• 제목/요약/키워드: Spatio-temporal Distribution

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지능형 교통 시스템을 위한 Graph Neural Networks 기반 교통 속도 예측 (Traffic Speed Prediction Based on Graph Neural Networks for Intelligent Transportation System)

  • 김성훈;박종혁;최예림
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.70-85
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    • 2021
  • 최근 활발히 연구되는 딥러닝 방법론은 인공지능의 성능을 급속도로 향상시켰고, 이에 따라 다양한 산업 분야에서 딥러닝을 활용한 시스템이 제시되고 있다. 교통 시스템에서는 GNN을 활용한 공간-시간 그래프 모델링이 교통 속도 예측에 효과적인 것으로 밝혀졌지만, 이는 메모리 병목 현상을 유발하기 때문에 모델이 비효율적으로 학습된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 그래프 분할 방법을 통해 도로 네트워크를 분할하여 메모리 병목 현상을 완화함과 동시에 우수한 성능을 달성하고자 한다. 제안 방법론을 검증하기 위해 인천시 UTIC 데이터 분석 결과를 바탕으로 Jensen-Shannon divergence를 사용하여 도로 속도 분포의 유사도를 측정하였다. 그리고 측정된 유사도를 바탕으로 스펙트럴 클러스터링을 수행하여 도로 네트워크를 군집화하였다. 성능 측정 결과, 도로 네트워크가 7개의 네트워크로 분할되었을 때 MAE 기준 5.52km/h의 오차로 비교 모델 대비 가장 우수한 정확도를 보임과 동시에 메모리 병목 현상 또한 완화되는 것을 확인할 수 있었다.

낙동강 유역 환경유량에 대한 기후변화의 영향 분석 (An Analysis of the Effect of Climate Change on Nakdong River Environmental Flow)

  • 이아연;김상단
    • 한국물환경학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.273-285
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    • 2011
  • This study describes the modeling of climate change impact on runoff across southeast Korea using a conceptual rainfall-runoff model TANK and assesses the results using the concept of environmental flows developed by International Water Management Institute. The future climate time series is obtained by scaling the historical series, informed by 4 global climate models and 3 greenhouse gas emission scenarios, to reflect a $4.0^{\circ}C$ increase at most in average surface air temperature and 31.7% increase at most in annual precipitation, using the spatio-temporal changing factor method that considers changes in the future mean seasonal rainfall and potential evapotranspiration as well as in the daily rainfall distribution. Although the simulation results from different global circulation models and greenhouse emission scenarios indicate different responses in flows to the climate change, the majority of the modeling results show that there will be more runoff in southeast Korea in the future. However, there is substantial uncertainty, with the results ranging from a 5.82% decrease to a 48.15% increase in the mean annual runoff averaged across the study area according to the corresponding climate change scenarios. We then assess the hydrologic perturbations based on the comparison between present and future flow duration curves suggested by IMWI. As a result, the effect of hydrologic perturbation on aquatic ecosystems may be significant at several locations of the Nakdong river main stream in dry season.

빈발도와 가중치를 적용한 엣지 디바이스의 최적 이동패턴 추출 (Extraction of Optimal Moving Patterns of Edge Devices Using Frequencies and Weights)

  • 이연식;장민석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.786-792
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    • 2022
  • 최근 클라우드 환경의 서비스 지연문제 해결을 위하여 응용서비스의 사용자 근접성 확보 및 계산 오프로딩을 위한 FEC (Fog/Edge Computing) 패러다임에 대한 연구가 활발하다. 엣지 디바이스 (이동객체)들의 동적 위치변화 패턴 예측방법은 FEC 환경에서 컴퓨팅 리소스의 효율적 분배 및 배치를 위하여 중요한 역할을 한다. 본 논문은 엣지 디바이스들의 이동 빈발패턴에 대한 지지도의 임계값을 적용하여 선택된 경로들을 대상으로 임의의 가중치 (거리, 시간, 혼잡도)를 추가적으로 적용한 최적 이동패턴 추출방법을 제안한다. 실험을 통하여 제안 알고리즘은 빈발도만을 적용한 OPE_freq [8] 알고리즘과 A* 및 Dijkstra 알고리즘 등과 비교한 결과, 수행시간과 노드 접근횟수를 감소시키고 보다 정확한 경로를 추출함을 알 수 있다.

