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딥러닝 기반 윤곽정보 추출자를 활용한 RPC 보정 기술 적용성 분석 (Analysis of Applicability of RPC Correction Using Deep Learning-Based Edge Information Algorithm)

  • 허재원;이창희;서두천;오재홍;이창노;한유경
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.387-396
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    • 2024
  • 대부분의 고해상도 위성영상은 rational polynomial coefficients (RPC) 정보를 제공하여 지상좌표와 영상좌표 간 변환을 수행한다. 그러나 초기 RPC에는 기하학적 오차가 존재하여 ground control points (GCPs)와의 정합을 통해 보정을 수행하여야 한다. GCP chip은 항공정사영상에서 추출한 높이 정보가 포함된 작은 영상 패치(patch)이다. 많은 선행연구에서는 영역 기반 정합 기법을 사용하여 고해상도 위성영상과 GCP chip 간 정합을 수행하였다. 계절적 차이나 변화된 지역이 존재하는 영상에서는 화소값에 의존하는 정합이 어렵기 때문에 윤곽 정보를 추출하여 정합을 수행하기도 한다. 그러나 일반적으로 사용하는 canny 기법으로 정합에 용이한 윤곽을 추출하기 위해서는 위성영상의 분광 특성에 적절한 임계치를 설정해주어야 하는 문제가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 위성영상의 지역별 특성에 둔감한 윤곽 정보를 활용하여 RPC 보정을 위한 정합을 수행하고자 한다. 이를 위해 딥러닝 기반 윤곽 정보 추출 네트워크인 pixel difference network (PiDiNet)를 활용하여 위성영상과 GCP chip의 윤곽맵(edge map)을 각각 생성하였다. 그 후 생성된 윤곽맵을 normalized cross-correlation과 relative edge cross-correlation의 입력데이터로 대체하여 영역 기반의 정합을 수행하였다. 마지막으로 RPC 보정에 필요한 변환모델 계수를 도출하기 위하여 data snooping 기법을 반복적으로 적용하여 참정합쌍을 추출하였다. 오정합쌍을 제거한 참정합쌍에 대해 root mean square error (RMSE)를 도출하고 기존에 사용하던 상관관계 기법과 결과를 정성적으로 비교하였다. 실험 결과, PiDiNet은 약 0.3~0.9 화소의 RMSE 값 분포를 보였으나 canny 기법에 비해 두꺼운 윤곽을 나타내어 일부 영상에서 미세하게 정확도가 저하되는 것을 확인하였다. 그러나 위성영상 내 특징적인 윤곽을 일관적으로 나타냄으로써 정합이 어려운 지역에서도 정합이 잘 수행되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 윤곽 기반 정합 기법의 강인성을 개선하여 다양한 지역에서의 정합을 수행할 수 있을 것으로 예상된다.

위성영상 기반 토양수분을 활용한 남북한의 돌발가뭄 특성 비교 (Evaluation of flash drought characteristics using satellite-based soil moisture product between North and South Korea)

