• 제목/요약/키워드: Modeling Methods

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Independent Component Analysis를 이용한 fMRI신호 분석 (Analysis of fMRI Signal Using Independent Component Analysis)

  • 문찬홍;나동규;박현욱;유재욱;이은정;변홍식
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제3권2호
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    • pp.188-195
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    • 1999
  • fMRI의 신호는 매우 다양한 종류의 선호들이 혼합된 상태이며 , 비록 몇 가지의 요소에 대해 모델링하여 그 선호 형태를 추측할 수 있으나 모든 신호를 정확하게 분리하여 뇌신경의 활성화를 반영하는 신호만을 선택적으로 알아 내기는 어려운 일이다. 또한 뇌와 신체의 생리적 현상으로 발생하는 잡음뿐아니라 움직임이나 계기의 잡음은 fMRl의 데이터 분석을더욱 어렵게 한다. 따라서 실제 뇌신경의 활성화를 정확히 나타내는 참고데이터(reference data)를 선택하는 것은 힘든 일이며, 뇌신경의 활성화를 반영하는 의미 있는 여러 신호 형태에 대한 분석은 현재 fMRl의 후처리 (post-processing) 분석 방법에서 하나의 연구 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 prioriknow­-ledge 혹은 참고 데이터가 필요 없는 분석 방법인 Independent Component Analysis (lCA) 를 이용하여 fMRI선호를 분석하였다. ICA는 현재 많이 사용되고 있는 상관 분석 방법에 비해 신호의 형태를 분석하는 데에 보다 효과적일 수 있으며, 지연된 반응 형태를 갖는 신호나 움직임에 의한 신호의 패턴을 분리하여 분석할 수 있다. 한편, ICA만으후 fMRl의 신호에 따라 분석이 효과적이지 못한 경우 Principal Component Analysis(PCA) threshold, wavelet spatial f filtering, 부분적 영상 분석 방법들을 ICA전에 수행 함으로써 보다 효과적인 분석을 수행할 수 있다. ICA는 fMRl 신호의 형태 분석에 효과적인 방법이라고 생각하며, 데이터의 자유도를 감소 하기 위해서는 선 필터링 (pre-filtering) 방법들이 적용될 수 있다.

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수학적 모델을 이용한 신종인플루엔자 환자 예측 및 대응 전략 평가 (Mathematical Modeling of the Novel Influenza A (H1N1) Virus and Evaluation of the Epidemic Response Strategies in the Republic of Korea)

  • 서민아;이지현;지혜진;김영근;강대용;허남욱;하경화;이동한;김창수
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제43권2호
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    • pp.109-116
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    • 2010
  • Objectives: The pandemic of novel influenza A (H1N1) virus has required decision-makers to act in the face of the substantial uncertainties. In this study, we evaluated the potential impact of the pandemic response strategies in the Republic of Korea using a mathematical model. Methods: We developed a deterministic model of a pandemic (H1N1) 2009 in a structured population using the demographic data from the Korean population and the epidemiological feature of the pandemic (H1N1) 2009. To estimate the parameter values for the deterministic model, we used the available data from the previous studies on pandemic influenza. The pandemic response strategies of the Republic of Korea for novel influenza A (H1N1) virus such as school closure, mass vaccination (70% of population in 30 days), and a policy for anti-viral drug (treatment or prophylaxis) were applied to the deterministic model. Results: The effect of two-week school closure on the attack rate was low regardless of the timing of the intervention. The earlier vaccination showed the effect of greater delays in reaching the peak of outbreaks. When it was no vaccination, vaccination at initiation of outbreak, vaccination 90 days after the initiation of outbreak and vaccination at the epidemic peak point, the total number of clinical cases for 400 days were 20.8 million, 4.4 million, 4.7 million and 12.6 million, respectively. The pandemic response strategies of the Republic of Korea delayed the peak of outbreaks (about 40 days) and decreased the number of cumulative clinical cases (8 million). Conclusions: Rapid vaccination was the most important factor to control the spread of pandemic influenza, and the response strategies of the Republic of Korea were shown to delay the spread of pandemic influenza in this deterministic model.

