• 제목/요약/키워드: Principal component analysis(PCA)

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정지궤도 천리안위성 해양관측센서 GOCI의 Tasseled Cap 변환계수 산출연구 (A Study of Tasseled Cap Transformation Coefficient for the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI))

  • 신지선;박욱;원중선
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.275-292
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    • 2014
  • 이 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager(GOCI) 센서에 적용할 수 있는 고유의 Tasseled Cap Transformation(TCT) 계수를 제시하고 있다. TCT는 다중밴드 센서 자료로부터 지표의 특성을 분석하는 전통적인 영상변환 방법 중 하나로 새로운 다중밴드 광학센서가 관측을 시작하는 경우 센서의 특성 차이로 인하여 각각의 육상관측 위성센서에 적합한 TCT 계수들이 장기 분석을 통하여 수립되어야 한다. GOCI 센서는 해양관측이 주 목적으로 개발되었으나 영상의 상당 부분은 육지를 관측하고 있으며 밴드 구성은 육지관측에도 일반적으로 이용되는 Visible-Near InfraRed(VNIR) 영역의 정보를 포함하고 있다. 또한 GOCI 센서의 높은 시간 해상도는 지표의 일별 변화의 관측에도 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 장점을 이용하여 GOCI 센서에 대한 고유한 TCT가 제공된다면 GOCI 센서의 관측범위 내에서 준 실시간으로 지표변화에 대한 분석과 해석이 가능할 것이다. TCT는 일반적으로 "Brightness", "Greenness", "Wetness"의 세 가지 정보를 포함하지만, ShortWave InfraRed(SWIR) 파장대역이 없는 GOCI 센서의 경우에는 "Wetness"의 정보를 얻을 수 없다. GOCI 센서의 높은 시간 해상도의 활용을 극대화하기 위해서는 "Wetness"의 정보가 제공되어야 한다. "Wetness"의 정보를 얻기 위해 GOCI 주성분 분석(Principal Component Analysis: PCA) 공간을 MODIS TCT 공간에 선형 회귀하는 방법이 사용되었다. 이 연구에서 산출된 GOCI TCT 계수는 정지궤도의 특성에 의해 관측 시간대별로 다른 변환계수를 가질 수 있다. 이 차이를 알아보기 위하여 GOCI TCT 자료와 MODIS TCT 자료 사이의 상관관계가 비교되었다. 그 결과, "Brightness"와 "Greenness"는 4시 자료, "Wetness"는 2시 자료의 변환계수가 선택되었다. 최종적으로 산출된 변환계수의 적절성을 평가하기 위하여 GOCI TCT 자료는 MODIS TCT 영상 및 여러 육상 파라미터들과 비교되었다. GOCI TCT 영상은 MODIS TCT 영상보다 지표 피복의 분류가 더 세밀하게 표현되었으며, GOCI TCT 공간의 지표 피복 분포도 유의미한 결과를 보여줬다. 또한 GOCI TCT의 "Brightness", "Greenness", "Wetness" 자료는 Albedo($R^2$ = 0.75), Normalized Difference Vegetation Index(NDVI) ($R^2$ = 0.97), Normalized Difference Moisture Index(NDMI) ($R^2$ = 0.77)와 각각 비교적 높은 상관관계가 나타났다. 이러한 결과들은 적절한 TCT 계수의 산출이 이루어졌다는 것을 보여준다.

3차원 웨이블렛 변환을 이용한 다중시기 SAR 영상의 특징 추출 및 분류 (Feature Extraction and Classification of Multi-temporal SAR Data Using 3D Wavelet Transform)

