• 대한원격탐사학회지
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• 제24권1호
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• pp.45-55
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• 2008

The impact on streamflow and groundwater recharge considering future potential climate and land use change was assessed using SLURP (Semi-distributed Land-Use Runoff Process) continuous hydrologic model. The model was calibrated and verified using 4 years (1999-2002) daily observed streamflow data for a $260.4km^2$ which has been continuously urbanized during the past couple of decades. The model was calibrated and validated with the coefficient of determination and Nash-Sutcliffe efficiency ranging from 0.8 to 0.7 and 0.7 to 0.5, respectively. The CCCma CGCM2 data by two SRES (Special Report on Emissions Scenarios) climate change scenarios (A2 and B2) of the IPCC (Intergovemmental Panel on Climate Change) were adopted and the future weather data was downscaled by Delta Change Method using 30 years (1977 - 2006, baseline period) weather data. The future land uses were predicted by CA (Cellular Automata)-Markov technique using the time series land use data of Landsat images. The future land uses showed that the forest and paddy area decreased 10.8 % and 6.2 % respectively while the urban area increased 14.2 %. For the future vegetation cover information, a linear regression between monthly NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) from NOAA/AVHRR images and monthly mean temperature using five years (1998 - 2002) data was derived for each land use class. The future highest NDVI value was 0.61 while the current highest NDVI value was 0.52. The model results showed that the future predicted runoff ratio ranged from 46 % to 48 % while the present runoff ratio was 59 %. On the other hand, the impact on runoff ratio by land use change showed about 3 % increase comparing with the present land use condition. The streamflow and groundwater recharge was big decrease in the future.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권4호
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• pp.617-623
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• 2019

Numerous water disasters have recently occurred all over the world, including South Korea, due to global climate change in recent years. As water-related disasters occur extensively and their sites are difficult for people to access, it is necessary to monitor them using satellites. The Ministry of Environment and K-water plan to launch the next-generation medium satellite No. 5 (water resource/water disaster satellite) equipped with C-band synthetic aperture radar (SAR) in 2025. C-band SAR has the advantage of being able to observe water resources twice a day at a high resolution both day and night, regardless of weather conditions. Currently, RADARSAT-2 and Sentinel-1 equipped with C-band SAR achieve the purpose of their launch and are used in various environmental fields such as forest structure detection and coastline change monitoring, as well as for unique purposes including the detection of flooding, drought and soil moisture change, utilizing the advantages of SAR. As such, this study aimed to analyze the characteristics of the next-generation medium satellite No. 5 and its application in environmental fields. Our findings showed that it can be used to improve the degree of precision of existing environmental spatial information such as the classification accuracy of land cover map in environmental field works. It also enables us to observe forests and water resources in North Korea that are difficult to access geographically. It is ultimately expected that this will enable the monitoring of the whole Korean Peninsula in various environmental fields, and help in relevant responses and policy supports.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제24권1호
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• pp.25-36
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• 2021

The honey bee has a crucial ecological status for maintaining the natural ecology system. Pollination mediations by honey bees are recognized as an efficient way to enhance the quality of biological diversity and green areas in the nature and the urban ecological system. However, the population of bee around the world is decreasing and we do not know exactly how bees react to the physical environment in the urban area. This study is a basic research for the improvement of pollination services in the Korean urban ecological system. It aims to induce and review environmental variables which have high relations with the activities of pollination mediation insects in the urban area. The study established a Maxent model using five urban environmental variables that reflect the ecology of Bombus ignitus and the place information where Bombus ignitus appears in 18 spots of Seoul city, and compared with previous research results on Apis millifera. Bombus ignitus preferred places with more natural environments such as mountain forest areas and vicinities of streams. They preferred Stratified Tree Area the most among the vegetation types existing in the urban area. Comparing chicken models, both species saw their response value drop as the building coverage rose. In the case of Apis millifera and Bombus ignitus variables, the response value of both species was high in 10 out of 20 types. The result of this study is expected to provide basic information for improving the pollination services in the Korean urban area and to be utilized as the basic materials for the future urban planning.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권1호
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• pp.83-101
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• 2022