확률론적 모델을 이용한 산사태 취약성 지도 분석: 한국 사천면과 주문진읍을 중심으로 (Landslide Susceptibility Apping and Comparison Using Probabilistic Models: A Case Study of Sacheon, Jumunzin Area, Korea)

  • 박성재;;이창욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.721-738
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    • 2018
  • 이 연구의 목적은 확률모델의 2가지 방법인 Frequency Ratio(FR), Evidential Belief Functions(EBF) 모델을 사용하여 산사태 취약성을 작성하고 강릉시 사천면과 주문진읍에서의 결과 비교를 통해 각 지역에 적합한 모델을 선정하는 것이다. 사천면에서 762개, 주문진읍에서 548개의 산사태 위치를 항공 사진의 해석을 기반으로 작성되었다. 각각의 산사태 지점 중 절반을 모델링을 위해 무작위로 선택하였고 남은 산사태 지점은 검증 목적으로 사용하였다. 지형 요소, 수문 요소, 산림입지토양도(1:5,000), 임상도(1:5,000), 지질도(1:25,000)와 같은 5가지 범주로 분류된 20가지의 산사태 유발 요소가 연구에서 산사태 취약성 작성을 위해 고려되었다. 산사태 발생과 산사태 유발 요소 사이의 관계는 FR, EBF 모델을 사용하여 분석되었다. 그 후, 2 가지 모델을 AUC(curve under area) 방법을 사용하여 검증하였다. 검증 결과에 따르면 주문진읍에서 FR모델(AUC = 81.2%)이 EBF 모델(AUC = 78.9%)에 비해 정확도가 높았다. 사천면 지역에서는 EBF 모델(AUC = 83.6%)이 FR모델(AUC = 81.6%)보다 정확도가 높게 나타났다. 검증 결과 FR 모델과 EBF 모델은 정확도 80% 내외로 높은 정확도를 가지고 있음을 나타낸다.

대관령(大關嶺) 지역에서 작부체계 및 토양관리 방법의 차이가 토양화확성 및 미생물상에 미치는 영향 (Effect of Different Cropping System and Soil Management on Soil Chemical and Microbiological Quality Assessment in the Daekwanryung Upland Soil)

  • 윤세영;김정제;양재의;정영상;최중대
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.312-318
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    • 1999
  • 대관령 고령지 경사지에 시험 포장을 선정하여 작물과 토양관리 방법을 달리 하면서 토양의 화학성 및 미생물상의 변화를 검토하여 다음과 길은 결과를 얻었다. 작물재배시험 후 화학성을 보면 각 성분 공히 등고선과 평행으로 경운한 구가 등고선과 직각으로 경운한 구에 비하여 높았다. 지표의 피복유무가 유기물 및 치환성 칼리함량에 미치는 영향을 보면 피복하지 않은 처리에서 함량의 감소가 심화된 것으로 나타났다. 작물을 경작하지 않은 토양에 비하여 작물재배구의 일반미생물 및 병원성미생물수를 비교하면 작물 재배구에서 현저한 증가를 보여 작물의 재배가 토양 미생물수에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일반세균 및 방선균수는 옥수수재배에 비하여 감자를 재배함으로써 증가하는 경향이 뚜렷한데 비하여 사상균수는 두 작목간에 차이가 없었다. 세균수는 화학비료구에 비하여 유기물시용구에서 증가하는 경향을 보였다. 경운의 방향과 미생물수와의 관계를 보면 등고선방향으로 경운한 토양이 등고선과 직각으로 경운한 토양에 비하여 세균, 방선균 및 사상균수 모두 증가하였다. 토양병원성 세균비 일종인 Erwinia sp. 균수는 옥수수에 비하여 감자를 재배함으로써 증가하는 것으로 나타났으며 유기물의 시용에 의하여 증가하는 경향을 보였다. 토양중 Fusarium sp. 균수는 화학비료가 사용됨에 따라 증가하는 경향을 보였으나 작목간, 피복유무 사이에는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다.