  • 유희영;박노욱;홍석영;이경도;김이현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.569-579
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    • 2013
  • 이 연구에서는 다중시기 SAR 영상으로부터 3D 웨이블렛 변환을 통해 추출된 특징 정보를 이용하여 토지피복 분류를 수행하였고 그 적용가능성을 평가하였다. 분류를 하기 전 단계로 3차원 웨이블렛 변환기반 특징을 추출하였고, 이후 토지 피복 분류에 사용하였다. 비교를 목적으로 특징추출 단계가 들어가지 않는 원본 영상과 주성분분석 기반 특징들의 분류를 함께 수행하였다. 성능 검증을 위해 당진에서 촬영된 다중시기 Radarsat-1호 영상을 사용하였고 토지피복은 논, 밭, 산림, 수계, 도심지가 포함된 5개의 클래스로 구분하였다. 토지피복 식별 능력 분석에 따르면 밭과 산림은 매우 유사한 특성을 보이기 때문에 두 클래스를 구분하는 것은 매우 어렵다. 3차원 웨이블렛 기반 특징을 사용하는 경우, 도심지를 제외하고 모든 클래스의 분류 정확도가 향상되었다. 특히 밭과 산림의 정확도가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 향상은 다중시기자료를 시간과 공간적으로 동시에 분석하는 3차원 웨이블렛 변환 과정에 기인한 것으로 판단된다. 이 결과로부터 3차원 웨이블렛 변환이 영상으로부터 특징을 추출하는데 이용 가능하다는 것을 확인할 수 있었고, 추후에 다른 센서나 다른 연구지역으로 추가 실험을 수행할 예정이다.

탄소원 이용도 평가를 활용한 매립지 침출수로 오염된 지하수의 미생물 군집 특성 해석 (Characterization of Microbial Communities in a Groundwater Contaminated with Landfill Leachate using a Carbon Substrate Utilization Assay)

  • 구소연;김지영;김재수;고경석;이상돈;조경숙;고동찬
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권2호
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    • pp.20-26
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    • 2007
  • 매립지 침출수로 오염된 지하수의 미생물 군집특성을 31가지 탄소원을 가지는 Ecoplate를 사용하여 조사하였다. 각 기질에 대한 탄소이용도는 시료에 따라 달랐고, 2-hydroxy benzoic acid, D,L-$\alpha$-glycerol phosphate, D-malic acid는 모든 시료에서 기질로써 이용되지 못했고, D-xylose, D-galacturonic acid, L-aspargine, tween 80, L-serine는 모든 시료에서 탄소원으로 사용되었고, 나머지는 시료에 따른 차이를 보였다. AWCD에 의한 통계분석결과는 KSG1-16 > KSG1-12 > KSG1-07 > KSG-08 > KSG1-13 순인데 예상대로 비오염 지하수 시료인 KSG1-13가 가장 낮았으며, 오염 된 지하수 시료 KSG-07과 KSG1-08는 이보다 높았으나 처리수인 KSG1-16이 높은 것은 의외이었다. PCA방법에 의한 통계 분석결과는 침출수(KSG1-12) 및 오염지하수(KSG1-07, KSG1-08)와 오염되지 않은 처리수(KSG1-16) 및 비오염 지하수(KSG1-13)로 크게 둘로 유사성이 구분되었다. 그러나, 미생물의 다양성을 나타내는 Shannon index 값에 의한 분석은 시료간의 별 차이를 나타내지 않아 서로 유사하였다.

여자만 북서부 꼬막어장의 해양환경 특성. 2. 수질환경 및 식물플랑크톤 군집 (A Charecteristics of Marine Environments in a Blood Cockle Farms of the Northwestern Yeoja Bay, Korea 2. Spatio-temporal Distribution of Water Quality and Phytoplankton Community)

  • 윤양호;이현지
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.579-592
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    • 2020
  • 여자만 북서해역 꼬막 어장의 수괴(수형), 영양염 등 수질환경과 식물플랑크톤 군집의 변동 특성을 파악하기 위해 2017년 봄(5월), 여름(8월) 및 가을(11월) 7개 정점을 조사하였다. 분석 결과, 꼬막어장의 수형은 수온과 염분 변화에 따른 계절특성이 명확하였다. 영양염 중 규산염은 연중 풍부였지만, 봄과 여름은 인산염이 결핍되었고, 가을은 질소원이 결핍되는 것으로 나타났다. 식물플랑크톤 군집에서 출현종은 매우 단순하였으며, 현존량도 매우 낮았다. 우점종은 연중 규조류에 우점 되어, 봄은 Skeletonema costatum-ls, Nitzschia longissima, 여름은 Pleurosigma normanii, Coscinodiscus gigas, 가을은 N. longissima, Pseudonitzschia pungens, Chaetoceros curvisetus, Eucampia zodiacus가 우점 출현하여, 여름에 편모조류 출현이 낮은 특성을 보였다. 상관분석과 주성분 분석의 결과 여자만 북서해역 꼬막어장의 생물 해양학 특성은 계절에 따라 수질 환경 및 식물플랑크톤 군집에 많은 차이가 있으나, 전체적으로는 육상에서 공급되는 무기 및 유기물질 및 낮은 수심으로 해수혼합에 따른 표층퇴적물의 재부유에 의한 영양염 공급, 그리고 해역자체의 생물생산과 무기화 과정의 균형에 의해 해양환경 특성 및 식물플랑크톤 생산이 결정되는 것으로 판단되었다.

