• 제목/요약/키워드: Spatial-Temporal Pattern Analysis

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동북아시아 대기오염물질의 이동 패턴에 따른 장거리 수송 특성 연구 (Characteristics of Long-Range Transport of Air Pollutants due to Different Transport Patterns over Northeast Asia)

  • 박신영;김연종;김철희
    • 한국대기환경학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.142-158
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    • 2012
  • This paper investigates the physical and chemical characteristics of long-range transport (LRT) process of air pollutants by employing the MM5-CMAQ and its comparison with local emission dominant (LED) case over northeast Asia. We first classified high air pollution days into LRT and LED cases based on the synoptic meteorological variables of vorticity and geostrophic wind speed/direction at a geopotential level of over 850hPa. LRT cases are further categorized into three types of transport patterns (LRT-I-III) according to the air mass pathways from source regions. LRT-I-III are originated from northern, central, and southern China, respectively, identified by back trajectory analysis. Three LRT-I-III groups have different and unique locations of high pressure and transport pathways. The chemical characteristics showed that the simulated spatial distributions varied in terms of locations of maximum concentrations and the temporal variation of surface concentrations. The primary air pollutants such as $NO_x$, $PM_{10}$ and $SO_2$ of all of three LRT cases are well transported into Korea peninsula with different concentration levels. Of LRT cases, LRT-II has the greatest effect on air quality of Korea peninsula, followed by LRT-I and LRT-III. In comparison with LRT, the LED case shows relatively higher air pollution concentrations in general, but showed a variety of different air quality levels following the emission strength pattern. These widely varying patterns are impling the case dependent multi-directional approach for the development of indicators of long-range transport process over northeast Asia.

팔당호의 수리 및 수온 조사를 통한 물순환특성 분석 (Analysis of Water Circulation Characteristics for Hydraulic and Water Temperature Investigation in Paldang Reservoir)

  • 최황정;조용철;유순주;송용식;류인구
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제6권1호
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    • pp.12-22
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    • 2019
  • 본 연구에서는 팔당호 내 주요지점에서 수심별 연속 수리 및 수온 조사를 수행하여 팔당호의 시공간적 물순환 특성을 파악하고자 하였다. 이포보와 청평댐에서의 수온 및 방류 패턴의 차이로 인하여 팔당호 내 북한강 및 남한강 구간에서의 흐름 및 수온 변동특성이 상이하게 나타났다. 수직혼합기에는 북한강과 남한강 구간의 전 층에서 하류방향 흐름이 우세하게 나타났다. 성층형성기에 이포보 방류수의 수온이 청평댐 방류수의 수온보다 높았으며, 이로 인해 북한강 하류 구간에서 표층은 상대적으로 고온수가 위치하여 상류방향 흐름으로 배수 현상이 나타나고 수렴대가 형성되었다. 남한강 하류 구간은 중층과 저층에서 저온수가 분포하여 상류방향 흐름이 나타나고 표층과 혼합되기 어려운 이층류 구조를 나타내었다.

AdaBoost 알고리즘과 레이더 데이터를 이용한 채프에코 식별에 관한 연구 (A Study on Chaff Echo Detection using AdaBoost Algorithm and Radar Data)

  • 이한수;김종근;유정원;정영상;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.545-550
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    • 2013
  • 패턴 인식 분야에 있어서 데이터 분류는 해당 데이터에서 유용한 정보를 추출하기 위해서 반드시 수행해야 하는 과정 중 하나이다. AdaBoost 알고리즘은 Boosting 알고리즘을 실제 데이터 분석에 이용할 수 있도록 개량한 것으로, Random guessing이나 Random forest와 같이 정확한 결과를 도출할 확률이 50%보다 조금 높은 약한 분류기와 가중치 값의 조합을 통해 높은 분류 성능을 가지는 강한 분류기를 생성하는 방법을 뜻한다. 본 논문에서는 AdaBoost 알고리즘을 이용하여 비강수에코 중 강수에코와 그 특성이 유사하여 기상 예보를 수행하는 데 방해가 되는 채프에코를 식별하는 알고리즘의 구현에 대한 연구를 수행하였다. 기상 현상 관측을 위해 사용하는 레이더 데이터를 정적 클러스터링과 동적 클러스터링 과정을 통해서 유사도를 기반으로 한 클러스터를 생성한 후, 이를 예보관의 채프에코 판별 결과에 따라 채프에코와 비채프에코로 나누어 학습 데이터를 구성한 후 AdaBoost 알고리즘에 적용하여 분류기를 구현하였다. 제안한 AdaBoost 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 실제 채프에코가 발생한 레이더 데이터를 적용하였으며, 실험 결과를 통해서 제안한 알고리즘이 효과적으로 채프에코를 분류할 수 있음을 확인하였다.

