• 제목/요약/키워드: Maximum Entropy

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큰산개구리(Rana uenoi ) 종분포모형을 활용한 시민과학 및 전문가 기반 조사자료의 비교연구 (Comparative Study of Citizen Science and Expert Based Survey Data Using the Species Distribution Model of Rana uenoi)

  • 이원철;유정우;노백호
    • 한국환경과학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.429-440
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    • 2023
  • Quantitative habitat model is established with species occurrence and spatial abundance data, which were usually acquired by professional field ecologists and citizen scientists. The importance of citizen science data is increasing, but the quality of these data needs to be evaluated. This study aims to identify and compare both expert-based data and citizen science data based on the performance power of quantitative models derived from both data sets. A Maximum Entropy (MaxENT) model was developed using eight environmental variables, including climate, topography, landcover and distance to forest edge. The AUC values derived from the MaxENT model were 0.842 and 0.809, respectively, indicating a high level of explanatory power. All environmental variables has similar values for both data sets, except for the distance to forest edge and rice paddy, which was relatively higher for expert-based survey data than that of the citizen science data as the distances increased. This result suggests that habitat model derived from expert-based survey data shows more ecological niche including wider ranges from forest edges and isolated habitat patches of rice paddy. This is presumably because citizen scientists focuses on direct observation methods, whereas professional field surveys investigate a wider variety of methods.

종 분포 모형을 활용한 제주고사리삼의 복원 및 보전 대상지 선정과 관리방안 (Selection and Management Strategies for Restoration and Conservation Target Sites of Mankyua chejuense using Species Distribution Models)

  • 이상욱;장래익;오홍식;전성우
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.29-42
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    • 2023
  • As the destruction of habitats due to recent development continues, there is also increasing interest in endangered species. Mankyua chejuense is a vulnerable species that is sensitive to changes in population and habitat, and it has recently been upgraded from Endangered Species II to Endangered Species I, requiring significant management efforts. So in this study, we analyzed the potential habitats of Mankyua chejuense using MaxEnt(Maximum Entropy) modeling. We developed three models: one that considered only environmental characteristics, one that considered artificial factors, and one that reflected the habitat of dominant tree species in the overstory. Based on previous studies, we incorporated environmental and human influence factors for the habitats of Mankyua chejuense into spatial information, and we also used the habitat distribution models of dominant tree species, including Ulmus parvifolia, Maclura tricuspidata, and Ligustrum obtusifolium, that have been previously identified as major overstory species of Mankyua chejuense. Our analysis revealed that rock exposure, elevation, slope, forest type, building density, and soil type were the main factors determining the potential habitat of Mankyua chejuense. Differences among the three models were observed in the edges of the habitats due to human influence factors, and results varied depending on the similarity of the habitats of Mankyua chejuense and the dominant tree species in the overstory. The potential habitats of Mankyua chejuense presented in this study include areas where the species could potentially inhabit in addition to existing habitats. Therefore, these results can be used for the conservation and management planning of Mankyua chejuense.

MaxEnt 모형 분석을 통한 남북한 접경지역의 금강초롱꽃 자생가능지 예측 (Predicting Potential Habitat for Hanabusaya Asiatica in the North and South Korean Border Region Using MaxEnt)

