• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.882-885
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• 2014

최근, 기후변화에 의해 가뭄 및 홍수의 발생빈도 및 지속시간이 길어지고, 하천유량감소 및 연도별 편차가 증대하고 있다. 이러한 추세는 지속될 것으로 예상되며, 수자원의 관리는 수량, 수질 등을 종합적으로 분석하고 관리하는 쪽으로 변화하고 있다. 이러한 수자원의 관리를 위해서는 수자원관련 기초자료의 취득, 저장, 처리, 활용 등이 유기적으로 이루어져야 하는데, 이를 전자적으로 수행하는 것을 홍수경보시스템이라 하고, 이는 수문관측시스템과 경보방송시스템으로 구분할 수 있다. 수문관측시스템은 댐 유역의 수문현황을 관측할 수 있는 수문관측소(수위, 강우량, 수질)에서 계측된 수문관측자료를 인공위성 등 다양한 통신망을 통하여 댐 사무소에 위치한 중앙감시제어시스템에 전송되고, 수집된 수문관측자료는 1분 단위로 K-water본사에 전송된다. 전송된 자료를 활용하여 각종 수문분석 및 표출을 통해 대내 외에 제공되어 댐에 대한 이 치수의 의사결정을 지원한다. 본 논문에서는 수문관측시스템 구축방안에 대해서 알아본다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.66-69
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• 2016

본 논문에서는 차세대 4K/8K-UHD 위성 방송용 고화질 영상전송을 고려한 Ka-band 위성 통신 방송용 수신기 저 잡음 하향 변환기의 설계방안을 제시하였다. Ka-band은 Ku-band 보다 대기 중의 감쇄가 크기 때문에 강우에 따른 고화질 전송신호 품질에 대한 보상을 위하여 최저 수신감도의 레벨을 향상시키기 위하여 수신기의 동적영역(Dynamic Range)을 크게 확장하도록 저 잡음하향변환기를 설계 하였다. 수신단에서 비선형 특성을 고려하여 저 잡음정합을 3단 증폭기(LNA), 이미지 제거용 대역통과필터(BPF), 주파수 혼합기(Mixer), 주파수 체배기, IF단을 구성하였으며 수신단의 동적영역에 직접 영향을 미치는 파라미터들 사이에서 최적화 과정을 거쳐 LNB를 설계하였다. 설계된 감쇄-대역 저 잡음 하향변환기는 전체 이득이 58.5~60.7dB이며, 잡음지수는 1.38dB로 매우 우수한 특성을 보이며 국부발진기의 위상잡음은 -63.10dBc@100Hz 특성을 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.341-346
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• 2022

지구온난화 및 이상 기후로 인해 홍수의 빈도 및 피해 규모가 늘어나고 있으며, 홍수 취약 지역에 노출된 사람이 2000년도에 비하여 25% 증가하였다. 홍수는 막대한 금전적, 인명적 손실을 유발하며, 홍수로 인한 손실을 줄이기 위해 홍수를 미리 예측하고 빠른 대피를 결정해야 한다. 본 논문은 홍수 예측을 위한 핵심 데이터인 강우량과 수위 데이터를 활용하여 시기적절한 대피 결정이 이루어질 수 있도록 CNN기반 분류 모델을 활용하여 홍수 위험도 판별 모델을 제안한다. 본 논문에서 제안한 CNN 기반 분류 모델과 DNN 기반의 분류 모델의 결과를 비교하여 더 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다. 이를 통해 홍수의 위험도를 판별하여, 대피 여부 판단하며 최적의 시기에 대피 결정을 내릴 수 있도록 하는 초기 연구로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.79-91
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• 2022

최근 폭우, 폭설 등과 같은 이상기후로 인해 도로, 철도 및 단지에 적용된 비탈면의 국부적 파괴 또는 손상 빈도가 점차 증가하고 있다. 초속경 복합매트(Rapid Hardening Composite Mat, RHCM)은 대규모 토공이 불필요하고 수해복구시간을 최소화할 수 있는 장점이 있어 대안으로 고려될 수 있다. RHCM은 대표적인 비탈면 보호공법인 숏크리트 공법 및 식생공 공법에 비해 중장비 설비가 불필요하고 유지관리가 용이하며, 기존 Geosynthetic Concrete Composite Mat(GCCM)에 비해 경화시간이 짧아 긴급복구가 가능하다는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 실내시험을 통해 RHCM의 강도 및 내구성을 측정하고 GCCM과 비교·분석하였다. 실내시험 결과 RHCM의 강도는 기존 GCCM에 비해 약 51% 높은 것으로 나타났으며, 내구성 또한 69% 높은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.299-299
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• 2023

