• 제목/요약/키워드: 2-보정면

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지형보정계수를 이용한 복잡지형의 일 적산일사량 분포 추정 (A Simple Method Using a Topography Correction Coefficient for Estimating Daily Distribution of Solar Irradiance in Complex Terrain)

  • 윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.13-18
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    • 2009
  • 기상대에서 측정한 '일적산수평면일사량'을 토대로 임의 경사면 상의 '일적산경사면일사량'을 비교적 정확하고 간편하게 알아낼 수 있는 지형보정계수를 고안하였다. 주어진 시간대의 수평면 청천일사량에 대한 경사면 청천일사량의 비율을 '매시일사보정계수'라 정의하고, 청천일사량을 기준으로 수평면의 시간대별 상대 일사강도와 수평면에 대한 경사면의 일사수광비율의 곱으로 표현하였다. 매시일사보정계수를 하루 단위로 적산한 것이 해당 날짜의 지형보정계수이다. 제주도 내 기생화산 '높은오름'의 등고도면 8 방위에서 사면일사수광량을 1년간 관측하는 한편, 이들 지점의 일사량을 지형보정계수에 의해 추정하여 서로 비교하였다. 지형보정계수에 의한 일사추정값의 편차평방근오차는 연평균 $1.61MJ\;m^{-2}$ 이었으나, 4월부터 10월 사이 영농기간에는 절반 이하로 줄어들었다. 경사향에 무관하게 10월에 가장 오차가 작은 반면, 11월에는 경사향에 따른 오차의 변동폭이 가장 컸다. RMSE 값의 연중변동폭은 남향과 북향사면에서 가장 컸고, 남서-남동-북서사면 순으로 줄어들었다. 어떤 경사면이든 365일 동안의 지형보정계수를 한번만 계산해 두면 인근 기상대에서 관측한 임의 날짜의 전천일사량에 이 계수를 적용함으로써 그 날의 적산일사량을 실용적인 오차범위 내에서 추정할 수 있어 복잡지형의 일사수광량 분포를 용이하게 파악할 수 있다.

다종 위성자료와 인공지능 기법을 이용한 한반도 주변 해역의 고해상도 해수면온도 자료 생산 (Generation of Daily High-resolution Sea Surface Temperature for the Seas around the Korean Peninsula Using Multi-satellite Data and Artificial Intelligence)

  • 정시훈;추민기;임정호;조동진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_2호
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    • pp.707-723
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    • 2022
  • 위성기반 해수면온도는 광역 모니터링이 가능한 장점이 있지만, 다양한 환경적 그리고 기계적 이유로 인한 시공간적 자료공백이 발생한다. 자료공백으로 인한 활용성의 한계가 있으므로, 공백이 없는 자료 생산이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 한반도 주변 해역에 대해 극궤도와 정지궤도 위성에서 생산되는 해수면온도 자료를 두 단계의 기계학습을 통해 융합하여 4 km의 공간해상도를 가지는 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 첫번째 복원 단계에서는 Data INterpolate Convolutional AutoEncoder (DINCAE) 모델을 이용하여 다종 위성기반 해수면온도 자료를 합성하여 복원하였고, 두번째 보정 단계에서는 복원된 해수면온도 자료를 현장관측자료에 맞춰 Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 모델로 학습시켜 최종적인 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 개발된 모델의 검증을 위해 복원 단계에서 무작위 50일의 자료 중 일부분을 제거하여 복원한 뒤 제거된 영역에 대해 검증하였으며, 보정 단계에서는 Leave One Year Out Cross Validation (LOYOCV) 기법을 이용하여 현장자료와의 정확도를 검증하였다. DINCAE 모델의 해수면온도 복원 결과는 상당히 높은 정확도(R2=0.98, bias=0.27℃, RMSE=0.97℃, MAE=0.73℃)를 보였다. 두번째 단계의 LGBM 보정 모델의 정확도 개선은 표층 뜰개 부이와 계류형 부이 현장자료와의 비교에서 모두 상당한 향상(RMSE=∆0.21-0.29℃, rRMSE=∆0.91-1.65%, MAE=∆0.17-0.24℃)을 보여주었다. 특히, 모든 현장 자료를 이용한 보정 모델의 표층 뜰개 부이와의 정확도는 동일한 현장 자료가 동화된 기존 해수면온도 합성장보다 나은 정확도를 보였다. 또한 LGBM 보정 모델은 랜덤포레스트(random forest)를 사용한 선행연구에서 보고된 과적합의 문제를 상당부분 해결하였다. 보정된 해수면온도는 기존의 초고해상도 해수면온도 합성장들과 유사한 수준으로 수온 전선과 와동 등의 중규모 해양현상을 뚜렷하게 모의하였다. 본 연구는 다종위성 자료와 기계학습 기법을 사용해 시공간적 공백 없는 고해상도 해수면온도 합성장 제작 방법을 제시하였다는 점에서 가치가 있다.