통근자료와 GIS를 이용한 서울대도시권 도시 간 상호작용 분석 (Analysis of the Urban Interactions of Seoul Metropolitan Region using Commuting Data and GIS)

  • 김지소;장훈;임업
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권2D호
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    • pp.267-273
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    • 2009
  • 대도시권의 공간구조 변화를 예측하고 문제를 미연에 방지하기 위해서는 도시공간구조의 시간적, 공간적 변화의 특성을 파악하는 것이 중요하다. 통근 통학 자료는 대도시권내에서 나타나는 필연적이며 규칙적인 통행에 대한 것으로 도시공간변화를 자세히 규명하는데 유용한 변수이며 최근 그 중요성이 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 중력모델을 이용한 서울대 도시권 통근 통학자 자료 분석을 통해 서울시와 주변 도시 간 상호작용을 분석하였다. 그 결과, 서울과 주변 도시 간 상호 작용은 시간의 경과에 따라 강화되고 있음이 확인되었고, 도시 간 상호작용은 거리와 밀접한 연관을 갖는 것으로 검증되었으며, 서울과 강한 상호작용을 보이는 도시들이 대체로 서울 이남에 분포하고 있어 서울대도시권이 불균형적으로 개발되고 있음이 확인되었다.

Optimizing Urban Construction and Demolition Waste Management System Based on 4D-GIS and Internet Plus

  • Wang, Huiyue;Zhang, Tingning;Duan, Huabo;Zheng, Lina;Wang, Xiaohua;Wang, Jiayuan
    • 국제학술발표논문집
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    • The 7th International Conference on Construction Engineering and Project Management Summit Forum on Sustainable Construction and Management
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    • pp.321-327
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    • 2017
  • China is experiencing the urbanization at an unprecedented speed and scale in human history. The continuing growth of China's big cities, both in city land and population, has already led to great challenges in China's urban planning and construction activities, such as the continuous increase of construction and demolition (C&D) waste. Therefore, how to characterize cities' construction activities, particularly dynamically quantify the flows of building materials and construction debris, has become a pressing problem to alleviate the current shortage of resources and realize urban sustainable development. Accordingly, this study is designed to employ 4D-GIS (four dimensions-Geographic Information System) and Internet Plus to offer new approach for accurate but dynamic C&D waste management. The present study established a spatio-temporal pattern and material metabolism evolution model to characterize the geo-distribution of C&D waste by combing material flow analysis (MFA) and 4D-GIS. In addition, this study developed a mobile application (APP) for C&D waste trading and information management, which could be more effective for stakeholders to obtain useful information. Moreover, a cloud database was built in the APP to disclose the flows of C&D waste by the monitoring information from vehicles at regional level. To summarize, these findings could provide basic data and management methods for the supply and reverse supply of building materials. Meanwhile, the methodologies are practical to C&D waste management and beyond.

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2018년 금강 하구해역 식물플랑크톤 군집의 시·공간적 분포 및 생물해양학적 환경특성 (Spatio-temporal distribution patterns of phytoplankton community and the characteristics of biological oceanographic environments in the Geum river estuary, West Sea of Korea in 2018)