토양수분(soil moisture)은 수문인자의 하나로서 토양 내에 함유된 물의 양을 의미하며, 그 총량은 미미하지만 대기와 지표면 사이에서 일어나는 복잡한 물순환과 에너지 교환을 이해하는데 있어 필수적이다. 현재 국내에서는 「수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률」(이하 수자원법)에 근거해 토양수분량 관측이 이루어지고 있으며, 수자원 분야의 한국수자원조사기술원 외에도 농업, 임업 분야에서도 다양한 기관에서 지상관측소를 구축해 토양수분량을 측정하고 있다. 국내 지상관측소에서는 주로 지점규모(point scale)로 토양수분량을 관측하는 장비가 사용되고 있으며, 유전율식 장비인 TDR(Time Domain Reflectometry), FDR(Frequency Domain Reflectometry)이나 토양수분장력을 측정하는 장력계(Tensiometer)가 널리 쓰이고 있다. 수자원분야에서는 토양 내 수분의 양을 직관적으로 확인할 수 있는 유전율식 장비가 대중적으로 사용되고 있으며, 최근에는 우주선(Cosmic-Ray)으로부터 발생하는 고속중성자(Fast Neutron)를 통해 중규모 면단위(field scale) 토양수분량을 관측하는 장비인 CRNP(Cosmic-Ray Neutron Probe)에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 이러한 장비는 주로 야외에 설치해 운영하고 있기 때문에 장비 훼손이나 전원공급의 어려움으로 결측이나 오측이 발생할 수 있다. 토양수분량 시계열자료의 결측이나 오측이 일반적인 감쇄기에 발생했다면 선형보간법으로도 간단히 보간할 수 있지만, 강우에 의한 상승기에 발생했다면 해당 강우사상에서의 토양수분량의 상한치를 알기 어려워 결측보간에 어려움이 있다. 본 연구에서는 토양수분량 시계열자료의 강우기간 결측을 보간하는 방법으로 누적분포함수 역변환 샘플링방법을 선택하였다. 연구에는 음성군(차곡리) 토양수분량 관측소 2021년 자료가 사용되었으며, 관측소 56개 지점 중 임의의 지점에 결측구간을 생성한 뒤 해당 지점과의 상관계수가 높은 지점의 누적분포함수를 이용해 역변환 샘플링 방식으로 임의 지점의 결측을 보간하고 그 결과를 기존값과 비교해 보간 방법의 정확도를 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.334-334
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• 2022

Improvement of old-fashioned rain gauge systems for automatic, timely, continuous, and accurate precipitation observation is highly essential for weather/climate prediction and natural hazards early warning, since the occurrence frequency and intensity of heavy and extreme precipitation events (especially floods) are recently getting more increase and severe worldwide due to climate change. Although rain gauge accuracy of 0.1 mm is recommended by the World Meteorological Organization (WMO), the traditional rain gauges in both weighting and tipping bucket types are often unable to meet that demand due to several existing technical limitations together with higher production and maintenance costs. Therefore, we aim to introduce a newly developed and cost-effective hybrid rain gauge system at 0.1 mm accuracy that combines advantages of weighting and tipping bucket types for continuous, automatic, and accurate precipitation observation, where the errors from long-term load cells and external environmental sources (e.g., winds) can be removed via an automatic drainage system and artificial intelligence-based data quality control procedure. Our rain gauge system consists of an instrument unit for measuring precipitation, a communication unit for transmitting and receiving measured precipitation signals, and a database unit for storing, processing, and analyzing precipitation data. This newly developed rain gauge was designed according to the weather instrument criteria, where precipitation amounts filled into the tipping bucket are measured considering the receiver's diameter, the maximum measurement of precipitation, drainage time, and the conductivity marking. Moreover, it is also designed to transmit the measured precipitation data stored in the PCB through RS232, RS485, and TCP/IP, together with connecting to the data logger to enable data collection and analysis based on user needs. Preliminary results from a comparison with an existing 1.0-mm tipping bucket rain gauge indicated that our developed rain gauge has an excellent performance in continuous precipitation observation with higher measurement accuracy, more correct precipitation days observed (120 days), and a lower error of roughly 27 mm occurred during the measurement period.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.168-168
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• 2022

According to the 5th Climate Change Report, global average temperature in 2081~2100 will increase 1.8℃ based on RCP 4.5 and 3.7℃ based on RCP 8.5 from the current climate value (IPCC Working Group I AR5). As temperature is expected to increase due to global warming and the intensity and frequency of rainfall are expected to increase, damage to crops is expected, and countermeasures must be taken. This study intends to evaluate rice growth in terms of nitrogen utilization efficiency according to future climate change conditions. In this experiment, Oryza sativa cv. Shindongjin were planted at the SPAR facility of the NICS in Wanju-gun, Jeollabuk-do on June 10, and were planted and grown according to the standard cultivation method. Cultivation conditions are high temperature, high CO₂ (current temperature+4.7℃·CO₂ 800ppm), high temperature (current temperature+4.7℃·CO₂ 400ppm), current climate (current tempreture·CO₂ 400 ppm). Nitrogen was varied as 0, 9, 18 kg/10a. The N content and C/N ratio of all rice leaves, stems, and seeds increased at high temperature, and the N content and C/N ratio decreased under high temperature and high CO₂ conditions com pared to high temperature. Compared to the current climate, NUE increases by about 8% under high temperature and high CO₂ conditions and by about 2% under high temperature conditions. This seems to be because the increase in temperature and CO₂ induced the increase in biomass. ANUE related to yield decreased by about 70% compared to the current climate under high temperature conditions, and decreased by about 45% at high temperature and high CO₂, showing a tendency to decrease compared to high temperature. This appears to be due to reduced fertility and poor ripening due to high temperature stress. However, as the nitrogen increased, the number of ears and the number of grains increased, slightly offsetting the production reduction factor.

