• 제목/요약/키워드: 공간합성

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딥러닝 기반 스타일 변환 기법을 활용한 인공 달 지형 영상 데이터 생성 방안에 관한 연구 (A Study for Generation of Artificial Lunar Topography Image Dataset Using a Deep Learning Based Style Transfer Technique)

  • 나종호;이수득;신휴성
    • 터널과지하공간
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    • 제32권2호
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    • pp.131-143
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    • 2022
  • 달 현지 탐사를 위해 무인 이동체가 활용되고 있으며, 달 지상 관심 지역의 지형 특성을 정확하게 파악하여 실시간으로 정보화 하는 작업이 요구된다. 하지만, 정확도 높은 지형/지물 객체 인식 및 영역 분할을 위해서는 다양한 배경조건의 영상 학습데이터가 필요하며 이러한 학습데이터를 구축하는 과정은 많은 인력과 시간이 요구된다. 특히 대상이 쉽게 접근하기 힘든 달이기에 실제 현지 영상의 확보 또한 한계가 있어, 사실에 기반하지만 유사도 높은 영상 데이터를 인위적으로 생성시킬 필요성이 대두된다. 본 연구에서는 가용한 중국의 달 탐사 Yutu 무인 이동체 및 미국의 Apollo 유인 착륙선에서 촬영한 영상을 통해 위치정보 기반 스타일 변환 기법(Style Transfer) 모델을 적용하여 실제 달 표면과 유사한 합성 영상을 인위적으로 생성하였다. 여기서, 유사 목적으로 활용될 수 있는 두 개의 공개 알고리즘(DPST, WCT2)를 구현하여 적용해 보았으며, 적용 결과를 시간적, 시각적 측면으로 비교하여 성능을 평가하였다. 평가 결과, 실험 이미지의 형태 정보를 보존하면서 시각적으로도 매우 사실적인 영상을 생성할 수 있음을 확인하였다. 향후 본 실험의 결과를 바탕으로 생성된 영상 데이터를 지형객체 자동 분류 및 인식을 위한 인공지능 학습용 영상 데이터로 추가 학습된다면 실제 달 표면 영상에서도 강인한 객체 인식 모델 구현이 가능할 것이라 판단된다.

UNet기반 Sentinel-1 SAR영상을 이용한 수체탐지: 섬진강유역 대상으로 (Waterbody Detection Using UNet-based Sentinel-1 SAR Image: For the Seom-jin River Basin)

  • 이도이;박소련;서동주;김진수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_3호
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    • pp.901-912
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    • 2022
  • 전 세계적인 기후변화로 재해발생빈도가 증가하고 있으며, 국내에서도 이례적인 폭우 및 장마현상이 발생되고 있다. 이러한 기상이변현상은 가뭄, 홍수 등으로 이어져 2차피해를 유발할 수 있으므로 주기적인 모니터링과 신속한 탐지가 중요하다. 수체탐지를 위하여 광학영상을 활용한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으나, 폭우를 동반하여 발생하는 홍수를 탐지하기 위해서는 구름의 영향으로 탐지하기 어렵다는 한계를 대변하기 위해 전천후 주야에 관계없이 관측가능한 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR)를 활용한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 개방데이터로서 24시간 이내에 수집 가능한 Sentinel-1 SAR 영상을 활용하여 최근 다양한 분야에서 활용되고 있는 딥러닝 알고리즘인 UNet을 적용하였다. 선행연구에서 SAR영상과 딥러닝 알고리즘을 이용하여 수체탐지 연구가 진행되고 있지만, 국내를 대상으로 소수의 연구만이 진행되었다. 따라서 SAR 영상의 딥러닝 적용가능성을 파악해보고자 UNet과 기존의 알고리즘인 임계값(thresholding) 방법을 비교하였으며, 5가지 지수와 Sentinel-2 normalized difference water index (NDWI)로 평가하였다. Intersect of union (IoU)로 정확도를 평가해 본 결과 UNet은 0.894, 임계값 방법은 0.699로 UNet의 정확도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 딥러닝 기반 SAR영상의 적용가능성을 확인할 수 있었으며, 고해상도의 SAR영상과 딥러닝 알고리즘을 적용한다면, 국내를 대상으로 주기적이고 정확한 수체의 변화탐지가 가능할 것이라 기대된다.

