변화에 몰입하여 기술교육이 더욱 발전하고 활성화되기 위해서는 기술교사들 간에 활발한 커뮤니케이션이 이루어져야 하며, 무엇보다도 기술교사들이 기술교육의 현황을 분명하게 인식함으로써 기술교육 혁신의 필요성에 공감하도록 할 필요가 있다. 또한, 기술교사들의 자기효능감을 제고하기 위한 정책적인 노력이 있어야 할 것으로 판단된다. 기술교사들의 기술교육혁신 요구, 변화몰입, 커뮤니케이션, 자기효능감 등의 관계를 분석하기 위한 이 연구는 기술교육 분야에서는 처음으로 시도된 것으로 추후에 관련 연구가 이어져야 할 것이다. 특히, 기술교사들의 변화몰입에 영향을 미치는 체계적인 변인 도출, 기술교육 혁신을 성공적으로 이루어내기 위한 방안 등의 연구가 요구된다.