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Himawari-8 정지궤도 위성 영상을 활용한 딥러닝 기반 산불 탐지의 효율적 방안 제시 (Efficient Deep Learning Approaches for Active Fire Detection Using Himawari-8 Geostationary Satellite Images)

  • 이시현;강유진;성태준;임정호
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_3호
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    • pp.979-995
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    • 2023
  • 산불은 예측이 어려운 재해이기 때문에 실시간 모니터링을 통해 빠르게 대응하는 것이 중요하며, 정지 궤도 위성 영상은 광역을 짧은 시간 간격으로 모니터링할 수 있어 산불 탐지 분야에 활발히 이용되고 있다. 기존의 위성 영상 기반 산불 탐지 알고리즘은 밝기 온도의 통계량 분석을 통한 임계값 기반으로 이상치를 탐지하는 방향으로 진행되어 왔다. 그러나 강도가 약한 산불을 탐지하기 어렵거나, 적절한 임계값 설정의 어려움으로 일반화 성능이 저하되는 한계점이 있어 최근에는 기계학습을 이용한 산불 탐지 알고리즘들이 제시되고 있다. 현재까지는 random forest, VanillaConvolutional neural network (CNN), U-net 구조 등의 비교적 간단한 기법이 적용되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 정지궤도 위성인 Advanced Himawari Imager를 이용하여 동아시아와 호주를 대상으로 State of the Art (SOTA)딥러닝 기법을 적용한 산불 탐지 알고리즘을 개발하고자 하였다. SOTA 모델은 EfficientNet과 lion optimizer를 적용하여 개발하고, Vanilla CNN 구조를 사용한 모델과 산불 탐지 결과를 비교하였다. EfficientNet은 동아시아와 호주에서 0.88 및 0.83의 F1-score를 기록함으로써 CNN (동아시아: 0.83, 호주: 0.78)에 비해 뛰어난 성능을 입증하였다. EfficientNet에 불균형 문제 해결을 위한 weighted loss, equal sampling, image augmentation 기법 적용 시, 동아시아와 호주에서 각각 0.92와 0.84의 F1-score를 기록함으로써 적용 전(동아시아: 0.88, 호주: 0.83)에 비하여 성능이 향상되었음을 확인하였다. 본 연구를 통하여 제시된 SOTA 딥러닝 기법의 산불 탐지에의 적용 가능성과 딥러닝 모델의 성능 향상을 위해 고려해야 할 방향은 향후 산불탐지 분야에 대한 딥러닝 적용에 도움이 될 것으로 기대된다.

이상기후대비 노후저수지 홍수 대응을 위한 사전방류 기술개발 및 평가 (Development and assessment of pre-release discharge technology for response to flood on deteriorated reservoirs dealing with abnormal weather events)