  • 김혜선;김하련;양동우;윤양호
    • 환경생물
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    • 제38권2호
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    • pp.254-270
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    • 2020
  • 금강 하구해역 식물플랑크톤 군집의 시·공간적 변동 및 생물해양학적 환경특성을 파악하기 위해 2018년 2월, 5월, 8월 및 11월, 4계절에 거쳐 15개 정점을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤 종은 58속 116종으로 겨울과 봄에 단순하였고, 여름과 가을에 상대적으로 다양하게 출현하였다. 현존량은 가을에 10 cells mL-1에서 겨울에 2,904.0 cells mL-1까지 큰 변동 폭으로 평균 577.2 cells mL-1의 높은 현존량을 보였으며, 출현 종과는 달리 봄과 가을에 낮고, 여름과 겨울에 높은 현존량을 나타내었다. 우점종은 연중 규조류 점유율이 높았으며, 겨울은 Thalassiosira nordenskioeldii, Cerataulina bergonii, Skeletonema costatum-ls 및 Coscinodiscus angustelineata, 봄은 S. costatum-ls 및 C. bergonii, 여름은 Eucampia zodiacus 및 Th. nordenskioeldii, 그리고 가을 하구역은 Aulacoseira cf. granulata, 혼합해역은 S. costatum-ls 및 외해역은 Lingulodinium polyedra가 우점하였다. 그리고 주성분 분석에 의하면 금강 하구해역의 식물플랑크톤 군집은 연간 금강하굿둑을 통해 유입되는 높은 영양염을 포함하는 담수의 유입량과 확장 정도에 크게 영향을 받고 있었다. 그러나 하굿둑을 통한 직접적인 담수 영향은 금란도 주변까지의 영역에 한정되었고, 그 외 해역은 해수와 담수가 강하게 혼합되었다.

2016년 한국 수산자원보호해역에서 식물플랑크톤 군집의 계절 및 해역별 분포 (The Seasonal and Regional Distribution of Phytoplankton Communities in the Fisheries Resources Protection Area of Korea in 2016)

  • 유만호;박경우;오현주;구준호;권정노;윤석현
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.288-293
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    • 2018
  • 수산자원보호해역의 계절 및 해역별 식물플랑크톤 군집특성을 파악하기 위해, 2016년 천수만, 통영(I, II), 한산만, 진동만에서 식물플랑크톤 군집조성, 현존량 및 우점종을 조사하였다. 조사결과, 대부분의 환경요인(수온, 염분, 영양염류)은 계절적인 변화가 뚜렷한 반면 부유물질은 해역별 차이를 보였다. 식물플랑크톤 현존량은 평균 $13{\sim}4,062cells{\cdot}ml^{-1}$의 범위로 조사시기 및 해역에 따라 큰 변동범위를 보였다. 특히 천수만은 4월과 10월에 식물플랑크톤 대량증식(>$10^3cells{\cdot}ml^{-1}$)이 발생하였고, 우점종인 Skeletonema spp.(4월)와 Chaetoceros socialis(10월)가 시기적인 차이를 보였다. 조사해역의 식물플랑크톤 우점종은 Pseudo-nitzschia spp., Skeletonema spp., Chaetoceros pseudocriniuts 등의 돌말류와 와편모류인 Scrippsiella trochoidea, Tripos furca 등이 출현하였다. 계절적으로는 돌말류가 동 추계에 우점하는 반면 와편모류가 춘 하계에 우점하는 일반적인 연안특성을 보였다. 단, 지역적으로는 고탁도 해역인 서해에 위치한 천수만이 남해 해역보다 돌말류가 차지하는 비율이 9 ~ 27 %가 높았다.

시공간 순차 정보를 이용한 내용기반 복사 동영상 검출 (Content based Video Copy Detection Using Spatio-Temporal Ordinal Measure)

  • 정재협;김태왕;양훈준;진주경;정동석
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제49권2호
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    • pp.113-121
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    • 2012
  • 본 논문은 대용량 동영상을 관리하기 위한 빠르고 효율적인 내용기반 중복 동영상 검출 알고리즘을 제안한다. 효율적인 중복 동영상 검출을 위해 대용량의 동영상을 처리하기 쉬운 작은 단위로 나누는 동영상 장면 전환 기반 분할 기술을 적용하였다. 동영상 서비스 및 저작권 보호 관련 사업모델의 경우, 필요한 기술은 아주 작은 구간의 동영상이나 한 장의 영상 을 검색하기보다는 상당한 길이 이상 일치하는 동영상을 파악하는 기술이 필요하다. 이러한 중복 동영상 검출을 위해 본 논문에서 동영상을 장면 전환을 기준으로 분할하여, 나누어진 장면 내에서 움직임 분포 서술자와 대표 프레임을 선택하여 프레임 서술자를 추출한다. 움직임 분포 서술자는 동영상 디코딩 과정에서 얻어지는 매크로 블록의 움직임 벡터를 이용한 장면 내 움직임 분포 히스토그램을 구성하였다. 움직임 분포 서술자는 정합시 고속 정합이 가능하도록 필터링 역할을 한다. 반면 움직임 정보만는 낮은 변별력을 가진다. 이를 높이기 위해 움직임 분포 서술자를 이용하여 정합된 장면 간에 선택된 대표 프레임의 패턴 서술자를 이용하여 동영상의 중복 여부를 최종 판단한다. 제안된 방법은 실제 동영상 서비스 환경에서 우수한 인식률과 낮은 오인식률을 가질 뿐만아니라 실제 적용이 가능할 정도의 빠른 정합 속도를 얻을 수 있었다.

