• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.626-637
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• 2021

공주 무령왕릉과 왕릉원은 세계유산으로 등재된 웅진백제시대(AD 475~538) 왕족의 고분군이다. 1971년 무령왕릉 발굴 이후 안전한 보존관리 체계 없이 공개됨에 따라 급격한 환경변화를 겪으며 고분 내부에 다양한 손상이 발생하였다. 이 연구에서는 왕릉원의 미시적 변위분석을 위해 각 고분 내부에 취약부를 선정하여 3차원 정밀스캐닝을 바탕으로 디지털 형상정보를 구축하였다. 5호분에서는 진행성 변위를 검출하였으며, 6호분과 무령왕릉은 향후 모니터링을 위한 기초자료를 획득하였다. 특히 5호분 남측 회벽의 편차분석 결과, 공차범위 ±18 mm와 ±2 mm에서 추가 손상은 나타나지 않았다. 그러나 인방석은 평균 0.32 mm의 처짐이 발생하였고, 벽체 사이의 거리는 평균 0.36 mm가 증가하였다. 5호분 내부는 직접적인 누수가 있어 탈락과 처짐거동 등 손상을 가중시킨 것으로 해석된다. 이 연구에서 획득한 3차원 형상정보는 계속 연구를 위한 자료로 중요한 기준이 되며, 정밀 계측모니터링과 교차검증을 거쳐 왕릉원의 안정적 보존방안을 검토하는 데 활용할 것이다.

• 지적과 국토정보
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• 제51권2호
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• pp.83-106
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• 2021

대기오염, 지구온난화 문제 등 환경 문제의 심각성이 대두되면서 청정 연료의 관심이 커지고 있다. 그 중 수소는 기존 화석연료와는 달리 연소 시 부산물로 수분만이 발생하는 대표적인 친환경 에너지원으로 현재 다양한 분야에서 주목을 받고 있다. 물류 분야에서도 수소를 활용한 물류 네트워크를 구축하기 위해 다양한 정책적 노력이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 수소 물류 네트워크의 구축에 있어 수소충전소의 입지 결정은 매우 중요한 문제이다. 최근 개발된 수소추진(수소연료전지) 화물차에 수소를 공급하는 충전소는 수소 기반 물류체계가 본격적으로 자리 잡는 데 있어 필수 불가결한 요소이다. 이러한 수소충전소의 최적 입지를 결정하는 선행연구는 대부분 수리적 모형에 기반한 최적화 기법만을 사용하여 수소충전소의 최적 입지를 결정하고자 하였다. 본 연구에서는 기존 연구의 동향과는 차별화하여 최적화 기법의 중요한 투입 변수 중 하나인 충전소 후보지에 대한 공간적 특성을 검토하는 방법으로 머신러닝 모형들을 활용하고 그 적용가능성을 확인하였다. 머신러닝은 다양한 분야에서 우수한 성과를 증명한 기법이지만 수소충전소의 최적 입지를 결정하는 연구 분야에서는 아직 적용된 바가 없다. 이를 위해 본 연구에서는 개별공시지가, 수소공급지와의 거리 등 전국 고속도로 휴게소와 고속도로의 무작위 지점들의 위치와 관련된 변수들을 독립변수로 선정하여 단일 머신러닝 모형과 앙상블 모형을 적용하고 그 성과를 비교하였다. 분석 결과, 랜덤포레스트(Random Forest) 모형이 가장 우수한 성과를 보였으며, 다른 모형들 또한 우수한 분류 성능을 보여 최적 입지 문제에 대해 공간적 특성을 예비적으로 검토하는 방법론으로써 머신러닝의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 따라서 머신러닝 모형은 수소충전소의 최적 입지 결정 분야에서 향후 최적화 기법을 적용한 연구의 예비적 검토 방법론으로 널리 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.421-428
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• 2022