3차원 탄성파자료의 층서구분을 위한 패치기반 기계학습 방법의 개선 (Improvements in Patch-Based Machine Learning for Analyzing Three-Dimensional Seismic Sequence Data)

  • 이동욱;문혜진;김충호;문성훈;이수환;주형태
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권2호
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    • pp.59-70
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    • 2022
  • 최근의 연구들을 통해 기계학습은 탄성파 해석 분야에 그 적용 범위를 확장하고 있으며, 탄성파 해석에서 중요한 탄성파 층서 구분을 수행하는 합성곱 신경망들의 개발도 수행되었다. 하지만 지도 학습의 경우 대량의 학습 자료가 필요하며, 비용과 시간의 한계로 탄성파 층서구분의 지도학습은 학습 자료의 부족이 문제가 될 수 있다. 이번 연구에서는 자료 부족 문제를 보완하기위해 탄성파 단면에 패치 분할과 자료증강을 적용하였다. 또한 패치 분할로 손실될 수 있는 공간정보를 제공하기 위해 깊이를 고려할 수 있는 인공 채널을 생성하여 추가하였다. 실험을 위한 학습 모델로 U-Net을 사용하였으며, 층서 구분을 위한 학습 자료가 제공되는 F3 block 자료를 이용하여 학습과 예측 결과에 대한 평가를 수행하였다. 분석 결과 자료증강과 인공 채널의 추가로 패치 기반의 층서 구분 학습 모델을 개선할 수 있음을 확인하였다.

분포형 광섬유 센서 자료 적용을 위한 기계학습 기반 P, S파 위상 발췌 알고리즘 개발 (Machine Learning-based Phase Picking Algorithm of P and S Waves for Distributed Acoustic Sensing Data)

  • 최용규;송영석;설순지;변중무
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권4호
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    • pp.177-188
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    • 2022
  • 최근 이산화탄소 지중저장 모니터링 기술 중 하나인 미소진동 모니터링 기술에 대한 관심이 증가하면서 과거에 주로 사용되었던 지오폰이나 지진계가 아닌 분포형 광섬유 센서(distributed acoustic sensing, DAS)의 적용도 증가하고 있다. 특히 DAS를 이용하여 모니터링을 수행하면 시×공간적으로 거의 연속된 자료가 기록되게 되어 자료의 양이 방대해지게 되고 빠르고 정확한 자료 처리가 중요하게 된다. 자료처리 중 이벤트 탐지 및 위상 발췌는 가장 기초적인 과정으로 모든 자료에 대해 필수적으로 수행되어야 한다. 이 논문에서는 기계학습 기반의 P, S파 위상 발췌 알고리즘을 개발하여 전통적인 위상 발췌 방법의 한계를 보완하고, 전이학습 방법을 이용하여 신호 대 잡음비가 낮은 단일 성분 자료만 존재하는 DAS 자료에도 적용이 가능하도록 하였다. 사용된 기계학습 모델은 위상 발췌에 뛰어난 성능을 보이는 합성곱 신경망 기반의 EQTransformer를 ResUNet의 특성을 포함하도록 수정하여 구성하였다. 훈련자료는 전세계적으로 기록된 지진파형 자료인 STEAD자료를 이용하였고 학습 자료에 포함되지 않은 특성들에 대해서도 좋은 성능을 보이도록 기본 자료를 다양하게 변형시킨 자료도 학습에 사용하였다. 개발된 알고리즘은 학습자료와 다른 특성을 갖는 K-net 및 KiK-net 자료에 의해 성능이 검증되었다. 또한, 전이 학습을 통해 DAS 자료의 특성에 맞게 변형시킨 후 포항 장기분지에서 측정된 DAS자료에 적용시켜 그 성능을 검증하였다.

바이오가스 수증기 개질 반응용 Ni 촉매 성능 연구: 지지체 및 침전제 주입 속도에 따른 영향 (A Study on the Performance of Ni Catalysts in Biogas Steam Reforming: Impact of Supports and Precipitation Agent Injection Rates)

  • 공지현;김민주;전경원;장원준
    • 청정기술
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    • 제29권4호
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    • pp.327-332
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    • 2023
  • 본 연구에서는 바이오가스 수증기 개질을 통한 합성가스 생산에 관해 연구했다. Ni-Al2O3 및 Ni-CeO2 촉매는 공침법으로 제조되었으며 침전제 주입 속도가 조절되었다. 온도에 따른 촉매 성능 테스트는 CH4:CO2:H2O = 1:0.67:3의 가스 조성비와 647,000 mL h-1 gcat-1의 공간속도에서 진행하였다. 침전제 주입 속도는 촉매 특성에 영향을 미쳤으며, 지지체 종류에 따라 결과를 보였다. 온도가 증가함에 따라 이산화탄소 개질 반응과 reverse water gas shift 반응이 일어났다. 수증기가 충분히 공급되는 조건에서는 침전제를 한 번에 투입하여 제조된 Ni-Al2O3 촉매가 높은 Ni 분산도에 기인하여 가장 우수한 성능을 보였다.

