• 제목/요약/키워드: The time-series data

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다시기 Sentinel-2A 영상을 활용한 산불피해 변화탐지 및 NBR 오분류 픽셀 탐지 (Detection of Forest Fire and NBR Mis-classified Pixel Using Multi-temporal Sentinel-2A Images)

  • 윤형진;정종철
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_2호
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    • pp.1107-1115
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    • 2019
  • 산불 피해와 관련하여 위성영상을 활용한 분석은 넓은 면적을 빠르게 분석하는 장점이 있다. 본 연구에서는 2019년 4월 4일 속초에서 발생한 산불 피해에 따른 산림의 변화 탐지를 위해 7장의 Sentinel-2A영상을 활용하였다. 산불피해지역 분류 과정은 NBR(normalized burn ratio) 값의 전후 시기 차이를 나타낸 dNBR(difference normalized burn ratio)을 통해 산불피해 정도를 7가지 단계로 분류하였다. 분류과정에서 본 연구는 식생의 재성장지수가 높은 3지역을 선정하여 해당 지역에 대한 세밀한 공간 분석을 실시하였다. dNBR 분석 결과는 활엽수림보다 침엽수림의 식생 재성장 분류가 큰 폭으로 나타났으나, NDVI를 통한 결과에서 가장 낮은 평균값을 보여주었다. 이는 침엽수림의 dNBR 오차범위로 나타난다. 시계열 결과로는 4월 20일과 5월 3일 사이를 기준으로 산불피해 면적이 큰 폭으로 감소하였다. 이는 경과한 시기의 활엽수림에서 하층 식생의 발달 및 식생 증가에 따른 피해 완화로 예를 들 수 있다. 본 연구 결과는 발생하는 산불 피해에 대하여 산림 분류 별 면적 변화를 통해 변화 탐지를 실시하였으며, NDVI와 dNBR 비교를 통해 침엽수림이 가장 높은 분류 오차가 발생한다는 결론을 도출하였다. 따라서 dNBR을 통한 영상분류과정에서 현장조사를 동반한 정밀한 국내 산불피해 등급표를 개선해야 할 필요성을 제시하였다.

국내 IUCN Red List of Ecosystem(생태계 적색목록) 평가를 위한 국제 사례 연구와 전략 제시 (International Case Study and Strategy Proposal for IUCN Red List of Ecosystem(RLE) Assessment in South Korea)

  • 한상학;강성룡
    • 한국습지학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.408-416
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    • 2023
  • IUCN 생태계 적색목록은 생물다양성의 감소 위험이 높은 생태계를 평가하고 식별하기 위한 글로벌 표준으로, 효과적인 생태계 관리 및 보전 정책 수립에 필요한 과학적 근거를 제공한다. IUCN 생태계 적색목록은 쿤밍-몬트리올 글로벌 생물다양성 프레임워크 목표 A의 핵심지표(A.1)로 지정하였다. 생태계 적색목록 평가는 특정 생태계 유형을 분포의 감소(기준 A), 제한된 분포(기준 B), 환경 황폐화(기준 C), 생물학적 상호작용의 변화(기준 D), 생태계 붕괴 위험의 정량적 추정(기준 E)으로 생태계 붕괴 징후를 판별한다. IUCN 생태계 적색목록은 2014년부터 110개 이상의 국가에서 평가를 진행하였다. 80% 이상이 육상 및 육상-담수 생태계에서 평가를 진행하였으며, 이중 열대림과 아열대림에 위협 받는 생태계가 집중 분포하고 있다. 평가 기준은 공간적 징후(기준 A 및 B)에서 68.8%로 집중되어 있다. 국내에서 생태계 적색목록을 평가를 적용하기 위한 고려사항은 크게 세가지로 나뉜다. 첫째, 국내 적용가 능한 지구 생태계 유형(GET)을 적립해야 한다. 둘째, 생태계 적색목록 범주·기준 중 공간적 징후 평가에서 국내의 소규모로 이루어진 다양한 생태계 유형에 적용 가능한지를 판단해야 한다. 마지막으로 평가를 위한 활용 가능한 시계열(50년) 데이터 수집을 고려해야 한다. 이러한 고려사항을 바탕으로 국내에 IUCN 생태계 적색목록 평가를 적용하면, 우리나라의 독특한 생태계 유형의 현재 상태를 정확하게 파악할 수 있을 것이며, 이는 세계적인 생태계 보전 및 복원 노력에 기여할 것이다.