Topex/Poseidon위성 고도계 자료에 대한 신호처리 및 한반도 주변해역에 대한 그 적용 (Signal Treatement for Topex/Poseidon Satellite Altimetric Data and Its Application near the Korean Seas)

  • 윤홍주
    • 한국지리정보학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.12-31
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    • 1999
  • Topex/Poseidon위성의 고도계 자료를 이용하여 한반도 주변해역에서의 해양 및 대기적 보정인자들의 특성과 평균 해수면 및 그 변화를 각각 알아 보았다. 이때 사용한 고도계 자료는 1992년 9월부터 1994년 8월(총 70개의 싸이클)까지의 자료를 사용했다. 또한 동시에 고도계 자료의 추출 및 신호 처리를 통한 최종의 해양신호(해수면)를 쉽게 구할 수 있는 방법을 상세히 묘사하였다. 대기적 보정인자들로서 건조 및 습윤 대류층, 이온층 그리고 해면기압의 변화 범위의 폭은 수cm에 지나지 않았다. 그러나 전자기적 편차의 변화 범위의 폭은 약 10cm로서 앞선 세 보정인자들에 비해서 높게 나타났다. 해양적 보정인자들의 변화 범위의 폭을 보면, 해양조(궤적 127에서는 35cm 그리고 궤적 214에서는 60cm)는 탄성조(궤적 127에서는 5cm 그리고 궤적 214에서는 1cm)와 하중조(궤적 127에서는 1.8cm 그리고 궤적 214에서는 1cm)에 비해서 매우 높은 것을 알 수 있었다. 이상과 같이 해양에서 해수면의 변화에 크게 기여하는 주요 인자는 해양조 그리고 전자기적 편차의 순이라는 것을 잘 알 수 있다. 최종 해양신호인 해수면의 한반도 주변해역에서의 특성을 보면, 황해에서의 평균 해수면은 동해 및 서해에 비해서 높았다. 그리고 이때 약 100cm의 평균 해수면 값과 함께 -60cm에서 210cm의 변화 범위를 보였다. 한반도 주변해안의 평균 해수면은 황해 및 동지나해에서 변화 특성이 높게 나타났다. 특히 서해의 용암포의 경우는 RMS가 5.689cm인데, 이것은 이 지역의 국부적인 지형의 특성과 조류의 영향에 기인하는 것으로 보여진다.

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최적화 기법에 의한 저류함수 유출 모델의 자동 보정 (Automatic Calibration of the Storage-Function Rainfall-Runoff Model Using an Optimization Technique)

  • 윤재흥;고석구;김양일
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 1991년도 수공학논총 제33권
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    • pp.88-101
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    • 1991
  • 충주댐 및 소양강댐 유역에 대해 현재 한국수자원공사에서 개발 사용되고 있는 저류함수 유출모형에 최적화 기법을 적용하여 모형을 효율적으로 자동보정 하기위함이 본 연구의 목적이다. 최적화 기법으로는 다양한 조건하에서도 해의 안정성이 Gradient-Based 방법보다 우수한 직접 탐색법(Direct Search Method)의 하나인 Pattern-Search법으로 선정하였으며 목적함수로는 산정된 유출과 관측치의 편차의 제곱에 대한 누계치로 정의하였다. 합성유입량(Synthetic Inflow)을 이용한 민감도 분석에 의해 매개변수 5개(유역 저류상수 및 지체시간, 포화우량, 하도의 지체시간)를 결정변수로 선정하였다. 또한 실시간 모형의 보정을 위하여 최적화 모형의 수렴조건을 분석한 결과 P-S 법의 증분 감소횟수 2회가 합리적으로 나타났다. 본 모형을 충주댐 및 소양강댐의 과거 홍수사상에 대해 적용하였으며 댐지점에서 전체유역을 일괄 보정하는 방법과 댐 상류 수위국을 기준으로 나눈 중유역별로 일괄 보정하는 방법을 채택하여 분석하였다. 실시간 보정된 모형의 예측기능을 시험한 결과 상당한 오차발생의 여지가 충분하며 중유역별 매개변수의 보정은 대유역 일괄보정에 비해 예측에 따른 오차를 줄일 수 있는 방법의 하나이다. 또한 최적화 기법에 의한 매개변수의 자동 보정은 시행착오에 의한 수동보정의 경우보다 시간 및 노력면에서 효율적이며 보다 신뢰성 있는 보정을 실시 할 수 있다.