Application of Terahertz Spectroscopy and Imaging in the Diagnosis of Prostate Cancer

  • Zhang, Ping;Zhong, Shuncong;Zhang, Junxi;Ding, Jian;Liu, Zhenxiang;Huang, Yi;Zhou, Ning;Nsengiyumva, Walter;Zhang, Tianfu
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권1호
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    • pp.31-43
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    • 2020
  • The feasibility of the application of terahertz electromagnetic waves in the diagnosis of prostate cancer was examined. Four samples of incomplete cancerous prostatic paraffin-embedded tissues were examined using terahertz spectral imaging (TPI) system and the results obtained by comparing the absorption coefficient and refractive index of prostate tumor, normal prostate tissue and smooth muscle from one of the paraffin tissue masses examined were reported. Three hundred and sixty cases of absorption coefficients from one of the paraffin tissues examined were used as raw data to classify these three tissues using the Principal Component Analysis (PCA) and Least Squares Support Vector Machine (LS-SVM). An excellent classification with an accuracy of 92.22% in the prediction set was achieved. Using the distribution information of THz reflection signal intensity from sample surface and absorption coefficient of the sample, an attempt was made to use the TPI system to identify the boundaries of the different tissues involved (prostate tumors, normal and smooth muscles). The location of three identified regions in the terahertz images (frequency domain slice absorption coefficient imaging, 1.2 THz) were compared with those obtained from the histopathologic examination. The tissue tumor region had a distinctively visible color and could well be distinguished from other tissue regions in terahertz images. Results indicate that a THz spectroscopy imaging system can be efficiently used in conjunction with the proposed advanced computer-based mathematical analysis method to identify tumor regions in the paraffin tissue mass of prostate cancer.

라만분광법을 이용한 SVM 기반 흑색 플라스틱 자동 분류 시스템의 설계 (Design of Automatic Classification System of Black Plastics Based on Support Vector Machine Using Raman Spectroscopy)

  • 배종수;오성권;김현기
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.416-422
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    • 2016
  • 수많은 플라스틱이 산업분야에 다양하게 사용되어지고 있다. 또한 많은 양의 플라스틱 폐기물들이 발생하고 있다. 재활용에 대한 연구는 환경오염 뿐만아니라 한정된 유용한 자원이 버려지는 것을 방지하기 위해 중요한 이슈로 부각되고 있다. 이렇기 때문에 폐플라스틱의 재활용은 재사용 관점에서 주목받고 있는 실정이다. 현재 재활용 센터에서는 플라스틱의 재질을 분류하기 위해 NIR 센서를 이용한 플라스틱 자동 분류 시스템을 구축 및 운용하고 있다. 하지만 흑색 플라스틱은 여전히 분류가 되지 않는 도전적인 목표로 남아있다. 카본 블랙이 포함된 흑색 플라스틱의 경우 검정색의 특성상 NIR 장비에서 나오는 빛을 흡수하기 때문에 분류에 어려움이 있다. 본 연구는 NIR 장비 대신 흑색 플라스틱을 분류하는 방법에 대한 연구이다. 흑색 플라스틱의 정성적, 정량적 분석을 위해 Raman 분광법을 사용하였다. 또한 분류기의 인식률을 높이기 위해 데이터를 특성을 분석하고 흑색 플라스틱을 좀 더 확실하게 분류하기 위해 Support Vector Machine(SVM), 주성분 분석법(PCA) 같은 알고리즘을 이용하였다.