저온 H2-SCR용 PtNi/W-TiO2 촉매에 조촉매 CeO2가 NOx 저감에 미치는 영향 (Effect of Co-catalyst CeO2 on NOx Reduction in PtNi/W-TiO2 Catalysts for Low-temperature H2-SCR)

  • 김정수;김영희
    • 청정기술
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    • 제29권4호
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    • pp.313-320
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    • 2023
  • 대표적인 비암모니아성 선택적 촉매환원반응기인 H2-SCR의 활용성을 높이기 위하여 Ce를 조촉매로 활용한 PtNi/CeO2-W-TiO2의 촉매 분말을 합성하고 다공성 금속 구조(porous metal structure, PMS)에 코팅하여 선택적 촉매 환원에 의한 NOx 제거 특성을 평가하였다. CeO2를 조촉매로 사용한 H2-SCR은 CeO2를 사용하지 않은 경우에 비해 더 높은 NOx 제거 효율을 나타내었으며, CeO2 담지율 10 wt%에서는 반응온도 90℃에서 가장 높은 제거효율을 보였다. 한편, 촉매구조체인 PMS의 촉매 코팅량이 증가함에 따라 NOx 제거효율은 90℃ 이하에서는 향상되었으나, 120℃ 이상에서는 감소하는 경향을 보였고 공간속도를 4,000 h-1에서 20,000 h-1로 변경한 경우, 120℃이상의 온도에서 NOx 제거 효율이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

3DentAI: 파노라마 X-ray로부터 3차원 구강구조 복원을 위한 U-Nets (3DentAI: U-Nets for 3D Oral Structure Reconstruction from Panoramic X-rays)

  • ;문성용;유원상
    • 정보처리학회 논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.326-334
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    • 2024
  • 파노라마 X-ray (PX) 및 Cone Beam Computed Tomography (CBCT)와 같은 구강 영상 기술은 영상 촬영 시 환자의 편의성과 전체 치아 정보를 시각화할 수 있는 능력으로 인해 치과 진료소에서 가장 선호되는 영상 기법이다. PX는 일상적인 임상 치료에 선호되고, CBCT는 복잡한 수술 및 임플란트 치료에 선호된다. 그러나 PX는 3차원 공간정보가 부족하다는 한계가 있는 반면 CBCT는 환자에게 높은 방사선 노출을 초래한다. PX가 이미 사용 가능한 경우 PX로부터 3D강 구강구조를 복원함으로써 추가 비용을 줄이고 방사선량을 피할 수 있다. 본 논문에서는 PX 이미지로부터 구강구조의 3차원 복원을 위한 U-Net 기반 딥러닝 프레임워크인 3DentAI를 제안한다. 제안된 프레임워크는 PX 이미지에서 깊이를 추정하기 위한 Attention U-Net 기반 재구성 모듈, 사전 정의된 초점 골 및 광선 데이터를 사용하여 예측된 편평 볼륨을 턱 모양에 정렬하기 위한 재정렬 모듈과, 구강의 원활한 표현을 얻기 위해 누락된 정보를 보간하는 3D U-Net 기반 개선 모듈의 세 가지 모듈로 구성된다. 네트워크를 훈련하기 위해, 쌍을 이루는 PX 및 CBCT 데이터셋 대신에 광선 추적 및 렌더링을 통해 CBCT로 부터 합성한 PX 데이터를 사용하였다. 600명의 환자로 구성된 다양한 데이터셋으로 모델을 훈련한 결과, 낮은 계산 복잡도에도 GAN 기반 모델에 비해 우수한 성능을 보였다.