해상풍력발전단지의 최적 위치 선정을 위한 Grid-cell 평가 시스템 개념 설계 (A Study on the Design of the Grid-Cell Assessment System for the Optimal Location of Offshore Wind Farms)

  • 이보경;조익순;김대해
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.848-857
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    • 2018
  • 최근 국제적으로 풍력, 태양광, 파도, 연료전지 등의 친환경 신재생에너지 개발이 활발하다. 특히, 해상에서의 풍력발전단지 개발은 대형화를 통한 단가 절감, 고품질의 풍력자원 활용, 발전기로 인한 소음 피해 최소화를 위해 해안에서 멀리 떨어진 위치에 대규모 부유식으로 건설되는 추세이다. 풍력발전단지의 개발은 해사안전법에 의한 해상교통안전진단제도에 따른 평가가 필요하다. 풍력발전단지의 평가는 해당 수역의 체계적인 개발, 관리, 활용을 위해 선과 면적 개념을 모두 적용하여 수행되어야 하며, 이를 위한 평가 방법과 기준이 개발되어야 한다. 이 연구에서는 해상풍력발전단지처럼 해양 공간을 평가할 수 있는 해상교통조사방법과 평가에 대한 적절한 기준을 수립하고, 이를 시스템적으로 처리할 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. 먼저 해상교통조사를 위해 AIS와 레이더를 이용한 이동식 해상교통데이터 수집장치를 설계하였다. 그리고 선과 면적의 개념을 모두 적용한 해상교통 항적도, 밀집도, 경로 분석을 제안하였다. 해상교통밀집도는 Grid-cell의 크기를 조절하여 단위 cell에 대한 공간적, 시간적 점유율을 구분하고 해상교통 경로 분석은 해상을 통항로 또는 작업 공간으로 사용할 때를 구분하여 선박의 이동 패턴을 평가할 수 있도록 제안하였다. 최종적으로 시스템적인 해상교통데이터의 수집과 평가가 가능한 해상교통안전평가솔루션의 개념설계를 수행하였다. 이는 자동적인 해상교통데이터의 수집 저장 분류를 통해, 데이터 누락이나 오표기와 같은 인적 오류를 최소화하고 해상 공간의 용도에 따라 선과 면적 개념을 반영하여 분석함으로써 신뢰성 있는 해상 공간의 평가가 가능하게 한다.

물수지와 에너지수지 해석에 따른 수문기상성분 평가 (Evaluation of Hydrometeorological Components Simulated by Water and Energy Balance Analysis)

  • 지희숙;이병주;남경엽;이철규;정현숙
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권1호
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    • pp.25-35
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    • 2014
  • 본 연구는 TOPLATS 지표해석모형의 물수지와 에너지수지 해석에 따른 수문기상성분 비교를 통해 그 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 대상지역은 낙동강유역을 선정하였으며 2003~2012년에 대해 1시간, 1 km의 고해상도 수문기상성분을 산출하였다. 안동댐과 합천댐유역의 관측 일/월단위 댐유입량과 모의유량 비교하여 두 유역의 모의치가 관측값과 유사함을 보였다. 또한 C3와 C4지점의 에너지성분에 대한 Diurnally 분석을 수행한 결과 에너지수지 해석에 따른 순복사량, 현열, 잠열의 일중 변화패턴이 물수지 결과에 비해 정확도가 높은 것으로 나타났다. 특히 C4지점의 순복사량과 잠열의 평균제곱근 오차는 각각 22.18 $W/m^2$와 7.27 $W/m^2$로 매우 낮게 나타났다. 여름철과 겨울철의 계절평균 토양수분과 증발산량은 각각 36.80%, 33.08%와 222.40 mm, 59.95 mm로 산정되었다. 이상의 결과로부터 고해상도의 수문기상성분 모의 시 에너지수지 해석방법을 이용하는 것이 더 합리적인 것으로 판단되며 본 연구 결과는 공간수문기상정보를 활용한 홍수 및 가뭄 등의 재해기상 감시 및 예측에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

