• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.279-279
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• 2021

위성영상정보는 센서의 종류, 취득, 분석, 재난과 위성영상 특성 매칭 등의 제약으로 재난 상황에서 제한적으로 사용되었다. 일반적으로 인공위성의 종류는 탑재한 센서의 정보제공 능력 범위에 따라 분류 가능하며 이에 따라 대상 범위가 결정된다. 본 연구에서는 재난의 예측, 탐지, 사후처리를 위한 위성자료의 취득과 활용을 위해 다양한 위성과 탑재된 센서의 궤도, 공간 해상도, 파장대 등의 특성에 대하여 분석하고 재난유형별로 최적 위성영상을 선정하였다. 행정안전부에서는 재난과 재해의 유형을 자연재난(10종)과 사회재난(27종)으로 분류하였다. 위성영상 활용이 가능한 재난 유형은 가시적으로 확인이 가능한 자연재난에 해당하며 그 중 태풍, 홍수, 가뭄, 산불 등 총 4종의 재난유형별로 가용한 최적의 위성영상을 분석하였다. 재난관측에 사용 가능한 대표적인 탑재체의 종류는 극궤도 지구관측 위성에서 광학과 SAR로 구분할 수 있다. 각 기본 특성에 따라 제공되는 정보의 종류가 분류되며 광학 센서는 태양복사 및 지구복사에너지 파장 영역 중 가시광선-근적외선-단파적외선-열적외선 파장대 영역의 분광 정보를 제공할 수 있는 다중 밴드들로 구성된다. 지표의 특정 대상이나 물질을 탐지하고 변화를 감지·분석하는데 유용하여 홍수, 태풍, 지진 등 자연 및 사회 재난·재해 관측에 유용하게 이용된다. SAR 센서는 장파장의 전자기파를 방출한 후 돌아오는 신호를 활용하여 대상에 대한 정보를 획득한다. 대기의 효과 및 요소를 투과하는 주파수 대역별 장파장 밴드 정보를 활용하여 고해상도의 대상 표면, 위치, 형태 등의 정보를 측량 및 관측하므로 중·광역 지역에 제약 없이 영상정보를 획득할 수 있어 산사태, 홍수, 지진, 등의 재난 모니터링에 유용하다. 이러한 다종 위성별 센서들의 특징(공간 해상도, 파장대별 밴드 특성, 관측폭, 재방문 주기 등)들을 분석하여 재난유형별로 가용한 무료/상용 지구관측위성을 분류한 결과 태풍에는 광역관측, 정지궤도 위성, 홍수에는 광학 및 SAR 고해상도 위성, 가뭄은 광역관측, 다분광 광학 위성 그리고 산불에는 정지궤도, 광학, SAR 위성이 적합함을 알 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Postharvest Science and Technology of Agricultural Products Conference
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• 2003.04a
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• pp.120-121
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• 2003

과수원에서 재배되는 배는 과수원 내의 위치, 시비, 토양 등의 요인에 따라 다양한 품질을 나타내며, 당도와 숙도의 편차가 크기 때문에 과수농가에서는 경험에 의존하여 적정 숙기로 판단되는 배를 수확하고 있다. 그러나 과학적이지 못한 사실에 기초한 수확 관행은 시장유통되는 배에 대하여 소비자들의 신뢰성 저하를 초래하게 되고 소비 감소와 더불어 농가 소득 감소로 이어지게 된다. 최근, 전국의 청과물 산지유통센터에는 근적외선을 이용하여 과일 내부의 당도, 산도, 결함 등을 실시간으로 판정할 수 있는 비파괴 선별기가 보급되고 있으나 이는 수확이후의 선별.규격화 유통을 위한 것이다. 본 연구에서는 이와는 달리, 수확 이전, 즉 재배 단계에서 배의 당도와 숙도를 판정하여 수확적기를 판단할 수 있도록 나무에 매달린 배에 대하여 가시광선과 근적외선 반사스펙트럼을 측정할 수 있고 이를 이용하여 당도와 숙도가 판정가능한 휴대형 센서를 개발하였으며, 개발된 시작기를 이용하여 당도판정의 가능성을 시험하였다. 휴대형 당도판정센서는 광원과 광섬유프로브, 광검출부, 당도판정부, 전원공급부로 구성된다. 광원은 할로겐램프(6V)를 이용하였고, 광섬유프로브는 동심원 형태로서 외부의 광섬유를 통하여 광원에서 시료로 빛이 조사되게 하고, 내부의 광섬유를 통하여 광검출기로 확산반사되는 광이 전달될 수 있도록 하였다. 전원공급부는 휴대와 충전이 가능한 배터리(12V, 2AH)와 이 배터리에서 정전류가 광원으로 보내어 질 수 있도록 제작된 회로로 구성하였다. 당도 판정을 위하여 518nm에서 1046nm의 파장대역에서의 반사스펙트럼을 이용하였고, 레퍼런스로써 백색 테플론 구를 제작하여 사용하였다. 수원 농산물 도매시장에서 판매중인 2002년산 신고 배를 구매하고, 시작기를 이용하여 총 113개의 배에 대한 반사스펙트럼을 측정하였다. 다음으로 굴절당도계로 당도값을 측정하고 반사스펙트림을 이용하여 당도값을 예측하기 위한 부분최소제곱회귀(PLSR)모델을 개발하였다. 여기서 모델의 정밀도는 교차검정법을 이용하여 검증하였다. 시료 표면과 광섬유프로브와의 접촉상태 불균일, 광원의 시간에 따른 경시 변화, 과일 형상의 차이 등에 의하여 측정된 반사스펙트럼은 상당한 변이를 나타내었으므로 이를 보정하기 위하여 반사 스펙트럼은 다분산보정처리하여 이용하였다. 당도 예측용 PLSR모델 개발의 결과, 모델의 결정계수($R^2$)는 0.67, SEC는 $\pm$0.4brix.로 나타났으며, 교차검정에 의한 미지 시료의 예측에서 총 113개의 미지 시료에 대한 결정계수는 0.57, SEP는 $\pm$ 0.46brix.로 나타났으며, 이는 현장에서 충분히 활용가능할 것으로 판단되었다. 금후, 전체 시스템의 부피와 중량을 줄이고 각 부분품들의 전력소모의 최소화할 수 있도록 개선할 계획이다.

• KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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• v.54 no.1
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• pp.55-60
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• 2009

This study was conducted to measure tea surface colors using the visible bands ($400{\sim}700$ nm) with near-infrared spectroscopy (NIRS). The surface colors of 117 tea products were measured with a colorimeter. The $a^*/b^*$ (CIE color scale) or a/b (Hunter color scale) ratios in different tea products accounted for about 99.7% of the variation in fermentation degree (FD), indicating that the $a^*/b^*$ (a/b) ratio is a very useful trait for assessing fermentation degree. Also tea powders were scanned in the visible bands used with NIRS. Calibration equations for surface colors and fermentation degree were developed using the regression method of modified partial least-squares (MPLS) with internal cross validation. The equations had low SECV (standard errors of cross-validation), and high $R^2$ (coefficient of determination in calibration) values with $0.779{\sim}0.999$, indicating that the whole bands ($400{\sim}2500\;nm$) with NIRS could be used to rapidly measure traits related to surface color, fermentation degree and other chemical components in tea products with high precision and ease at a time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.249-249
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• 2011

투명전도성산화물(transparent conducting oxides, TCOs) 박막은 전기 전도성과 광투과성이 우수하여 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 태양전지(solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 광전자 소자에 널리 응용되고 있다. 특히 LED에서 p-GaN층에서 전류가 층안에서 충분하게 확산되지 않기 때문에, TCO는 균일하게 전류를 흘려보내기 위해서 전류확산층(current spreading layer)으로 사용된다. 그 중 널리 쓰이는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)은 고가의 indium가격과 인체에 유해한 독성 등이 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 indium의 함량을 저감하거나 함유하지 않은 새로운 조성의 친환경적 대체 TCO 개발에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 반도체 재료 중 하나인 AZO (Al-doped zinc oxide, Al2O3 : 2wt.%)는 3.3 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지며, 가시광선 및 근적외선 파장영역에서 높은 투과율을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 GaN기반 LED 응용을 위한 전류확산층으로 ITO 대신 AZO의 특성을 연구하였다. 박막 증착율이 높고, 제작과정의 조정이 용이한 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 glass기판 위에 AZO, Ni/AZO, NiOx/AZO를 증착하였다. 이어서 $N_2$ 분위기에서 다양한 온도 조건에서 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 전기적 광학적 특성에 대하여 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.147-147
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• 2017

우리나라에서는 수입 개방화 추세에 따라 공정한 유통질서 확립하고 국내 생산자와 소비자를 보호하기 위하여 원산지 표시제가 시행되고 있다. 그러나 수입 농산물과 국산 농산물의 큰 가격차이로 인하여 원산지를 허위 표시하는 경우가 증가하고 있다. 특히 쌀 관세화 전환 의무에 따른 수입산 쌀 증가하고 있으며 단립종과 중립종 수입산 쌀은 국내산 쌀과 외관이 유사하여 육안식별이 어려워 국내산 쌀로 둔갑할 우려가 있다. 이에 신속하고 비파괴적으로 쌀의 원산지를 판별할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내산 쌀과 중국산 쌀의 원산지를 신속하게 판별가능한 영상 처리기술을 개발하였다. 쌀은 국내에서 생산된 중립종 50점과 중국에서 생산된 단립종 및 중립종 51점이 수집되어 사용되었다. 쌀의 분광 영상은 초분광 가시광 및 근적외선 영상 시스템을 이용하여 측정하였다. 이 시스템은 할로겐-텅스텐 라인광, 시료 이송부, 초분광 영상 획득부로 구성되어 있다. 텅스텐-할로겐 라인광은 $15^{\circ}$ 각도로 대칭으로 시료에 조사되고 400 ~ 1000 nm 파장 영역의 반사광 영상 스펙트럼이 측정되었다. 초분광 영상 데이터는 광에 노출되지 않은 암실에서의 파장별 영상과 반사율이 99% 이상인 기준판의 파장별 영상을 이용하여 교정되었다. 부분최소제곱회귀법을 이용하여 쌀 원산지 판별모델 식을 개발하였고, 이 판별 모델식을 교정된 초분광 영상에 적용하여 영상처리 판별 모델을 개발하였다. 그 결과, 원산지 판별정확도가 97.4% 이상으로 나타났으며, 국내산과 중국산 쌀의 원산지 판별이 가능하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.34 no.5
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• pp.382-389
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• 2009