  • 성찬용;신현탁;최송현;송홍선
    • 한국환경생태학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.469-477
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    • 2018
  • 금강초롱꽃(Hanabusaya asiatica)은 한반도 중동부에서만 제한적으로 분포하는 고유종으로, 분포범위가 좁고 개체수가 적어 서식지를 세계자연보전연맹(IUCN, International Union for Conservation of Nature) 중요 생물다양성 보호지역(key biodiversity areas: KBAs)으로 지정하여 보호할 필요가 있다. 본 연구에서는 maximum entropy(MaxEnt) 모형을 통해 남북한 접경지역 내 금강초롱꽃 자생가능지를 추정하고 이를 바탕으로 KBAs 후보지를 설정하였다. 기계학습(machine learning) 알고리즘의 하나인 MaxEnt 모형은 생물종의 출현지점만 기록한 데이터(presence-only data)로도 생물종 분포를 편향되지 않게 예측할 수 있는 생물종 분포 모형으로, 본 연구의 연구대상지처럼 현장 조사가 어려운 경우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 현장 조사를 통해 수집한 38개 금강초롱꽃 출현 위치와 기후, 지형, 식생 등을 측정한 11개 환경변수를 이용하여 MaxEnt 모형을 학습하여 남북한 접경지역의 모든 지점에 대해 금강초롱꽃 출현확률을 추정하였다. MaxEnt 모형 분석 결과, 금강초롱꽃 출현확률이 0.5를 넘어 금강초롱꽃 분포가능지로 분류된 지역은 $778km^2$이었고, 추정된 서식가능지와 기지정된 보호지역 경계를 고려하여 설정한 최종 KBA 후보지는 $1,321km^2$이었다. 또한 11개 환경변수 중 표고와 연평균 강수량, 생장기 평균 강수량, 최한월 평균 기온이 금강초롱꽃 출현확률에 영향을 미쳐, 금강초롱꽃은 고도가 높은 서늘한 지역을 선호하는 것으로 분석되었다. 이와 같은 금강초롱꽃의 분포지 선호도 분석 결과는 KBA 후보지 설정 뿐 아니라 남북한 통일이나 기후변화와 같은 시나리오에 대비한 금강초롱꽃 보존 계획 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

템플릿 기반의 상호대화형 전공강의시간표 작성지원시스템 (A Template-based Interactive University Timetabling Support System)

  • 장용식;정예원
    • 지능정보연구
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    • 제16권3호
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    • pp.121-145
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    • 2010
  • 매 학기마다 반복되는 대학의 강의시간표 작성 방법은 대학 상황에 따라 다르며, 교육환경의 변화에 따라 그 복잡도와 문제의 크기가 증가되는 NP-hard 문제로 알려져 있다. 그 동안, 효과적인 강의자원 배분을 위한 강의시간표 자동생성의 필요성으로 대학 강의시간표 작성에 관한 여러 방법의 연구가 진행되어 왔다. 일반적으로 교양과목 강의시간표는 대학행정부서에서, 전공과목은 학과에서 작성하는데 각 학과 단위의 전공강의시간표작성지원시스템은 학생들의 편의를 도모하고 수업의 효과와 전공강의자원의 효과적인 배분를 위해 중요한 역할을 한다. 이를 위하여 본 연구는 한신대학교의 새로운 강의시간표 작성체계에 따라, 사례 기반의 템플릿을 생성하고, 이로부터 규칙 기반의 상호대화형으로 효과적인 강의자원 배분이 가능한 전공강의시간표를 작성하는 두 단계 지원시스템을 제안하였으며, 사례 데이터를 이용한 프로토타입으로 그 효과를 검정하였다. 과거 사례와의 유사도는 학과 평균 41.72%로 템플릿의 유용성을 볼 수 있으며, 민감도 분석 결과에서 동일 시간 개설과목 허용 임계치를 90% 이상 설정한다면 강의시간표가 더 고른 분포를 갖게 됨을 검정하였다.

에탄올-물 혼합용매내에서 2,4,6,N-Tetramethyl Pyridinium Iodide의 회합에 대한 압력효과 (The Pressure Effect of the Association of 2,4,6,N-Tetramethyl Pyridinium Iodide in Ethanol-Water Mixture)

  • 황정의;지종기;이영화;우의하
    • 대한화학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.79-85
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    • 1984
  • 부피 퍼센트 95%의 에탄올-물 혼합용매내에서 2,4,6,N-테트라메틸 피리디늄요오드(TeMPI)의 이온회합 상수(K)를 수정한 자외선분광 및 전기 전도도 혼용법으로 온도범위 $25^{\circ}C{\sim} 50^{\circ}C$, 압력범위 1 ${\sim}$ 2,000 bars에서 결정하였다. K값은 압력이 증가함에 따라서 증가하였고 $40^{\circ}C$에서 최대값을 나타내었다. 부분몰부피변화(${\Delta}V$)는 비교적 작은 음의 값이었으며 ${\Delta}V$의 절대값은 $40^{\circ}C$에서 최소값을 보여주었다. TeMPI의 이온 크기 변수(a)는 $40^{\circ}C$에서 최대값을 가졌다. ${\Delta}H^{\circ}$값은 40, $25^{\circ}C$ 그리고 $50^{\circ}C$에서 각각 영, 음수 및 양수로 나타났으며 엔트로피(${\Delta}S^{\circ}$)와 자유에너지(${\Delta}G^{\circ}$)와 같은 다른 열역학변수 값도 계산하였다. 이와 같은 실험결과로부터 우리들은 TeMPI가 압력증가에 대하여 안정화되고, $40^{\circ}C$까지는 온도증가에 따라서도 안정화됨을 보여주었다. 그러나 $40^{circ}C$에서는 TeMPI 두 분자에 있는 8개 메틸기의 분자간 소수성 상호작용으로 인하여 약한 이량체를 형성하고 $50^{\circ}C$이상에서는 다시 열적으로 분해된다는 결론을 얻게 되었다.