Accurate atmospheric correction is essential for the analysis of land surface and environmental monitoring. Aerosol optical depth (AOD) information is particularly important in atmospheric correction because the radiation attenuation by Mie scattering makes the differences between the radiation calculated at the satellite sensor and the radiation measured at the land surface. Thus, it is necessary to use high-quality AOD data for an appropriate atmospheric correction of high-resolution satellite images. In this study, we examined the Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum (6S)-based atmospheric correction results for the Sentinel-2 images in South Korea using raster AOD (MODIS) and single-point AOD (AERONET). The 6S result was overall agreed with the Sentinel-2 level 2 data. Moreover, using raster AOD showed better performance than using single-point AOD. The atmospheric correction using the single-point AOD yielded some inappropriate values for forest and water pixels, where as the atmospheric correction using raster AOD produced stable and natural patterns in accordance with the land cover map. Also, the Sentinel-2 normalized difference vegetation index (NDVI) after the 6S correction had similar patterns to the up scaled drone NDVI, although Sentinel-2 NDVI had relatively low values. Also, the spatial distribution of both images seemed very similar for growing and harvest seasons. Future work will be necessary to make efforts for the gap-filling of AOD data and an accurate bi-directional reflectance distribution function (BRDF) model for high-resolution atmospheric correction. These methods can help improve the land surface monitoring using the future Compact Advanced Satellite 500 in South Korea.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권9호
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• pp.1195-1208
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• 2022

Silver nanoparticles (AgNPs) have potential applications in medicine, photocatalysis, agriculture, and cosmetic fields due to their unique physicochemical properties and strong antimicrobial activity. Here, AgNPs were synthesized using actinobacterial SL19 strain, isolated from acidic forest soil in Poland, and confirmed by UV-vis and FTIR spectroscopy, TEM, and zeta potential analysis. The AgNPs were polydispersed, stable, spherical, and small, with an average size of 23 nm. The FTIR study revealed the presence of bonds characteristic of proteins that cover nanoparticles. These proteins were then studied by using liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and identified with the highest similarity to hypothetical protein and porin with molecular masses equal to 41 and 38 kDa, respectively. Our AgNPs exhibited remarkable antibacterial activity against Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. The combined, synergistic action of these synthesized AgNPs with commercial antibiotics (ampicillin, kanamycin, streptomycin, and tetracycline) enabled dose reductions in both components and increased their antimicrobial efficacy, especially in the case of streptomycin and tetracycline. Furthermore, the in vitro activity of the AgNPs on human cancer cell lines (MCF-7, A375, A549, and HepG2) showed cancer-specific sensitivity, while the genotoxic activity was evaluated by Ames assay, which revealed a lack of mutagenicity on the part of nanoparticles in Salmonella Typhimurium TA98 strain. We also studied the impact of the AgNPs on the catalytic and photocatalytic degradation of methyl orange (MO). The decomposition of MO was observed by a decrease in intensity of absorbance within time. The results of our study proved the easy, fast, and efficient synthesis of AgNPs using acidophilic actinomycete SL19 strain and demonstrated the remarkable potential of these AgNPs as anticancer and antibacterial agents. However, the properties and activity of such particles can vary by biosynthesized batch.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1D호
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• pp.203-209
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• 2006

SAR (Synthetic Aperture Radar) 는 긴 파장대의 전자기파를 사용하므로 날씨의 영향을 받지 않는다. 따라서 지구를 관측하는데 있어서 잇점을 갖고 있으므로 NASA는 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) 미션수행을 통해 지형정보를 획득하였다. 본 논문에서는 SRTM 데이터와 USGS의 NED (National Elevation Datasets) 데이터를 사용하였으며 두 데이터를 차분함으로써 식생수고도(vegetation height map)를 얻었다. 또한 차분값과 shape 파일에 포함된 식수년도의 비교를 통해 상관관계여부를 판단하고자 했다. 본 논문에서는 회귀분석을 통해 차분데이터와 식수년도 사이의 큰 상관관계가 존재함을 확인할 수 있었으며 결국 수령추정과 수령정보의 맵핑이 가능함을 보였다. 추가적으로 지역별 지형특성, 숲의 균일도 등에 의해 선형성이 영향을 받는지 관찰하였다. 결론적으로 본 논문에서는 차분영상으로부터 얻은 식생수령추정 모델이 지역의 기복의 영향을 받지만 여전히 높은 상관관계를 가지므로 충분히 유용할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권1호
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• pp.57-72
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• 2018