본 연구는 2022년 발표한 한국의 제6회 과학기술예측조사와 2019년 발표한 최신의 일본 과학기술예측조사 결과에 주목하여 최근 지질자원 분야에서 국가·사회적으로 높은 기대를 받고 있는 지진재해와 우주이용에 관한 미래기술을 분석하였다. 한국의 2022년 발표한 지진재해 관련 미래기술은 2017년 제시한 지진 예측 및 조기경보 기술 형태와 달리 지진·복합재난 정보기술과 공공데이터 플랫폼으로 제시되었고, 건물·도시의 재난대응 생활밀착 로봇에 적용하는 형태로 제시되었다. 일본 2019년 과학기술예측조사에서는 한국의 3배 수준의 많은 미래기술이 제시되었으며, 지진재해 기술 또한 대규모 지진 예측, 지층 주입에 따른 유발 지진 예측, 전국 액상화 위험 규명, 규모 광역 응력 측정, 사물인터넷(IoT) 혹은 인공지능 관측 영상 분석에 의한 지진 재해 감시·예측 등 상세 기술이 제시되었다. 최신 한국과 일본의 과학기술예측조사의 우주이용 기술은 물/얼음, 헬륨-3, 희토류 금속 등의 자원을 채굴하는 로봇 기술과 달·화성에서 현지자원을 활용한 유인기지 기술 형태로 더욱 구체화되었다. 일본의 기술적 실현시기를 비교해 보면 2019년에 예측한 실현시기가 2015년의 조사결과보다 4~10년 정도 지연되었다. 2019년 이후에도 코로나19 전염병 상황, 2020년 한국과 일본의 탄소중립 선언, 2022년 러시아-우크라이나 전쟁 등 환경변화에 따라 한국과 일본의 미래기술 실현시기의 예측 결과의 불확실성이 더 커질 수 있다. 하지만 앞으로 지질자원 분야에서 정보기술과 연계한 지진재해 및 우주이용 기술에 대한 더욱더 활발한 연구개발이 요구된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제48권4호
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• pp.227-235
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• 2022

Background: Abandoned metal mines are classified as vulnerable areas with the highest level of soil contamination among risk regions. People living near abandoned metal mines are at increased risk of exposure to toxic metals. Objectives: This study aimed to evaluate the correlation between soil contamination levels in areas around abandoned metal mine and the blood lead levels of local residents. Moreover, we assess the possibility of using soil contamination levels as a predictive indicator for human exposure level. Methods: Data from the Survey of Residents around Abandoned Metal Mines (2013~2017, n=4,421) and Investigation of Soil Pollution in Abandoned Metal Mines (2000~2011) were used. A random coefficient model was conducted for estimation of the lower level (micro data) of the local resident unit and the upper level (macro data) of the abandoned metal mine unit. Through a fitted model, the variation of blood lead levels among abandoned metal mines was confirmed and the effect of the operationally defined soil contamination level was estimated. Results: Among the total variation in blood lead levels, the variation between abandoned mines was 18.6%, and the variation determined by the upper-level factors such as soil contamination and water contamination was 8.1%, which was statistically significant respectively. There was also a statistically significant difference in the least square mean of blood lead concentration according to the level of soil contamination (p=0.047, low: 2.32 ㎍/dL, middle: 2.38 ㎍/dL, high: 2.59 ㎍/dL). Conclusions: The blood lead concentration of residents living near abandoned metal mines was significantly correlated with the level of soil contamination. Therefore, in biomonitoring for vulnerable areas, operationally defined soil contamination can be used as a predictor for human exposure level to hazardous substances and discrimination of high-risk abandoned metal mines.

• 한국어병학회지
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• 제35권1호
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• pp.57-63
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• 2022

Vibrio parahaemolyticus와 V. vulnificus 같은 인체 위해성 세균들은 수산물을 통하여 인체에 감염되는 것으로 알려져 있음으로 생선회로 선호도가 높은 넙치에서 이들 세균이 어느 정도 생존 가능한지 알아보고자 하였다. 먼저 온도와 염분 농도가 다른 배지에서 이들 세균의 생장도를 조사하였다. 37℃ 에서 보다 25℃에서 V. parahaemolyticus와 V. vulnificus는 약 50~60% 감소한 생장률을 보였다. 그러나 1%, 2% 및 3% NaCl을 함유한 배지로 25℃에서 배양하였을 때의 생장은 3% NaCl을 함유한 배지에서 V. vulnificus가 증가된 생장을 보인 것을 제외하고 차이는 없었다. V. parahaemolyticus와 V. vulnificus에 대한 넙치의 감수성을 알아보기 위하여 1×10⁶CFU/fish로 복강 주사하여 인위 감염을 하였으나 1주일간 사망 개체는 없었다. V. parahaemolyticus와 V. vulnificus에 대한 넙치의 방어능력을 알아보기 위하여 넙치의 혈청 및 체표 점액에서의 세균 생존력과 신장에서 분리한 macrophage의 식균 활성을 알아보았다. 혈청에서는 3시간 이내에 각각 85%, 99% 이상의 균이 제거되었고 체표 점액에서는 12시간까지 세균 수가 감소하였으며 신장백혈구는 약 70% 이상에서 식균 작용을 나타냈다. 따라서 넙치는 환경 수에 있는 V. parahaemolyticus와 V. vulnificus에 대한 단순 이동매개체로 작용한다 할지라도 발달된 자체 항균력으로 이들 세균의 수를 감소시켜 인체 감염 가능성을 저하하는 효과가 있음을 시사하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.73-81
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• 2023

