• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.265-274
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• 2021

해양 이상 자료 탐지의 연구는 이전부터 활발하게 이루어지고 있으며, 통계 및 거리 기반의 기계 학습 알고리즘을 활용하는 기법들이 개발되었다. 최근에는 AI 기반의 해양 자료 이상 탐지 기법이 많은 관심을 받고 있으며, AI를 활용한 해양 이상 자료 탐지 기법은 정답이 주어지는 지도학습 기법이 주를 이루고 있다. 이러한 방법은 학습에 필요한 모든 자료에 수작업으로 분류 정보(라벨)를 지정해야 한다는 점에서 많은 시간과 비용이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 비지도학습 기반의 오토인코더를 이상 자료 탐지 기법에 사용하였다. 실험으로는 오토인코더의 평가를 위해 단변수·다변수학습 두가지 실험을 구성하였고, 단변수 학습은 기상청에서 제공하는 덕적도 부이 정점 관측 자료 중 수온만 사용하였으며, 다변수 학습은 수온과 기온, 풍향, 풍속, 기압, 습도 등을 사용하였다. 사용기간은 1996~2020년의 25년간이며 학습 자료에 해양-기상 자료의 특성을 고려한 전처리 기법을 적용하였다. 학습된 다변수와 단변수 오토인코더를 활용하여 실제 표층 수온에 대한 이상 탐지를 시도하였다. 모델성능 비교를 위해 오차를 삽입한 합성 자료에 다변수와 단변수 오토인코더를 포함한 여러 이상 탐지 기법을 적용하여 정량적으로 평가하였으며, 다변수/단변수의 정확도가 각각 약 96%/91%로써 다변수 오토인코더가 더 나은 이상자료 탐지 성능을 보였다. 오토인코더를 이용한 비지도학습 기반 이상 탐지 기법은 주관적 판단에 의한 오류와 자료 라벨링에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있다는 점에서 다양하게 활용될 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권5호
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• pp.536-544
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• 2001

적조생물 Cochlodinium polykrikoides, Gyrodinium impudicum, Gymnodinium catenatum은 독성을 지니거나, 적조를 일으킴으로써 수산피해 및 보건위생상의 문제를 야기시키는 종이다. 이 종들의 적조발생 환경과 기작을 이해하기 위해서는 종별 생태생리 (eco-physiology) 특성 등을 파악할 필요가 있다. 본 실험에서는 한국 남해안 연안에서 이들 3종의 출현상황과 성장특성을 파악하기 위해 이 해역에서 분리한 종을 대상으로 온도, 염분, 조도 및 영양염류에 따른 성장도를 조사하였다. 1999년도 남해안 남해도, 나로도, 완도 연안에서 이들 3종의 최초출현시기는 수온이 $22.8\sim26.5^{\circ}C$인 7월 중순에서 8월 중순으로써 서로 비슷한 시기에 동반 출현하였다. 유영세포의 소멸시기는 G. catenatum의 경우 8월 중, 하순이었고, C. polykrikoides와 G. impudicum은 수온이 $23^{\circ}C$ 이하로 하강하는 9월 하순이었다. 출현기간 중의 최대밀도는 C. polykrikoides의 경우 $40\times10^6$cells/L 이상으로써 고밀도 증식을 하였으나, G. impudicum과 C. catenatum은 각각 3,460ce11s/L 및 440ce11s/L로써 매우 낮은 밀도로 존재하였다. 배양실험에서 C. polykrikoides, G. impudicum, G. catenatum는 $22\sim28^{\circ}C$에서 양호한 성장을 보였고, 최적수온은 $25^{\circ}C$ 내외로 판단되었는데, 이러한 결과는 적조발생시의 수온과 대체로 일치하였다. 염분에 따른 성장률은 3종 모두 $30\sim35\%$에서 양호한 성장률을 보였다. 3종 중 G. impudicum은 비교적 광염성의 특징을 보였고, G. cstenatum은 $35\%$ 이상의 고염분에서 특히, 저조한 성장률을 보였다. 조도에 따른 성장은 C. polykrikoides와 G. impudicum의 경우 특히 7,5001ux 이상의 고조도에서 성장률이 현저히 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 C. polykrikoides의 경우 조도가 높은 하계에 표층에서 강한 집적현상을 보이면서도 광저해현상을 밟지 않고 양호한 증식을 할 수 있는 특성과 관련이 있을 것으로 추정되었다. C. polykrikoides와 G. impudicum의 질산 및 암모니아 질소 농도에 따른 성장은 $40{\mu}M$까지는 농도가 높을수록 성장률도 증가하였으나 그 이상에서는 큰 차이를 보이지 않아, 두 종의 질소 임계농도는 $13.5\~40{\mu}M$로 판단되었다. 또한, 인산인은 $4.05{\mu}M$ 까지는 농도가 높을수록 성장률도 증가하였으나 그 이상에서는 큰 성장차를 보이지 않아, 두 종 모두 인산인의 임계농도는 $1.35\sim4.05{\mu}M$로 판단되었다. 한편, C. polyklikoides는 DIN과 DIP 농도가 각각 $1.2{\mu}M$ 및 $0.3{\mu}M$ 이하로 낮았던 나로도와 남해도 외측해역에서도 적조를 형성하였다. 이와 같이 낮은 영양염류 하에서 왕성하게 증식할 수 있었던 이유는 이 종의 경우 일간 수직이동을 통해 야간에 저층에서 풍부한 영양염류를 흡수할 수 있었기 때문으로 해석되었다.

