• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.18-18
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• 2011

Climate change is impacting and will increasingly impact both the quantity and quality of the world's water resources in a variety of ways. In some areas warming climate results in increased rainfall, surface runoff, and groundwater recharge while in others there may be declines in all of these. Water quality is described by a number of variables. Some are directly impacted by climate change. Temperature is an obvious example. Notably, increased atmospheric concentrations of $CO_2$ triggering climate change increase the $CO_2$ dissolving into water. This has manifold consequences including decreased pH and increased alkalinity, with resultant increases in dissolved concentrations of the minerals in geologic materials contacted by such water. Climate change is also expected to increase the number and intensity of extreme climate events, with related hydrologic changes. A simple framework has been developed in New Zealand for assessing and predicting climate change impacts on water resources. Assessment is largely based on trend analysis of historic data using the non-parametric Mann-Kendall method. Trend analysis requires long-term, regular monitoring data for both climate and hydrologic variables. Data quality is of primary importance and data gaps must be avoided. Quantitative prediction of climate change impacts on the quantity of water resources can be accomplished by computer modelling. This requires the serial coupling of various models. For example, regional downscaling of results from a world-wide general circulation model (GCM) can be used to forecast temperatures and precipitation for various emissions scenarios in specific catchments. Mechanistic or artificial intelligence modelling can then be used with these inputs to simulate climate change impacts over time, such as changes in streamflow, groundwater-surface water interactions, and changes in groundwater levels. The Waimea Plains catchment in New Zealand was selected for a test application of these assessment and prediction methods. This catchment is predicted to undergo relatively minor impacts due to climate change. All available climate and hydrologic databases were obtained and analyzed. These included climate (temperature, precipitation, solar radiation and sunshine hours, evapotranspiration, humidity, and cloud cover) and hydrologic (streamflow and quality and groundwater levels and quality) records. Results varied but there were indications of atmospheric temperature increasing, rainfall decreasing, streamflow decreasing, and groundwater level decreasing trends. Artificial intelligence modelling was applied to predict water usage, rainfall recharge of groundwater, and upstream flow for two regionally downscaled climate change scenarios (A1B and A2). The AI methods used were multi-layer perceptron (MLP) with extended Kalman filtering (EKF), genetic programming (GP), and a dynamic neuro-fuzzy local modelling system (DNFLMS), respectively. These were then used as inputs to a mechanistic groundwater flow-surface water interaction model (MODFLOW). A DNFLMS was also used to simulate downstream flow and groundwater levels for comparison with MODFLOW outputs. MODFLOW and DNFLMS outputs were consistent. They indicated declines in streamflow on the order of 21 to 23% for MODFLOW and DNFLMS (A1B scenario), respectively, and 27% in both cases for the A2 scenario under severe drought conditions by 2058-2059, with little if any change in groundwater levels.

• 생태와환경
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• 제53권1호
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• pp.1-10
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• 2020

본 연구는 훼손된 하천 수생태계의 훼손원인을 식별하고 그 전이 과정을 규명하기 위해 수생태계 훼손원인 진단체계를 구축하고 정책적 활용 가능성을 보고자 하였다. 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가결과는 하천의 훼손에 대한 전반적인 상황을 알 수 있어 하천 복원 및 관리의 판단 근거로 사용된다. 그러나 하천이 훼손된 원인이나 훼손이 발생하게 된 전이 과정을 고려하지 못한다는 한계를 가진다. 따라서 본 연구에서는 과학적이고 체계적인 진단체계를 제안하여 훼손원인과 그 전이 과정을 규명하였다. 미국, 호주, 유럽의 사례를 분석하여 우리나라에 맞는 진단체계를 제안하였다. 총 8단계로 구성되며, 기초자료 조사, 하천 수생태계 훼손 판단, 훼손 구간 설정, 훼손 유형화 및 잠재적 훼손원인 도출, 본 조사, 주훼손원인 진단 및 최적 훼손 모델 도출, 종합분석 및 하천 복원방안으로 이루어져 있다. 이러한 진단체계는 하천 생태계의 복잡하고 다양한 특성을 고려하여 훼손원인을 파악할 수 있으며 하천 복원 및 관리 방안을 제시하여 효율적인 의사결정을 지원할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권2호
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• pp.149-160
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• 2015