  • 문수진;정창삼;최병한;김승욱;장대원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권11호
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    • pp.775-784
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    • 2023
  • 최근 이상기후로 수공 구조물의 설계빈도를 상회하는 극한호우의 증가 경향이 뚜렷함에 따라 과거에 설계된 농업용 저수지의 안전성 검토가 필요하다. 그러나 한국농어촌공사 관할 일정 규모 이상의 저수지를 제외한 지자체 관리 저수지는 비상시 긴급 방류가 가능 저수지는 전무하다(13,685개소). 이러한 경우 이동식 사이펀을 현장에 빠르게 투입하여 사전 방류하는 방법이 긴요하며, 본 연구에서는 사전 및 긴급방류 기능을 동시에 수행할 수 있는 직경 200 mm, 최소 수위차 6 m, 420(m2/h), 10,000(m2/day)의 이동식 사이펀을 경주시 유금저수지를 대상으로 적용 가능성을 평가하였다. 테스트베드인 유금 저수지는 1945년 준공되어 공용기간이 78년 정도 경과한 시설물로 수문학적 안정성 분석 결과 현재 댐마루 구간의 최저높이는 27.15(EL.m)로 검토 홍수위 27.44(EL.m) 보다 0.29 m 낮아 제방을 통한 월류 가능성이 있고 여유고도 1.72 m 부족한 것으로 나타나 수문학 안전성을 확보하지 못하는 것으로 검토되었다. 유금저수지는 수위-유량 계측이 주기적으로 이루어진지 얼마 되지 않아 저수지의 수위-유량 관계 곡선식을 명확하게 확립하기 어려워 수위-용적 곡선을 임의로 도출하였으며 도출된 곡선을 기반으로 중소규모 노후저수지 운영 알고리즘을 통해 사전방류시간, 여수로 방류량을 고려하고 빈도별 홍수량에 따른 저수지 월류시간을 예측함으로써 사전에 대피 시간을 확보하고 붕괴위험을 저감할 수 있는 기술을 확보하였다. 직경 200 mm 이동식사이펀 1열 기준, 30년 빈도 홍수량 유입 시 상한수위 기준 80% 수준(약 30,000 m2)을 유지하면서 주민대피 시간(약 1시간)을 확보할 수 있는 최적 사전방류시간은 12시간 이전으로 분석되었다. 중소규모 노후저수지를 대상으로 사이펀 활용 사전방류기술 및 저수지 운영 알고리즘에 따라 이상기후 대비 사전에 방류를 시행하고 관리자의 의사결정을 돕는다면, 저수지 붕괴 위험지역 내의 주민들의 안전을 확보하고 주민대피 지원체계 구축을 통해 주민들의 불안감 해소, 저수지 위험상황 시 위험회피 수단 제공으로 위험요소 감소가 충분히 가능하다.

침수유발 강우량을 이용한 강원특별자치도 호우특보 기준에 관한 연구 (The study of heavy rain warning in Gangwon State using threshold rainfall)

  • 이현지;강동호;이익상;김병식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권11호
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    • pp.751-764
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    • 2023
  • 강원특별자치도는 태백산맥을 중심으로 지방에 따라 기후 특성이 매우 다르며, 국지성 호우가 빈번하게 발생하는 지역이다. 호우재해는 발생 시간이 짧고, 시공간적 변동성이 매우 커 많은 인명 및 재산피해를 유발한다. 최근 10년(2012~2021)간 강원지역 호우피해 발생 횟수는 28건이고, 평균 발생 피해액은 456억 원가량으로 집계되었다. 호우재해를 저감하기 위해선 지역단위의 재난관리 방안을 수립해야 한다. 특히나 현재 운영 중인 호우특보 기준은 획일화되어 지역 특성을 고려하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구는 강원특별자치도에 위치한 특보구역을 대상으로 침수유발 강우량을 고려한 호우특보 기준을 제안하고자 한다. 특보구역별 침수유발 강우량 대푯값 분석 결과 평균값이 호우특보 발령 기준과 유사했고, 이를 본 연구의 호우특보 기준으로 선정하였다. 호우특보 기준 검토를 위한 강우사상으로 2019년 태풍 미탁, 2020년 태풍 마이삭과 하이선, 2023년 태풍 카눈 강우사상을 적용했고, Hit Rate 정확도 검증 결과 강릉평지 72%, 원주 98%로 본 연구는 실제 특보를 잘 반영함을 확인했다. 본 연구의 호우특보 기준은 위기경보 단계(관심, 주의, 경계, 심각)와 위계가 동일하여 선제적 호우재해 대응이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 호우재해 대응의 획일적 의사결정 시스템을 보완하고, 이를 토대로 지역별 재해위험성을 고려한 호우특보 기준으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

간호대학생의 MBTI 지표에 따른 갈등해결유형의 차이 (Differences in Conflict Management Style according to MBTI Indicators of Nursing Students)