본 연구에서는 어성초(Houttuynia cordata, HC) 와 야관문(Lespedeza cuneata, LC)의 열수 추출물과 메탄올 추출물의 순차적 유기용매 분획물을 제조하였다. LPS를 처리한 RAW264.7세포에서 HC와 LC의 열수 추출물과 메탄올 추출물의 유기용매 분획물의 항염증 활성을 연구하였다. 어성초와 야관문의 hexane, chloroform, ethyl acetate 분획물의 처리에 의해 농도의존적으로 nitric oxide (NO) 생산을 저해하였으며, iNOS의 발현도 감소되었다. 이전 연구에서 HC와 LC의 메탄올 추출물의 ethyl acetate 분획물의 플라보노이드 함량을 분석하였다. 분석된 플라보노이드 중 HC와 LC에 공통적으로 함유된 apigenin을 선택하여 추가실험을 진행하였다. Apigenin은 세포 생존율에 영향을 주지 않으면서 NO 생산을 저해하였으며, iNOS와 COX-2의 단백질 발현도 억제하였다. 또한, apigenin은 p38 MAPK와 JNK의 인산화를 억제함으로써 항염증 활성을 가지는 것으로 생각된다. Apigenin 처리에 의해 차별적으로 발현되는 유전자 발현을 확인하기 위하여 RNA-seq 분석을 수행하였다. 발현이 감소된 유전자 중 4개의 cytokine 유전자(IL-1α, IL-1β, IL-6, CSF2)의 발현 감소를 정량적 real-time PCR을 통해 확인하였다. 종합적으로, 본 연구결과는 어성초와 야관문은 항염증 활성을 가지고 있으며, apigenin이 두 약용 작물의 항염증 활성을 담당하는 중요한 성분 중의 하나가 될 수 있다는 것을 제시한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.357-371
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• 2023

TBM을 이용한 전력구 공사에서 수직구는 TBM 장비 및 전력선의 진출입을 위해 필수적인 구조물이다. 수직구는 지반을 수직으로 관통하여 굴착하기 때문에 암반을 굴착하는 경우가 많다. 암반 지반은 대부분 발파나 할암 공법을 적용하여 굴착하므로 이때 발생하는 소음 및 진동, 도로 점유로 인해 민원이 발생하고 있다. 따라서 기존 공법의 대안으로 기계식 굴착장비를 이용한 수직구 굴착을 고려하였다. 다만, 현 기술 수준에서 수직구 굴착장비는 암반의 압축강도 약 120 MPa 이상에서는 굴착성능이 현저히 저하되어 고강도 암반 지반 적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 암반에서 기계식 굴착 성능 개선을 위해 연마재 워터젯 기술을 굴착 보조공법으로 활용하는 방안에 대해 검토하였다. 연마재 워터젯 절삭성능에 대한 검증을 위해 암석 절삭실험을 수행하고, 실험결과로부터 이격거리, 이송속도, 수압 조절을 통해 지반조건 변화에 대응하여 굴착성능을 확보하는 것이 적절할 것으로 판단하였다. 또한, 일축압축강도와 RQD, 굴진율의 관계를 이용하여 연마재 워터젯을 이용한 인위적인 절리생성을 통해 굴착성능을 향상시키는 방안을 제시하였다. 본 연구결과는 향후 수직구 기계식 굴착장비 도입을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.230-236
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• 2023