단변량 및 다변량 LSTM을 이용한 농업용 저수지의 저수율 예측 (Prediction of Water Storage Rate for Agricultural Reservoirs Using Univariate and Multivariate LSTM Models)

  • 조성억;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_4호
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    • pp.1125-1134
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    • 2023
  • 우리나라의 17,000여개의 저수지 중 13,600개소의 소규모 농업용 저수지에는 수문 계측 시설이 설치되지 않아서, 저수율 예측과 합리적인 저수지 운영이 쉽지 않다. 본 연구는 인공지능 기술을 이용하여 농업용 저수지의 저수율을 예측하는 것을 목적으로 하며, 단변량 long short-term memory (LSTM)에서 저수율 그 자체를 사용하는 것뿐만 아니라, 다변량 LSTM에서 강수 등의 기상변수와 시기 등의 계절변수를 추가하여 예측에 활용하였다. 이동저수지의 2013년부터 2020년까지 8년간 데이터로 모델을 학습시키고, 모델의 예측 결과를 2021년의 일일 저수율 데이터로 검증하였다. 단변량 LSTM은 1일 후 저수율을 root-mean square error (RMSE) 1.04%, 3일 후 2.52% 이내, 5일 후 4.18%의 오차로 예측하였으며, 다변량 LSTM은 1일 후 저수율을 RMSE 0.98%, 3일 후 1.95%, 5일 후 2.76%의 오차로 예측하여 더 좋은 성능을 보였다. 1일 후 저수율을 예측하는 다변량 모델의 경우, 시계열 저수율 이외에도 date of year (DOY)와 1일 및 5일 누적 강수량이 중요한 변수인 것으로 나타났는데, 이를 통해 볼 때 당일 저수율에 영향을 미치는 강수의 시간적 범위는 5일 정도인 것으로 사료된다.

시계열 자료를 이용한 도시가스의 수요함수 추정 (Estimation of city gas demand function using time series data)

  • 이승재;어승섭;유승훈
    • 에너지공학
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    • 제22권4호
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    • pp.370-375
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    • 2013
  • 본 연구에서는 1981년부터 2012년까지의 시계열 자료를 이용하여 도시가스의 수요함수를 추정하고자 한다. 도시가스의 수요함수는 수용가의 도시가스 수요행태에 대한 정보를 제공하여 가격과 같은 주요 정책변수의 효과를 사전적으로 진단하는 데, 그리고 수요예측을 하는 데 유용하게 활용된다. 시계열 데이터를 효과적으로 활용하기 위하여 내생시차변수 모형을 활용하였고, 수요함수의 모수에 대한 강건한 추정치를 얻기 위해 최소자승법 추정법을 사용하였다. 단기 가격탄력성 및 소득탄력성은 각각 -0.522 및 0.874로 추정되었으며 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 단기 가격탄력성은 가격에 비탄력적인 도시가스수요의 특징을 보여주고 있으며, 단기 소득탄력성 역시 비탄력적으로 추정되어 소득 증감에 따라 도시가스의 수요가 크게 변화지 않음을 알 수 있다. 반면, 장기 가격탄력성 및 소득탄력성은 각각 -2.155 및 3.607로 나타나 탄력적임을 알 수 있다.