  • 이희진;남원호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제57권8호
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    • pp.509-518
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    • 2024
  • 돌발가뭄(Flash drought)은 급격한 기상 및 환경요인의 변화를 통해 단기간 급속하게 발생하는(rapid-onset) 가뭄으로 정의된다. 최근에는 전 세계적인 기상이상으로 인해 돌발가뭄의 발생빈도가 증가하고 있으며, 폭염 및 강수부족 등의 선행원인을 중심으로 다양한 연구가 수행되고 있다. 돌발가뭄과 같은 극단적인 수문현상은 사전에 대비하지 않으면 농업, 식량 및 도시 상수도 안보에 극심한 피해가 발생할 수 있다. 특히, 북한은 자연재해에 취약한 국가 중 하나로, 자연재해에 대해 대응할 수 있는 사회기반시설 부족으로 인해 사회적, 경제적으로 어려움을 겪고 있으며, 2014~2015년에 걸쳐 발생한 100년 빈도의 극심한 가뭄으로 인해 식량난, 전력난 등의 심각한 피해를 보았다. 본 연구에서는 토양수분 관측위성인 Advanced Microwave Scanning Radiometer-2(AMSR2) ascending X-band 토양수분 자료의 백분위수를 활용하여 주단위 Flash Drought Intensity Index (FDII)를 산정하였으며, 2013년부터 2022년까지 10년간 한반도의 돌발가뭄 특성을 분석하였다. 한반도 전역의 관개기를 대상으로 월별 공간분포를 분석한 결과, 북한 지역에서는 토양수분의 급격한 감소로 인해 가뭄 심화율(FD_INT)이 크게 나타났으며, 남한 지역은 가뭄 심각도(DRO_SEV)가 크게 나타났다. 또한, 지역별 시계열 분석을 통해 남북한의 강원도 지역에서 FD_INT, DRO_SEV가 모두 크게 나타났다. 지역별 확률 밀도 추정 결과, 남북한의 FD_INT 차이가 뚜렷하게 나타났으며, 남한 지역은 DRO_SEV의 높은 값이 주로 분포하여 심각한 가뭄의 발생확률이 높게 나타났다. 북한 지역의 FDII가 큰 값에서 높은 밀도를 보이면서 북한 지역의 돌발가뭄 발생 횟수, 피해 등이 남한 지역보다 높은 것으로 분석되었다. DRO_SEV와 증발스트레스지수(Evaporative Stress Index, ESI)의 한반도 전역에 대한 상관성을 분석하여 0.4~0.6 수준의 강한 양의 상관관계를 확인하였다. 본 연구에서 제시하는 토양수분 백분위수 활용 방법을 통해 남한보다 북한 지역이 돌발가뭄에 취약한 환경으로 판단되며, 돌발가뭄은 토양수분의 지속적인 결핍보다 급격한 감소가 더 큰 영향이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 향후 돌발가뭄 감지 및 예측 기술 개발에 활용하여 재해 예방 및 대응에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

당도가 높은 사계성 딸기 '진하' 육성 (Breeding of New Ever-bearing Strawberry 'Jinha' with High Soluble Solid Content)

  • 이종남;서종택;김수정;김기덕;김혜진;최미자;윤복례;손황배;김율호;홍수영
    • 한국자원식물학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.386-391
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    • 2024
  • 여름재배용 사계성 딸기 '진하'(Fragaria × ananassa Duch.) 품종은 2019년 농촌진흥청 국립식량과학원 고령지농업 연구소에서 육성되었다. 2011년 경도가 높고 대과성인 중일성 딸기 품종 'Albion'을 모본으로 하고, 모양이 좋고 고온에 강한 사계성 딸기 품종 '고하'를 부본으로 하여 교배하였다. 2012년 파종 후 육묘하여 4월 정식하였다. 정식 후 사계성, 과실크기, 경도, 당도 등을 조사하여 사계성이며, 경도가 높고 수량성이 높을 것으로 예측되는 1개체를 실생선발하였다. 본 계통을 여름작형에서 2013년 우수계통 선발, 2014년 생산력검정, 2015년 특성검정, 2016년 지역적응성 검정을 수행하였다. 시험결과 당도가 높아 맛이 좋으며, 품종육성 목표에 가장 근접한 이 계통을 '새봉 11호(12-6-561)'로 계통명을 부여하였다. 2019년 직무육성품종 선정위원회에서 신품종으로 선정되어 '진하(Jinha)'로 명명되었다. '진하'의 초형은 반개장형이며, 초세는 중간이다. 과실모양은 원추형이며, 과색은 홍색이다. '진하'의 초장은 대조품종 'Flamenco'와 비슷하나 엽수가 많은 편이다. 그러나 화방장은 35.5 cm 대조품종인 'Flamenco'의 24.7 cm보다 10.8 cm 더 길다. 또한 화방수는 14.4개가 출현되어 대조품종보다 4.1개가 더 발생된다. '진하'의 평균과중은 10.1 g으로 'Flamenco'의 9.3 g보다 0.8 g 더 무겁다. 또한 당도는 10.2 °Brix로 'Flamenco'보다 2.0°Brix 더 높다. '진하'의 상품수량은 25,931 kg·ha-1로 'Flamenco'의 5,900 kg·ha-1보다 훨씬 많지만 일반적인 사계성 딸기품종 수량과 유사하다. 따라서 신품종 사계성 딸기 '진하'는 다른 사계성 품종보다 당도가 높고 모양이 좋아 제과용 시장에서 큰 인기가 있을 것으로 기대된다.