  • 신수정
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권6호
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    • pp.479-486
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    • 2023
  • 본 연구는 간호대학생의 MBTI 선호지표에 따른 갈등관리유형의 차이를 확인하기 위한 서술적 조사연구이다 자료수집은 2023년 8월 30일부터 9월 30일까지였다. 자료분석은 independent t-test, One-way ANOVA, Scheffe's를 시행하였다. 연구결과 갈등관리유형에 유의미한 차이를 보이는 MBTI지표 중 에너지 방향에서 I는 E보다 회피가 높았다(t=-3.776, p<0.01). 의사결정기능의 경우 F가 T보다 양보(t=-3.478, p<0.01)와 회피(t=-3.389, p<0.01)가 높았고, T가 F보다 지배가 높았다(t=2.070, p<0.5). 외부생활 대처양식의 경우 J가 P보다 협력(t=2.756, p<0.01)과 타협(t=2.044, p<0.5)이 높았다. MBTI의 심리기능유형에서는 NF형이 ST형보다 양보가 높았고(F=4.174, p<0.05), SF형이 ST형보다 회피가 높았다(F=4.202, p<0.05). MBTI 의사결정기능 유형과 외부생활 대처양식을 조합해서 갈등관리유형의 차이를 분석한 결과는 FJ형이 FP형 보다 협력이(F=2.907, p<0.05), FJ형이 TP형보다 양보가(F=4.662, p<0.01), FJ형이 TJ형보다 회피가 높았다(F=3.327, p<0.05). MBTI의 태도지표는 EJ형이 EP형 보다 협력이 높았고(F=2.817, p<0.05), IP형이 EP형 보다 회피가 유의미하게 높았다(F=4.551, p<0.01). 본 연구에서는 현재까지 국내에서는 연구되지 않은 MBTI 의사결정기능 유형(F,T)과 외부생활대처양식(J,P)을 조합해서 갈등관리유형의 차이를 확인한 것에 의의가 있다. 후속연구에서는 본 연구결과를 반영하여 대상자 수를 확대한 MBTI 성격유형별 갈등관리유형에 대한 연구, MBTI 지표 및 성격유형별 갈등관리 프로그램개발과 프로그램 효과성 분석 연구를 제언한다.

Borich 요구도와 The Locus for Focus Model을 이용한 전북지역 학교급식 조리종사자의 안전사고 예방관리를 위한 교육요구도 우선순위 분석 (An educational needs analysis of precautions against of safety accidents for school foodservice employees in the Jeonbuk area using Borich priority formula and the Locus for Focus Model)