금강 수계의 시.공간적 수질특성과 토지이용도의 영향 (Spatial and Temporal Variability of Water Quality in Geum-River Watershed and Their Influences by Landuse Pattern)

  • 한정효;배영주;안광국
    • 생태와환경
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    • 제43권3호
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    • pp.385-399
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    • 2010
  • 본 연구는 금강 수계의 83개 하천 지점에서 이 화학적 수질의 시 공간적 변이를 파악하기 위하여 2003~2007년까지 측정된 환경부의 수질자료를 분석하였다. 이용된 수질 변수는 수온, 용존산소량(DO), 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 부유물(SS), 총질소(TN), 총인(TP) 및 전기전도도(EC)의 8개 항목으로 이들의 수질특성은 토지이용도, 연별, 계절별, 조사지점별로 큰 변이를 보였다. 각 지점들은 토지이용도에 따라 크게 산림형 하천(Forest stream, Fo), 농지형 하천(Agricultural stream, Ag), 도심형 하천(Urban stream, Ur)의 3가지 유형으로 구분하였다. 대부분의 수질변수들은 장마기인 7~8월 동안 접종강우로 인하여 계절적 변이 폭이 큰 것으로 나타났다. 장마기에 이온 희석현상의 지표로 이용되는 전기전도도와 영양염류인 총질소와 총인은 장마기 강우량과 역상관관계를 보이는 것으로 나타났다. BOD와 COD는 장마기에 크게 감소하는 것으로 나타났으며, 전기전도도, TN, TP 농도의 최소값도 여름철 장마기에 나타났는데, 이는 집중강우로 하천 유량이 증가하여 이온 및 영양염류가 희석되었기 때문으로 사료된다. 이에 반하여 계절별 SS의 농도는 여름철 강우기 동안에 주로 유입되는 것으로 나타났다. 토지이용도에 따른 계절별 수질 특성을 분석한 결과, BOD, COD, TN, TP 및 SS의 농도에서는 괄목할만한 차이를 보였으며, 농지형 하천(Ag)이 산림형 하천(Fo)과 도심형 하천(Ur)에 비하여 BOD, COD, SS의 농도가 더 높은 것으로 나타났으며, 도심형 하천에서 TN, TP의 농도가 더 높게 나타나 수질악화가 심각한 것으로 나타났다. 수계의 수질과 밀접한 상관성을 보이는 것으로 나타났으며, 또한 대전 및 청주의 도심에서 흘러나오는 지천인 갑천과 미호천 등 도심형 하천이 금강 수계 하류의 수질악화에 큰 영향을 주는 것으로 나타나 이런 지류부에서의 효율적인 수질관리가 시급한 것으로 사료되었다.

교통흐름에 기인하는 미세먼지 노출 도시인구에 대한 시.공간적 분석 (Spacio-temporal Analysis of Urban Population Exposure to Traffic-Related air Pollution)

  • 이금숙
    • 한국경제지리학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.59-77
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    • 2008
  • 자동차를 중심으로 하는 도로교통량이 크게 늘면서 교통에 기인한 다양한 피해 현상들이 나타나고 있다. 특히 교통량이 집중되는 대도시에서는 교통에 기인한 도시민의 건강피해가 심각한 것으로 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 교통에 기인한 미세먼지의 피해를 직접적으로 받는 도시인구는 미세먼지의 주 발생원인 교통흐름이 있는 도로변에 가까이에 노출되는 도시민들이라고 보고 도시 공간 내에서 교통흐름과 미세먼지, 그리고 도시 통행인구의 공간적 분포를 분석하였다. 특히 본 연구에서는 대기오염문제가 심각한 서울을 대상으로 교통에 기인한 미세먼지의 실태를 살펴보고, 서울을 둘러싸고 있는 경기도 일대에 대단위 주거지들이 밀집된 신도시들이 개발되면서 나타나는 인구분포와 통행패턴, 그리고 교통흐름 및 미세먼지 농도에 나타나는 공간적 변화와 이들 간의 공간적 관계를 종합적으로 파악하기 위하여 GIS를 적용하였다. 또한 교통카드 트랜잭션 데이터베이스에서 데이터마이닝기법으로 추출해낸 통행흐름 자료를 이용하여 통행시간별 통행인구분포도를 작성하고, 이를 바탕으로 교통에 기인한 미세먼지에 직접 노출하게 되는 도시인구를 산정하는 시 공간적 모형개발을 시도하였다.

