• 대한원격탐사학회지
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• 제25권4호
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• pp.339-357
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• 2009

새만금간척 사업은 국책사업으로 33km방조제를 건설하여 401 km$^2$의 대규모 연안 지역을 간척하기 위하여 1991년에 착공되었다. 2006년 4월에 끝물막이 공사가 완공되어 갯벌이 호수와 육지로 바뀌었다. 완공으로 방조제 내측의 하구역 조석 시스템뿐만 아니라 방조제 외측의 연안 해양 환경의 변화에도 많은 변화가 일어났다. 이번 연구에서는 새만금 주변 해역에 대해 Landsat-5/7 위성과 NOAA 위성자료를 이용하여 방조제 완공 전후에 SST의 공간변화를 연구하였다. 타워, 부이, 실측자료 등 다양한 현장 실측 자료를 이용하여 위성 SST를 검증한 결과, 0.96 이상의 상관관계와 약 1$^{\circ}C$ 정도의 RMSE 값을 보였다. 1985년부터 2007년까지 38개의 Landsat 영상을 분석하여 새만금 방조제 건설 전후의 연안 SST 시공간적 변화를 분석하였다. 공간적으로 자세한 SST 분포를 파악할 수 있었지만, 환경 요인이 다른 38개의 영상을 이용하기 때문에 새만금 방조제 건설에 따른 변화를 파악하기는 어려웠다. 따라서 시간 해상도가 우수한 NOAA 자료를 이용하여 새만금 내외측 해역의 온도 변화를 분석한 결과, 방조제 내측은 여름철 온도의 증가로 여름-겨울철 간의 SST의 상승폭이 커서 계절간 SST 변화가 두드러졌고, 방조제 외측은 큰 변화가 없었다. 본 연구에서는 시공간해상도가 다른 열적외선 위성자료를 상호보완적으로 활용하여 연안 해역에서의 SST 공간 변화를 효과적으로 모니터링 하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권4호
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• pp.230-240
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• 2017

환경오염 우려 농약의 수계 유출 영향평가를 위한 기본 자료로서 하천수 중 농약의 잔류실태와 유출양상을 파악하기 위하여 금강, 만경강 및 동진강의 하천수 중 농약의 잔류 변화를 일 년간 추적 조사하였다. 내분비계장애 추정농약 및 8,90년대에 실시한 국내 하천수 대상 농약 잔류조사에서 검출된 바 있는 성분 등 환경 잔류문제로 관심의 대상이 되고 있는 농약성분 및 대사물을 분석대상으로 선정하였다. 금강 만경강 및 동진강 본류 및 지천 개소를 대상으로 2-11월까지 월 평균 1회, 농약 사용 성수기인 5-8월 사이에는 월2회씩 채취하였다. 분석결과 살균제 성분으로는 carbendazim과 hexaconazole 등 6종이 검출되었으며, 검출빈도는 0.3-50.9% 범위이었고 검출농도는 $0.1-4.7{\mu}g/L$ 수준이었다. 특히 도열병 약제인 isoprothiolane과 iprobenfos의 검출양상은 장소와 시기 면에서 매우 광범위하였으나 잔류 수준은 그리 높지 않았다. 살충제 성분으로는 endosulfan 등 16종이 검출되었으며 검출빈도는 0.3-32.5% 범위이었고 검출농도는 $0.01-2.8{\mu}g/L$ 수준이었다. 그 중 endosulfan은 28개 지점에서 검출되어 매우 광범위한 오염양상을 나타내었다. 따라서 isoprothiolane과 iprobenfos, endosulfan의 경우는 사용 시기를 경과하여서도 지속적으로 검출되므로 수계환경으로의 유입경로와 유입 후의 행적에 대한 추가적인 검토가 필요할 것으로 생각된다. 제초제 성분으로는 alachlor등 9종이 검출되었으며 검출빈도는 0.8-22.9% 범위이었고 검출농도는 $0.01-9.07{\mu}g/L$ 수준이었다. Molinat는 4개의 지천에서는 일시적으로 WHO의 권고지침 $7{\mu}g/L$을 상회하는 잔류농도를 나타내어 배출수로에서 부터 대하천에 이르기까지의 이동경로 단계별로 정밀한 농도변화 추적이 필요할 것으로 판단되었다. 대부분의 검출 농약이 수도용이었으며 검출시기가 농약의 사용시기와 대체적으로 일치하는 경향이었고 잔류수준은 대체적으로 낮은 편이었다.