  • 이향진;최선아;노정옥
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제56권5호
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    • pp.554-572
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    • 2023
  • 본 연구는 전북지역 316명의 초·중·고등학교 조리종사자를 대상으로 안전사고 실태 및 예방교육 프로그램에 활용될 교육내용의 우선순위를 조사하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상자의 99.7%는 '여자', 학력은 '고졸' 76.6%, 직급은 '조리원' 77.8%, 평균 근무연수는 초등학교 '12.7년', 중·고등학교 '10.6년'이었다 (p < 0.01). 1일 평균 급식 인원은 초등학교 '716.4명', 중·고등학교 '818.3명'이며 (p < 0.05), 평균 근무인원은 초등학교 '6.1명', 중·고등학교 '8.0명'이었다 (p < 0.001). 조리종사자의 90.8%가 안전사고를 경험하였으며, 중·고등학교 종사자가 초등학교보다 사고경험이 많았다. 주요 사고원인은 '과도한 업무량' (61.7%), '노후기구나 설비' (28.9%), '본인 부주의' (17.1%)이며, 주로 '조리과정' (47.7%), '청소 및 뒷정리' (42.2%), '이동 및 운반' (36.2%) 과정에서 발생하였다. 가장 많은 부상은 초등학교는 '근골격계부상' (68.2%), 중·고등학교는 '미끄러짐' (70.2%)과 '화상' (70.2%)이었다. 안전교육은 영양(교)사와 교육청 (100%), 조리사협회 (27.2%)의 교육을 받았으나 초등학교의 77.3%, 중·고등학교의 79.5%의 조리종사자는 교육내용을 현장에 적용하지 않았다. 안전교육에 대하여 64.9%의 조리종사자는 만족, 35.1%는 불만족하며, 가장 큰 불만족 이유는 '교육내용이 실제 급식현장과 맞지 않아서' (42.3%)이었다. 안전교육 내용의 우선순위 결정을 위해 대응표본 t-test, Borich 요구도, The Locus for Focus 모델의 3단계 분석방법을 이용한 결과, 6개 영역의 22개 항목 중 1항목 '작업장 및 통로를 정리·정돈한다'를 제외한 21개 항목에서 중요도와 현재 수행수준 간에 유의미한 차이가 있었다. 안전교육 내용에 대한 초등학교와 중·고등학교 종사자의 최우선 순위는 2개항목, 차 순위는 6항목으로 확인되었다. 따라서 초등학교와 중·고등학교 조리종사자 대상 안전교육 시 우선적으로 '가스후드 청소 시 안전한 사다리를 사용하며, 2인 1조로 작업한다', '배수로 청소 시에는 주의 표시판을 설치하고, 청소 후에는 반드시 덮개를 덮는다'와 '화학물질 취급 전 보호장비를 착용한다'를 교육하여야 하며, 차 순위로는 '작업 전·후 스트레칭 하기', '작업대 높이가 맞지 않으면 보조 받침대를 사용하여 높이를 맞춘다', '무거운 것을 옮길 때 보조기구를 이용하거나 도움을 받는다', '중량물 취급 시에는 올바른 자세와 방법을 지킨다', 'MSDS 적용물질의 안전취급 요령을 잘 확인하고 사용한다'가 교육내용에 포함되어야 되겠다. 이상의 결과, 조리종사자 안전교육 시 조리, 청소 및 뒷정리 과정 중의 부딪힘·떨어짐 사고, 화학물질관리 및 근골격계질환 사고 예방교육을 우선적으로 하여야 하겠다. 본 연구의 제한점은 연구대상자가 일부 지역에 국한되어 있기 때문에 전체 학교급식소의 경우로 일반화하기에는 한계가 있으며 향후 조사대상자의 확대를 통하여 전체 조리종사자의 안전사고 예방교육을 위한 체계수립이 필요하겠다.

수중문화유산에 대한 지구물리탐사 기법 활용 동향 분석 (Analysis of trends in the use of geophysical exploration techniques for underwater cultural heritage)

  • 이상희;김성보;김진후;현창욱
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제56권3호
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    • pp.174-193
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    • 2023
  • 우리나라는 지형적으로 바다로 둘러싸여 있으며 내륙 곳곳에 바다로 이어지는 강들이 분포한다. 이러한 지형 특성에 의해 예로부터 바다를 통하여 세계 여러 나라와 교류 및 해전이 있었으며 강에서는 나루터를 두어 세금으로 지불되는 곡식, 물품을 운송하는 선박 운항 및 승객 수송을 하는 등 바다와 강은 과거부터 우리나라의 삶에 많은 영향을 주었다. 그로 인해 바다나 강 속에는 많은 문화유산이 존재하고 있을 것으로 예상되며 이러한 문화유산은 과거의 사회와 문화 이해 및 한 국가의 정체성을 나타내므로 이를 찾기 위한 노력이 계속되고 있다. 하지만, 수중문화유산은 바다나 강 속에 있어 육안 관찰의 어려움과 접근이 제한된 환경으로 인해 발견하기가 매우 어렵다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해 지구물리탐사 기법을 활용할 수 있다. 지구물리탐사 기법은 탄성파의 반사와 굴절의 물리적 성질을 이용해 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사를 수행하여 수중에 있는 물체나 지층이 갖는 물리적 특성을 감지하고 그 차이를 분석하여 수저면 위에 놓여 있거나 매장되어 있는 수중문화유산을 조사한다. 수중지형 조사에는 음향측심기를 사용하고 수중저면조사에는 측면주사음파탐지기를 사용해 수저면에 놓여 있거나 일부 노출된 수중문화유산을 탐사할 수 있다. 지층조사는 탄성파지층탐사기를 사용해 해저에 매장되어 있는 수중문화유산을 찾을 수 있다. 다만, 현재까지는 국내에서 발견된 수중문화유산은 어로 작업 중이던 어부나, 낙지잡이, 잠수사에 의해 우연히 발견되었다. 본 연구에서는 수중문화유산 탐사를 목적으로 수행된 지구물리탐사 기반의 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사에 대한 최신 해외 연구 동향을 분석 정리해 국내의 수중문화유산 탐사 기법 연구에 기여하고자 한다.