비룡산과 배바위산 일대(경상북도)의 관속식물상 (A Flora of Vascular Plants in Biryongsan Mt. and Baebawhisan Mt. (Gyeongsangbuk-do))

  • 강호연;정선;김재영;조형준;정규영
    • 한국자원식물학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.360-385
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    • 2024
  • 본 연구는 봉화군에 위치한 비룡산(1,197 m)과 배바위산(967 m)의 관속식물 분포를 파악하고 특산식물, 희귀식물, 귀화식물 등의 분포를 파악하여 자연자원의 효율적인 관리와 자연생태계보전의 기초자료를 제공하기 위하여 실시되었다. 2019년 4월부터 2022년 8월까지 총 13회에 걸쳐 관속식물상을 조사한 결과, 비룡산과 배바위산에 자생하는 관속식물은 총 108과 334속 506종 17아종 44변종 3품종 570분류군으로 확인되었다. 이 중 한국특산식물은 할미밀망(Clematis trichotoma Nakai), 새며느리밥풀[Melampyrum setaceum var. nakaianum (Tuyama) T.Yamaz.], 처녀치마(Heloniopsis koreana Fuse, N.S.Lee & M.N.Tamura) 등 12분류군이었다. 또한 국립수목원에서 적색목록에 포함한 희귀식물은 위기종(EN)인 두메닥나무[Daphne pseudomezereum var. koreana (Nakai) Hamaya] 1분류군, 취약종(VU)인 백작약[Paeonia japonica (Makino) Miyabe & Takeda], 꼬리진달래(Rhododendron micranthum Turcz.), 산토끼꽃(Dipsacus japonicus Miq.) 등 3분류군, 약관심종 (LC)인 너도바람꽃(Eranthis stellata Maxim.), 도깨비부채 (Rodgersia podophylla A.Gray), 금강제비꽃(Viola diamantiaca Nakai), 덩굴꽃마리[Trigonotis icumae (Maxim.) Makino] 등 4분류군으로 총 8분류군이 조사되었다. 식물구계학적 특정 식물은 총 104분류군으로, 이중 IV등급에 우산물통이[Elatostema umbellatum (Siebold & Zucc.) Blume], 회리바람꽃(Anemone reflexa Steph. ex Willd.), 참바위취(Saxifraga oblongifolia Nakai) 등 10분류군, III등급에 물박달나무(Betula davurica Pall.), 왕팽나무(Celtis koraiensis Nakai), 노루삼(Actaea asiatica H.Hara), 금강제비꽃(Viola diamantiaca Nakai) 등 28분류군이 확인되었다. 귀화식물은 애기수영(Rumex acetosella L.), 소리쟁이(Rumex crispus L.), 미국자리공(Phytolacca americana L.) 등 42분류군으로 조사 되었으며, 분류군의 유용성에 따른 구분에 의하면 약용이 461분류군, 식용이 403분류군, 관상용이 306분류군, 공업용이 221분류군이었으며, 용도가 밝혀지지 않은 식물은 17분류군이었다.

유네스코 세계유산 문화경관 등재 경향 분석 (An Analysis of Inscription Trends of UNESCO World Heritage Cultural Landscapes)

  • 이제이;성종상
    • 한국조경학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.18-31
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    • 2024
  • 본 연구는 유네스코 세계유산으로 등재된 121개 문화경관의 등재 경향과 특성을 종합적으로 분석하여 문화경관 유산의 특성과 가치를 이해하고, 향후 문화경관으로 등재할 유산의 선정 기준과 등재 방안을 모색하는 데 목적이 있다. 이를 위해 UNESCO 세계유산센터 홈페이지에서 제공하는 공식 문서와 데이터베이스를 바탕으로 각 문화경관의 기본 정보와 속성 정보를 수집하여 기술통계 분석을 실시하고, 분석 결과를 보다 입체적으로 이해하기 위해, 도출된 주요 경향성과 관련된 개별 문화경관 사례를 추가적으로 검토하였다. 분석 결과, 문화경관은 유럽과 아시아에 집중되어 있으며 1992년 이후 등재 건수가 꾸준히 증가해 왔음을 확인하였다. 문화경관은 인간과 자연의 상호작용을 반영한 경관의 독특성, 전통문화와 토지 이용 방식의 중요성 등을 인정받아 주로 등재기준 (iv), (iii), (v), (ii)를 중심으로 등재되고 있다. 또한 문화경관은 크게 의도적으로 설계된 경관, 유기적으로 진화된 경관, 연상적 경관 등 세 가지 유형으로 구분되는데, 그 중에서도 농업, 산업 등 인간 활동과 자연환경의 장기적 상호작용을 통해 형성된 유기적으로 진화된 경관이 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 분석 결과는 세계유산 문화경관이 자연과 문화, 유형과 무형, 물질과 비물질을 아우르는 복합적 가치 체계를 지니고 있음을 시사한다. 이는 문화유산 인식과 보전 방식에 근본적인 전환을 요구하는 것으로, 개별 요소가 아닌 전체적 맥락을 중시하고 경관의 동적 변화 과정 자체에 주목하는 통합적 접근을 필요로 한다. 나아가 문화경관은 지속가능한 발전 모델로서 지역 정체성 확립, 공동체 회복력 강화, 지속가능한 경제 발전 등에 기여할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 따라서 문화경관의 보전과 관리에는 경관의 역동적 진화 과정을 총체적으로 조망하는 관점과 지역 공동체와 이해당사자들의 적극적 참여에 기반한 거버넌스 체계가 요구된다. 본 연구는 문화경관의 특성과 가치에 대한 심층적 이해를 제고하고, 향후 문화경관 유산의 선정과 관리를 위한 기초 자료를 제공한다는 데 의의가 있다.

