• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.137-137
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• 2023

해양쓰레기는 해안의 심미적 가치 저하뿐만 아니라 생태계 파괴, 유령 어업에 따른 수산업 피해 등의 사회적·환경적 문제를 발생시키며, 그중 70% 이상은 육상 기인으로 플라스틱 및 기타 쓰레기가 주를 이루는 해외와 달리 국내의 경우 다량의 초목류를 포함하고 있다. 다양한 부유쓰레기에 대한 기존의 해양쓰레기량 추정의 한계와 하천·하구 쓰레기 수거의 효율화를 위해 해양으로 유입되는 부유쓰레기 방지를 위한 실효성 있는 대책 수립이 필요한 실정이다. 본 연구는 해양 유입 전 하천의 차단시설에 차집된 부유쓰레기의 수거 효율화 및 지속가능한 해양쓰레기 데이터 구축을 위해 AI기반의 기술을 통해 부유쓰레기 성상 분석 기법(Object Detection)과 차집량 분석 기법(Semantic Segmentation)을 활용하였다. 실제와 유사한 데이터 수집을 위해 다양한 하천 환경(정수조, 소하천, 급경사수로)에 대해 탁도(녹조, 유사), 광량, 쓰레기형상, 초목류 함량, 날씨(소하천), 유속(급경사수로) 등의 실험조건에 대하여 해양쓰레기 분류 기준 및 통계를 바탕으로 부유쓰레기 종류 선정하여 학습을 위한 데이터를 수집하였다. 학습 목적에 따라 구분하여 라벨링(Bounding box, Polygon)을 수행하고, 각 분석 기법별 전이학습을 통해 Phase 1(정수조), Phase 2(소하천), Phase 3(급경사수로) 순서로 모델을 고도화하였다. 성상 분석을 위해 YOLO v4를 활용하여 Train, Test DataSet(9:1)을 구성하고 학습 및 평가는 Iteration마다의 mAP, loss 값을 통해 비교하였으며, 학습 Phase에 따라 모델 고도화로 Test Set의 mAP 값이 성상별로 높아짐을 확인하였으며, 차집량 분석을 위해 Unet을 활용하여 Train, Test, Validation DataSet(8.5:1:0.5)을 구성하고 epoch별 IoU(intersection over Union), F1-score, loss 값을 비교하여 정성적, 정량적 평가 모두 Phase 3에서 가장 높은 성능을 확인하였다. 향후 하천 환경에서의 다양한 영양인자별 분석을 통해 주요 영향인자 도출 및 Hyper Parameter 최적화를 통한 모델 고도화로 인해 활용성이 높아질 것으로 판단된다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.3
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• pp.623-632
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• 2018

The object of this study is the effective utilizations of river environment management technology in the area of river reservoir water by using the technique to detect locations, and to develop algorithms on floating debris. In the floating debris detection areas(The section between the stanks of Dalsung and Gangjung-Goryeong), spectral reflections were measured on floating debris around the river: vegetation(grassland, trees), artifact(concrete, structure etc.), stream water(fresh water, turbid water, algal bloom), and simultaneously characteristics of spectral library were analyzed to river floating debris, respectively.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.33 no.5_1
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• pp.537-546
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• 2017

This study aims to develop the floating debris detection algorithm using a Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and multispectral sensors. In addition, the occurrence range of floating debris was estimated by applying the algorithm. An aerial photograph using an unmanned aerial vehicle was used to generate an orthoimage that can calculate the area. A spectrum survey of water, plants litter, polystyrene foam etc. was conducted. After obtaining spectroscopic characteristics of floating debris and water, the River Floating Debris (RFD) index was calculated. And we detected the floating debris through band combination of sensor using RFD. As a result of the RFD application, accumulation zone of floating debris was confirmed at three sites in the orthoimage. It was estimated that a lot of floating debris was accumulated at 0.82 ha ($8,200m^2$), which is corresponding to 3.6% including the accumulation zone.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1291-1295
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• 2005

제천, 충주, 단양의 3 개 지자체에 걸쳐 있는 충주호는 매년 여름철 집중호우시 부유쓰레기가 $3,000\~45,000\;m^3$ 의 범위에서 반복하여 발생하고 있으며 이들 대부분은 제천시 관내에서 수거되고 있다. 현재 부유쓰레기의 수거 및 육상 집하는 수자원공사가 담당하고 있으며 제천시는 이를 폐기물 매립장으로 운반하여 매립하고 있다. 이러한 부유쓰레기는 무게로는 그리 많지 않으나 부피가 매우 커 운반시 수거 차량의 운행대수가 많아지고 매립지 용량을 크게 소모하는 등 쓰레기 처리과정상의 문제점을 발생시키고 있으며 특히 부유쓰레기의 발생은 1 회성이 아니라 매년 장마와 홍수가 발생하면 되풀이되는 현상으로, 수자원 확보 및 홍수조절을 위해 설치된 댐에 의해 집중호우시 발생된 부유쓰레기가 댐 수위가 낮아짐에 따라 댐 주변부에 잔류하게 되어 수자원 및 수질 관리에 큰 어려움을 발생시키고 있다. 이러한 부유쓰레기는 댐 상류지역에 방치된 쓰레기들이 강우시 지표류와 함께 떠내려 온 것들로서 발생원인의 완전 제거는 불가능한 실정이므로 발생된 부유쓰레기를 최대한 신속히 수거하고 수거된 쓰레기는 소각이나 톱밥 생산 등의 물질자원화 방법으로 매립 양을 최소화 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 충주댐에서 매년 집중호수시 발생하는 부유쓰레기의 발생 및 수거, 처리실태를 조사하며 또한 제천관내에 부유 쓰레기의 집중되는 원인을 분석하고 이로부터 적절한 부유쓰레기 관리대책을 수립하고자 하였다. 충주댐 부유물 발생 현황 조사 및 처리대책에 관한 연구결과는 다음과 같다. 부유쓰레기 발생량은 태풍의 발생에 따라 급격히 증가하여 년간 $12,587m^3\~45,356m^3$ 이 발생하고 있었다. 댐 및 하천 흐름 해석을 위해 2 차원 동수역학 모델인 RMA2 모형을 이용하여 충주댐에서의 물의 흐름을 해석한 결과 옥순대교$\~$청풍대교 구간 사이에 댐 및 지형적 영향으로 인해 잘 발달된 와류가 하도 전체를 통하여 발생되고 있었고 이는 댐 부유물 정체현상이 나타나는 지점과 잘 일치하고 있었다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.4 no.2
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• pp.61-67
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• 2001