원격탐사 자료 기반의 식생지수 시계열 자료를 이용함에 있어서 가장 중요한 것은 구름이나 에어로졸에 의한 자료의 품질저하 문제이다. 이 연구에서는 MODIS09 지표 분광반사도 자료를 이용하여 구름영향에 의한 저품질 자료를 제거한 뒤 결손자료를 내삽, 평활하여 연속적인 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) 시계열 자료를 생산하였다. 구름에 의한 영향을 제거하기 위한 방법으로 MODIS 분광반사도 자료를 이용한 5가지의 구름탐지기법을 선정하여 비교, 평가하였다. 위성자료에서 제공하는 품질관리정보 (Quality Assessment, QA)에서 구름이라고 판단한 경우, MODIS09 Band 3 반사도가 10% 이상인 경우와 20% 이상인 경우, Cloud Detection Index (CDI)가 임계값 이상인 경우, 센서 천정각이 $32.25^{\circ}$ 이상인 경우를 각각 구름으로 판단하였다. 구름탐지로 인해 발생한 자료의 결손은 선형적 내삽 기법을 이용하여 보정한 뒤 Savitzky-Golay (S-G) 필터와 웨이브렛 변환을 각각 적용하여 평활하였다. 구름 탐지 기법은 10% 이상 Band 3 반사도 제거 기법(85%), Quality Control (QC) (82%), 20% 이상 Band 3 반사도 제거 기법(81%)의 순으로 높은 구름탐지율을 보였다. 웨이브렛 변환은 선형의 시계열 패턴을 얻을 수 있지만 원 자료의 최대값을 반영하지 못하는 반면 S-G 필터는 구름에 의한 신뢰도 낮은 값은 제거하면서도 NDVI 원 자료의 최대값을 유지하여 시계열 자료의 계절적 특성을 잘 보여주는 것을 확인하였다. 이 연구에서는 구름의 탐지, 결손 내삽, 평활 기법의 순차적인 자료처리기법을 적용하여 구름 영향을 제거한 고품질의 시계열 자료의 생산이 가능함을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권4호
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• pp.629-641
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• 2016

교사의 수업 전문성이 시간에 따라 어떻게 발달하는지 이해하는 것은 유효적절한 지원을 제공하는데 있어 기초가 된다. 이와 같은 전제에 근거하여 이 연구에서는 초등 교사의 천문 수업 중 행성의 크기와 거리에 대해 주제-특이적 PCK 발달과정을 탐색하고자 하였다. 교사의 PCK가 시간에 따라 어떻게 발달하는지 파악하기 위해 이 연구에서는 학생의 학습발달과정(learning progressions; 이하 LPs)이라는 개념틀을 적용하였다. LPs와 마찬가지로 교사의 수업전문성 발달 또한 초보에서 적응적 전문가로 발달하는 가설적인 경로로 기술될 수 있다는 것이다. 이 연구를 위해 서울, 강원, 광주 지역 소재 6개 초등학교 5학년 교사 8명이 참여하였으며, 2013년과 2014년에 걸쳐 '태양계와 별' 단원 '의 수업을 녹화하였다. 녹화된 수업에서 참여 교사의 주제-특이적 PCK를 문서화하기 위해 수업 분석틀을 개발하여 적용하였다. 이 연구는 천문 수업에서 행성의 크기와 거리 주제에 대한 초등 교사들의 PCK 발달과정을 개발하는 것이 주된 목적이긴 하지만, 이와 더불어 개발된 PCK 발달과정의 타당성 근거를 확보하는 것도 또 하나의 중요한 목적이므로 2013년과 2014년에 중복 참여한 4명 교사들의 PCK 변화를 종단적으로 추적하였다. 종단 연구에 참여한 교사들은 연구자들과 함께 적응적 교수활동을 개발하는 4주간의 사전 모임에 참여하였다. 이 연구를 통해 3개 PCK 요소(교육과정, 교수전략, 학생평가)에 대해 4~5수준의 발달과정을 개발하였으며, 1개 천문학적 사고 요소(시스템 사고)에 대해 4수준의 발달 과정을 개발하였다. 참여 교사들은 PCK 요소별로 서로 다른 발달 수준을 나타내었으며, 적응적 교수활동 개발 및 적용을 통해 PCK 수준이 다양한 경로로 변화되는 것으로 나타났다. 이 연구는 특정 주제에 대한 과학 교사의 PCK 발달 수준에 적절한 수업 스캐폴딩을 촉진하는데 있어 경험적인 근거를 제시하였다는 점에서 의미를 가진다.