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LaPbMnO3 합금의 자기열량효과 (Magnetocaloric Effect of LaPbMnO3 Alloy)

  • 민성기;김경섭;유성초;문영모
    • 한국자기학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.236-240
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    • 2005
  • 본 연구에서는 페로스카이트 구조를 갖고 있는 란타늄 망간산화물인 $La_{1-x}Pb_{x}MnO_{3}$(x=0.1, 0.2, 0.3) 합금에 대한 연구를 수행하였다. 무엇보다도 이들 재료는 다른 계열의 재료에 비해 낮은 자기열량효과를 보이나 제조하기 쉬운 산화물이라는 것과 가격이 매우 저렴하다는 장점을 갖고 있어 유용한 자기냉각소재로서 기대가 되어지고 있는 물질이다. $LaMnO_3$ 합금에서 La을 Pb로 치환할 때 치환량에 따른 자기적 특성과 자기열량효과를 측정하였다. 자기적인 특성을 측정하기 위하여 진동시료형 자력계(VSM) 를 이용하여 자기이력곡선과 자기모멘트의 온도의존성을 측정하였고 자기열량효과의 간접적인 측정방법인 자기엔트로피변화를 측정하기 위하여 큐리온도 근처에서 외부자기장의 변화에 따른 자기모멘트의 변화를 측정하였다. 자기열랑효과의 직접적인 측정방법인 단열온도변화를 측정하기 위하여 제작한 cryostat을 이용하여 큐리온도 근처에서 외부자기장의 변화에 따른 $LaPbMnO_3$ 합금의 단열온도변화를 측정하였다. 특히, 본 연구에서는 Pb 치환량이 증가함에 따라 쌍교환작용(double-exchange interaction)이 작게 변화하여 자기엔트로피 변화를 크게 함을 알 수 있었다.

H.264/AVC Main Profile을 위한 CABAC-기반의 블라인드 워터마킹 알고리즘 (A Blind Watermarking Algorithm using CABAC for H.264/AVC Main Profile)

  • 서영호;최현준;이창열;김동욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권2C호
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    • pp.181-188
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    • 2007
  • 본 논문에서는 동영상 압축 기술인 MPEG-4 Part 10 H.264/AVC의 main profile에서 사용되는 엔트로피 코더인 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coder)을 이용하여 워터마크를 삽입하고 추출하는 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 워터마크 삽입을 위한 블록과 계수는 CABAC의 주변 블록 및 주변 계수와의 관계에서 추출된 컨텍스트(context)를 기반으로 선정한다. 이렇게 선별된 계수는 그 절대값과 삽입할 워터마크에 따라 원 계수를 그대로 유지하거나 LSB(Least Significant Bit) 만을 치환하는 방법으로 워터마크를 삽입한다. 따라서 공격자가 워터마크 삽입위치를 판별하기 어렵고, DC계수에 인접 계수들에 워터마크를 삽입함으로써 그 강인성(Robustness)을 만족할 수 있다. 여러 종류 및 강도의 공격을 가한 후 워터마크를 추출했을 때 최대 에러율이 5% 정도로 높은 강인성을 보였다. 또한 제안한 알고리즘은 CABAC 엔트로피 코딩 과정에서 컨텍스트 추출과정 및 이진화과정 수행 중에 워터마크를 삽입하므로, 하드웨어 구현을 고려했을 시에 워터마크 삽입을 위한 위치선정 및 계수선정에 필요한 별도의 연산 과정이 매우 적은 것이 특징이다. 따라서 이 방법은 비디오를 획득한 후 곧바로 압축하여야 하는 응용분야에서 매우 유용하게 사용될 것이라 기대된다.