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마산만 봉암갯벌에 서식하는 대형저서동물의 하계 분포양상 (Distribution Patterns of Macrobenthos during Recent Summer Seasons at the Bongam Sand Tidal Flat of Masan Bay, Korea)

  • 서진영;김정현;최진우
    • 환경생물
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    • 제36권4호
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    • pp.626-637
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    • 2018
  • 본 연구는 마산만 하구에 위치한 모래갯벌인 봉암갯벌에 서식하는 대형저서동물의 하계 군집구조 변동양상을 파악하기 위해 2012년부터 2017년까지 하계에 연 2회씩 총 11회에 걸쳐 현장조사가 수행되었다. 봉암갯벌은 모래 함량이 70% 이상인 모래 갯벌로 알려져 있으나, 실제 조사결과 갯벌의 상부지역을 중심으로 니질 함량이 증가하고 있는 것으로 나타났다. TOC 함량도 2000년대 초반에 비해 증가한 것으로 나타났으나, 최대 TOC 함량이 1% 수준으로 심각한 수준의 유기물 증가가 나타나지는 않았다. 봉암갯벌의 대형저서동물 군집구조는 2000년대 초반에 비해 출현종수 및 서식밀도가 크게 증가하였다. 또한 2000년대 초반에 비해 오염지시종의 출현종수 및 서식밀도는 감소하였고, 종다양도지수를 비롯한 군집지수는 크게 증가하는 등 환경 개선의 결과가 일부 나타나고 있다. 마산만의 입구에 위치한 봉암갯벌은 마산만의 영향을 크게 받는다. 마산만 특별관리해역 지정 및 오염 총량제 실시로 인해 오염물질의 농도가 감소하였고, 그로 인해 봉암갯벌로 유입되는 오염물질의 농도 역시 감소되었을 것으로 판단된다. 그러나 환경자료의 부제 및 조사 시기의 차이 등으로 인해 본 연구 결과만으로 환경이 개선되었다고 단정 지을 수 없다. 추후 환경 및 대형저서동물의 개체군, 군집에 대한 추가 조사를 통한 환경개선 유무에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다.

미디어 이용자의 활동공간 시.공간 정보를 활용한 서울의 실시간 인구 분포 분석 (The Spatial Characteristics of Real-time Population Distribution in Seoul based on the Media Users' Time-space Information for The Activity Spaces)

  • 이금숙;김호성;이수영
    • 한국경제지리학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.87-102
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    • 2015
  • 본 연구에서는 정보통신정책연구원에서 실시하고 있는 미디어패널조사에서 얻어진 미디어 이용자들의 미디어 다이어리 데이터에서 미디어 수용자들의 활동공간 이용 시공간 정보를 추출하고, 이를 활용하여 도시 실시간 인구분포를 산정하는 방법론을 제시하고자 한다. 이를 위하여 도시민의 시공간 정보가 상대적으로 다양하여 비교검토가 가능한 서울시를 연구대상 지역으로 선정하고, 서울시 미디어 이용자들이 도시민들의 주요 활동공간인 주거, 업무, 교육, 교통, 상거래 등 다양한 활동공간별로 하루 중 시간 흐름에 따라 머무는 비율의 변화를 분석한다. 활동공간에 따라 하루 중 시간 흐름에 따라 머무는 인구비율은 상당한 차이를 보인다. 이러한 미디어 이용자의 시공간 정보 활용의 타당성을 확보하기 위하여 서울시 대중교통이용자의 시공간적 이동 정보를 담고 있는 교통카드 데이터에서 얻어진 내용과 비교한다. 도시민의 활동공간을 주거, 업무, 상거래의 활동공간으로 범주화하여 활동공간 범주별 실시간 인구 분포률을 산정하고, 이에 서울시 각 동별 거주 인구수 및 관련 산업별 고용자 수를 결합하여 서울시 동별 실시간 인구수를 산정한다. 서울에서 낮과 밤의 인구 분포에 나타나는 공간적 특성을 파악하기 위하여 주거 공간에 머무는 인구수에 가장 큰 격차를 보이는 오전 3시와 오후 3시 두 시점의 각 활동공간 범주별 및 이들을 총합한 실시간 인구수를 GIS를 활용 하여 지도화 하였다. 도시민의 대부분이 거주지를 떠나 일상과 관련된 활동공간에 머무르고 있는 오후 3시의 서울 실시간 인구분포는 업무공간과 상업공간의 분포가 결정적인 역할을 한다는 것을 확인할 수 있다. 반면에 밤 시간대의 인구분포는 주거공간 인구 분포와 거의 유사한 양상을 나타나고 있다.

