Linh Nguyen Van;Min Ho Yeon;Jin Hyeong Lee;Gi Ha Lee
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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pp.175-175
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2023
Detection and monitoring of wildfires are essential for limiting their harmful effects on ecosystems, human lives, and property. In this research, we propose a novel method running in the Google Earth Engine platform for identifying and characterizing burnt regions using a hybrid of Sentinel-1 (C-band synthetic aperture radar) and Sentinel-2 (multispectral photography) images. The 2022 Uljin wildfire, the severest event in South Korean history, is the primary area of our investigation. Given its documented success in remote sensing and land cover categorization applications, we select the Random Forest (RF) method as our primary classifier. Next, we evaluate the performance of our model using multiple accuracy measures, including overall accuracy (OA), Kappa coefficient, and area under the curve (AUC). The proposed method shows the accuracy and resilience of wildfire identification compared to traditional methods that depend on survey data. These results have significant implications for the development of efficient and dependable wildfire monitoring systems and add to our knowledge of how machine learning and remote sensing-based approaches may be combined to improve environmental monitoring and management applications.
산불이 발생될 경우 상부 토층의 공학적 특성을 변화시키게 되고, 이러한 변화는 산사태의 발생요인으로 작용하게 된다. 산불로 인한 토질의 공학적 특성변화를 조사하기 위하여 토질시료를 채취하여 각종 토질시험을 실시하였다. 토질시료는 최근 산불이 발생된 강원도 양양일대에서 채취하였다. 그리고 산불로 인하여 상부토층이 연소된 정도에 따라 완전연소구간, 중간연소구간, 산불 미발생구간으로 구분하여 채취하였다. 각 구간에서의 토질시험결과, 완전 및 중간연소구간에서의 비중과 건조단위중량은 산불 미발생구간에서 보다 작게 발생된다. 이는 산불로 인하여 흙입자의 전기력 및 이온 성분 변화와 토질 내 유기물이 연소되어 발생된 것으로 판단된다. 투수계수는 중간연소구간에서 가장 작게 나타나고, 완전연소구간에서는 가장 크게 나타난다. 산불이 발생될 경우 토층상부에는 불투수성의 막이 형성되는데 이는 중간연소구간에서는 존재하지만 완전연소구간에서는 붕괴가 발생된다. 즉, 약 $400^{\circ}C$이상의 높은 온도에서는 불투성의 막이 붕괴가 일어남을 알 수 있다.
국토 대부분이 산림으로 구성되어 있는 대한민국은 매 년 많은 산불이 발생한다. 산불은 토양의 전단강도를 약화시켜 산사태에 취약한 토양층을 만들기도 하고, 수목의 복구가능여부에 따라 다른 계획 설립이 필요하기 때문에 산불피해면적 뿐만 아니라 피해강도에 대한 파악도 중요하다. 위성 원격탐사를 통한 산불피해강도 추정 연구가 많이 수행되어 왔으나, NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)와 NBR(Normalized Burn Ratio) 등과 같은 단일 인자의 시계열 변화만을 이용하여 피해강도를 파악하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 Sentinel-1A SAR-C (Synthetic Aperture Radar-C)와 Sentinel-2A MSI(Multi Spectral Instrument)센서의 자료를 이용하여 기계학습방법을 통한 산불 피해강도 탐지 모델들을 제시하였다. 2017년 5월 삼척, 2019년 4월 강릉·동해, 2019년 4월 고성·속초 총 세개의 산불사례를 이용하여 RF(Random forest), LR(Logistic regression), SVM(Support Vector Machine)기계학습 모델을 구축하였다. 연구결과, random forest 모델이 82.3%의 총정확도로 가장 높은 성능을 보여주었다. 모델의 범용성 및 학습자료 민감도 확인을 위해 사례교차검증도 추가 시행하였는데, 그 결과 사례들의 시기적 차이에 의한 식생활력 및 재생도의 차이에 민감도가 높음을 확인하였다. 이는 추후 다양한 시공간적 사례를 추가할 시 개선이 될 것으로 보인다.
1996년 4월 23일 강원도 고성군에서 발생한 산불에 대한 현장조사와 주요수목인 굴참나무와 소나무에 대한 열량에 대한 실험을 하였다. 산불의 확산에 영향을 주는 주된 요인은 크게 기상, 연료, 지형 3가지로 구분할 수 있는 데 기상 조건에서는 산불위험경보 수준이었고, 연료 조건에서는 높은 열량값을 가지고 이쓴 소나무 순림이 전체 산림의 63%를 차지하고 있었다. 산림의 지형에서는 지형의 변화와 기복이 크며 단순상향사면형의 지형이 어우러진 골짜기 형태로 급경사지가 대부분이었다. 주요 수목인 소나무와 굴참나무의 열량 실험에 대한 분석 결과는 소나무의 경우 부위별 전체 열량값이 13.43kcal/g, 굴참나무는 9.46kcal/g로 나타났다. 열분해에 의한 질량손실의 경우 소나무가 굴참나무보다 약 35.71~10.05% 더 높은 질량 손실률을 나타냈다. 따라서 소나무가 굴참나무보다 열에 대한 저항성이 낮다고 볼 수 있다.