미국거주 한인노인과 국내노인 간 행복감의 차이 및 행복감에 영향을 주는 요인의 비교 (Comparison of Psychological factors affecting Happiness of the Korean elderly residing in USA and Korea)

  • 이주일;정지원;이정미
    • 한국심리학회지 : 문화 및 사회문제
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    • 제12권5호_spc
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    • pp.169-203
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    • 2006
  • 본 연구는 미국거주 한인 노인과 국내 노인 간의 행복감의 차이를 비교하고, 행복감을 느끼게 하는 결정 요인간의 차이를 비교하고자 수행되었다. 2003년 현재 만 63세 이상이 되는 춘천과 서울에 거주하는 국내 노인 1,988명과 미국 뉴욕에 거주하는 노인 173명을 인터뷰해서 얻은 자료를 토대로 미국거주 한인노인과 국내 노인 간의 행복감을 비교하였다. 비교 결과 미국 뉴욕거주 한인 노인이 국내 노인들보다 행복감을 더 많이 느끼는 것으로 나타났다. 구체적으로 뉴욕에 거주하는 한인노인들이 국내노인들보다 편안감, 노화과정에 대한 만족, 인생에 대한 만족이 더 높았고, 안정애착자의 비율이 더 높고 회피애착자의 비율은 더 적은 것으로 나타났다. 행복감과 관련이 높을 것으로 예상된 사회적 지지망, 심리적 욕구의 충족, 건강 및 생활습관, 사회적 배경수준은 미국거주 노인이나 국내노인이나 모두 행복감을 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 또한 사회적 배경과 건강 및 생활습관을 통제하였을 경우에도 욕구충족은 미국거주 노인의 경우 노화만족과 인생만족, 안전애착을 유의미하게 설명해주는 것으로 나타났다. 국내 노인의 경우에는 사회적 배경과 건강 및 생활 습관을 통제하였을 경우에도 욕구충족이 행복감의 모든 하위요소를 유의미하게 설명해주는 것으로 나타났으며, 사회적 지지망 자체도 행복감을 유의미하게 설명해주는 것으로 나타났다. 미국 뉴욕에 거주하는 노인들이 국내노인들보다 견고한 사회적 지지망을 갖추고 있었고, 대부분의 심리적 욕구 충족도가 높았다. 또한 건강에 대한 자기 평가가 더 양호 했고 건강에 유익한 습관을 더 많이 가지고 있었다. 또한 미국거주 한인노인들이 국내노인들보다 지적 수준 및 경제적 수준이 더 양호한 것으로 나타났다. 마지막으로 행복한 노년을 결정하는데 있어 사회적 지지망의 구축과 심리적 욕구충족이 가지는 의미를 기존의 성공적인 노화를 설명하는 이론적 설명의 토대위에서 논의하였다.