Development of a barrier system for floating debris at river is introduced. The system is to prevent pollution of coastal water caused by marine debris which originates from land. The system consists of harrier boom, mooring system and boom winder. The harrier boom, which is self-inflatable with circular band spring, guides floating debris to a collecting conveyer system. Design parameters of the harrier system were reviewed and its design criteria were established. Based on the established design criteria, a pilot harrier system was built and tested at Tanchon branch of the Han river. It is proved that the suggested system is very efficient to collect floating debris at river.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.12 no.1
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• pp.237-242
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• 2017

Along with effluence of non-point pollution source, continuous precipitation due to rainy season or localized heavy rain can also be a good reason for increase of flow rate. And if the water level is going up due to the increase, floating debris around rivers and streams will move because of increased flow velocity. However, currently, there are no studies which perform quantitative calculation on movement of floating debris by analyzing amount of rainfall and flow rate in both domestic and abroad. Thus, the present study calculated amount of movement of floating debris based on moving route monitoring results according to changes of effective rainfall and flow rate that are obtained by using SCS-CN method.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2019.11a
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• pp.225-226
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• 2019

육상에서 발생한 부유쓰레기는 하천을 통해 해상으로 유입되어 선박 프로펠러 파손, 항로 점유 등 선박 운항 안정성에 지대한 영향을 미친다. 본 연구는 육상 기인 부유쓰레기의 해양 확산을 방지하고 나아가 선박 운항 안정성 확보를 위한 차단막과 차단막의 부유쓰레기 차단 성능 확보를 위한 플랫폼 및 계류, 앵커시스템 개발을 연구 목표로 한다. 본 구조물의 우선 설치 대상 해역은 가덕도 남동부 해안으로, 우천시 혹은 태풍 내습시 육상에서 발생하는 많은 해양쓰레기의 확산이 이루어지는 지역이다. 대상 해역의 환경하중 조건에서 플랫폼이 정상기능을 수행하도록 수치해석 기법을 기반으로 플랫폼 및 계류, 앵커시스템을 설계하고 설계 기준 적합성을 평가하였다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.1
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• pp.213-220
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• 2018

Investigation and policy related to floating debris are focused on water treatment or disposal costs, and water pollution caused by floating debris has not been evaluated. In this study, it was surveyed the water environment pollution on the stagnation zone by floating debris in Nakdong River basin of Busan Metropolitan City. The water quality of the constant stagnation zone had lower DO than that of the non-stagnation zone. COD and Chl-a showed similar concentrations in the both zones. As a result of the collecting net surveys which were kept floating during 3 months, the most abundant species(4 species) of arthropods appeared, and Chironomidae sp. is dominant. It was also resistant to the deteriorated water quality, and emerged as a Lepomis macrochirus on the stagnant waters with a slowly flow rate.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.10 no.2
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• pp.157-164
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• 2015

The present study is to identify discharge characteristic from the mouth of floating debris in the Nakdong River through real time tracking of moving route and by analyzing hydrometeorologic environmental. To identify the path and route of outflow through the mouth of the river of floating debris, small-sized buoy equipped with satellite location transmitters was used. Moreover, to identify hydrometeorologic environmental, flux of the river, change of discharge of the River-Mouth Weir and wind direction of the mouth of the river area were analyzed. From now on, the present study is expected to be utilized as basic data to identify damage and flowing into nearby ocean of the floating debris of Nakdong River in time of severe rain storm.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.312-312
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• 2011

최근 정보 통신의 발달에 따라 하천의 수위표, 제방, 수문 등을 관리하기 위해 수많은 CCTV가 설치되고 있다. 이들 CCTV는 하천 구조물의 상황을 감시할 수 있을 뿐 아니라, 하천의 유황 변화를 실시간으로 제공하고 있어, 홍수 방재 및 재해 대책 등에 효율적으로 활용되고 있다. 또한, 표면영상유속계(SIV, Surface Image Velocimetry)는 하천이나 수로의 표면 영상을 이용하여 유속을 측정하고 유량을 추정할 수 있는 장비이다. 표면영상 유속계는 수면에 나타나는 부유 쓰레기나 잔물결 등을 이용하여 하천 표면 유속을 측정할 수 있다. 이 두 기술을 연계하여, 수위표가 설치되어 있는 CCTV의 동영상에서 실시간으로 하천 유속을 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 기존의 CCTV 시스템에서 나오는 영상 신호를 SIV에 직접 보내서, 초당 30프레임의 영상을 일정 간격으로 분석하여 유속을 산정하는 것이다. 여기에 수위계에서 나온 수위 자료를 덧붙여 유량을 추정하는 방법을 개발하였다. 개발된 방법을 서귀포시의 DVR에 수록되어 있던 영상 자료에 활용한 결과 측정하지 못하였던 유량을 산정할 수 있었다.