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재활운동에 참가한 뇌졸중 환자들의 걷기형태 비교 연구 (The Comparison Research on Walking Pattern of Rehabilitation Training Program Participants in Stroke Patients)

  • 진영완
    • 생명과학회지
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    • 제19권9호
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    • pp.1299-1303
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    • 2009
  • 뇌졸중 환 6명을 대상으로 발병후 3개월 지난 시기에 1차 실험을 실시하였고, 6개월 지난 시기에 2차 실험을 하여 뇌졸중환자들을 대상으로 운동학적변인, 각운동학적변인 그리고 지면반력과 발바닥의 압력분포를 알아보았다. 운동학적변인의 결과 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나 6개월간 꾸준히 재활운동에 참가한 환자는 3개월 때 보다 훨씬 보폭(step length)이 크게 나타났으며(11.18 cm, 12.25 cm, p=0.58), 보폭의 빈도(step time) 또한 빠르게 나타났다(1.20 sec, 1.18 sec, p=0.53). 환측의 발만 지지면에 닿아 있는 시간(single support time)의 연구에서는 재활운동에 꾸준히 참가한 환자가 발을 지면으로부터 빨리 떼는 것으로 나타났다(34.97%, 29.02%, p=0.74). 환측다리 움직임의 빠르기를 나타내는 변인(cadence)에서는 1분당 움직임의 회수가 6개월 운동에 참가한 사람의 보폭회수가 3개월 운동에 참가한 사람의 보폭회수 보다 훨씬 빠르게 나타났다(21.04 step/min, 28.89 step/min, 0.27). 각 운동학변인에서는 통계적으로 모든 변인에서 유의한 차이는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서 꾸준하게 6개월 동안 재활운동에 참가한 환자는 발목관절, 무릎관절 그리고 엉덩관절 모두의 가동범위가 크게 나타났다. 걷기동작에서 상해의 원인이되는 최초 접촉 순간의 충격력(impact force)의 비교에서는 6개월간 꾸준히 재활운동에 참가한 환자는 충격력이 작게 나타났다(1.20 N/kg, 1.13 N/kg, p=0.45). 전방으로의 추진력(anterior propulsion force)과 후방으로의 감속력(posterior braking force)은 통계적으로 유의한 차이(p=0.28, p=0.39)를 나타내지 않았으나 재활운동에 꾸준히 참가한 환자들은 전후방의 힘(0.10 N/kg, 0.15 N/kg; -0.12 N/kg, -0.18 N/kg)이 좋아지는 것을 볼 수 있었다. 걷기 동작 시 환측발의 최대 압력분포값은 통계적으로 유의한 차이(p=0.24)는 없었으나 6개월 재활훈련참가자(15.51 N/$cm^2$)가 3개월 재활훈련참가자(13.99 N/$cm^2$) 보다 지면을 더욱 가볍게 밟고 지나가는 것으로 나타났다. 위의 연구결과들을 바탕으로 볼 때 뇌졸중 환자들은 꾸준하게 재활운동에 참가하여야 하며 주위 사람들의 관심이 항상 필요하다고 사료된다.