금강 상류역의 천연기념물 어름치의 복원 평가 및 보전방안 (Evaluation on the Restoration and Conservation of Natural Monument Species, Hemibarbus mylodon (Pisces: Cyprinidae: Gobioninae) in Geumgang River Upstream Area)

  • 송하윤;곽영호;홍창기;권수정;김정배;이완옥
    • 한국어류학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.240-252
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    • 2024
  • 2021년부터 2024년까지 금강과 무주남대천에서 천연기념물종인 어름치 Hemibarbus mylodon의 분포현황을 조사하였다. 2021년부터 2023년까지 충청남도 금산군의 금강 상류에서 5마리를 채집하였다. 2021년부터 2024년까지 무주남대천 15개의 정점을 조사하여 7개 정점에서 치어 1,592개체를 채집하여 서식을 확인하였다. 치어의 주요 서식지 특성은 유속이 완만한 여울 또는 소 (pool)가 형성된 무주남대천 중상류 지역으로 하천바닥에 암석과 모래가 깔린 수심 0.3~1.5 m, 유속 0.14~0.16 m/s로 나타났다. 산란 후 5월부터 10월까지 전장빈도분포법을 이용해 추정한 어름치 연령군은 체장 10~65 mm는 0세, 75~90 mm는 만 1세 연령군으로 추정하였다. 120 mm 이상 그룹은 2세, 190~250 mm 이상 그룹은 3세 이상으로 추정하였다. 2024년에는 무주남대천 15개의 조사 정점 중 6개 정점에서 총 35개의 어름치 산란탑을 확인하였다. 어름치 산란장소는 여울이 시작되는 여울 상부로 수심은 30~60 cm(평균 48.2 cm)로 돌과 자갈로 덮여 있었으며, 유속은 0.13~0.34 m/sec (평균 0.25 m/sec)였다. 산란탑의 크기는 길이 35~48 cm(평균 40.7 cm), 폭 25~37 cm(평균 34.5 cm), 높이 5~12 cm(평균 8.6 cm)로 나타났다. 따라서 무주남대천에 재도입된 어름치는 성공적으로 자연서식지내 정착 및 개체수가 증가하였다.

질소수지에 의한 환경특성과 영농방법별 벼농사의 수질영향 평가 (Estimation of Rice Cultivation Impacts on Water Environment with Environmental Characteristics and Agricultural Practices by Nitrogen Balances)