HANTS 알고리즘을 이용한 MODIS 영상기반의 식물계절 분석 (Analysis of the MODIS-Based Vegetation Phenology Using the HANTS Algorithm)

  • 최철현;정성관
    • 한국지리정보학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.20-38
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    • 2014
  • 식물계절은 기후변화와 관련된 생태계의 중요한 지표로서 지속적인 모니터링을 필요로 한다. 본 연구에서는 Moderate Resolution Imaging Spectrometer(MODIS) 위성영상을 기반으로 구름이나 기타 영향에 의한 오류를 보정한 식생지수를 통해 국내 산림의 식물계절학적 특성을 분석하였으며, 이에 Harmonic Analysis of NDVI Time-Series(HANTS) 알고리즘을 이용하였다. 그 결과, 위성영상 기반 식생지수의 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있었으며, 고도에 의한 식물계절 변화 및 경향을 파악할 수 있었다. 식물계절시기는 고도에 따른 변화경향이 뚜렷하게 나타났으며, 침엽수의 경우 생육개시일과 생육종료일, 생육기간은 각각 +0.71일/100m, -1.33일/100m, -2.04일/100m, 활엽수의 경우 +1.50일/100m, -1.54/100m, -3.04/100m, 혼효림의 경우 +1.39일/100m, -2.04일/100m, -3.43일/100m로 분석되었다. 고도에 따른 식물계절시기의 변화는 기온과 관련된 것으로 판단되며, 활엽수림이 침엽수림보다 변화에 대한 민감도가 더 높은 것으로 나타났다.

서울시 용산구 지역에 이산화황 농도의 시계열 변동과 영향인자 분석 (The Analysis of Time Series of SO2 Concentration and the Control Factor in An Urban Area of Yongsan-gu, Seoul)

  • 김보원;김기현
    • 한국지구과학회지
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    • 제35권7호
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    • pp.543-553
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    • 2014
  • 서울특별시 용산구의 측정망에서 2004년부터 2013년간 관측한 대기질 자료를 중심으로 $SO_2$의 환경거동을 시간적 기준으로 다양한 관점에서 분석하였다. 이와 동시에 관측한 기타 대기오염물질들($PM_{2.5}$, $PM_{10}$, TSP, $CH_4$, CO, NO, $NO_2$, NOx, $O_3$, THC, NMHC)의 농도자료와 기상자료들과의 관계를 해석하는 방식으로 $SO_2$의 거동을 조사하였다. 10년간 측정한 용산구 지역에서 측정한 $SO_2$의 연간 평균농도는 대기환경기준치인 $20nmole\;mole^{-1}$보다 5배 정도 낮은 4.36-5.86(최저-최고) $nmole\;mole^{-1}$ 수준으로 나타났다. 이는 연간 평균농도가 관리기준치를 초과하는 성분들과 뚜렷하게 대조적인 양상을 보였다. 여러 가지 통계적 기법을 적용하여 $SO_2$의 배출량에 영향을 미치는 요인들을 파악하였다. 그리고 용산구에서 측정한 $SO_2$와 기타대기오염물질, 기상자료들의 경향성을 비교해보았다. $SO_2$은 온도 및 기타물질들에 대한 상관성이 있는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과에 의하면, $SO_2$은 다른 대기오염물질들에 비해 상대적으로 관리가 잘 이루어지고 있다는 것을 확인할 수 있다.

산업기술유출범죄 대응을 위한 경찰활동의 개선방향에 대한 연구 (A New Direction for Police Activities to respond to the Industrial Technology Outflow Crime)