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적응적 메쉬세분화기법과 분할격자기법을 이용한 극한 도시홍수 실험 모의 (Numerical Simulation of Urban Flash Flood Experiments Using Adaptive Mesh Refinement and Cut Cell Method)

  • 안현욱;유순영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권7호
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    • pp.511-522
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    • 2011
  • 적응적 메쉬세분화기법과 분할격자기법을 적용한 2차원 천수방정식모형을 활용하여 구조물을 고려한 극한 홍수 실험을 모의하였다. 본 연구에 사용된모형은 두 격자생성 기법을함께 사용함으로서 복잡한 경계를보다 적은 격자로 효율적으로 표현하는 것이 가능하며, 동적 적응 메쉬세분화기법을 사용하여 흐름이 빠르게 변하는 영역에서 정확도를 유지하면서도 효율적으로 계산하는 것이 가능하다. HLLC 리만근사해법과 MUSCL 기법을 적용하여 시공간상에서 2차정도를 유지하며, 댐붕괴파와 같은 불연속적인 흐름을 정확하게 모의할 수 있다. 모형의 검증을 위해 IMPACT 프로젝트에서 수행한 도시지역 극한홍수실험을 모의하였다. 실험결과와 모의결과가 양호하게 일치하는 것을 확인하였으며, 천이류 현상과 함께 구조물에 의한 홍수파 전달 양상이 의미있는 수준으로 모의된 것을 확인하였다. 또한 분할격자기법의 사용으로 모델의 격자 민감도가 향상되었다. 본 모델은 댐붕괴와 같이 내수침수현상이 지배적이지 않은 도시범람을 모의하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Authentication and classification of strawberry varieties by analysis of their leaves using near infrared spectroscopy.

  • Lopez, Mercedes G.
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.1617-1617
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    • 2001
  • It is well known now that near infrared spectroscopy (NIRS) is a fast, no destructive, and inexpensive analytical technique that could be used to classify, identify, and authenticate a wide range of foods and food items. Therefore, the main aims of this study were to provide a new insight into the authentication of five strawberry (Fragaria x ananassa) varieties and to correlate them with geographical zones and the propagating methods used. Three weeks plants of five different strawberry varieties (F. x ananassa Duch. cv Camarosa, Seascape, Chandler, F. Chiloensis, and F. Virginiana) were cultivated in vitro first and then transferred to pots with special soil, and grown in a greenhouse at CINVESTAV, all varieties were acquired from California (USA). After 18 months, ten leaves from each variety were collected. Transmission spectra from each leave were recorded over a range of 10, 000-4, 000 cm$-^{1}$, 32 scans of each strawberry leave were collected using a resolution of 4 cm$-^{1}$ with a Paragon IdentiCheck FT-NIR System Spectrometer. Triplicates of each strawberry leave were used. All spectra were analyzed using principal component analysis (PCA) and soft independent modeling class analogy (SIMCA). The optimum number of components to be used in the regression was automatically determined by the software. Camarosa was the only variety grown from the same shoot but propagated by a different method (direct or in vitro). Five different classes (varieties) or clusters were observed among samples, however, larger inter class distances were presented by the two wildtype samples (F. Chiloensis and F. Virginiana). Camarosa direct and Camarosa in vitro displayed a small overlapping region between them. On the other hand, Seascape variety presented the smallest rejection percentage among all varieties (more similarities with the rest of the samples). Therefore, it can be concluded that the application of NIRS technique allowed the authentication of all strawberry varieties and geographical origin as well. It was also possible to form subclasses of the same materials. The results presented here demonstrate that NIRS is a very powerful and promising analytical tool since all materials were authenticated and classified based on their variety, origin, and treatment. This is of a tremendous relevance since the variety and origin of a plant material can be established even before it gives its typical fruit or flower.

