• The KIPS Transactions:PartB
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• v.13B no.2 s.105
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• pp.105-114
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• 2006

In ubiquitous environment where various kinds of computers are embedded in persons, objects and environment and they are interconnected and can be used in my place as necessary, different types of data need to be exchanged between heterogeneous machines through home network. In the environment, the efficient processing, transmission and monitoring of image data are essential technologies. We need to make research not only on traditional image processing such as spatial and visual resolution, color expression and methods of measuring image quality but also on transmission rate on home network that has a limited bandwidth. The present study proposes a new motion vector estimation algorithm for transmitting, processing and controlling image data, which is the core part of contents in home network situation and, using algorithm, implements a real time monitoring system of multi dimensional images transmitted from multiple cameras. Image data of stereo cameras to be transmitted in different environment in angle, distance, etc. are preprocessed through reduction, magnification, shift or correction, and compressed and sent using the proposed metamorphosis hierarchical motion vector estimation algorithm for the correction of motion. The proposed algorithm adopts advantages and complements disadvantages of existing motion vector estimation algorithms such as whole range search, three stage search and hierarchical search, and estimates efficiently the motion of images with high variation of brightness using an atypical small size macro block. The proposed metamorphosis hierarchical motion vector estimation algorithm and implemented image systems can be utilized in various ways in ubiquitous environment.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.13B no.2 s.105
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• pp.127-132
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• 2006

K-NN (k-Nearest Neighbors), which is a well-known instance-based learning algorithm, simply stores entire training patterns in memory, and uses a distance function to classify a test pattern. K-NN is proven to show satisfactory performance, but it is notorious formemory usage and lengthy computation. Various studies have been found in the literature in order to minimize memory usage and computation time, and NGE (Nested Generalized Exemplar) theory is one of them. In this paper, we propose RPA (Recursive Partition Averaging) and IRPA (Incremental RPA) which is an incremental version of RPA. RPA partitions the entire pattern space recursively, and generates representatives from each partition. Also, due to the fact that RPA is prone to produce excessive number of partitions as the number of features in a pattern increases, we present IRPA which reduces the number of representative patterns by processing the training set in an incremental manner. Our proposed methods have been successfully shown to exhibit comparable performance to k-NN with a lot less number of patterns and better result than EACH system which implements the NGE theory.

• Tunnel and Underground Space
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• v.26 no.6
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• pp.455-465
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• 2016

The collapse of underground mine development void for mineral resources can cause the subsidence of ground surface. In order to prevent the subsidence of ground, data such as maps or pictures of past mining site is important information for current mine reclamation works. In particular, mine subsidence management was based on mining maps and pictures. The process of the mining area surveys, safety evaluation, and ground reinforcement are normally possible with information such as maps and pictures in past mining. During the Japanese colonial period and 1960's, a lot of mines were developed in Korea indiscriminately. However, mining information at that time is limited to use. In the future, mining information will become even more rare. MIRECO intends to establish a realistic alternative solution. In this study, the basic numerical information of developed mine tunnels in Korea is statistically reviewed, and advanced underground cavity measuring technology was studied. 4,473 mine tunnel opening data of 1,784 abandoned mines in korea were collected and sorted. As a result of the analysis, the average value of small mine tunnel openings in Korea was 1.982 m in height and 1.959 m in width. The mean value of shape factor was analyzed as 0.485. The summary of these numerical mine data will be helpful for understanding and researching Korean abandoned mines. Therefore, the development of measurement technology for abandoned mine cavities and tunnels is expected to facilitate more effective mine subsidence management works in Korea.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.2
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• pp.323-335
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• 2015

Mobile healthcare is a fusion of information technology and biotechnology and is a new type of health management service to keep people's health at anytime and anywhere without regard to time and space. The WBAN(Wireless Body Area Network) technology that collects bio signals and the data analysis and monitoring technology using mobile devices are essential for serving mobile healthcare. WBAN consisting of users with mobile devices meet another WBAN during movement, WBANs transmit data to the other media. Because of WBAN conflict, several nodes transmit data in same time slot so a collision will occur, resulting in the data transmission being failed and need more energy for re-transmission. In this thesis, we proposed a MAC protocol for WBAN with mobility to solve these problems. First, we proposed a superframe structure for WBAN. The proposed superframe consists of a TDMA(Time Division Muliple Access) based contention access phase with which a node can transmit data in its own time slot and a contention phase using CSMA/CA algorithm. Second, we proposed a network merging algorithm for conflicting WBAN based on the proposed MAC protocol. When a WBAN with mobility conflicts with other WBAN, data frame collision is reduced through network reestablishment. Simulations are performed using a Castalia based on the OMNeT++ network simulation framework to estimate the performance of the proposed superframe and algorithms. We estimated the performance of WBAN based on the proposed MAC protocol by comparing the performance of the WBAN based on IEEE 802.15.6. Performance evaluation results show that the packet transmission success rate and energy efficiency are improved by reducing the probability of collision using the proposed MAC protocol.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.31 no.6
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• pp.513-521
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• 2015