기후스마트농업(Climate-Smart Agriculture, CSA)이 성취되고 있는지에 대한 정량적인 평가방법을 구축하기 위해 타워 기반의 플럭스 관측 시계열 자료를 활용할 수 있다. 이 연구에서는 벼농사가 지배적인 전형적인 비균질 농경지를 대상으로 CSA의 첫 번째 목표와 관련된 생산성과 효율성 평가를 시도하였다. 이를 위해 해남 농경지에 위치한 KoFlux 사이트(HFK)에서 2003년부터 2015년까지 벼의 생장기간 동안에 관측된 탄소, 물 및 에너지 플럭스의 시계열 자료를 분석하여 일련의 정량적인 지표들을 평가하였다. 이 연구기간 동안에 HFK에서는 네 가지의 다른 품종(동진 1호; 2003-2008, 남평; 2009, 온누리; 2010-2011, 새누리; 2012-2015)의 벼가 경작되었다. 전반적으로 품종을 구분하지 않을 경우, 연구기간 동안의 HFK의 총일차생산(GPP)은 800 - 944 g C m-2, 물사용효율(WUE)은 1.91 - 2.80 g C kg H2O-1, 탄소사용효율(CUE)은 1.06 - 1.34, 그리고 광사용효율(LUE)은 0.99 - 1.55 g C MJ-1이었다. 벼 이외의 다른 식생이 포함된 HFK의 비균질성을 고려하여 어림 잡아 비교해 보면, 네 품종 중에서 동진1호를 재배했을 때에 HFK의 생산성이 아시아의 단일 벼논의 생산성과 비슷했고 WUE도 높았던 반면에 CUE는 상대적으로 낮았다. 또한, 새누리를 재배했을 때에도 HFK가 비슷하게 높은 생산성을 보였으나 동진1호보다 생장기간이 상대적으로 길었다. 따라서 동진1호가 지배적인 HFK가 CSA의 관점에서 더 좋은 특성을 보여 준다. 그러나 현실적으로는 농부들이 해충 저항성이 동진1호보다 높은 새 누리를 재배하고 있다. 이는 CSA의 나머지 두 목표의 하나인 탄력(resilience) 향상을 통한 적응력 강화와 관련된 것으로 온실가스 방출 저감을 포함한 총체적인 평가가 이루어져야 함을 시사하며, 이에 대한 평가와 분석이 현재 진행 중에 있다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제5권2호
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• pp.136-142
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• 1985

임목(林木)과 초사료생산(草飼料生産)이라는 측면에서 임간초지개발(林間草地開發)은 우리 나라에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본(本) 시험(試驗)은 임간혼파초지(林間混播草地)에서 생산성향상(生産性向上)과 이용기간연장(利用期間延長)을 위한 적정시비수준(適正施肥水準)을 구명(究明)하고자 수령((樹齡) $10{\sim}15$년간(年間) 소나무지대(차광정도(遮光程度) $40{\sim}50%$)에서 질소, 인산, 칼리비료의 수준을 달리한 13가지 시비수준(施肥水準)을 난괴법으로 배치하여 목초의 생육특성, 엽록소함량, 재생과 건물수량 등을 조사하였다. 1984년(年) 수원 근교 임간지에서 수행된 시험(試驗)의 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 초고(草高)와 목초피복율(牧草被覆率)은 대체로 표준비 이상의 질소시비구에서 높았으며, 3 요소 무비구와 질소무비구에서 가장 부족(不足)하였고, 최종예취후 나지율(裸地率) 질소수준이 낮을 때 높았다. 2 엽신(葉身)의 엽록색도(葉綠色度)와 엽록소함량(葉綠素含量)은 질소수준이 표준비 이상인 구에서 높았으며 3요소 무비구와 질소무비구에서 가장 낮았다. 엽부패도(葉腐敗度)와 초형(草型)은 질소수준이 높을 때 불량(不良)해지는 경향을 보였다. 3 1차(次) 예취후(刈取後) 목초(牧草)의 시기별(時期別) 재생력(再生力)은 표준비이상의 질소시용구에서 양호(良好)하였으며, 3요소무비구와 질소무비구는 재생초장(再生草長)과 재생건물중(再生乾物重) 증가속도가 가장 불량(不良)하였다.4. 목초(牧草)의 건물수량(乾物收量)은 질소수준이 표준비 이상인 구에서 많았으며 3 요소무비구와 질소무비구에서 가장 적었다(P<0.05). 본 시험에서 표준비구, 3요소 50% 증비구 및 질소 50% 증비구에서 높은 수량(收量)을 기대할 수 있었으며 세 처리간 유의차는 없었다. 5 목초(牧草)의 생육(生育), 재생(再生) 및 수량(收量)은 3요소 비료중 질소시용에 의해 가장 큰 영향을 받았으며 인산과 칼리비료의 영향은 작았다. 본(本) 시험(試驗)에서 수량(收量)위주로 볼 때 임간초지(林間草地)의 적정시비수준(適正施肥水準)은 자연광조건(自然光條件)의 일반초지(一般草地)와 마찬가지로 표준비($N-P_2O_5-K_2O=28-20-24kg/10a$)시용인 것으로 나타났으나 경제성을 고려할 때 10a당 질소는 $20{\sim}28kg$, 인산 $10{\sim}15kg$, 칼리 $12{\sim}18kg$이 적합하다고 생각된다.