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CCD Camera Scanner의 스캐닝 왜곡 보정기법 연구 (Correction for Scanning Errors of a CCD Camera Scanner)

  • 안기원
    • 한국측량학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.173-180
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    • 1994
  • 촬영된 사진이나 음화 또는 양화필름을 스캐닝할 때에는 스캐닝에 따르는 기하왜곡이 발생하게 된다. 스캐닝 기하왜곡을 보정하기 위하여는 스캐닝 대상물상에 평면위치를 정확하게(수$\mu{m}$의 정확도) 알고 있는 선명한 기준점들이 있어야 한다. 특수한 측정용 카메라에 있어서는 필름면 앞에 내장되어 있는 레조플레이트의 십자선이 사진상에 나타나긴 하지만 비측정용 카메라인 경우에는 스캐닝 왜곡을 보정할 수 있는 기준점을 얻을 수 없기 때문에 이론적인 스캐닝 왜곡의 보정이 어렵다. 따라서 스캐닝 기하왜곡을 소거하기 위하여는 스캐닝하고자 하는 사진이나 필름 위에 올려놓을 수 있는 건판이 필요하다. 본 연구에서는 스캐닝 왜곡 보정용 건판을 제작하고, 제작된 정밀보정건판의 사용을 통하여 CCD 카메라 스캐너로 사진을 스캐닝할 때에 발생하는 기하왜곡을 보정할 수 있었으며, 제시된 보정기법의 유효성을 검증할 수 있었다. 그리고 보정건판상의 기준점 형태에 따른 왜곡 보정 정밀도를 검사한 후, 보다 유효한 기준점 형태를 제시할 수 있었다.

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퍼지 모델을 이용한 카메라 보정에 관한 연구 (Camera Calibration Using the Fuzzy Model)

  • 박민기
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.413-418
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    • 2001
  • 본 논문에서는 기존에 사용한 물리적 카메라 모델 대신 퍼지 모델을 사용한 새로운 카메라 보정 방식을 제안한다. 카메라 보정은 카메라의 영상 좌표계와 실제 환경이 가지는 좌표계와의 관계를 규정하는 것으로, 퍼지 모델을 이용하는 방법은 기존의 방법에서 이용했던 물리적 변수들을 설정할 수는 없지만 카메라 보정의 목적인 카메라 좌표계와 실제 환경 좌표계와의 관계를 별다른 제약없이 규정할 수 있으므로 매우 간단하고 효율적인 카메라 보정 방법이다. 실제 실험을 통해 얻은 실공간상의 하나의 보정면 좌표에 대해 퍼지 모델링 방법을 이용하여 3차원 실 공간 좌표 및 2차원 영상좌표 예측을 통해 제안한 방법의 유효성을 보인다.

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강우-유출모형을 위한 매개변수 순차 보정기법 연구 (A Study of Progressive Parameter Calibrations for Rainfall-Runoff Models)