In the processing of ocean color remote sensing data, spatio-temporal binning is crucial for securing effective observation area. The validity determination for given source data refers to the information in Level-2 flag. For minimizing the stray light contamination, NASA OBPG's standard algorithm suggests the use of large filtering window but it results in the loss of effective observation area. This study is aimed for quality improvement of ocean color remote sensing data by recovering/extending the portion of effective observation area. We analyzed the difference between MODIS/Aqua standard and modified product in terms of chlorophyll-a concentration, spatial and temporal coverage. The recovery fractions in Level-2 swath product, Level-3 daily composite product, 8-day composite product, and monthly composite product were $13.2({\pm}5.2)%$, $30.8({\pm}16.3)%$, $15.8({\pm}9.2)%$, and $6.0({\pm}5.6)%$, respectively. The mean difference between chlorophyll-a concentrations of two products was only 0.012%, which is smaller than the nominal precision of the geophysical parameter estimation. Increase in areal coverage also results in the increase in temporal density of multi-temporal dataset, and this processing gain was most effective in 8-day composite data. The proposed method can contribute for the quality enhancement of ocean color remote sensing data by improving not only the data productivity but also statistical stability from increased number of samples.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.782-782
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• 2012

지금까지 우리나라에서는 도시하수, 공장폐수 등의 점오염원에 국한하여 중점적으로 수질관리를 실행하여 부분적으로 효과를 얻을 수 있었으나, 하천과 호소의 수질은 크게 향상되지 않고 있다. 이는 급속한 도시화와 산업발달로 토지개발이 가속화되고 대지, 도로, 주차장 등 불투수층 면적이 늘어남에 따라 비점오염원에 의한 하천, 호소의 수질영향도가 커지고 있기 때문이다. 인구증가로 인해 물 사용량 뿐만 아니라 이에 따라 배출되는 오염원의 종류 및 오염부하량 역시 함께 증가하고 있다. 장래의 수질관리 성공여부는 비점오염원의 효율적인 관리여부가 큰 변수로 작용할 것으로 본다. 따라서 공공수역의 수질관리를 위해서는 토지이용과 지역특성을 고려한 비점오염원 부하량의 합리적인 조사, 오염 부하량 절감을 위한 관리기술의 개발, 비점오염원 관리정책의 개발 및 수질모형을 이용한 정확한 수질예측 등이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공간정보를 바탕으로 한 낙동강 유역에서의 비점오염원 정량화 분석을 수행하고자 한다. 우선 대상유역으로 낙본 G유역을 선정하여 이에 대한 조사를 통해 점오염원의 실측자료를 구축하고 이를 HSPF의 입력하여 모의를 수행하여 대상유역에 대한 실측치를 이용해 모형의 보정과 검증을 수행한다. 이러한 과정을 통해 도출된 결과는 대상유역의 총 오염량을 의미한다. 따라서 위의 과정에서 도출된 매개변수를 이용하고, 점오염원을 제거한 뒤 모의를 재수행하여 나온 결과가 대상유역의 비점오염원의 양이라 판단하였다. 모의 결과 대상유역인 낙본 G유역에서 약 39% 정도의 비점오염원 비율을 보였다. 그러나 수질 및 유량 관측치를 지금까지는 국립환경과학원 낙동강물환경연구소 유량측정데이타를 사용하고 있는데 이 자료는 8일 이상 간헐적으로 측정이 수행되고 있다. 따라서 검 보정 대상이 되는 실측치의 자료의 부족과 부정확한 유역이 있음이 한계점으로 작용한다. 그러므로 추후의 신경망 모형이나 기타 실측치 보간에 있어서의 신뢰도를 높이는 기법 개발이나 측정제도의 보편적인 기술의 증대도 앞으로의 모델링에 있어서 중요할 것으로 판단된다. 또한 유역수질모형의 모델링 과정에서 좀 더 신뢰도 높은 측정자료와 그 측정자료를 활용하여 PEST 보정기법을 적용한다면 더욱 정확한 예측이 이루어질 수 있을 것이며, 본 연구에서의 평가방법을 바탕으로 유역수질모델링이 이루어진다면 보다 더 정확성 높은 비점오염원 정량화와 수질 예측이 수행될 수 있을 것이며 더 나아가 오염총량제의 수행에 효과적으로 적용될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.608-608
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• 2012