• 한국해양학회지
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• 제27권4호
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• pp.303-310
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• 1992

산업폐수와 도시하수의 유입이 심한 마산만에서 하계에 각종 질소화합물의 분포와 산소소비율에 대한 연구를 수행하였다. 1986년 하계에 마산만은 육수유입의 영향을 강 하게 받았으며 수온약층 아래에는 빈산소층이 형성되었다. 용존성무기질소(DIN), 용존 성유기질소(DON), 입자성질소(PN) 는 내만 육수유입을 직접받는 곳에서 각각 735.6, 1261.8 amd 48.5 umol/l의 분포를 보였으며 마산내만 입구에서는 각각 79.1, 73.0 and 39.5 umol/l를 나타냈다. 마산내만입구의 일차생산력은 2,695mgC/m$^2$/day였다. 용존산 소량은 내만입구에서는 3 m 아래에서부터, 마산수로에서는 10 m 아래에서부터 1 ml/l 이하를 보였다. 저층수중의 높은 암모니아와 인산염의 농도는 유기물의 활발한 분해나 저층퇴적물로부터의 용출에 의한 것이라 생각된다. ETS 활동도는 마산내민 가장안쪽에 서 212.1ul $O^2$/l/h였고 마산내만입구의 저층수에서는 산소소비가 442 ml $O^2$/day의 비율로 지행되었다. 마산수로저층수에서의 탈질화 속도는 0.25 umol/l/day 였으며 마 산내만입구에서는 표층에서 일차생산에 의해 생성된 유기물의 9.3-10.5%가 저층수에서 분해되는 것으로 보인다.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.293-302
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• 2015

가막만 빈산소 해역에서 챔버 실험과 지화학적 분석을 통하여 퇴적물 산소소모율과 퇴적물 특성을 파악하였다. 가막만 표층퇴적물의 유기탄소 함량은 만의 안쪽이 높고 바깥쪽으로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 만의 안쪽 퇴적물에는 바깥쪽에 비해 상대적으로 육성기인 유기물이 더 많이 포함되어 있다. 빈산소가 빈번하게 발생하는 가막만 북부 내만의 시추퇴적물에 기록된 탄산칼슘 함량의 분포는 이 지역에서 과거 백 년 이전부터 빈산소가 발생하였음을 지시한다. 2010년과 2011년 2월, 5월, 8월 및 11월에 가막만 빈산소 해역에서 퇴적물 챔버 실험을 하였는데, 북부 내만에 위치한 정점 C3과 남부 외해 쪽에 위치한 정점 C17에서 퇴적물 산소소모율은 각각 $3.98-12.43mmol\;m^{-2}d^{-1}$, $3.28-8.18mmol\;m^{-2}d^{-1}$ 범위였다. 퇴적물 산소소모율은 수온에 가장 큰 영향을 받는 것으로 보인다. 정점 C3과 정점 C17 에서 산소가 모두 고갈되어 저층이 무산소로 바뀌면 유독성의 황화수소 플럭스는 각각 $1.38mmol\;m^{-2}d^{-1}$, $1.3mmol\;m^{-2}d^{-1}$로 수층으로 용출되어 나왔다.