하천의 횡적 연결성 유무에 따른 홍수터 식생 구조의 비교 (Comparison of the Floodplain Vegetation Structure According to Existence of Lateral Connectivity in Streams)

  • 추연수;진승남;조현석;조강현
    • 한국습지학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.327-334
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    • 2017
  • 하천의 수로-홍수터 생태계에서 주기적인 범람은 물, 영양염류, 하상재료 및 생물을 상호 교환시킴으로써 생물다양성과 생태계 서비스를 증진시킨다. 그러나 치수와 토지이용의 목적으로 건설된 제방에 의하여 하천의 횡적 연결성이 훼손되었다. 본 연구에서는 하천의 횡적 연결성 유무에 따른 홍수터 식생의 특성을 비교하기 위하여, 청미천, 섬강, 황구지천, 만경강, 고막원천 및 보성강에서 본류와 수리적으로 연결된 홍수터와 제방에 의해 단절된 홍수터에서 지형, 토양환경요인과 식생 구조와 분포를 조사하였다. 토양의 수분과 점토 함량은 횡적 연결성이 단절된 홍수터에서 연결된 홍수터보다 많았다. 환경요인 자료를 이용한 주요인분석 (PCA)의 결과에서 단절된 홍수터와 연결된 홍수터의 환경은 수분함량, 토성 및 식생 분포고도에 의하여 구분되었다. 식생 자료를 이용한 탈경향대응분석 (DCA)의 결과에 따르면 홍수터의 식생은 다양한 생활형의 수생식물이 우점하는 단절된 홍수터와 교란에 강한 습생식물이 우점하는 연결된 홍수터로 분리되었다. 결론적으로 제방에 의해 횡적 연결성이 단절된 홍수터에서는 정수성 습지 환경에서 수생식물이 우점하는 습지 식생이 분포하여 수로와 연결된 홍수터의 식생과 차이를 나타내었다.

Plasma metabolites associated with physiological and biochemical indexes indicate the effect of caging stress on mallard ducks (Anas platyrhynchos)

  • Zheng, Chao;Wu, Yan;Liang, Zhen Hua;Pi, Jin Song;Cheng, Shi Bin;Wei, Wen Zhuo;Liu, Jing Bo;Lu, Li Zhi;Zhang, Hao
    • Animal Bioscience
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    • 제35권2호
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    • pp.224-235
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    • 2022
  • Objective: Cage rearing has critical implications for the laying duck industry because it is convenient for feeding and management. However, caging stress is a type of chronic stress that induces maladaptation. Environmental stress responses have been extensively studied, but no detailed information is available about the comprehensive changes in plasma metabolites at different stages of caging stress in ducks. We designed this experiment to analyze the effects of caging stress on performance parameters and oxidative stress indexes in ducks. Methods: Liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC/MS-MS) was used to determine the changes in metabolites in duck plasma at 5 (CR5), 10 (CR10), and 15 (CR15) days after cage rearing and traditional breeding (TB). The associated pathways of differentially altered metabolites were analyzed using Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) database. Results: The results of this study indicate that caging stress decreased performance parameters, and the plasma total superoxide dismutase levels were increased in the CR10 group compared with the other groups. In addition, 1,431 metabolites were detected. Compared with the TB group, 134, 381, and 190 differentially produced metabolites were identified in the CR5, CR10, and CR15 groups, respectively. The results of principal component analysis (PCA) show that the selected components sufficiently distinguish the TB group and CR10 group. KEGG analysis results revealed that the differentially altered metabolites in duck plasma from the CR5 and TB groups were mainly associated with ovarian steroidogenesis, biosynthesis of unsaturated fatty acids, and phenylalanine metabolism. Conclusion: In this study, the production performance, blood indexes, number of metabolites and PCA were compared to determine effect of the caging stress stage on ducks. We inferred from the experimental results that caging-stressed ducks were in the sensitive phase in the first 5 days after caging, caging for approximately 10 days was an important transition phase, and then the duck continually adapted.