  • 곽재원;김덕길;홍일표;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.107-121
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    • 2009
  • 현재 홍수예보를 위하여 많은 강우-유출 모형이 사용되고 있으나, 이러한 모형의 매개변수를 결정하는 것은 매우 난해하다. 본 연구에서는 저류함수모형과 Tank 모형, SSARR 모형을 이용하여 미호천 유역에 대하여 홍수모의 예측을 수행하고 그 효율성을 분석하였다. 연구에 적용된 강우-유출 모형에 최적화 방법을 적용하여 매개 변수 산정을 수행하였으며, 패턴탐색과 유전자 알고리즘의 최적화 방법을 적용 시, 보정과정 내에서 매개변수 간 민감도를 분석하고 이를 바탕으로 매개변수를 소군집으로 분류하여 민감도에 따른 순차 보정 방법을 적용하고 이 결과를 비교 분석하였다. 매개변수 소군집을 이용한 보정 방법과 기존에 사용되는 매개변수 군집을 이용한 보정 방법을 비교한 결과, SSR에 소군집을 이용한 순차보정 방법을 적용하였을 때 첨두 유량과 보정 시간 면에서 유리한 것으로 나타났다.

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2.5D 광자선 선량계산 알고리즘 개발 (Development of 2.5D Photon Dose Calculation Algorithm)

  • 조병철;오도훈;배훈식
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제10권2호
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    • pp.103-114
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    • 1999
  • 본 연구에서는 외부조사 광자선에 대한 3차원 선량계산 알고리즘 모델을 개발하기 위한 기초 연구로서 기존의 2D 선량 계산 알고리즘을 확장시켜 비동일 평면 조사가 가능한 2.5D 선량계산 모델을 개발하였다. 이를 위해 3차원 치료계획 및 선량계산에 적합하도록 환자 및 조사빔에 대한 3차원 좌표계 시스템을 정의하고, 이들 간의 좌표변환식을 유도하였다. 선량계산 알고리즘으로는 "Clarkson-Cunningham" 의 2D 광자선량 계산 알고리즘을 3차원으로 확장시켜 정형 조사면 및 비정형 조사면에 대한 선량계산과 wedge filter에 대한 선량계산이 가능하도록 하였고, Batho 방식을 적용하여 비 균질 보정을 구현하였다. 선량계산의 정확도를 평가하기 위해, AAPM TG #23 에 제시된 절차에 따라 자료에 제시된 4MV 광자선에 대한 실험 값과 본 연구에서 계산된 결과를 비교한 결과, 정형조 사면에 대한 PDD(percent depth dose)는 buildup 영역을 제외하면 $\pm$1% 이내, 비정형 조사면의 경우 $\pm$3% 이내에서 실험값과 일치하였다. 또한, wedge filter에 대한 PDD 및 profile은 $\pm$3% 이내, 45$^{\circ}$ oblique 입사빔에 대한 선량은 $\pm$4% 이내에서 실험값과 일치하였다. 비균질 보정의 경우 Lung/water 경계에서 7% 과소 평가되었고, Bone/water 경계에서 3% 과대 평가되는 것으로 나타났다. 이들 결과를 종합해 볼 때, 비균질 보정을 제외하고는 비교적 정확하게 선량을 계산하는 것으로 평가되었다. 추후 대부분의 상용 2.5D 치료계획시스템 (radiation treatment planning system; RTP)들이 비균질 보정 방법으로 사용하고 있는 Equivalent TAR(tissue-air ratio) 방식을 구현시키고자 하며, 본 연구에서 구현된 선량계산 모듈을 교육 및 연구용으로 활용할 수 있을 것으로 기대 한다.것으로 기대 한다.

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2축 층밀리기 간섭계의 계통오차 보정 (Systematic error calibration of 2-axis lateral shearing interferometer)

  • 김승우;이혁교
    • 한국광학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.98-104
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    • 2002
  • 비구면 광학부품의 수차 측정 및 성능 평가를 위해 특별 설계된 층밀리기 간섭계를 소개하고, 이와 더불어 층밀리기 간섭계가 갖는 자체의 계통오차를 측정결과로부터 제거하기 위한 보정 방법을 제안한다. 층밀리기 간섭계의 계통오차는 크게 간섭광학계가 갖는 광학오차와 간섭계의 기구부의 불완전에 기인한 층밀리기 방향의 직교오차로 구분할 수 있다. 이들 두 계통 오차들은 모두 본 논문에서 제안하는 방법으로 모두 보정될 수 있다. 보정 방법은 측정 대상물을 간섭계의 광축을 중심으로 회전하여 측정결과로부터 계통오차를 분리하는 자가보정 원리에 근거한다.