GOCI Chlorophyll-a 결측 자료의 복원을 위한 DINEOF 방법 적용 (Application of DINEOF to Reconstruct the Missing Data from GOCI Chlorophyll-a)

  • 황도현;정한철;안재현;최종국
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1507-1515
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    • 2021
  • 해색 원격 탐사를 통해 chlorophyll-a를 추정하면 식물성 플랑크톤, 해양일차생산력의 전 지구적 분포를 파악할 수 있다. 하지만 위성으로 관측된 해색 자료는 구름이나 기상 상황 등에 의하여 결측 데이터가 발생한다. 본 연구에서는 DINEOF를 이용하여 GOCI chlorophyll-a 산출물의 결측 자료를 복원하고자 하였다. DINEOF는 시·공간 자료에 기반을 두어 결측 자료를 복원하는 방법으로, 정확도는 GOCI chlorophyll-a 영상의 일부를 제거한 뒤 복원 영상과 비교하여 교차 검증하였다. 연구지역에서 DINEOF를 위한 최적의 EOF 모드는 10-13이었다. 시·공간 복원 자료 결과에서는 오후 시간대 chlorophyll-a 농도가 증가하는 경향이 반영되었고, 노이즈에 해당되는 이상치는 필터링 되는 효과를 보였다. 따라서 DINEOF는 결측이 발생한 영상에 대하여 복원 자료로 활용 가능할 것으로 보이며, 이를 통해 해양 환경 모니터링을 위한 기초 자료로 사용 가능할 것으로 판단된다.

토양 내 저장 강수율을 활용한 국내 표층 토양수분 메모리 특성에 관한 연구 (Surface soil moisture memory using stored precipitation fraction in the Korean peninsula)

  • 김기영;이슬찬;이용준;연민호;이기하;최민하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권2호
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    • pp.111-120
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    • 2022
  • 물의 흐름을 제어하는 토양의 기능을 정량적으로 계산하기 위한 방법인 토양수분 메모리(soil moisture memory)는 토양에 도달한 강수가 저장되고 배출되기까지 평균적으로 체류하는 시간을 평가한다. 본 연구에서는 2019, 2020년 한반도 지역에서 강수와 토양수분 위성 기반 모델 산출물을 활용하여 표층(0~5 cm)토양에서의 토양수분 메모리를 산출하고 이를 활용하여 연구지역 내 토양수분 메모리의 시공간적인 분포를 지표면의 경사 및 토양의 특성과 함께 평가하였다. 토양수분 메모리를 특성분석을 위해 강수 사건에 따라 토양수분의 증가를 추적하여 저장 강수율(Fp(f))이라는 새로운 측정 지표를 활용하였다. 강수 발생 초기(3시간 후)에는 산맥을 기준으로 토양 내 저장 강수율이 우선적으로 감소하여 토양수분 메모리의 공간적인 편차가 컸으며 24시간 이후 전반적으로 편차가 감소하였다. 토양 내 저장 강수율은 경사가 증가할수록 감소하는 형태가 뚜렷하게 나타났으며 토양 입자 크기의 구성 비율에 따른 토양 내 수분의 배수 활동에 의한 영향을 확인할 수 있었다. 또한 수리전도도 증감에 기여하는 평균토양수분이 저장 강수율에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구 결과는 강수가 지면에 체류하는 시간에 대한 척도인 토양수분 메모리가 지표의 경사와 토양 특성과 갖는 관계를 규명하고 토양수분의 시공간적 변동성을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다.