• 자원환경지질
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• 제54권3호
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• pp.399-408
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• 2021

배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권9호
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• pp.495-504
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• 2017

도시물순환시스템 내 10 cm 내외로 퇴적된 오염물질과 자갈이나 다양한 구조물에 부착된 부착조류와 협잡물을 쓸어내어(scrubbing) 제거가 가능하며, 오염물질이 주변으로 방출 확산되어 수체의 2차 오염을 방지할 수 있는 덮개(housing)와 혼탁 방지막(turbidity barrier)이 설치된 회전 브러쉬(rotating brush)를 활용한 저혼탁 scrub/흡입(suction)방식의 수륙양용형 퇴적토 준설장치를 개발하였다. 현장적용 검증을 통해, 저수위와 고수위에서 저혼탁 scrub/흡입 준설장치를 이용해 준설 중 수체 내 부유물질(SS)과 탁도(turbidity)의 증가는 매우 미미하며(p>0.05), 일부 부유물질로 인해 발생한 탁도도 준설 후 20분 이내에 빠르게 안정화되는 것으로 조사되었다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 농도도 준설 전, 준설 중과 준설 후에 농도 변화가 시간대별 및 수심별로 통계학적으로 유의한 의미는 없는 것으로 조사되어(p>0.05), scrub/흡입 준설을 통해 호수 저면에 축적된 영양염류가 확산되어 수체오염을 유발하지 않는 것으로 조사되었다. 또한, 저혼탁 scrub/흡입 준설장치의 직접 준설을 통한 오염물질 제거량이 수처리시설의 운영을 통한 오염물질 제거량 대비 높은 것으로 산정되어, 수처리시설과 저혼탁 scrub/흡입 준설의 연계 적용이 도시물순환시스템의 수질관리에 효율적인 것으로 평가되었다. 최근에는 GPS 기반 실시간 scrub/흡입 준설장치의 추적 및 유지관리 프로그램을 개발해 등록하고 다양한 도시물순환시스템에 현장 적용하였으며, 추가적으로 준설장치 운전자를 보조 또는 제한된 환경에서 스스로 운전하는 협력형 주행시스템(driver cooperative autonomous driving system)의 개발을 현재 진행 중이다.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.311-330
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• 2023