• 생태와환경
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• 제43권3호
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• pp.437-450
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• 2010

국내산 이매패 말조개가 하천의 수질 및 부착조류 성장에 미치는 생태학적 영향을 파악하기 위하여 제작한 인공수로에 부착기질을 설치하고 패류를 도입한 다음 10일 동안 수질 및 조류 현존량 변화를 조사하였다. 인공수로는 아크릴 재질로 유속형성을 위하여 계단식으로 제작하고 부영양호 표층수를 유입하여 일정한 유속으로 통과시켰다. 부착조류 기질로 상용 슬라이드글라스를 패류도입 1주일 전에 각 계단에 40개씩 설치하였다. 패류는 435 ind. $m^{-2}$로 도입하고 10일간 매일 동일한 시간에 수온, pH, 전기전도도, 용존산소, 탁도, 광도, 영양염, 그리고 기철 및 수종의 SS, Chl-$\alpha$, 조류 현존량 등을 각각 분석하였다. 말조개 처리는 수종 탁도(60%), SS(62.5%), Chl-$\alpha$(72.2%), TP(23.9%), 용존산소(19.5%) 농도를 감소시킨 반면, 암모니아 농도는 증가시켰다. 패류처리군의 기질 SS(67%)와 Chl-$\alpha$(89.4%)는 뚜렷하게 증가한 반면 수중의 조류 현존량은 뚜렷하게 감소하였다. 결국 하천의 패류는 수중 유기물의 효과적인 저감을 통하여 투명도 개선을 유도하고 동시에 배출된 영양염 및 배설물은 부착 조류 성장을 촉진할 수 있는 것으로 사료되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권4호
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• pp.289-297
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• 1999

북동태평양($9^{\circ}54'{\sim}10^{\circ}27'N$, $131^{\circ}43'{\sim}131^{\circ}53'W$)에서의 용존 자유아미노산 농도는 15.9~1778.2 nM의 범위를 갖으며, 평균 407.2 nM을 보였다. 표층 혼합층에서의 용존 자유아미노산은 60.1~1411.9 nM의 범위로 평균. 535.2 nM을 보였으며, 계절 수온약층이 형성된 수심 50~150 m의 수층에서는 91.7~1778.2 nM의 범위와 평균 588.5 nM의 값으로 최대치를 포함하고 있었다. 또한 저층까지의 수층에서는 15.9~384.2 nM의 범위와 평균 175.1 nM을 나타내었다. 연구해역의 모든 정점에서 glycine, alanine, glutamic acid, serine 그리고 valine 등이 전체 농도의 약 60% 이상을 차지하며 우점하였고, isoleucine, tyrosine, methionine 그리고 phenylalanine 등은 낮은 비율을 보였다. 아미노산 작용기단별 몰%는 aliphatic neutral이 평균 59%로 가장 높았으며 aliphatic hydroxy 16%, acidic 12%의 순으로 나타났다. 총아미노산의 농도가 수층별로 유광층에서 높고 저층이 상대적으로 낮은 분포를 보이고 있으나, 각 아미노산의 조성 비율은 매우 유사하게 나타나고 있었으며 이러한 결과는 미생물작용 및 각 아미노산들의 수용성 등에 의하여 일정하게 유지되고 있는 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.296-309
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• 2006