한국 세대별 어머니 집단의 가족관련 가치의식 비교: 자녀가치와 양육태도 및 부모부양을 중심으로 (Intergenerational analysis of family values among Korean mothers: With specific focus on values of children, socialization attitudes, and support of elderly parents)

  • 김의철;박영신;권용은
    • 한국심리학회지 : 문화 및 사회문제
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    • 제11권1호
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    • pp.109-142
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    • 2005
  • 본 연구의 주된 목적은 한국인의 가족관련 가치의식을 탐색하는데 있다. 이를 위해, 세대별 어머니 집단의 자녀가치와 양육태도 및 부모부양을 중심으로 분석하였다. 최종 분석대상은 유아 어머니 집단 314명과 청소년 어머니 집단 395명이었으며, 평균 연령은 각각 31세, 41세였다. 측정도구는 본 연구자들과 함께 독일의 Bad Homburg 워크샾에 참여한 여러 국가의 연구자들이, Schwarz, Chakkarath, Trommsdorff, Schwenk와 Nauck(2001)이 제작한 질문지를 참고로 하여, 공동으로 토론하여 제작하였다. 질문지는 자녀가내, 가치관, 자녀 양육태도, 인간관계, 사회적 지원, 스트레스와 생활만족도를 측정하는 내용으로 구성되었다. 첫째, 자녀가치와 관련된 분석 결과, 세대별로 의미있는 차이가 있었다. 자녀를 원하는 이유로서, 청소년 어머니 집단은 가문을 이어가기 위해서와 같은 사회적 가치와, 부모가 되어야 집안에서 위치가 분명해지고 인정 받는다와 같은 관계적 가치를 더욱 중요하게 인식하였다. 반면에 유아 어머니 집단은 아이가 자라는 것을 보면 즐겁다와 같은 심리적 가치를 더욱 중요하게 생각하였다. 자녀를 원하지 않는 이유로서, 유아 어머니 집단은 자유롭지 못하다와 같은 개인적 제약을 훨씬 강하게 지각하였다. 둘째, 자녀 양육태도와 관련된 결과도 세대별로 의미있는 차이가 있었다. 청소년 어머니 집단이 유아 어머니집단보다, 부모로서 자녀에 대한 책임을 더 강하게 인식하였으며, 현재의 자녀뿐만 아니라 자녀가 성인이 되었을 때까지도 자녀를 사회적으로 지원해 주고자 하는 각오가 훨씬 강하였다. 또한 청소년 어머니 집단이 자녀의 연령별 발달에 대한 기대와 관련하여 자녀에게 훨씬 관대하였다. 청소년 어머니 집단은 아들이나 딸로부터 도움받기를 기대하는 정도도 훨씬 높았다. 유아 어머니 집단은 청소년 어머니 집단보다 애정적 양육태도를 나타내었으나, 자녀양육 스트레스가 더 높았다. 셋째, 부모 부양과 관련된 결과에서도, 세대별 차이가 확인되었다. 즉 유아 어머니 집단이 부모로부터 실제적이고 정서적인 지원은 더 많이 받고 있으면서도, 부모에 대한 실제적인 지원은 청소년 어머니 집단이 더 많이 하였다. 종합적으로 볼 때, 나이 든 어머니들일수록 보다 전통적이고 보수적인 자녀가치와 양육태도 및 부모부양 태도를 지니고 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 한국의 세대별 어머니 집단간 가족관련 가치의식에 차이가 있음을 시사한다.

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참조 수문관측소 구성 조건에 따른 LSTM 모형 홍수위예측 정확도 검토 사례 연구 (Case study on flood water level prediction accuracy of LSTM model according to condition of reference hydrological station combination)