• 대한화학회지
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• 제62권2호
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• pp.148-158
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• 2018

이 연구에서는 예비과학교사의 비유 사용 수업 계획에서 나타나는 특징을 분석하였다. 서울 소재 사범대학에서 교수 설계와 관련된 강의를 수강 중인 8명의 예비과학교사가 연구에 참여하였다. 비유를 사용한 과학 수업에 대한 워크숍을 실시한 후 비유 사용 수업을 계획하도록 하였고, 반구조화된 면담을 실시하였다. 비유를 사용한 과학 수업의 맥락을 정리한 선행 연구의 분석틀을 이 연구의 맥락에 맞게 수정 보완하여 사용하였다. 분석 결과, 대부분의 예비교사는 수업의 도입 단계나 전개 단계에서 비유를 사용하고, 목표 개념을 도입하기에 앞서 비유물을 제시할 것으로 계획하였다. 학생의 활동도에 대한 고려 수준이 높지 않았고, 많은 예비교사들이 비유 사용 수업에서 평가의 필요성을 인식하지 못하고 수업 계획에 평가 과정을 포함하지 않았다. 학생들이 대응 관계를 잘못 이해하거나 비공유 속성이 학생들에게 혼란을 가져올 수 있다는 이유로 예비교사들은 대응 명료화 전략을 교사 중심으로 진행하고 비공유 속성을 다루지 않으며 다중 비유를 활용하지 않겠다고 계획하였다. 마지막으로 대부분의 예비교사가 그림이나 사진, 영상 등을 활용하여 자신이 제시한 비유에 대한 학생들의 이해를 도울 것이라고 하였다. 이상의 결과를 바탕으로 교육적 함의를 논의하였다.

• 정보관리연구
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• 제38권2호
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• pp.153-173
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• 2007

[ $OntoFrame^{(R)}$ ]은 연구자들의 연구개발을 전주기적으로 지원하기 위해 시맨틱 웹 프레임워크를 기반으로 하여 정보유통 서비스와 추론 서비스를 제공하는 시스템이다. 기능성 측면에서 기존에 유사한 서비스를 찾지 못할 만큼 강력함을 가지고 있지만, 시스템 설계와 개발 단계에서 사용성 평가를 수행하지 않아 사용성 측면에서도 만족스러울 지의 여부를 판단하기 힘들다. 이에 본 연구를 통해 국내에서 거의 이루어지고 있지 않은 사용성 평가를 해당 시스템을 대상으로 수행하며, 평가 결과 분석을 통해 기능 중심적이 아닌 사용자 중심적 시스템으로 발전하기 위한 방향을 제시한다. 사용성 평가를 위해 소프트웨어 인간공학(Software Ergonomics) 전문가에 의한 '이론 중심 사용성 평가'와 사용자 그룹에 의한 '사용자 중심 평가(사용자 테스트)'를 병행하였으며, 본 연구 결과가 실제 서비스를 목표로 하는 시스템 개발에 있어서의 기반 연구가 될 것이라 기대한다.

• 환경정책연구
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• 제8권3호
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• pp.27-51
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• 2009

본 연구는 도시화 과정의 하나로 일어나는 개발사업이 지속가능한 형태로 추진되기 위한 방안을 모색하였으며, 그 중에서도 현재 대규모 개발사업인 신도시를 중심으로 적용하고 있는 환경생태계획의 실태와 문제점을 심층 검토하고 개선방안을 도출하고자 하였다 특히 도시 관련 개발사업 중 크게 구분할 수 있는 도시개발사업(도시개발법에 근거)과 택지개발사업(택지개발촉진법에 근거)의 입지 및 개발방식의 차별성을 고려하여 개선방안을 제시하였다. 우선, 선행 연구결과들을 바탕으로 설정한 원칙과 문제점에 근거하여 환경생태계획 대상 사업 규모를 설정하였으며, 환경생태계획의 절차적 개선방안에서는 크게 입지 및 지구지정 단계, 개발계획단계, 실시계획 단계, 사후관리 단계로 구분하여 문헌과 전문가 의견수렴을 바탕으로 문제점 및 해결방안을 제시하였다. 계획체계 측면 개선을 고려한 환경생태계획의 내용적 범위는 계획의 개요, 환경생태구상, 공간구조 골격 구상, 도시환경 재생 및 영향 저감계획으로 구분하여 도출되었다. 특히 도시개발사업은 복원 혹은 새롭게 창출해야 하는 조성녹지 확보와 이를 고려한 생태적 연결성 확보, 그리고 생태면적률 확보가 택지개발사업은 보전지역과 환경용량, 광역녹지축 등의 고려가 차별성 있게 고려되어야할 것으로 보인다. 이상의 결과들을 종합하여 환경생태계획과 개발계획, 환경성평가 각각의 기능과 연계성을 정립하였으며, 이들 간의 연계성 정립을 통해 장기적으로 지속가능한 토지개발이 가능한 형태로 발전될 것으로 판단되었다.