조사 시기 동안 (2000~2004년) 주암호와 동복호에서는 겨울을 제외한 시기에 표층과 저층의 수온차이로 인해성층화가 발생하였지만 영산호에서는 나타나지 않았다. 투명도는 주암호>동복호>영산호 순으로 영산호에서 낮은 투명도를 보였으며 주암호와 동복호에서는 식물플랑크톤의 생물량이 높게 나타나는 가을 저층에는 저산소상태로 수질 악화를 나타내었다. 암모니아, 질산염, 인산염 TN, TP는 주암호와 동복호에 비해 영산호에서 높게 나타났으나 클로로필 a는 평균적으로 동복호에서 높았으며 영산호에서 낮았다. 3개호소의 여름, 가을 연평균 영양상태는 평균적으로 영산호>동복호>주암호 순으로 영산호에서 높았다. 주암호와 동복호에서는 TSI (CHL)>TSI (SD)>TSI (TP) 순으로 나타나 조류성장에 있어 인산염이 제한영양염으로 작용할 가능성을 나타내었으며 영산호에서는 TSI (TP)>TSI (SD)>TSI (CHL) 순으로 나타났다. 영산호에서는 인산염에 의한 제한보다는 탁도 즉 광량에 의한 제한이 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 주암호는 빈, 중영양을 보였으며, 동복호에서는 중, 부영양을 영산호에서는 부, 과영양을 보였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제28권2호
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• pp.95-105
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• 2006

해초지에서 식물플랑크톤 군집의 계절 변동을 규명하기 위하여 2002년 10월, 2003년 1월, 3월과 6웜에 남해안의 동대만과 앵강만, 그리고 서해안의 승봉도에서 식물플랑크톤의 현존량과 분포, 그리고 환경요인들을 조사하였다. 수온, 염분, 부유물질, chlorophyll a, 해초의 지상부 생물량, 용존무기질소와 용존무기인의 농도는 조사시기에 따라 유의한 차이를 보였다. 해초지에서 출현하는 식물플랑크톤은 총 3문 3과 4목 16과 27속 65종이 동정되었다. 해초지에서는 규조류가 50종, 와편모조류가 14종, 그리고 규질편모조류가 1종 출현하였다. 식물플랑크톤은 Coscinodiscus속과 Thalassiosira속의 분류군들이 조사기간 동안 우점 출현하였으나, Peridinium granii, Eucampia zodiacus와 Pleurosigma elongatum은 계절에 따라 우점하였다. 식물플랑크톤의 현존량은 $0.6{\times}10^3{\sim}21.1{\times}10^3\;cells\;l^{-1}$ 범위로 동대만에서 6월에 가장 낮았으며, 앵강만에서 3월에 가장 높았다. 식물플랑크톤 군집의 종조성과 현존량은 다른 남 서해 연안보다 단순하고 낮게 나타났다. 계절에 따른 용존 무기질소와 무기인의 농도는 규조류 현존량에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.288-302
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• 2017

퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회
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• pp.129-135
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• 2006

광양만 해양수질 및 저질의 계절적 변동에 관한 조사를 위해 2004년 5 월부터 2006년 2 월까지 광양만의 21개 정점을 선정하여 계절별로 관측을 실시하였다. 수질의 관측결과 폐쇄적인 내만해역의 특성을 잘 반영해 영양염류 등의 농도가 만의 내측인 묘도 서측에서 다른 곳에 비해 상대적으로 높은 농도를 보였다. 계절적 변동은 계절의 주요인자인 수온과 강우의 영향을 많이 받은 하계 (2000년 7월)에 가장 높은 농도분포를 보였으며, 동계 (2005년 1월, 2003년 2월)에는 상대적으로 낮은 농도분포를 보였다. DIP 와 TP 의 경우 춘계를 제외한 전 계절에 걸쳐 여수국가산단이 위치한 일부지점에서 높은 농도를 보였다. NIP 비의 경우 Redfield 비를 상회하는 값은 주로 표층해수에서 춘계 (2005년 5월), 동계 (2006년 2월) 에 나타났으며, 저층해수에서는 거의 모든 정점에서 Redfield 비 이하의 값을 보였다. 저질환경의 변동에서 강열감량 (IL), 화학적산소요구량 (COD) 과 산휘발성황화물 (AVS) 의 농도범위는 각각 $2.51\sim22.10%,\;2.65\sim48.41mg/g-dry,\;0.01\sim8.95mg/g-dry$를 보였다. COD 는 하계에 높은 농도를 보였고, AVS 는 추계에 높은 농도분포를 보였으며, 성진강 하구와 묘도서측해역에서 다른 지점에 비해 상대적으로 높은 값을 보였다. 저질의 경우 COD 와 IL, COD 와 AVS사이에 유의한 상관관계를 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 상관계수는 각각 0.65 와 0.44로 나타났다.