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태양광전원이 연계된 고압배전선로의 보호협조 평가 방안에 관한 연구 (Evaluation Method for Protection Coordination of PV Systems Interconnected with Primary Feeders)

  • 김병기;김소희;유경상;노대석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.29-37
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    • 2011
  • 종래의 배전계통에 있어서의 전력조류는 변전소에서 선로말단을 향한 단 방향이었지만, 신에너지전원(분산전원)이 연계된 배전계통의 경우에는 그 출력용량의 여부에 따라 양방향의 전력조류가 발생할 가능성이 있어, 계통운용상 여러 가지의 문제점이 야기될 수 있다. 분산전원은 대규모전원의 보완적 역할과 배전선로 상의 국부적 부하 감당 역할을 부과하여 그의 적극적 활용을 꾀하기 위해서는, 분산전원으로부터 배전계통에 전력을 공급하는 역 조류의 기능을 허용할 수 있는 양방향 보호협조방식의 체제를 확립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 분산전원 연계에 따른 보호협조 기본 방안과 부하절체 운전에 따른 보호협조 방안, 변압기결선에 따른 보호협조 방안 등에 대한 알고리즘을 제시하였다. 또한, 이론적인 계산법(대칭좌표법)과 MATLAB/SIMULINK에 의하여 실 계통에서의 양방향 보호협조에 관련된 문제점을 분석하고, 해결방안을 제시하였다.

Theoretical and quantitative structural relationships of the electrochemical properties of Cis-unsaturated thiocrown ethers and n-type material bulk-heterojunction polymer solar cells as supramolecular complexes [X-UT-Y]@R (R = PCBM, p-EHO-PCBM, and p-EHO-PCBA)

  • Taherpour, Avat Arman;Biuki, Farzaneh
    • Journal of Information Display
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    • 제12권3호
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    • pp.145-152
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    • 2011
  • Since the discovery of fullerenes as a class of nanostructure compounds, many potential applications have been suggested for their unusual structures and properties. The isolated pentagon rule (IPR) states that all pentagonal carbon rings are isolated in the most stable fullerene. Fullerenes $C_n$ are a class of spherical carbon allotrope group with unique properties. Electron transfer between fullerenes and other molecules is thought to involve the transfer of electrons between the molecules surrounding the fullerene cage. One class of electron transfer molecules is the methanofullerene derivatives ([6,6]-phenyl $C_{61}$-butyric acid methyl ester (PCBM), 4-(2-ethylhexyloxy)-[6,6]-phenyl $C_{61}$-butyric acid methyl ester (p-EHO-PCBM), and 4-(2-ethylhexyloxy)-[6,6]-phenyl $C_{61}$-butyric acid (p-EHO-PCBA), 10-12). It has been determined that $C_{60}$ does not obey IPR. Supramolecular complexes 1-9 and 10-12 are shown to possess a previously unreported host.guest interaction for electron transfer processes. The unsaturated, cis-geometry, thiocrown ethers, (1-9) (described as [X-UT-Y], where X and Y indicate the numbers of carbon and sulfur atoms, respectively), are a group of crown ethers that display interesting physiochemical properties in the light of their conformational restriction compared with a corresponding saturated system, as well as the sizes of their cavities. Topological indices have been successfully used to construct mathematical methods that relate structural data to various chemical and physical properties. To establish a good relationship between the structures of 1-9 with 10-12, a new index is introduced, ${\mu}_{cs}$. This index is the ratio of the sum of the number of carbon atoms ($n_c$) and the number of sulfur atoms ($n_s$) to the product of these two numbers for 1-9. In this study, the relationships between this index and oxidation potential ($^{ox}E_1$) of 1-9, as well as the first to third free energies of electron transfer (${\Delta}G_{et(n)}$, for n = 1-3, which is given by the Rehm-Weller equation) between 1-9 and PCBM, p-EHO-PCBM, and p-EHO-PCBA (10-12) as [X-UT-Y]@R(where R is the adduct PCBM, p-EHO-PCBM, and p-EHO-PCBA group) (13-15) supramolecular complexes are presented and investigated.