  • 노기안;김민경;고병구;김건엽;심교문;이덕배
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.439-446
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    • 2009
  • 벼농사가 수질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 지역별 논의 질소수지를 평가하였다. 질소의 유입량은 비료 시용량, 강우 및 관개에 의한 수계공급량, 토양질소의 무기화량 및 질소 고정량 등을 합하여 추정하였고, 질소의 유출량은 배출수나 지하침투수를 통한 수계유출량, 암모니아 휘산과 탈질에 의한 대기 중으로의 손실량, 무기질소의 유기화 및 작물에 의한 흡수량을 합하여 평가하였다. 지역별 환경 특성은 토양 중 유기물함량, 쌀 수확량, 관개수 중의 질소함량, 토양통 분포면적에 의한 토양침투속도 등을 이용하여 추정하였다. 지역별로 환경특성을 고려하여 벼농사가 수질에 미치는 영향을 평가한 결과 경기도와 충청남도의 질소 수지가 각각 -5.4와 $-8.3kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$으로 이 지역에서의 벼농사는 주변 수계로부터 질소를 흡수하여 농업에 활용하는 수질정화의 기능이 다른 지역에 비해 상대적으로 큰 것으로 평가되었다. 반면 강원도와 경상남도는 각각 4.9와 $14.0kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ 으로 유입량보다 유출량이 오히려 많아 질소를 배출하는 것으로 평가되었다. 시비량이 $110kg\;ha^{-1}$로 동일하다는 조건하에 우리나라 관개수 중의 질소함량이 평균 $1mg\;L^{-1}$ 증가할 경우 벼농사는 $-2.9kg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$의 수질 개선효과가 있으며, 전국적으로는 벼논의 질소 흡수량이 연간 2,616 Mg이나 증가하는 것으로 추정되었으며, 농업용수의 오염도가 상대적으로 높은 도시인근 지역이 관개수가 깨끗한 지역보다 벼농사에 의한 수질정화 효과가 크다는 것을 알 수 있었다. 동일한 수확량 조건에서 시비량을 $110kg\;ha^{-1}$에서 $90kg\;ha^{-1}$으로 줄일 경우 질소정화 기능은 전국적으로 10,600 Mg이 증가하고 수질정화 기능을 수행하는 면적도 확대됨을 알 수 있었다. 또한, 쌀 수확량 $5,000kg\;ha^{-1}$을 100%로 가정할 경우 질소 시비량은 $110kg\;ha^{-1}$, 수확량이 100%인 경우 질소수지는 $-0.3kg\;ha^{-1}$이었지만 시비량을 $90kg\;ha^{-1}$으로 줄이고 수확량도 100%에서 90%와 85%로 줄이면 질소수지는 각각 -11.7, -2.3 및 $2.4kg \;ha^{-1}$으로 시비량을 줄여도 수확량을 동시에 줄이면 질수수지의 개선효과가 떨어지며, 수량을 85%로 줄이면 수질에 미치는 영향을 나타내는 질소수지는 $110kg\;ha^{-1}$을 시비할 때보다 오히려 더 나빠지는 것으로 평가되었다. 이상의 결과들로 볼 때 벼농사가 수질환경에 미치는 영향은 관개수 수질, 토양물리 및 화학성 등의 자연환경에 따라 달라지므로 지역의 자연환경 특성을 최대로 활용하여, 벼 재배에 의한 수질정화기능을 최대로 활용하는 영농기술도입이 필요한 것으로 판단된다. 또한 현재 시비량을 줄이고 이에 따라 수확량도 줄어들 것이라는 전제의 영농방법으로서는 벼농사에 의한 수질오염 방지를 효과적으로 달성할 수 없으며, 시비량은 줄이되 토양과 관개수 중의 영양물질을 최대한으로 활용하여 최고의 수확량을 유지하는 것이 벼농사의 주변 수계에 대한 오염물질 발생을 줄이고 수질정화 기능을 증대시키는 가장 좋은 친환경농업라고 판단된다.

광주시 소매업의 입지와 주민의 효율적 이용에 관한 연구 (A Study on the Location of Retail Trade in Kwangju-si and Its Inhabitants와 Effcient Utilization)

  • 전경숙
    • 대한지리학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.68-92
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    • 1995
  • 소매업은 경제, 사회, 문화, 정치를 배경으로 소비자의 요구에 부응하며 발전해 가 기 때문에 지역구조의 이해라는 측면에서 증요한 연구 주제이다. 또한 소매업은 일상생활을 영위하기 위한 기본적인 기능이므로, 이에 대한 이해는 삶의 질 향상이라는 측면에서도 중 요하다. 최근, 우리나라는 주민소득의 향상과 그에 따른 수요의 다양화, 개성화, 그리고 정보 화 사회로의 이행, 대기업 및 외국유통업의 참여, 정부의 유통산업 근대화 작업 등 소매업 환경의 변화와 함께 소매업이 크게 변화하고 있다. 따라서 미래의 변화 예측과 바람직한 발 전 방향이 제시되어야 함에도 불구하고, 이에 대한 연구가 미흡하다. 이에 광주시를 연구대 상지역으로 선정하여, 소매업의 입지와 그에 대한 주민의 이용 행태, 그리고 주민의 바람직 한 이용방안을 분석하였다. 이는 입지행태라는 순수한 학문적기여 뿐 아니라, 지역의 효율성 과 평등성의 실현이라는 응용면에서도 중요한 의의를 지닌다.