This study was conducted to investigate the effect of soil and groundwater environment changed by wildfire on cesium adsorption and transport. Soil samples (A, B) used in the study were collected from Gangwon-do, where wildfires frequently occur, and the adsorption and transport of cesium in the samples were evaluated through batch and column experiments. As a result of the batch adsorption experiments with various concentrations of cesium (CW ≈ 10~105 ㎍/L), the adsorption distribution coefficient (Kd) of cesium was higher in sample A for all observed concentrations. It means that the adsorption capacity of sample A was higher to that of sample B, which was also confirmed through the parameters of adsorption isotherm models (Freundlich and Langmuir model) applied to the experimental results. The fixed bed column experiments simulated the actual soil and groundwater environment, and they showed that cesium was retarded approximately 43 and 27 times than a nonreactive tracer in sample A and B, respectively. In particular, a significant retardation occurred in the sample A. Although sample A contains little clays, total organic carbon (TOC) contents were 3 times greater than sample B. These results imply that particulate organic matter caused by wildfire might influence the adsorption and transport of cesium in the organic matter-rich soil and groundwater environment.
본 연구에서는 배경값 보정 및 크기보정을 포함하여 오차요인을 크게 줄이고, WILDFIRE(C)를 통해 최적화된 이론값과 실측값의 일치정도 (R%, (${\sum}$|이론값-측정값|/이론값)/$n{\times}100$)를 정량값으로 제시하고, 그 값을 최소화하는 반복과정을 통해 일라이트 폴리타입 함량을 정량하는 개선된 full-pattern-fitting법을 제안하여 일정 함량을 갖는 혼합시료를 대상으로 검증하고, 기존의 Grathoff and Moore법과 비교하였다. 개선된 full-pattern-fitting법은 대상시료 내 불순물로 인한 각 폴리타입 함량오차에도 불구하고, 기존의 full-pattern-fitting법 보다 개선된 최대 3.6% 이내의 오차를 보였다. Grathoff and Moore법과의 비교에서 대상시료 모두에서 Grathoff and Moore법 적용결과는 $2M_1$ 폴리타입의 상대함량이 고평가되어 나타났으며, 이용한 피크별 매우 큰 정량값 차이를 보이는 반면, 본 연구의 개선된 full-pattern-fitting법 적용 결과는 10% 이내의 낮은 R% 값을 갖는 폴리타입 상대함량값을 보이는 것으로 나타나, 높은 신뢰도의 정량결과를 제공할 수 있음을 확인하였다.
Park, Myung-Ryeol;Kim, Young-Cheol;Park, Ju-Yeon;Han, Song-Hee;Kim, Kil-Yong;Lee, Sun-Woo;Kim, In-Seon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제18권10호
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pp.1659-1662
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2008
Pseudomonas chlororaphis O6 exhibits induced systemic resistance (ISR) against P. syringae pv. tabaci in tobacco. To identify one of the ISR metabolites, O6 cultures were extracted with organic solvents, and the organic extracts were subjected to column chromatography followed by spectroscopy analyses. The ISR bioassay-guided fractionation was carried out for isolation of the metabolite. High-resolution mass spectrometric analysis of the metabolite found $C_{9}H_{9}O_{3}N$ with an exact mass of 179.0582. LC/MS analysis in positive mode showed an $(M+H)^{+}$ peak at m/z 180. Nuclear magnetic resonance ($^{1}H,\;^{13}C$) analyses identified all protons and carbons of the metabolite. Based on the spectroscopy data, the metabolite was identified as 4-(aminocarbonyl) phenylacetate (4-ACPA). 4-ACPA applied at 68.0 mM exhibited ISR activity at a level similar to 1.0 mM salicylic acid. This is the first report to identify an ISR metabolite produced by P. chlororaphis O6 against the wildfire pathogen P. syringae pv. tabaci in tobacco.