• 대한지리학회지
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• 제38권4호
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• pp.630-639
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• 2003

본 연구는 두만강 하류의 온성, 새별, 은덕 지역을 대상으로 1992년 Landsat TM과 2000년 Landsat ETM 자료 및 수치고도자료를 이용하여 농경지와 산림지의 분포와 변화, 변화과정의 공간적 특성을 분석한 것이다. 1:5만 수치지형도 분석, 영상밴드조합. 주성분 분석 등 감독분류를 통하여 농경지, 산림, 취락 및 건물, 강과 저수지 등의 수체를 주요 항목으로 하여 분류를 시도하였다. 대상 지역에 대한 분석의 결과를 보면, 온성과 은덕 지역에서는 1992년에서 2000년 사이에 농경지가 각각 22.8%, 14.7% 증가하였으며, 상대적으로 산림은 각각 24.0%, 13.6% 감소하였다. 또한 경작지의 평균고도를 보면 온성, 새별, 은덕의 경우, 각각 157m, 85m, 78m에서 192m, 95m, 91m로 높아졌으며, 경사도의 경우는, 각각 5.2$^{\circ}$, 2.5$^{\circ}$, 3.0$^{\circ}$에서 6.6$^{\circ}$, 3.0$^{\circ}$, 4.4$^{\circ}$로, 고도와 경사도 모두 약 30% 증가세를 보여주고 있다. 특히 신개간지 만을 보면 평균고도는 각각 255m, 122m, 127m, 평균경사도는 9.4$^{\circ}$, 5.1$^{\circ}$, 8.0$^{\circ}$로 나타나고 있다. 이러한 개간지들은 구릉지대나 산록완사면을 따라 경사변환점까지 확대되고 있으며, 산림이 제거된 나대지들은 불규칙한 패치모양을 띠면서 rill과 gully 등의 사면침식과 하천의 토사퇴적의 원인을 제공하고 있다. 이러한 위성영상분석은 지표확인을 할 수 없는 한계점은 있으나 농업과 관련된 북한의 환경문제에 대한 실태파악에 도움을 줄 수 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.227-237
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• 2020

도시지역의 여름철 밤 시간대 열환경을 알아보기 위해, 토지피복 대분류에 따라 10개의 도시기후지역 지점에서 미기후 자료를 측정하여 인간 열환경지수를 분석하여 보았다. 미기후 요소 비교 분석 결과, 그린인프라 지역이 그레이인프라 지역보다 기온에서는 평균 1.6℃ 최대 2.4℃ 낮은 결과를 보였으며, 상대습도에서는 반대로 그린인프라 지역이 평균 9.0% 최대 15.0% 높은 결과를 보였다. 풍속에서는 그린인프라 지역과 그레이인프라 지역에서 차이가 거의 없는 것으로 나타났으며, 수목의 영향으로 가장 낮은 풍속을 보인 산림지점을 제외하고는 모든 지점에서 유의성이 없는 것으로 나타나, 건물이나 수목의 높이에 의해 결정되는 표면거칠기 뿐만 아니라 지역풍의 영향이 풍속을 결정하는 주 요인인 것으로 보인다. 평균복사온도에서는 수목의 영향으로 산림지역이 가장 높은 값을 보였으며, 산림지역을 제외하면 그린인프라 지역이 그레이인프라 지역에 비해 평균 5.5℃의 저감 효과를 보였다. 평균복사온도를 결정하는 주 요인으로는 하늘시계지수라고 할 수 있다. 인간 열환경지수 분석에서는 그린인프라 지역은 거의 덥지도 춥지도 않는 '중립'의 열지각 단계를 나타내었으며, 그레이인프라 지역은 그것보다 한 단계 높은 '약간 따뜻함'의 단계를 나타내었다. 가장 높게 나온 산림지역을 제외하면, 그린인프라 지역이 그레이인프라 지역에 비해 3.2℃ 저감 효과를 보여 1/2 단계의 인간 열환경 개선 효과가 있는 것으로 나타났다.