An in-situ probe-based spectrophotometer has been developed. This system used two spectrometers to measure soil reflectance spectra from 450 nm to 2200 nm. It collects soil electrical conductivity (EC) and insertion force measurements in addition to the optical data. Six fields in Kansas were mapped with the VIS-NIR (visible-near infrared) probe module and sampled for calibration and validation. Results showed that VIS-NIR correlated well with carbon in all six fields, with RPD (the ratio of standard deviation to root mean square error of prediction) of 1.8 or better, RMSE of 0.14 to 0.22%, and $R^2$ of 0.69 to 0.89. From the investigation of carbon variability within the soil profile and by tillage practice, the 0-5 cm depth in a no-till field contained significantly higher levels of carbon than any other locations. Using the selected calibration model with the soil NIR probe data, a soil profile map of estimated carbon was produced, and it was found that estimated carbon values are highly correlated to the lab values. The array of sensors (VIS-NIR, electrical conductivity, insertion force) used in the probe allowed estimating bulk density, and three of the six fields were satisfactory. The VIS-NIR probe also showed the obtained spectra data were well correlated with nitrogen for all fields with RPD scores of 1.84 or better and coefficient of determination ($R^2$) of 0.7 or higher.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.35 no.1
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• pp.1-11
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• 2015

In this study, an online seed potato sorting system using a visible and near infrared (40 1100 nm) transmittance spectral technique and statistical model was evaluated for the nondestructive determination of infected and sound seed potatoes. Seed potatoes that had been artificially infected with Pectobacterium atrosepticum, which is known to cause a soil borne disease infection, were prepared for the experiments. After acquiring transmittance spectra from sound and infected seed potatoes, a determination algorithm for detecting infected seed potatoes was developed using the partial least square discriminant analysis method. The coefficient of determination($R^2_p$) of the prediction model was 0.943, and the classification accuracy was above 99% (n = 80) for discriminating diseased seed potatoes from sound ones. This online sorting system has good potential for developing a technique to detect agricultural products that are infected and contaminated by pathogens.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.39 no.1
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• pp.13-21
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• 2021

High-resolution satellites such as Kompsat-3 and CAS-500 include optical cameras of MS (Multispectral) and PAN (Panchromatic) CCD (Charge Coupled Device) sensors installed with certain offsets. The offsets between the CCD sensors produce geometric discrepancy between MS and PAN images because a ground target is imaged at slightly different times for MS and PAN sensors. For precise pan-sharpening process, we propose a co-registration process consisting the physical sensor modeling and image matching. The physical sensor model enables the initial co-registration and the image matching is carried out for further refinement. An experiment with Kompsat-3 images produced RMSE (Root Mean Square Error) 0.2pixels level of geometric discrepancy between MS and PAN images.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.35 no.1
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• pp.24-29
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• 2024

We propose a hyperbolic metastructure based on a nanopatterned metal (Ag)-dielectric (PDMS) multilayer and report on its performance in an infrared (IR) cut-off filter for imaging devices. By optimizing the size of the square-shaped Ag nanopattern and the thickness of PDMS surrounding the Ag nanopattern, the proposed IR cut-off filter blocks 99% of light in the 0.70-1.01 ㎛ wavelength band while maintaining a high transmittance of over 94% in the visible region. Here, the cut-off wavelength band starts at a region above the epsilon-near-zero wavelength of the hyperbolic metastructure and ends at the point where plasmonic absorption appears strongly. It is observed that transmittance in the wavelength region longer than the IR cut-off band increases again due to plasmonic coupling among horizontally adjacent Ag nanopatterns. This metastructure can improve the performance of IR-blocking filters as well as allow it to be manufactured ultra-thin, which is applicable to various planar optical elements and integrated optical components.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.5
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• pp.565-570
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• 2017

The various techniques proposed previously to obtain a good antireflection(AR) coating induce a scattering of incident light by nanoparticles or control the refractive index by using different materials. This paper compares a suggested graded index profile with the quintic index profile previously suggested for producing an index profile that gives good performance from an AR coating. We assume the structure of the AR coating has three, six, and nine layers with 180 nm total thickness. The wavelength of incident light ranges from 300 nm to 1100 nm. We use the transfer matrix theory for a single layer to obtain the reflectivity of three, six, and nine layers. The reflectivity of two different index profiles with three, six, and nine layers is compared. As a result, the suggested graded index profile shows lower reflectivity than the quintic index profile with three layers, especially in the wavelength range from about 600 nm to 1100 nm. Therefore, we expect that these results can be applied to optical devices and filters in the range from visible(red) to near infrared.