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경상분지 남동부 일대의 백악기 및 제3기 암류에서 발달하는 단층분절의 분포특성 (Distributional Characteristics of Fault Segments in Cretaceous and Tertiary Rocks from Southeastern Gyeongsang Basin)

  • 박덕원
    • 암석학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.109-120
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    • 2018
  • 경상분지 남동부 일대의 백악기 및 제3기 암류에서 발달하는 단층분절에 대한 분포특성을 도출하였다. 선형을 보이는 267조의 단층분절은 광역 지질도 상에서 표시된 곡선의 단층선에서 추출하였다. 첫째, 단층분절에 대한 방향각(${\theta}$)-길이(L)의 도면을 작성하였다. 관계도에서 단층분절의 전반적인 분포형태를 도출하였다. 도면의 분포곡선은 전체 형태에 따라서 4개의 구간으로 구분하였다. 상기 구간의 정점에 해당하는 북북동, 북북서 및 서북서의 방향은 양산, 울산 및 가음 단층계의 방향을 시사한다. 단층분절의 집단은 최대 정점에 해당하는 $N19^{\circ}E$의 방향에 대하여 거의 대칭 분포를 보여 준다. 둘째, 방향각-빈도수(N), 평균 길이(Lm), 총 길이(Lt) 및 밀도(${\rho}$)의 도면을 작성하였다. 관계도에서 상기한 도면의 전 영역을 분포곡선의 분포상에 의하여 19개의 영역으로 구분하였다. 상기한 영역의 정점에 해당하는 방향은 암체에 가해진 대표적인 응력의 방향을 시사한다. 셋째, 18개의 부집단에 대한 길이-누적 빈도수 그래프를 작성하였다. 관계도에서 지수(${\lambda}$)는 시계방향($N10{\sim}20^{\circ}E{\rightarrow}N50{\sim}60^{\circ}E$)과 반시계방향($N10{\sim}20^{\circ}W{\rightarrow}N50{\sim}60^{\circ}W$)으로 갈수록 증가한다. 반면 길이의 분포 폭 및 평균 길이는 감소한다. 서로 다른 진화 특성을 갖는 상기한 부집단에 대한 도면은 진화과정의 한 단면을 나타내고 있다. 넷째, 18개의 그래프에 대한 종합 분포도를 작성하였다. 관계도에서 상기한 그래프를 분포 구역에 따라 5개의 그룹(A~E)으로 분류하였다. 단층분절의 길이는 그룹 E ($N80{\sim}90^{\circ}E{\cdot}N70{\sim}80^{\circ}E{\cdot}N80{\sim}90^{\circ}W{\cdot}N50{\sim}60^{\circ}W{\cdot}N30{\sim}40^{\circ}W{\cdot}N40{\sim}50^{\circ}W$) < D ($N70{\sim}80^{\circ}W{\cdot}N60{\sim}70^{\circ}W{\cdot}N60{\sim}70^{\circ}E{\cdot}N50{\sim}60^{\circ}E{\cdot}N40{\sim}50^{\circ}E{\cdot}N0{\sim}10^{\circ}W$) < C ($N20{\sim}30^{\circ}W{\cdot}N10{\sim}20^{\circ}W$) < B ($N0{\sim}10^{\circ}E{\cdot}N30{\sim}40^{\circ}E$) < A ($N20{\sim}30^{\circ}E{\cdot}N10{\sim}20^{\circ}E$)의 순으로 증가한다. 특히 그래프의 형태는 균등 분포에서 지수 분포로 점차 변화한다. 마지막으로, 단층분절의 길이에 대한 여섯 개 변수의 값을 5개 그룹으로 구분하였다. 여섯 개 변수 중, 평균 길이 및 가장 긴 단층분절의 길이는 그룹 III ($N10^{\circ}W{\sim}N20^{\circ}E$) > IV ($N20{\sim}60^{\circ}E$) > II ($N10{\sim}60^{\circ}W$) > I ($N60{\sim}90^{\circ}W$) > V ($N60{\sim}90^{\circ}E$)의 순으로 감소한다. 그룹 V에 속하는 단층분절의 빈도수, 최장 길이, 총 길이, 평균 길이 및 밀도가 가장 낮은 값을 보여 준다. 5개 그룹 사이의 상기 배열순은 단층분절의 상대적인 생성시기와의 상관성을 시사한다.