  • 조준택;전용태
    • 시큐리티연구
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    • 제50호
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    • pp.241-261
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    • 2017
  • 산업기술유출범죄의 추세와 심각성에도 불구하고 그 동안 경찰 등 법집행기관의 노력이 이러한 범죄에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 국내에서 수행된 연구는 많지 않다. 그리하여 본 연구는 산업기술유출범죄를 담당하는 경찰청의 외사기능에 초점을 두어 경찰력을 외사경찰 인력, 예산, 전담부서 설치의 차원으로 구분하여 산업기술유출범죄의 검거와 발생에 미치는 영향을 예비적으로 분석하였다. 분석결과, 경찰력 중 외사경찰예산의 증가만이 산업기술유출사범의 국내 검거건수를 통계적으로 유의하게 증가시키는 것으로 나타났다. 이외 외사경찰력은 산업기술유출사범의 해외 검거건수와 국내 및 해외 검거인원에는 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다. 이러한 분석결과를 통해 경찰의 산업보안 활동 중 인력과 예산 등 하드웨어적인 측면이 산업기술유출범죄에 미치는 영향이 미미할 수 있다는 점을 엿볼 수 있었다. 그리하여 각종 선행연구에서 제안하고 있는 경찰의 산업보안 활동에 정책 대안을 종합적으로 고려하여 경찰의 산업보안 인력과 조직개선, 전문성 제고를 위한 교육시스템 개선, 국내외 협력과 공조강화, 산업보안 관련 통계개선 및 홍보강화의 시사점을 도출하였다.

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최근 중의학에서 시스템생물학의 발전 현황 - 한의학에 미치는 영향 및 시사점을 중심으로 - (Current Status of Systems Biology in Traditional Chinese medicine - in regards to influences to Korean Medicine)

  • 이승은;이선동
    • 대한예방한의학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.1-13
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    • 2017
  • Objectives : This paper serves to explore current trends of systems biology in Traditional Chinese Medicine (TCM) and examine how it may influence the Traditional Korean medicine. Methods : Literature review method was collectively used to classify Introduction to systems biology, diagnosis and syndrome classification of systems biology in TCM perspective, physiotherapy including acupuncture, herbs and formula functions, TCM systems biology, and directions of academic development. Results : The term 'Systems biology' is coined as a combination of systems science and biology. It is a field of study that tries to understand living organism by establishing a theory based on an ideal model that analyzes and predicts the desired output with understanding of interrelationships and dynamics between variables. Systems biology has an integrated and multi-dimensional nature that observes the interaction among the elements constructing the network. The current state of systems biology in TCM is categorized into 4 parts: diagnosis and syndrome, physical therapy, herbs and formulas and academic development of TCM systems biology and its technology. Diagnosis and syndrome field is focusing on developing TCM into personalized medicine by clarifying Kidney yin deficiency patterns and metabolic differences among five patterns of diabetes and analyzing plasma metabolism and biomarkers of coronary heart disease patients. In the field of physical therapy such as acupuncture and moxibustion, researchers discovered the effect of stimulating acupoint ST40 on gene expression and the effects of acupuncture on treating functional dyspepsia and acute ischemic stroke. Herbs and formulas were analyzed with TCM network pharmacology. The therapeutic mechanisms of Si Wu Tang and its series formulas are explained by identifying potential active substances, targets and mechanism of action, including metabolic pathways of amino acid and fatty acid. For the academic development of TCM systems biology and its technology, it is necessary to integrate massive database, integrate pharmacokinetics and pharmacodynamics, as well as systems biology. It is also essential to establish a platform to maximize herbal treatment through accumulation of research data and diseases-specific, or drug-specific network combined with clinical experiences, and identify functions and roles of molecules in herbs and conduct animal-based studies within TCM frame. So far, few literature reviews exist for systems biology in traditional Korean medicine and they merely re-examine known efficacies of simple substances, herbs and formulas. For the future, it is necessary to identify specific mechanisms of working agents and targets to maximize the effects of traditional medicine modalities. Conclusions : Systems biology is widely accepted and studied in TCM and already advanced into a field known as 'TCM systems biology', which calls for the study of incorporating TCM and systems biology. It is time for traditional Korean medicine to acknowledge the importance of systems biology and present scientific basis of traditional medicine and establish the principles of diagnosis, prevention and treatment of diseases. By doing so, traditional Korean medicine would be innovated and further developed into a personalized medicine.