CO₂ 배출량 증가로 인한 지구온난화 심화에 대한 주요 대책으로 CO₂를 포집하여 지중에 저장하는 이산화탄소 포집·저장(Carbon capture storage, CCS) 기술이 주목받고 있다. 최근 현무암의 거대한 체적, 높은 반응성, 풍부한 양이온 함량 등의 특성이 CO₂ 포획 및 저장 기작에 유리하게 작용한다는 사실이 부각되면서, 현무암층을 대상으로 하는 CO₂ 지중저장이 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 CO₂ 지중저장 기작, 현무암의 특성과 더불어 국외 연구 사례들을 조사 및 분석하여, 현무암 CO₂ 지중저장에 대한 타당성을 검토하였다. 조사한 사례들은 수행 방법을 기준으로 실험, 모델링, 현장 실증 연구로 분류하였다. 연구 사례별 실험 조건의 경우 온도는 20 ~ 250 ℃, 압력은 0.1 ~ 30 MPa, 암석-유체 간 반응 시간은 수 시간에서 4년까지 넓은 범위에서 진행되었다. 모델링 연구에서는 현무암 CO₂ 지중저장 후보지와 유사한 모델을 구축하여 CO₂-유체 주입 전∙후 유체역학적 및 지화학적 요인들에 대한 변화를 살펴본 사례가 다수였다. 검토 결과, 현무암은 잠재 CO₂ 저장용량이 크고, CO₂ 광물화 반응이 빠르기 때문에 현무암 CO₂ 지중저장시 온도와 압력 및 지질구조와 같은 환경적인 제약이 적다. 현장 실증 사례인 CarbFix project, Wallula project가 성공적으로 수행되어 실증 수행가능성 또한 높게 평가되고 있다. 그러나 현무암 대상 CO₂ 지중저장에서 신중히 고려해야 할 점도 존재한다. 광물화 기작이 현무암의 조성, 주입 지역의 특성 등 여러 요인에 따라 결과가 상이하게 나타나고, 탄산염과 규산염 광물 등의 침전으로 인해 관정 주입성(injectivity) 저하가 발생할 수 있다. CO₂ 주입 시 저장층 내 압력 증가가 발생할 수 있으며 암석-CO₂-유체 반응 과정에서 지중환경 오염의 위험성도 존재한다. 유체에 CO₂를 용해시켜 주입하기 때문에 기존 방식과 다른 지중 모니터링 기술 또한 요구된다. 따라서, 현무암에서의 CO₂ 지중저장을 안정적이고 효율적으로 수행하기 위해서는 적합한 대상 지역을 선별하고, 해당 지역에 대한 여러 자료를 구축하여 이를 기반으로 한 다양한 실험, 모델링, 현장 실증 등의 체계적인 연구 수행이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.111-121
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• 2003

이 연구의 목적은 영월, 정선 및 평창지역에 분포하는 13개 석탄광에서 배출되는 산성광산배수의 물리화학적 특성파악을 통하여 주변 수계에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 2000년 11월부터 2002년 7월까지 총 6회의 시료를 채취하여, pH, Eh, TDS, salinity, DO 등의 물리화학적 특성은 물론 Al, Ca, Fe, Mg, Mn, Zn 등을 포함한 총 18개의 양이온, 질산염과 황산염을 포함한 6개의 음이온의 한량을 각각 ICP-AES와 IC를 이용하여 분석하였다. 조사대상 지역이 광역적이고 수계가 서로 다르기 때문에 총 4개의 수계로 구분하여 조사한 결과, '수계 1'에 해당하는 삼척탄좌 정암광업소에서 유출되는 물이 가장 전형적인 산성광산배수의 특징인 낮은 pH (3～4)와 높은 TDS (1,000-5,000 ㎎/1) 값을 보이고 있었으며, 이들에 의해 주변 수계가 상당한 영향을 받고 있었다 양이온 분석결과, 일부 광산에서는 비오염지역의 수계에서 검출되는 중금속에 비해 수십에서 수백 배 높은 함량이 검출되었다. 특히, Al, Fe, Mn 및 Zn 등은 상당히 부화되어, 정암광업소에서 유출되는 산성수에서는 각각 350 mg/1의 Al, 80 mg/1의 Fe, 44 mg/1의 Mn 및 8 mg/1의 Zn이 검출되었다. 서진광산, 세방광산 및 성진광산 둥에서도 50 mg/1 이상의 Al과 100 mg/1 이상의 Fe 및 l0 mg/l 이상의 Mn 등이 검출되어 이들에 의한 수계 오염 가능성이 확인되었다. 음이온의 분석 결과에 의하면, 대부분의 조사대상광산에서 200 mg/1 이상의 황산염이 검출되었으며 일부 광산 유출수에서는 100 mg/1 이상의 황산염이 검출되었다. 또한 산성광산배수의 계절적인 변화를 고찰하기 위해 계절별로 시료를 채취하여 조사한 결과, 건기에 비해 우기에 일부 금속과 황산염의 농도가 증가되는 경향을 보였다. 결과적으로, 조사대상지역의 수계는 석탄광 개발로 인해 발생된 산성광산배수에 의해 중금속 및 일부 음이온으로 오염되어 있으며, 따라서 이를 위한 적절한 처리 시설의 설치와 관리가 요구된다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.379-388
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• 2011