하수도 시스템은 공공서비스의 개념 및 습지 등 수환경 보호를 위해 지속적으로 보급이 이루어졌으며, 그 결과 하수도 운영기관의 경영 악화를 초래하였다. 이에 중앙정부 주도하에 하수도 운영기관 경영 효율화를 위해 다양한 하수도 정책을 추진하고 있다. 그 중 중점적인 사항은 비용과 관련된 것이며, 대표적으로 하수도 요금 및 하수도 원인자부담금 등이 있다. 본 연구에서는 국내 기초자치단체 71곳의 하수도 원인자부담금 현황 및 특성을 분석하였다. 그 결과, 1,000,000원/m³ ~ 2,000,000원/m³ 이하가 41곳(57%)으로 가장 많은 것으로 나타났으며, 평균값 1,990,653원/m³ (중앙값 1,918,000원/m³ )으로 나타났다. 또한, 하수도 원인자부담금이 높아질수록 하수도 원인자부담금의 증가율이 높아지는 것 경향을 보였다. 하수도 원인자부담금과 상대적으로 상관성이 높은 기초자치단체 특성 인자는 하수도 요금현실화율과 재정자립도로 분석되었다. 본 연구의 결과는 하수도 원인자부담금의 기초자료로 활용될 수 있으며, 하수도 원인자부담금 적정 수준 산정 방안에 관한 후 속 연구가 필요하다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권6호
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• pp.916-923
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• 2022

창원시의 3개 지점(남천, 창원천, 청운지)에서 물 시료를 채취하고, 채취한 시료로부터 genomic DNA를 분리하였다. 분리된 DNA와 class A extended-spectrum beta-lactamase(ESBL) 유전자 5가지(bla_OXA-1, bla_SHV, bla_TEM, bla_CTX-M-1, bla_CTX-M-9)를 target으로 하는 primers를 사용하여 quantitative PCR을 수행하였다. 시료를 채취한 지점별로 ESBL 유전자들의 수와 비율에서 확연한 차이가 있음을 알 수 있었다. 남천의 경우 DNA 30ng당 ESBL 유전자가 1.93×10⁶ copy나 존재하는 데에 반해 창원천의 경우에는 1.47×10⁵ copy 그리고 청운지에는 9.5×10³ copy 밖에 존재하지 않았다. 흐르는 하천인 남천과 창원천에서는 각 ESBL 유전자들의 비율에서 큰 차이가 없었다. 즉, 남천에서는 bla_OXA-1 유전자가 65.3%, bla_CTX-M-1 유전자가 33.6%를 차지하여서 이 두 유전자가 전체 ESBL 유전자의 99% 가까이를 차지하고 있었다. 창원천에서도 bla_OXA-1 유전자가 64.1%, bla_CTX-M-1 유전자가 19.1%를 차지하므로 이 두 유전자가 전체의 83% 이상을 차지하고 있었다. 하천과 다르게 폐쇄된 환경인 청운지 연못에서는 내성세균들의 총량 자체가 다른 두 하천에 비해서 월등하게 적었다. 또한 내성 세균의 비율도 달라서 bla_CTX-M-1 유전자가 전체의 87.5%, 그리고 bla_CTX-M-9 유전자가 9.8%를 차지하고 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_3호
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• pp.1693-1705
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• 2023

국토 면적의 약 90%를 차지하는 농촌은 여러가지 공익적 기능을 수행하는 공간으로서 중요성과 가치가 증가하고 있지만 주거지 인근에 축사, 공장, 태양광패널 등 주민생활에 불편을 미치는 시설들이 무분별하게 들어서면서 농촌 환경과 경관이 훼손되고 주민 삶의 질이 낮아지고 있다. 농촌지역의 무질서한 개발을 방지하고 농촌 공간을 계획적으로 관리하기 위해서는 농촌지역 내 위해시설에 대한 탐지 및 모니터링이 필요하다. 주기적으로 취득 가능하고 전체 지역에 대한 정보를 얻을 수 있는 위성영상을 통해 데이터의 취득이 가능하고, 합성곱 신경망 기법을 통한 영상 기반 딥러닝 기술을 활용하여 효과적인 탐지가 가능하다. 따라서 본 연구에서는 의미적 분할(Semantic segmentation)에서 높은 성능을 보이는 U-Net 모델을 이용하여 농촌 지역에서 잠재적으로 위해시설이 될 수 있는 농촌시설을 분류하는 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2020년에 제작된 공간해상도 0.7 m의 KOMPSAT 정사모자이크 광학영상을 한국항공우주연구원으로부터 제공받아 사용하였으며 축사, 공장, 태양광 패널에 대한 AI 학습용 데이터를 직접 제작하여 학습 및 추론을 진행하였다. U-Net을 통해 학습시킨 결과 픽셀 정확도(pixel accuracy)는 0.9739, mean Intersection over Union (mIOU)은 0.7025의 값을 도출하였다. 본 연구 결과는 농촌 지역의 위험 시설물 모니터링에 활용될 수 있으며, 농촌계획 수립에 있어 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.