• 한국농공학회논문집
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• 제66권4호
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• pp.1-15
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• 2024

In recent years, climate change has been responsible for unusual weather patterns on a global scale. Droughts, natural disasters triggered by insufficient rainfall, can inflict significant social and economic consequences on the entire agricultural sector due to their widespread occurrence and the challenge in accurately predicting their onset. The frequency of drought occurrences in South Korea has been rapidly increasing since 2000, with notably severe droughts hitting regions such as Incheon, Gyeonggi, Gangwon, Chungbuk, and Gyeongbuk in 2015, resulting in significant agricultural and social damage. To prepare for future drought occurrences resulting from climate change, it is essential to develop long-term drought predictions and implement corresponding measures for areas prone to drought. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Sixth Assessment Report outlines a climate change scenario under the Shared Socioeconomic Pathways (SSPs), which integrates projected future socio-economic changes and climate change mitigation efforts derived from the Coupled Model Intercomparison Project 6 (CMIP6). SSPs encompass a range of factors including demographics, economic development, ecosystems, institutions, technological advancements, and policy frameworks. In this study, various drought indices were calculated using SSP scenarios derived from 18 CMIP6 global climate models. The SSP5-8.5 scenario was employed as the climate change scenario, and meteorological drought indices such as the Standardized Precipitation Index (SPI), Self-Calibrating Effective Drought Index (scEDI), and Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) were utilized to analyze the prediction and variability of future drought occurrences in South Korea.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제41권1호
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• pp.25-33
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• 2024

This paper evaluates the influence of rainfall on propagated signal at different time exceedance percentages of an average year, over the climate zones of the country. Specifically, it demonstrates critical and non critical signal fade or signal outage time exceedance (0.001% to 1%) for Ku, K, and Ka-band systems in an average year. The study was carried out using meteorological data made available by the Nigerian Meteorological Agency (NiMet) over a period of 10 years (2009-2018). The four climate zones in the country were represented by five (5) locations; Maidugiri (warm desert climate), Sokoto (tropical dry climate), Port Harcourt (tropical monsoon climate), Abuja and Enugu (tropical savanna climate). The parameters were simulated into the International Telecommunications Union Recommended (ITU-R) models for rain attenuation over the tropics and results presented using MatLab and Origin Lab. Results of Ku band propagations showed that only locations in the tropical savanna and tropical monsoon climates experienced total signal outage for time percentage exceedance equal to or below 0.01% for both horizontal and vertical polarizations. At K band propagations, the five locations showed to have experienced signal outage at time exceedance equal to and below 0.01%, almost same was recorded for the Ka-band propagation. It was also observed that horizontal and vertical polarization of signal had slightly different rain attenuation values for the studied bands at the five locations, with horizontal polarization having higher values than vertical polarization.

• 한국습지학회지
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• 제18권2호
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• pp.154-165
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• 2016

최근 기후변화로 인하여 태풍 및 집중호우로 인한 극한 강우사상의 발생빈도가 증가하고 있으며, 급격한 도시화로 인한 유역 내 불투수 면적이 늘어나고 있다. 이로 인해 재산피해가 증가하고 있어 기후변화를 고려한 미래 하천범람 등 홍수피해를 경감시키기 위한 홍수저감 대안 선정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기후변화를 고려하여 목표기간별로(기준년도 : 1971~2010년, 목표기간I : 2011~2040년, 목표기간II : 2041~2070년, 목표기간III : 2071~2100년) HEC-HMS모형을 이용하여 기후변화에 따른 홍수량을 산정하였다. 또한, 배수펌프와 저류지를 각각 5개씩 홍수저감 대안으로 설정하여 HEC-RAS모형을 통해 대안별 홍수위를 산정하였다. 지형자료 및 홍수위를 이용하여 홍수범람도를 도시하였으며, 다차원 홍수피해액산정법(Multi dimension - Flood Damage Analysis, MD-FDA)을 이용하여 홍수피해 저감을 위한 대안별 경제성분석을 실시하였다. 홍수저감효과를 분석한 결과 배수펌프를 설치했을 경우 홍수위는 최소0.06m, 최대0.44m 감소하였고, 저류지는 최소0.01m, 최대1.86m 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 침수면적은 최소 0.3%, 최대 32.64% 감소하였고, 침수심 역시 낮아지는 것으로 확인되었다. 또한, 경제성분석을 실시하여 대안별 편익 비용비를 비교한 결과 목표기간I에서는 저류지E, 목표기간II, 목표기간III에서는 배수펌프D가 홍수저감을 위한 타당한 대안으로 판단되었다. 본 연구의 결과를 통해 기후변화 적응을 위한 치수사업 시 주요사례로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.