황사 발원지 기후자료의 시계열 특성과 부산지역 먼지 농도의 연관성 분석 (The Spectral Characteristics of Climatological Variables over the Asian Dust Source Regions and its Association with Particle Concentrations in Busan)

  • 손혜영;김철희
    • 한국지구과학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.734-743
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    • 2009
  • 본 연구는 부산지역의 먼지 농도와 황사발원지의 기후학적 요소를 주기분석 함으로써 부산지역의 먼지농도 주기에 영향을 주는 기후학적 조건, 특히 황사 발생과의 관련성에 대하여 고찰하였다. 부산지역에서 관측된 먼지 농도 시계열 자료를 이용한 단일스펙트럼분석을 수행한 결과 배출량이나 강수 효과 등에 의해 나타난 일반적인 주기(1년, 7일) 이외에, 상대적으로 3-4년 주기가 우세하게 나타났으며, 먼지 농도와 부산지역의 기상자료 및 황사발원지에서의 풍속과의 교차스펙트럼 분석을 통한 주기 분석을 수행해 본 결과, 3-4년 주기일 때 먼지농도와 풍속, 기압은 양의 상관관계, 기온, 상대습도와는 각각 음의 상관관계가 나타났다. 이는 황사 발생 조건과 잘 부합되는 것으로 나타나, 3-4년의 먼지 농도 주기는 황사의 장거리 수송과 관련이 있는 것으로 판단된다. 또한 황사 발생은 발원지의 지표 상태에 따라 발생빈도가 달라지므로, 여러 기후학적 요소들 중 황사발원지에서의 강수량과의 주기 분석을 수행해 본 결과, 발원지에서의 강수량 그 자체보다는 발원지에서의 가뭄지수(EDI)의 시계열이 우리나라 먼지 농도의 3-4년 주기와 더 연관이 있는 것으로 나타났고 이는 기후학적으로 황사 발원지에서의 지표건조 특성의 변동성과 연관이 있는 것으로 나타났다.

우리나라 사계절 다중일 누적 극한강수현상의 시·공간적 변화 (Spatio-Temporal Changes in Seasonal Multi-day Cumulative Extreme Precipitation Events in the Republic of Korea)

  • 최광용
    • 한국지역지리학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.98-113
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    • 2015
  • 본 연구에서는 최근 40년간(1973~2012) 우리나라 기상청 산하 61개 관측지점의 일강수량 자료를 바탕으로 1~5일 누적 최대 강수량에서 추출한 각 계절별 다중일 누적 극한강수현상의 시 공간적 발생 패턴과 변화 양상의 특징을 밝히고자 하였다. 사계절 중 다중일 누적 극한강수현상의 규모 자체는 여름철에 가장 크지만, 계절 강수량 증감에 따른 극한강수현상 규모 변화민감도는 가을철에 더 높게 나타난다. 장기간 시계열에 나타난 선형 추세 분석에 따르면, 1~5일 다중일 누적 극한강수현상의 규모는 동일하게 사계절 중 여름철에 가장 뚜렷하게 증가하는 변화 양상이 나타난다. 특히, 경기도와 강원영서, 충청도 지역을 중심으로 여름철 다중일 누적 극한강수현상의 증가 규모가 크고 뚜렷하게 나타나고, 1일에서 5일로 누적 기간이 길수록 다중일 누적 극한강수현상의 증가 경향은 이들 지역이외에 소백산맥 주변지역에서도 관찰된다. 통계적 유의성을 보이는 이러한 다중일 누적 극한강수현상 증가추세는 일부 관측지점에서는 겨울철에도 1~2일 누적 극한강수현상에 나타나는 점도 주목할 만하다. 한편, 극한강수량이 계절 강수량에서 차지하는 비율의 변화 추세를 분석해보면, 사계절 중 겨울철에 증가 경향이 가장 뚜렷하게 나타난다. 이러한 결과들은 여름철뿐만 아니라 다른 계절의 다중일 누적 극한강수현상의 시 공간적 변화에도 대비할 필요성이 있음을 가리킨다.

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