감마카메라의 Sensitivity 보정 Factor에 관한 연구 - 전신 뼈 영상을 중심으로 - (The Correction Factor of Sensitivity in Gamma Camera - Based on Whole Body Bone Scan Image -)

  • 정은미;정우영;류재광;김동석
    • 핵의학기술
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    • 제12권3호
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    • pp.208-213
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    • 2008
  • 목적 : 전신 뼈 검사는 핵의학 에서 가장 많이 수행하는 대표적인 검사로서 서울아산병원 핵의학과에서는 다양한 감마 카메라(Philips BRIGHTVIEW, PRECEDENCE, Siemens - ECAM, ECAM signature, ECAM Plus, SYMBIA T2, GE - INFINIA)를 사용하여 검사를 시행하고 있다. 그러나 각각의 감마카메라는 같은 검사를 수행할지라도 여러 요인에 의해서로 다른 민감도를 가지며, 이는 전신 뼈 검사의 추적검사에 있어 진단의 일관성을 저해하는 요인이 되기도 한다. 따라서 전신 뼈 검사 시 주사 후 검사시간, 수분섭취량, 신진 대사 정도 등의 통제 불가능한 인자들은 제외하고 최소한의 통제 할 수 있는 감마카메라 그 자체의 민감도 보정을 목적으로, 본 연구에서는 각각의 감마카메라의 민감도를 측정하여 전신 뼈검사를 추적 검사(follow-up)로 시행하였을 경우 보정할 수 있는 합리적인 보정계수 산출에 대한 연구를 하였다. 실험재료 및 방법 : 각 감마카메라의 민감도 측정은 IAEA에서 권고하는 면 선원 민감도 측정 방법에 따라 BRIGHT-VIEW, PRECEDENCE, ECAM, ECAM signature, ECAM Plus, SYMBIA T2, INFINIA의 감마카메라 7대를 분석하였다. 민감도 측정을 위한 $^{99m}Tc$ 면 선원은 전신 뼈 검사에 일반적인 계수율인 4~7 Kcps를 기준으로 제작하였다. 모든 감마카메라는 저 에너지 고 분해능용 평행다중구멍 조준기 (Low Energy High Resolution multi parallel Collimator)를 장착하였고, 15%의 Window Width, 140-keV photopeak로 설정하였다. $^{99m}Tc$ 면 선원을 조준기에 최대한 밀착시킨 후 60초, 120초 동안 계수를 측정하여 보정계수를 산출하였다. $^{99m}Tc$ 면 선원으로 산출한 보정계수를 실제 환자 전신 뼈 검사에 적용시킬 수 있는지 확인하기 위하여 27명의 환자를 대상으로 전신 뼈 검사를 수행하고 보정계수를 적용 후 비교 분석하였다. 결과 : $^{99m}Tc$ 면 선원을 이용하여 실험한 결과, 각 감마카메라의 민감도는 ECAM plus가 가장 높았으며 ECAM signature, SYMBIA T2, ECAM, BRIGHTVIEW, INFINIA, PRECEDENCE 감마카메라 순으로 관찰되었다. 이를 기초로 하여 상대적으로 중간 정도의 민감도를 갖는 ECAM 감마카메라를 기준으로 보정계수를 산출했을 때 각각 1.07, 1.05, 1.03, 1.00, 0.90, 0.83, 0.72로 분석되었다. $^{99m}Tc$ 면 선원의 실험을 통해 산출한 보정계수와 전신 뼈 검사로 산출된 보정계수의 차이를 분석하였을 때 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p<0.05). 결론 : 암환자의 골 전이 진단에 있어 전신 뼈 검사는 예민도가 높고 비침습적이며 비교적 쉽게 시행할 수 있는 장점이 있어 추적검사로 널리 이용되고 있다. 그러나 추적 검사로 전신 뼈 검사를 시행할 경우 연속적으로 동일한 감마카메라만을 사용하는 것은 여건상 불가능하며, 동일한 감마카메라를 사용한다 하더라도 시간의 경과에 따른 장비의 효율에 변화를 고려하지 않을 수 없다. 따라서 서로 다른 감마카메라를 대상으로 산출된 민감도 보정계수의 임상적 적용은 정기적으로 전신 뼈 검사를 받는 환자의 진단에 일관성을 더 해 줄 수 있을 것으로 기대된다.

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