이전고환극구흡충 유약충 및 성충의 표피 미세구조 (Tegumental ultrastructure of juvenile and adult Echinostoma cinetorchis)

  • 이순형;전호승
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제30권2호
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    • pp.65-74
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    • 1992
  • 이전고환극구흡충(Echinostomn cinetorchis) 유약충 및 성충의 표피 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였다. 실험적으로 미라시디움을 감염시킨 또아리물달팽이 (Hippeutis cantari)에서 피낭유충을 얻어 횐쥐에 경구 감염시킨 다음 3일(유약충) 및 16일(성충)에 각각 충체를 회수하였다. 회수한 충체를 2.5% glutaraldehyde 용액에 고정하고 탈수, 댕동 건조 및 순금 표면처리 후 주사전자현미경으로 관찰하였다 감염 3일의 유약충은 충체가 길쭉하며 복측으로 만곡되어 있었고 복흡반이 충체 전방 215 지점에 위치하였다 두관에는 모두 37∼38개의 두극이 중단없이 지그재그형으로 배열되어 있었다. 구흡반 및 복흡반의 구순에는 각각 8개 및 5개의 제 R형 감각유두가 일정한 간격으로 배열되어 있었고, 피극들 사이에 제 해형 감각유두가 드물게 관찰되었다. 복홉반 전방의 피극들은 혀 또는 삽 모양, 후방의 피극들은 송곳 모양이었고, 후방으로 갈수록 밀도가 낮았다. 충체 배면의 피극들은 복면의 것들과 비슷하였으나, 후방 113 지점부터는 피극이 분포하지 않았다. 감염 16일의 성충은 나뭇잎 모양이며, 구흡반과 복홉반이 매우 근접하여 있었다. 두관, 구흡반 및 복흡반 등 피극이 분포하지 않는 곳에는 제 E형 및 제 여형 감각유두가 분포하였고, 피극이 분포하는 표피에는 제 I형 감각유두가 1∼4개씩 군(group)을 형성하고 있었다. 복흡반 전방에는 비늘 모양의 피극들이 밀생해 있었고, 후방으로 갈수록 감소하였다. 배면 전방에는 피극이 드물게 분포 하나 후방에서는 피극이 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 볼 때, 이전고환극구흡충은 두극의 수, 배열, 피극의 형태, 분포, 감각유두의 종류, 분포 등에 있어서 다른 극구흡충류와 다른 점이 많으며, 유약충에서 성충으로 발육함에 따라 피극과 원형질 돌기의 분화는 물론 감각유두의 종류, 분 포 등이 달라짐을 알 수 있었다. 항체는 43 kDa, N( 137 항체는 29 kDa에 해당되는 분획에서 항원항체반응을 나타내었다. 이상의 성적을 종합하면 N. fowleri에 대한 7종류의 IgG., IgG3 및 IgA 단세포군 항체를 생산하였다. 그중 Nf 256 항체를 제외한 6 종류는 N. fowleri이 세포막 성분중 28 kDa-43 kDa의 항원과 반응하는 특이한 항체임을 관찰할 수 있었다. 또한 이 단세포를 항체들은 영양형을 응집시키며, 시험관 내에서의 증식을 억제시키고 CHO 세포에 대한 N. fowleri의 세포 독성을 저하시키는 성질을 가지고 있음을 알 수 있었다.들 중에서 최적의 기종점 통행표를 발견하는 것이다. 따라서 교통망에서 통행자의 여행 경로 배정을 가장 잘 반영할 수 있는 현실적인(Realistic) 교통망 통행 배정 모형(Net-work Traffic Assignment Model)의 선택은 중요한 요소가 되며 특히 교통망에 교통체증(Traffic Conges-tion)이 심할 경우 교통망 통행자 평형조건(Network Traffic Equilibrium Condition)을 고려하기 위한 특별한 처리가 요구되어진다. 본 연구는 Whllumsen(Hall, Van Vliet and Willumsen, 1980)에 의하여 개발된 ME2(Maximum Entropy Matrix Estimation)기법에서 반복식 추정방법(Sequential Estimation Method)을 사용할 경우 Wardrop의 평형조건을 만족하는 기종점 통행표를 구할 수 없다는 단점을 극복하기 위한 방안으로서 엔트로피 극대화문제와 교통망 평형 조건(Entropy Maximisation and Network Equilibrium Condition)의 두 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 수식모형과 이를 풀기 위한 알고리즘(Simultaneous Solution Algorithm)을 제의하였다. 제의된 수식모형과