스트레스 대처 척도 12개 항목에 대한 심리측정 속성 (Item-Level Psychometrics of the 12 Items of the Coping Orientation to Problems Experienced Scale)

  • 남상훈;;이미정;;배수영;홍익표
    • 재활치료과학
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    • 제11권3호
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    • pp.65-80
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    • 2022
  • 목적 : 본 연구는 라쉬 분석을 이용하여 12개 항목의 스트레스 대처 척도의 항목 심리측정 속성을 조사하고자 하였다. 연구방법 : 본 연구는 ICPSR(Inter-university Consortium for Political and Social Research)에서 제공하는 공공 자료를 활용하여 로스엔젤레스에 거주하는 노인 480명을 대상으로 조사하였다. 주성분 분석을 사용하여 척도의 일반적 요인을 조사하였다, 라쉬 분석의 내·외적합 지수의 제곱평균(Mean Square)과 표준값(ZSTD)를 통해 항목 적합도를 알아보고, 척도의 신뢰도와 쉬운 항목과 어려운 항목을 식별하기 위해 항목-난이도 계층을 조사하였다. 마지막으로 성별과 연령 그룹에 대해 차등 항목 기능을 조사하였다, 결과 : 주성분 분석을 통해 스트레스 태처 척도의 12개 항목이 하나의 요인으로 구성되었음을 가정하였다. 라쉬 분석을 통하여 항목 2번이 부적합한 결과로 제거되었다(내적합 제곱평균=1.33, 내적합 표준값=5.05, 외적합 제곱평균=1.56, 외적합 표준값=7.15). 항목 2번을 제외한 11개 항목의 평가자 층(Person Strata)은 3.10으로 신뢰도 지수 0.81에 해당하는 값을 보였다. 차등 항목 기능을 조사한 결과 성별과 연령 그룹에 대한 차등 항목 기능은 없었다. 결론 : 라쉬 분석을 통해 개정된 COPE-11은 항목 간 심리측정 속성이 적절하여 측정 시 시간 단축과 정확한 측정이 가능할 것으로 사료된다.

자동차 전면부와 음성 어시스턴트의 스타일 관계 분석 (Investigating the Relationship Between Vehicle Front Images and Voice Assistants)

  • 박민정;민소영;김태수;석현정
    • 감성과학
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    • 제25권4호
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    • pp.129-138
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    • 2022
  • 음성 어시스턴트가 차량에 탑재되기 시작하면서, 차량의 조형적 특징과 음성 어시스턴트간의 연관성이 중요해지고 있다. 본 연구는 자동차에 적용된 음성 어시스턴트와 외관의 조화스러움에 대하여 공통된 감성적 특징을 기반으로 살펴보고자 하였다. 12가지 차량 이미지와 6가지의 음성 어시스턴트에 대해 15종의 형용사를 바탕으로 감성 평가를 실시하였다. 실험은 온라인 개별 인터뷰로 진행되었으며, 총 24명의 대학생이 참여하였다. 참여자들은 각 자극물을 대표하는 감성 형용사 3종을 1, 2, 3위로 평가하고, 선정 이유에 대한 간단한 인터뷰를 진행하였다. 설문 결과에 대해 주성분분석을 수행하여 2개의 주요 요인을 추출한 뒤, 각 요인을 축으로 하여 자극물을 분포시켰다. 분포도를 바탕으로 감성적 특징을 도출하고자 계층적 군집 분석을 수행하였다. 주성분 분석 결과 자동차 이미지와 음성 어시스턴트를 설명하는 감성적 차원으로 "편안한-급진적인"과 "가벼운-무거운"이 추출되었다. 두 차원을 바탕으로 자극물들을 분포시킨 결과, 자동차와 음성 어시스턴트가 동일한 축을 바탕으로 다양하게 분포해 두 요인이 자극물간 감성적 특징을 도출하기에 적합하다고 판단되었다. 자극물들의 분포도를 바탕으로 계층적 군집분석을 수행하여 17개의 자극물을 4가지 군집으로 추렸다. 각 군집은 도전적인, 우아한, 위엄있는, 활기찬 그룹으로 도출되었다. 본 연구에서는 차량의 조형적 특징과 음성 어시스턴트의 감성적 이미지를 동시에 설명할 수 있는 두 축을 도출하였다. 도출된 축을 바탕으로 그려진 분포도에 군집 분석을 수행해 감성적 특징을 분류하였으며, 총 4개의 감성적 특징이 도출되었다. 본 연구는 자동차의 조형적 특징에 맞춘 음성 어시스턴트 제안을 위한 디자인 품평 가이드로 활용되어, 추후 출시되는 차량에서 사용자들의 자동차 음성 어시스턴트 감성 경험이 증진될 것으로 기대한다.