$(1-x)CaTiO_3-x(La_{1/3}Nd_{1/3})TiO_3$계의 결정구조 해석 및 마이크로파 유전 특성 (Crystal structure refinement and microwave dielectric characteristic of $(1-x)CaTiO_3-x(La_{1/3}Nd_{1/3})TiO_3$)

  • 조남웅;성경필;문종하;최주현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.478-486
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    • 1998
  • $CaCO_3,\;LaO_3,\;Nd_2O_3\;TiO_2의 혼합물을 1673K에서 소결하여 마이크로파 유전체 세라믹스재료로 응용이 가능한 (1-x)$CaTiO_3-x(La_{1/3}Nd_{1/3}TiO_3\;(0\letextrm x\le0.8)$계를 합성하였다. (1-x))$CaTiO_3-x(La_{1/3}Nd_{1/3}TiO_3\;(0\lex\le0.8)$계의 격자 정수는 x가 증가함에 따라 증가하였다. XRD의 Rietveld profile-analysis를 통하여 (1-x))$CaTiO_3-x(La_{1/3}Nd_{1/3}TiO_3\;(0\le \textrm {x} \le0.8)$계의 결정구조를 해석하였다. $0\le \textrm {x}\le0.8$의 모든 영역에서 양이온 $La^{3+},Nd^{3+}$$Ca^{2+}$ 자리에 점유하였다. x=0.6까지는 $CaTiO_3$와 같은 공간군 Pnma를 그대로 유지하였으며, x가 증가함에 $TiO_6$의 비틀림과 변형은 점차 감소하였다. x=0.8에서는 새로운 공간군 $Pmn2_1$으로 결정구조의 변화를 보였다. (1-x)$CaTiO_3-x(La_{1/3}Nd_{1/3}TiO_3\;(0\le \textrm {x}\le0.8)$계의 비유전율($\epsilon$r)은 x가 증가함에 따라 지수 함수적으로 감소하였다. 공진 주파수의 온도계수($\tau_f$)는 x=0.6까지 증가함에 따라 감소하였으나 x=0.8에서는 결정구조의 변화와 더불어 다시 증가하였다. Q.$\tau_f$값은 x=0.2에서는 13800(GHz)을 나타낸 후 0$0.4\le \textrm {x}\le0.8$ 영역에서는 2000 (GHz)의 매우 낮은 값을 나타내었다.

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유산 완충용액의 pH 및 포화도 변화에 따른 법랑질 내 수산화인회석 결정 형태의 변화 (THE CHANGE OF THE CONFIGURATION OF HYDROXYAPATITE CRYSTALS IN ENAMEL BY CHANGES OF PH AND DEGREE OF SATURATION OF LACTIC ACID BUFFER SOLUTION)