일라이트에서 적층방식을 달리하여 나타나는 폴리타입은 대부분 1M과 $2M_1$이며, 적층 Disordering에 따른 $1M_d$ 또한 흔히 관찰된다. 본 해설에서는 일라이트의 폴리타입을 구분하고 정량적으로 해석할 수 있는 광물학적 이론적 근거와 방법을 소개하고, 소규모 열수환경에 준하는 단층대 내 생성시기 및 조건을 달리하는 일라이트 폴리타입 혼합물에의 적용을 통한 단층 활동 및 재활동연대 결정에의 활용 가능성을 검토하였다. 단층연대해석의 정확도와 신빙도를 높이기 위해서는 단층암 대상시료 내 일라이트 폴리타입의 생성환경에 대한 정보, 동정 및 광물학적 특성에 대한 규명이 이루어져야 한다. 또한 WILDFIRE(C)시뮬레이션을 이용한 정량분석에서, $1M_d$ 폴리타입의 Disordering 정도 및 I/S 광물의 팽창도에 기인한 (hkl) 회절선들의 Broadening 효과 등 일라이트 폴리타입 정량분석법의 오차요인을 최소화시키는 하기 방법을 고려해야 할 것이다.
연구목적: 최근 기후변화, 자연재해, 그리고 인적 요인에 의한 대형 산불이 동해안 및 태백산맥 지역에서 매년 증가하는 추세를 보인다. 현재 헬리콥터를 활용한 산불 진화가 증가하고 있음에도 불구하고, 대형 산불에 대응하기 위한 초기 진화의 중요성과 양간 산불 진화의 어려움으로 인해 공군 수송기의 도입 필요성이 지속해서 제기되어 왔다. 본 연구는 공군 수송기를 활용한 산불 진화 임무를 효율적으로 수행하기 위한 여러 측면 - 작전 목적의 달성, 운용 환경 극복, 대기 장소 선정 및 효율적 운용 방안 - 에 대한 사후 관리체계 발전 방안을 제시하고자 한다. 연구방법: 산불진화 관련 문헌연구와 고정익항공기를 활용한 산불진화 실험 및 산불진화 헬기의 운용실태 및 운용방법을 기초로 헬기운용 시 장단점 및 대형수송기(C-130)를 활용한 대형산불진화시 효과분석을 통해 운용의 효과성을 분석한다. 연구결과: 대형산불 진화 시 헬기와 고정익항공기(C-130)를 통합 운용시 효과적인 운용, 통제, 지휘체계, 출동요청 및 산불진화 등 효과적인 CM(Consequence Management) 적용방안을 도출하였다. 결론: CM(Consequence Management)의 개념 적용은 우리나라에서 일부 화생방(CBRNE) 방호 분야에 일부 적용되고 있으나 산불진화에 있어서 헬기와 대형항공기(C-130)의 통합운용 시 효율적인 운용, 통제, 지휘체계 정립, 안전관리, 출동요청 및 산불진화 등을 위해 선진국에서 운용되고 있는 CM(Consequence Management)의 개념을 적용하여 진일보 발전된 재해, 재난 사후관리체계를 정립하는 데 기여하도록 하였다.
본 연구에서는 울진군 대형산불 발생이 연안해역에 미치는 영향을 파악하기 위하여 울진군 나곡(F-1), 후정(F-2), 봉평(F-3), 공세항(F-C)에서 수질과 함께 해조류의 종조성, 우점종 및 군집 특성을 분기별로 조사하였다. 수질 분석 결과, 산불에 대한 영향을 판단하기 위한 수소이온농도(pH)는 표·저층에서 각각 8.07~8.30과 8.12~8.48 이었다. 본 연구의 pH 값은 동해의 연안 해수에 있는 일반적인 농도 범위에 포함된 값으로 산불로 인한 직접적인 영향으로 볼 수 없었다. 연안 조하대에서 조사한 해조류의 분석 결과, 전 시기에 대한 해조류의 종조성 비율은 홍조류(58.1%) > 대롱편모조류(갈조류, 25.8%) > 녹조류(14.5%) > 현화식물(1.6%) 순이었다. 시기별 해조류의 우점종은 3월과 6월에 나곡(F-1)과 후정(F-2) 해역에서 대롱편모조류(Ochrophyta, 갈조류)의 미역(Undaria pinnatifida)이 가장 우점하였다. 9월과 11월은 봉평(F-3) 해역과 공세항(F-C)에서 각각 홍조류(Rhodophyta)인 우뭇가사리(Gelidium elegans)와 혹돌잎류(Lithophyllum sp.)가 가장 우점하였다. 군집분석에서는 그룹이 계절에 따른 특정 해조류의 출현 유무에 따라 2개(A, B)로 나누어졌다. 우점종은 그룹 A에서 미역, 우뭇가사리, 미끈뼈대그물말, 그룹 B는 주로 혹돌잎류가 출현하였다. 따라서, 연구지역의 해조류 종조성과 군집구조는 전형적인 수온에 따른 계절변화와 함께 대조구와의 유의미한 차이도 보이지 않아서 산불에 의한 영향은 나타나지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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