• 대한화학회지
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• 제65권3호
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• pp.209-218
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• 2021

이 연구는 탐구보고서에 기반하여 화학교사의 학생 역량 평가 실태를 알아보았다. 이를 위해 2020학년도 1급 화학 정교사 연수를 수행한 2개의 대학에서 연수를 수강한 화학교사를 대상으로 탐구보고서를 수합하였다. 교사들이 탐구보고서를 통해 학생의 어떠한 역량을 평가하고 있는지를 국가수준학업성취도 평가틀에서 제시한 과학과 교과 역량을 이용하여 분석하였다. 총 63명의 화학교사 탐구보고서를 수집하였으며, 이를 역량별, 각 역량의 하위 요소별, 세부 요소별로 분석하여 실태를 분석하였다. 연구결과, 대부분의 화학교사들은 탐구보고서를 통해 '과학적 탐구 및 문제 해결 능력'을 평가에 반영하고 있었다. 지필평가를 통해 주로 평가하는 '과학 원리의 이해 및 적용 능력'은 탐구 시작 시 선수학습의 확인으로 일부 사용되고 있었으며, '과학적 의사소통 능력'을 평가 하는 비중은 크지 않았다. 탐구보고서를 통해 '과학적 탐구 및 문제 해결력' 의 경우 '탐구 설계 및 수행', '자료의 분석과 해석', '결론 도출 및 해결 방안 제시'가 주로 평가되고 있었으며, '문제 발견 및 인식'과 '모형의 개발과 사용'은 거의 평가되지 않는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권3호
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• pp.205-215
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• 2022

대기온실가스 증가로 인해 전지구 평균기온은 이미 1.0℃ 이상 상승했고 폭염, 가뭄, 홍수 등 극한 기상현상의 빈도는 점점 더 높아질 것으로 전망되고 있다. 본 연구에서는 전북·충청지역의 이·치수안전도 확보에 큰 역할을 하고 있는 용담댐의 기존 운영방식이 기후변화에 얼마나 취약한 지 의사결정 지표를 중심으로 평가하였다. 현실적인 기후 스트레스 테스트를 위해 GR6J 강우-유출 모형, Random Forests 댐운영 모형을 관측자료에 적합시켰고 추계학적 기법으로 생성된 294개의 기후스트레스 시계열을 모형에 입력해 연최대일방류량, 저수량신뢰도, 공급신뢰도의 변화를 분석하였다. 그 결과 2021~2040년 기간 용담댐 저수량신뢰도는 과도한 수준으로 증가할 것으로 전망되었고 이에 반해 공급신뢰도의 증가는 저수량 신뢰도에 미치지 못할 것으로 나타났다. 평균강수량과 강수변동성의 증가로 20년 빈도 연최대방류량은 50%의 확률로 43% 증가할 것으로 나타났다. 용담댐의 기존운영방식은 저수량 확보에 과도하게 치중되어 있는 것으로 판단되며 이 운영이 지속될 경우 용담댐 하류지역의 홍수위험은 더 가중될 것으로 예상된다.

• 환경영향평가
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• 제31권4호
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• pp.201-213
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• 2022

도시의 환경문제 해결과 관리방안으로 자연기반해법(Nature based Solution, NbS)이 대두되면서 도시지역의 녹지 확보 및 관리가 강조되고 있다. 개발 압력이 높은 도시지역은 녹지의 파편화 및 단절로 도시녹지의 연속성 확보를 위한 계획적 접근이 필요하다. 그러나 현행 제도에서 녹지축은 구체적인 녹지와 연결이 필요한 경로의 위치를 제공하지 못하고, 개별 녹지조성사업과 연계되지 못해 연속성 관점에서 일관된 녹지관리 체계로 활용성이 낮다. 따라서 본 연구는 NDMI (Normalized Difference Moisture Index), 불투수율, 녹지조성비용의 정보를 기반으로 연결경로를 도출할 수 있는 방안을 구상하고 수원시에 시범 적용하여 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 방법을 통해 기존의 녹지축보다 비용효율성이 높은 구체적인 연결경로의 도출 가능성을 확인하였으며, 계획적 활용 방안에 대해서 논의하였다.