고라니 서식지 분석을 위한 기계학습식 종분포모형 비교 (A Comparison of Machine Learning Species Distribution Methods for Habitat Analysis of the Korea Water Deer (Hydropotes inermis argyropus))

  • 송원경;김은영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.171-180
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    • 2012
  • 야생동 식물 서식지 보전 연구는 통합적인 생물다양성 관리 전략으로서 주목받고 있다. 국내 종조사자료 및 환경공간정보 여건을 고려할 때 종출현정보에 최적화된 것으로 알려져 있는 GARP 모형과 Maxent 모형이 서식지 분석에 가장 적합한 것으로 판단된다. 국내 적용가능성을 확인하기 위해 충청도 삽교천 일원을 대상으로 고라니($Hydropotes$ $inermis$ $argyropus$)에 대한 기계학습식 모형을 적용하였다. 종출현지점은 3차 전국자연환경조사, 환경변수는 문헌조사를 통해 10개를 도출하였다. 분석 결과 Maxent 모형과 GARP 모형은 각각 전체 면적의 16.3%, 27.1%를 고라니 서식지로 예측하였다. 종분포모형 정확도(훈련/검증)는 Maxent 모형(0.85/0.69)이 GARP 모형(0.65/0.61)보다 높게 분석되고 Spearman 순위 상관계수 역시 Maxent 모형(${\rho}$=0.71, p<0.01)이 GARP 모형(${\rho}$=0.55, p<0.05)보다 높게 분석되었다. 이는 대상지의 특성과 대상종에 따라 달라질 수 있으므로 상황에 따라 적절한 모형을 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

Evaluations and Comparisons of Body Surface Doses during Breast Cancer Treatment by Tomotherapy and LINAC Radiotherapy Devices

  • Lee, Hyun-Jik;Bae, Sun-Hyun;Cho, Kwang Hwan;Jeong, Jae-Hong;Kwon, Su-Il;Lee, Kil-Dong
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제28권4호
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    • pp.218-225
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    • 2017
  • Effects on skin caused by the dose from linear accelerator (LINAC) opposing portal irradiation and TomoDirect 3-D modeling treatment according to the radiation devices and treatment methods were measured, and a comparative analysis was performed. Two groups of 10 patients each were created and measurements were carried out using an optically stimulated luminescence dosimeter. These patients were already receiving radiation treatment in the hospital. Using the SPSS statistical program, the minimum and maximum average standard deviations of the measured skin dose data were obtained. Two types of treatment method were selected as independent variables; the measured points and total average were the dependent variables. An independent sample T-test was used, and it was checked whether there was a significance probability between the two groups. The average of the measured results for the LINAC opposing portal radiation was 117.7 cGy and PDD 65.39% for the inner breast, 144.7 cGy and PDD 80.39% for the outer breast, 143.2 cGy and PDD 79.56% for the upper breast, 151.4 cGy and PDD 84.11% for the lower breast, 149.6 cGy and PDD 83.11% for the axilla, and 141.32 cGy and PDD 78.51% for the total average. In contrast, for TomoDirect 3-D conformal radiotherapy, the corresponding measurement values were 137.6 cGy and PDD 76.44%, 152.3 cGy and PDD 84.61%, 148.6 cGy and PDD 82.56%, 159.7 cGy and PDD 88.72%, and 148.6 cGy PDD 82.56%, respectively, and the total average was 149.36 cGy and PDD 82.98%. To determine if the difference between the total averages was statistically significant, the independent sample T-test of the SPSS statistical program was used, which indicated that the P-value was P=0.024, which was 0.05 lower than the significance level. Thus, it can be understood that the null hypothesis can be dismissed, and that there was a difference in the averages. In conclusion, even though the treatment dose was similar, there could be a difference in the dose entering the body surface from the radiation treatment plan; however, depending on the properties of the treatment devices, there is a difference in the dose affecting the body surface. Thus, the absorbed dose entering the body surface can be high. During breast cancer radiotherapy, radiation dermatitis occurs in almost all patients. Most patients have a difficult time while undergoing treatment, and therefore, when choosing a radiotherapy treatment method, minimizing radiation dermatitis is an important consideration.