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전국단위의 포유류 생물다양성우수지역 분석 연구 (A nationwide analysis of mammalian biodiversity hotspots in South Korea)

  • 김지연;권혁수;서창완;김명진
    • 환경영향평가
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    • 제23권6호
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    • pp.453-465
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    • 2014
  • 생물다양성우수지역은 종다양성이 가장 우수한 지역 또는 훼손될 우려가 가장 큼에도 생물상이 가장 다양한 지역으로서, 생물다양성 보전을 위한 최적지를 선택하는 데 필수적인 요소이다. 이 연구의 목적은 포유류를 대상으로 전국단위에서 종풍부도, 희귀도를 분석하여 생물다양성우수지역을 파악하는 것이다. 대상종은 멸종위기 포유류 4종, 일반종 11종 등 총 15종을 선정하였다. 지형, 거리, 식생구조 등을 환경변수로 설정하였고, Maxent(Maximum Entropy Method)를 활용하여 종분포모형을 구축하였다. 종풍부도와 종희귀도를 통해 생물다양성을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫 번째, 종풍부도를 분석한 결과, 멸종위기 포유류를 대상으로 할 때에는 높고 가파른 산림이 생물다양성우수지역인 것으로 나타났다. 반면, 전체종을 대상으로 했을 때는 저지대 산림에서 종풍부도가 높았다. 두 번째, 멸종위기 포유류를 대상으로 할 때에는 희귀도와 종풍부도가 유사한 공간분포를 보였다. 그러나 전체종을 대상으로 할때에는 저지대 산림 뿐만 아니라 고지대 산림에서도 다소 희귀도가 높은 것으로 나타나, 종풍부도와는 다소 다른 공간분포를 보였다. 이와 같은 연구 결과는 추후 생물다양성 평가, 서식지 보전, 생태축 구축, 보호지역 관리 등에 활용될 수 있을 것이다.

Prediction of present and future distribution of the Schlegel's Japanese gecko (Gekko japonicus) using MaxEnt modeling

  • Kim, Dae-In;Park, Il-Kook;Bae, So-Yeon;Fong, Jonathan J.;Zhang, Yong-Pu;Li, Shu-Ran;Ota, Hidetoshi;Kim, Jong-Sun;Park, Daesik
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제44권1호
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    • pp.33-40
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    • 2020
  • Background: Understanding the geographical distribution of a species is a key component of studying its ecology, evolution, and conservation. Although Schlegel's Japanese gecko (Gekko japonicus) is widely distributed in Northeast Asia, its distribution has not been studied in detail. We predicted the present and future distribution of G. japonicus across China, Japan, and Korea based on 19 climatic and 5 environmental variables using the maximum entropy (MaxEnt) species distribution model. Results: Present time major suitable habitats for G. japonicus, having greater than 0.55 probability of presence (threshold based on the average predicted probability of the presence records), are located at coastal and inland cities of China; western, southern, and northern coasts of Kyushu and Honshu in Japan; and southern coastal cities of Korea. Japan contained 69.3% of the suitable habitats, followed by China (27.1%) and Korea (4.2%). Temperature seasonality (66.5% of permutation importance) was the most important predictor of the distribution. Future distributions according to two climate change scenarios predicted that by 2070, and overall suitable habitats would decrease compared to the present habitats by 18.4% (scenario RCP 4.5) and 10.4% (scenario RCP 8.5). In contrast to these overall trends, range expansions are expected in inland areas of China and southern parts of Korea. Conclusions: Suitable habitats predicted for G. japonicus are currently located in coastal cities of Japan, China, and Korea, as well as in isolated patches of inland China. Due to climate change, suitable habitats are expected to shrink along coastlines, particularly at the coastal-edge of climate change zones. Overall, our results provide essential distribution range information for future ecological studies of G. japonicus across its distribution range.