  • 전영의;정일영;노병덕;이찬영
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제32권6호
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    • pp.498-513
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    • 2007
  • 법랑질 초기 우식이 회복된다는 것이 보고된 이래 법랑질에 대하여 불소를 첨가한 상태에서 행했던 이전의 연구들은 법랑질 인공우식의 재광화가 표면층의 증가와 함께 병소본체의 폭 감소가 일어난다는 정량적인 평가는 많이 하였으나 불소를 첨가하지 않은 상태에서는 재광화가 일어났다는 연구는 부족하였고, 또 수산화인회석 결정의 입자 변화에 대한 관찰도 미비하였다. 본 연구는 탈회나 균열이 없는 소구치 및 대구치를 대상으로 탈회 완충용액을 이용하여 법랑질을 2일간 탈회시키고, pH와 포화도가 상이 한 7가지 유산 완충용액으로 10일 동안 재광화를 유도한 후 치아를 파절시켜 수산회인회석 결정의 변화를 원자현미경과 주사전자현미경을 이용하여 정성적으로 비교 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 탈회된 부위에서 관찰된 수산화인회석 결정은 정상적인 수산화인회석 결정보다 크기가 작았으며 결정 사이의 공간이 증가하면서 결정들이 불규칙하게 존재하는 것이 관찰되었다. 2. 재광화된 부위에서는 탈회에 의하여 형성된 빈 공간에 작은 수산화인회석 결정이 새로 침착되는 양상과 결정들이 융합하여 다양한 모습을 갖는 더 커진 결정들을 관찰할 수 있었다. 3. 동일한 pH에서 포화도가 더 높은 3군, 4군은 1군, 2군에 비하여 표면층에서부터 병소본체까지 작은 결정들이 모여 큰 cluster를 형성하였으며 특히 4군에서는 병소본체까지 완전한 재광화가 일어났다. 비슷한 포화도에서는 pH가 더 낮은 5군, 6군은 7군에 비하여 병소본체까지 재광화가 일어났으며 3군, 4군처럼 결정들이 모여 cluster를 형성하기보다는 개개의 입자들이 뚜렷한 외형을 가지며 매우 치밀하게 분포되어 있었다.히고, 시간이 경과함에 따라 일렬로 배열된 섬모들로 대치되며, 그 후 섬모를 포함한 상부세포막이 부분적으로 돌출하고, 마지막으로 전형적인 후각소포로 발달한다. 나타내었다. 스폰지 케이크의 관능평가 결과 촉촉함이나 전체적인 기호도를 중심으로 평가할 때 증숙 마늘 분말 4% 첨가군의 선호도가 가장 높았다. 이상의 모든 분석결과를 종합하여 볼 때 증숙 마늘 분말 첨가시 케이크의 품질 및 기호도에 영향을 미치지 않으면서 첨가 가능한 범위는 8% 이내로 판단되며, 4% 첨가시 가장 우수한 품질을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.할 것으로 보인다.. Sucrose, CCC 및 일장차이에 따른 AGPase 활성의 변화에 있어서 암처리에서는 sucrose 농도 3%보다 8%에서 양호하였고 sucrose 3%, 8%에서도 각각 CCC의 효과를 볼 수 있었다. 8시간 처리에서는 sucrose 농도 3%보다 8%에서 양호하였고 sucrose 3%, 8%에서는 CCC의 효과가 나타나지 않았다. 16시간 처리 sucrose 농도 3%보다는 8%에서 양호하였고 sucrose 3%에서는 CCC의 효과가 나타나지 않았으나 8%에서는 CCC의 효과를 볼 수 있었다. 결과적으로 sucrose의 농도가 높고, CCC와 암처리의 괴경형성의 촉진조건에서 AGPase의 활성이 양호함을 볼 때, AGPase가 starch 합성에 중요한 물질이라는 사실이 확인되었다. 평균 1.4/2.0점(70%)으로 가장 낮게 평가되었으며, '적정 검사시설 및 기구 구비' 항목은 공산품에서 평균 0.2점으로 평가되어 타품목에 비해 현저히 낮았고(p<0.01), 평가한 93개 항목 중 가장 불량한 상태로 관리되고 있음을

차광정도가 곤달비의 토양변화, 생육상황 및 엽록소 함량에 미치는 영향 (Effect of Shading Levels on the Soil Properties, Growth Characteristics, and Chlorophyll Contents of Ligularia stenocephala)

  • 박병모;김창환;배종향;신중열
    • 생물환경조절학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.352-356
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    • 2011
  • 산업의 발달로 인하여 인구의 도시 집중화 현상 때문에 건물의 고층화 및 생활공간의 밀집화가 되고 있는 실정이다. 또한 휴식을 취할 수 있는 공간이 점차 축소되고 있으며 이러한 원인 때문에 보다 많은 녹지면적이 필요한 실정이다. 그러나 건물의 고층화로 인한 광부족과 환경오염으로 인한 대기의 조건 등이 식물생육에 아주 부적합하다. 특히 건물의 고층화 및 밀집화로 식물 생육에 지장을 주는 음지로 인하여 식물생육에 문제가 되기 때문에 음지에 강한 새로운 조경용 지피식물의 개발이 절실하다. 따라서 쌈채식물로 알려져 있는 곤달비를 30%, 50%, 80%의 차광에 재배를 하여 차광에 따른 토양환경의 변화, 식물생장, 엽록소 함량 등을 조사한 결과 다음과 같았다. 엽수는 50% 차광이 10.8개, 30% 차광이 8.4개로 무차광재배의 7.7개에 비하여 많았으며 엽폭도 50% 차광 재배에서 가장 우수 하여 음지성 지피식물로 식재가능 하였다. 생체중은 무처리구 90.43g에 비하여 모든 차광재배가 각각 31.63g, 43.39g, 19.40g로 증가 하였으며 특히 뿌리의 생육이 줄기의 생육에 비하여 30% 차광재배의 12.33g에 비하여 48.48g으로 많이 증가 하였다. 엽록소 합성은 50% 차광의 경우 46.2로 무차광재배의 41.9에 비하여 증가하였으며 기타 차광재배의 경우는 오히려 줄어드는 경향이었다. 곤달비의 차광재배의 결과 50% 차광처리가 지피식물로서 생육이 가장 양호하였다.