본 연구는 공단지역의 대기 시료를 이용하여 다환방향족 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 농도수준, 분포특성 및 생체 중 농도에 관하여 조사하였다. 시료는 공단지역 및 주변지역 4개 지점에서 채취하였으며, 지역적 특성에 따라 다환방향족 탄화수소(PAHs) 농도의 변화를 다음 결과에 나타내었다. 공단지역의 대기 중 다환방향족탄화수소화합물 (PAHs)의 평균농도 수준은 $14.52{\sim}193.48ng/m^3$로 조사되었다. 발암가능물질 6종 PAHcarc.의 평균농도 수준은 $1.65{\sim}13.44ng/m^3$로 나타났다. 농도 수준은 대체적으로 낮았지만 제철동지점은 지속적인 관심이 필요한 지역으로 조사되었다. 모든 지점의 대기 시료에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 검출이 확인되었으나 농도는 높지 않았다. 그러나 제철동 지점에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 농도는 $2.89ng/m^3$로 유럽연합(EU)의 기준($1ng/m^3$)을 초과하는 것으로 나타났다. 직접노출군 240명의 전혈 중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도수준을 조사한 결과, 남자의 경우 $1.12{\sim}11.45ng/m^3$, 여자의 경우 $1.20{\sim}26.89ng/m^3$로 조사되었다. 성별에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 고령자의 혈중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도가 높게 나타나 생체 축적성을 예측할 수 있었다. 본 연구결과 공단지역 및 주변지역은 다환방향족탄화수소 화합물(PAHs) 및 환경오염물질의 영향을 받고 있는 지역으로 공단지역에 대한 환경오염물질 원인배출원에 대한 감시체계의 보완, 집중관리, 지역 주민의 건강 보호를 위하여 보건 환경성질환에 영향을 미치는 위해인자 및 오염물질을 원천적으로 저감하는 작업이 지속적으로 수행되어야 할 시점이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.931-939
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• 2022

우리나라의 경우 강수량의 2/3 정도가 하절기에 집중되는 강우특성상 해마다 여름철 홍수기의 탁수 문제가 다양하게 발생하고 있다. 이상강우와 기상이변에 의한 집중강우가 증가 추세이며, '02년 태풍 루사', '03년 태풍 매미', '06년 에위니아'부터 20년 마이삭, 하이선 까지 장마와 태풍에 의한 유입량이 급증하는 시기 탁수의 유입으로 수중 탁도가 급상승하며 댐 저수지 내 탁수 문제가 발생하였다. 특히 연 평균 물사용량의 대부분을 하천 및 댐 저수지를 이용하는 우리나라의 경우 탁수 문제가 장기화될 경우 댐 하류 해당 지역 농업, 공업, 수생태 등 사회적, 환경적으로 많은 문제를 발생시킨다. 이러한 탁수 예측을 통한 대응을 위해 탁수 모델링에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탁수 현황을 모의하기 위해서는 유량, 수온, SS 데이터가 필요하다. 이를 위해 국가측정망에서 하천 및 댐 저수지 내 SS를 측정하여 탁수를 측정 하고 있으나 설비가 미흡하여 데이터 해상도가 낮다는 한계점이 있으며 주요 댐 저수지 내에서는 수자원공사에서 관리하는 자동 측정기기를 활용하여 높은 데이터 해상도를 유지 하고 있으나 댐 별, 기상 조건에 따라 미측정 기간이 존재한다. 탁도를 측정을 위한 센서로는 Optical Backscatter Sensor (OBS), YSI 등이 있으며 SS를 측정하기 위한 센서는 레이저부유사측정기(Laser In-Situ Scattering and Transmissometry, LISST) 등의 장비를 이용하고 있다. 하지만 이런 첨단 센서의 경우 또한 수중에 고정하여 측정하기에는 장비의 안정성 등의 이유로 한계가 있다. 따라서, 취득된 유량, 수온, SS, 탁도 데이터를 기반으로 분석을 통해 미측정 기간이 존재함으로 입력자료에 활용되는 SS를 산정하기 위해 관계식 개발을 필요로한다. 본 연구에서는 댐 방류구 인근 지점 측정 데이터를 기반으로 개발된 탁도-SS 관계식을 통해 수자원 공사 SURIAN 시스템에서 활용되고 있는 AEM3D 모델을 이용하여 탁수 발생 예측 정확도 개선을 하고자 하였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권4호
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• pp.374-383
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• 2019