동적 $[^{11}C]Raclopride$ 뇌 PET의 움직임 보정이 선조체 내인성 도파민 유리 정량화에 미치는 영향 (Effects of Motion Correction for Dynamic $[^{11}C]Raclopride$ Brain PET Data on the Evaluation of Endogenous Dopamine Release in Striatum)

  • 이재성;김유경;조상수;최연성;강은주;이동수;정준기;이명철;김상은
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.413-420
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    • 2005
  • 목적: 수용체 결합능 정량화를 위해서는 방사성추적자의 동태를 충분히 관찰하기 위해서 보통 뇌 PET 영상을 60-120분 정도 얻어야 한다. 이처럼 장기간 PET 영상을 얻게 되는 경우 보통 피험자의 수의적/불수의적 움직임을 피할 수 없고 이러한 피험자의 머리 움직임은 재구성된 PET 영상의 공간해상도를 저하시키고 측정된 방사능 농도의 정확성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이 연구에서는 동적 영상 정보만을 이용하여 피험자의 머리 움직임을 보정할 수 있는 방법을 개발하고 이를 피험자의 움직임이 불가항력적인 뇌활성화 도파민 D2 수용체 영상에 적용하여 움직임 보정이 리간드 결합능 및 외부 자극에 의한 도파민 유리(release) 정량화에 미치는 영향을 평가하였다. 대상 및 방법: 4명의 정상인 자원자에서 비디오 게임에 의한 도파민 유리를 평가하기 위한 실험으로 순간+연속 주입법을 이용하여 얻은 $[^{11}C]raclopride$ PET 영상을 이용하였으며 실제로 도파민 유리를 계산하기 위해서 필요한 프레임들만을 선별해서 영상 정합 기법을 적용하였다. 즉, $[^{11}C]raclopride$을 투여한 후 선조체에서의 리간드의 특이적 결합이 항정상태(steady state)에 최초로 도달하는 과제 수행 전 (30-50 분) 영역과, 비디오 게임 과제에 의해 도파민이 유리된 후 다시 항정상태에 도달하는 70-90분, 비디오 게임을 멈춘 후 다시 항정상태에 도달하는 110-120 분 데이터에만 움직임 보정 기법을 적용하는 방식이다. 각 항정상태 구간은 보통 2-4개의 프레임으로 구성되므로 먼저 이들 프레임들간의 영상정합을 수행(intra-condition registration)하여 평균 영상을 만들고 이들 평균 영상들을 정합하여 최종적으로 움직임 보정(inter-condition registration)을 하였다. 게임 수행 전후의 도파민유리를 평가하기 위하여 머리 움직임 보정 전후의 게임 과제 수행 전후의 결합능 백분율 변화를 구하였으며 각 조건에 대한 결합능 파라미터 영상을 구하고 움직임 보정 전후의 결합능 영상의 화소별 차이를 SPM2를 이용한 t-test(쌍체 검정)로 알아보았다. 결과: 움직임 보정 전후의 영상을 비교하였을 때, 움직임 보정 전 영상에서, 게임 수행시 영상이 게임을 위한 스크린 위치에 따른 시야 변동으로 게임 수행전 영상에 비하여 앞쪽 아래로 기울어져 있음을 알 수 있었으며 이러한 경향은 대상 피험자 모두에서 관찰되었다. 보정 전 영상으로부터 측정된 비디오 게임에 의한 도파민 유리는 putamen에서 29%, caudate head에서 57%, ventral striatum에서 17% 였으나, 보정 후 영상으로부터 구한 도파민 유리는 이들 영역에서 각각 3.9%, 14,1%, 0.6%로 움직임 보정을 하지 않은 경우 선조체 모든 구소물에서 결합능 감소, 즉 게임에 의한 도파민 유리가 과대평가됨을 알 수 있다. SPM 분석결과에서도 움직임을 보정하지 않은 영상을 이용한 경우, 선조체 구조물에서의 결합능 감소와 움직임에 의한 영상강도 저하가 복합적으로 영향을 주어 결합능 차이가 매우 유의하게 평가되었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다.