  • 이승호;김수영;정재원;윤광석
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권12호
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    • pp.981-992
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    • 2023
  • 최근 전세계적인 기후변화의 영향으로 강우가 집중되고 강우강도가 강해짐에 따라 홍수피해의 규모를 증가시키고 있다. 과거에 관측되지 않았던 규모의 비가 내리기도 하고, 기록되지 않았던 장기간의 장마가 발생하기도 한다. 이러한 피해들은 아세안 국가에도 집중되고 있으며, 태풍 및 집중호우로 인해 침수의 빈번한 발생과 함께 많은 사람들이 영향을 받고 있다. 특히, 인도네시아 찌따룸강 상류 유역에 위치한 반둥 지역은 분지 형태의 지형학적 특성을 가지고 있어서 홍수에 매우 취약한 실정이다. 이에 공적개발원조(ODA)를 통해 2017년에 찌따룸강 상류(Upper Citarum River) 유역에 대하여 홍수예경보시스템을 구축되었고, 현재 운영중에 있다. 그럼에도 불구하고, 찌따룸강 상류 (Upper Citarum River) 지역은 홍수발생시 인명 및 재산피해의 위험에 여전히 노출되어 있어 신속하고 정확한 홍수예경보의 실시를 통해 피해를 경감시키는 노력이 지속적으로 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 찌따룸강 상류의 Dayeuh Kolot 지점을 목표관측소로 하고, 강우관측소 4개소와 수위관측소 1개소의 10분 단위 수문자료를 수집하여 인공지능 기반의 하천홍수위예측모형을 개발하였다. 6개 관측소의 2017년 1월부터 2021년 1월까지의 10분 단위 수문관측자료를 활용하여 선행예보시간 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6시간에 대해서 학습, 검증, 시험을 수행하였으며 인공지능알고리즘으로는 LSTM을 적용하였다. 연구결과 모든 선행예보시간에 대해 모형적합도 및 오차에서 좋은 결과를 나타냈으며, 학습자료 구축조건에 따른 예측정확도를 검토한 결과 참조관측소가 적은 경우에도 모든 관측소를 활용하는 경우와 유사하게 예측정확도를 확보하는 것으로 나타나 효율적인 인공지능 기반 모형 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

초분광영상 기반 탁수 모니터링에서의 탁도-SS 관계식 적용성 검토 (Review of applicability of Turbidity-SS relationship in hyperspectral imaging-based turbid water monitoring)

  • 김종민;김광수;권시윤;김영도
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권12호
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    • pp.919-928
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    • 2023
  • 우리나라의 강우 특성은 여름철 홍수기에 집중되어있다. 특히 이상강우 및 기상이변에 의한 집중강우의 증가 추세로 다량의 탁수가 댐 내에 유입될 시 전도현상으로 인해 탁수 장기화 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 탁수 예측을 통한 선제적 조치 방안 또는 댐 운영방안 마련에 많은 연구가 진행되고 있다. 탁수 예측을 위해서는 상류 유입부의 탁수 자료를 필요로 하지만 현재 시·공간적인 데이터 해상도는 부족한 실정이다. 시간적 해상도 개선을 위해서는 탁도-SS 관계식에 대한 개발을 필요로 하며 공간적 해상도 개선을 위해 다항목수질측정기(YSI), 레이저부유사측정기(Laser In-Situ Scattering and Transmissometry, LISST), 초분광 센서 등의 센서 기반 측정을 통해 선, 면 단위 데이터 측정을 통해 탁수에 대한 공간적 해상도를 개선할 수 있다. 또한 LISST-200X의 경우 입경 크기 등에 대한 자료 수집이 가능함에 따라 분율(Clay : Silt : Sand)에 대한 탁도-SS 관계식에 활용될 수 있다. 또한 최근 원격탐사 방안 중 다른 탑재체에 비해 공간해상도 및 시간해상도가 높은 UAV와 분광·방사 해상도가 높은 초분광 센서를 활용 시 탁수 발생에 대한 공간적인 분포를 제시할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 LISST-200X 및 YSI-EXO를 활용하여 실험실 분석을 통해 분율(Clay : Silt : Sand)에 따라 탁도-SS 관계식을 산정하였으며 UAV (Matrice 600), 초분광센서(microHSI 410 SHARK)를 포함한 센서 기반 현장 측정을 통해 탁도와 부유사 농도, 측정된 부유사농도 기반 탁도-SS 관계식을 이용하여 산정한 탁도에 대하여 공간적 분포를 제시하였다. 이를 통해 탁도-SS 관계식에 대한 적용성 검토 및 탁수 발생 현황에 대하여 파악하고자 하였다.