왕포천은 충청남도 부여군에 위치하고 있는 하천으로 유로 연장이 길지 않고, 경작지 및 취락지를 통과하는 하천으로 수질이 불량하고, 수량이 부족한 하천이다. 따라서 부여 하수처리수와 왕포천의 비점오염원 1,500~7,000 ㎥/d를 처리 하고 생태계를 복원하고자 SSB (Sustainable Structured wetland Biotop) system의 처리습지를 적용한 결과는 다음과 같다. 왕포천 복원에 대한 설계 및 시공 완료후인 2016년부터 2018년까지 지속적인 관리와 모니터링을 실시한 결과 BOD₅ 평균 농도는 7.3 mg/L, 평균 유출농도는 2.1 mg/L로 71.2%의 개선 효율을 나타내었다. T-N은 평균 유입 농도가 7.953 mg/L, 평균 유출 농도가 3.379 mg/L로 57.5 %, T-P의 평균 유입 농도는 0.177 mg/L, 평균 유출 농도는 0.052 mg/L로 70.7 %의 개선효과를 나타냈다. 왕포천 수질정화시설을 통한 생태계복원에 대한 모니터링 결과는 복원 후 3년 동안 모니터링 된 왕포천 수질정화시스템의 식물상은 21과 41종으로 식재수종보다 자연유입된 식물종의 비율이 높게 나타났다. 동물상에 대한 모니터링 결과, 양서류와 파충류는 3과 6종, 조류는 15과 25종, 포유류는 5과 5종이 왕포천과 생태적수질정화시설을 이동하며 서식하는 것으로 확인되어, 생물다양성도 창출및 향상된 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.1-10
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• 2012

최근 해안, 도서, 산간지방 등의 개발로 장대교량의 수요가 증가되고 재료 및 설계 시공기술의 지속적 발전으로 인하여 현수교나 사장교 등 장지간을 가지는 교량의 건설이 증가하고 있다. 장대교량은 사장재 또는 주 케이블 및 행어로 주형을 지지하는 고차 부정정구조물로 다양한 형태의 설계가 가능하고 구조물의 외관이 뛰어나기 때문에 현재 많은 교량에 적용되고 있다. 케이블지지교량은 시공 중 그리고 공용상태에서 케이블의 장력을 지속적으로 측정함으로써 교량의 건전성을 파악할 수 있다. 케이블의 장력을 추정하는 기법으로 로드셀 및 유압잭 등을 이용하여 케이블의 응력을 직접 측정하는 방법과 케이블의 형상조건과 계측된 동적 특성을 활용하여 장력을 구하는 진동법이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 디지털 영상처리를 이용한 행어케이블의 동특성 추정 방법을 제시하였으며 사용의 편의성과 경제성을 고려하여 원거리에 있는 행어케이블을 측정하기 위한 센서로 휴대용 디지털 캠코더를 사용하였다. 디지털 영상처리를 이용하는 방법은 digital image correlation(DIC) 기법을 사용하였으며 변형이 없는 이미지와 변형이 있는 이미지 사이의 기하학적인 왜곡을 보정하는 이미지 변환함수(ITF)를 사용하여 단위픽셀이하를 계산하였다. 또한 영상계측시스템의 흔들림을 추가적인 센서의 설치 없이 한 영상내의 고정된 물체를 이용하여 보정함으로써 행어케이블의 동적응답 및 모드별 고유진동수의 해상도를 향상시켰다.