현재 기후변화의 기상변동성이 커짐에 따라 태풍 및 집중호우 등의 이상기후 현상이 전 지구상에 걸쳐 광역적으로 나타나고 있다. IPCC에서는 이러한 기후변화가 기온 상승에 따른 증발산량의 증가, 강수량 및 유출량의 시공간적 분포의 변동 등을 초래하여 수자원의 효율적 관리 및 안정적인 공급에 어려움을 증대시킬 것으로 전망하였다. 뿐만 아니라 현재 국내 전반에 걸쳐 4대강 사업이 진행되고 있고, 낙동강에서도 낙동강 살리기 사업이 실시되어 주변 지형들의 변화가 진행되고 있다. 이러한 지형의 변화는 현재까지 구축되어 있는 기존자료의 대폭적인 변화를 의미하므로 홍수관련 연구결과에도 변화를 의미하고 있다. 이에 따라 4대강 사업 이후의 기후 변화에 따른 낙동강유역에서의 유출량의 증가를 분석하여 극한홍수의 발생가능성을 제시하고 이러한 극한홍수발생에 따른 위험지역도 과거에 의해 변경될 것으로 판단되어 국내외적으로 하천의 수리검토에 널리 사용되고 있는 1차원 수리해석 프로그램인 FLDWAV를 이용하여 취약지점을 분석하고 위험도를 분석하고자 한다. 낙동강 살리기 사업으로 낙동강에 건설된 8개의 보를 고려한 본류 및 지류에서의 제내지 및 제외지 지형데이터를 구축하고 구축된 자료을 이용해 낙동강 본류 및 지류에 대해서 극한홍수시 200년 빈도, 500년 빈도 홍수량 및 홍수위를 FLDWAV를 통해 정상류로 계산해서 예측하고 500년 빈도 홍수량과 홍수위를 부정류로 계산하여 제방고와 홍수위를 비교하여 범람위험지역을 선정하였다. 그리고 그 결과를 통해 GIS를 통하여 범람위험지역 제내지의 주요도심 구간 포함, 범람 범위를 분석함과 동시에 극한홍수에 따른 도심구간, 비도시구간 등의 범람범위를 분석하였다. 또한 선정한 범람위험지역의 범람 피해규모를 산정하고 피해범위의 현황을 파악하였다. 연구의 결과는 다음과 같이 나타났다. 500년 빈도 홍수시 범람위험지역은 낙동강 본류의 하류부에서 각각 154.7km, 123.2km, 12.9km에 위치한 지점이 선정되었으며 각 지점의 피해규모는 제내지에 범람된 유출량의 수위는 각각 21.7m, 24.3m, 2.11m로 계산되었고 이때의 피해면적은 각각 $2.68km^2$, $2.64km^2$, $1.25km^2$로 나타났다. 이 결과는 기후변화로 인한 극한홍수 발생 가능성과 취약지점의 분석을 통한 지역의 홍수피해 저감과 정책개발에 기본 자료로 활용될 것이며 낙동강 살리기 사업으로 인한 하천주변 지형의 변화를 제공함으로서 앞으로 진행될 연구의 기본 자료로서 이용가능 할 것으로 판단된다. 또한 이전의 홍수방어계획을 개선한 새로운 홍수방어계획의 수립을 통하여 향후 발생될 홍수의 예방 및 대응방안 수립의 참고자료로 이용될 것이며 제내지 및 제외지의 공간확보 연구를 통해 해당 지자체의 토지매수계획의 참고자료로 이용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.8
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• pp.569-582
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• 2020

Recently, Korea has faced a change in the pattern of water use due to urbanization, which has caused difficulties in understanding the rainfall-runoff process and optimizing the allocation of available water resources. In this perspective, spatially downscaled analysis of the water balance is required for the efficient operation of water resources in the National Water Management Plan and the River Basin Water Resource Management Plan. However, the existing water balance analysis does not fully consider water circulation and availability in the basin, thus, the obtained results provide limited information in terms of decision making. This study aims at developing a novel water circulation analysis model that is designed to support a quasi-real-time assessment of water availability along the river. The water circulation model proposed in this study improved the problems that appear in the existing water balance analysis. More importantly, the results showed a significant improvement over the existing model, especially in the low flow simulation. The proposed modeling framework is expected to provide primary information for more realistic hydrological drought monitoring and drought countermeasures by providing streamflow information in quasi-real-time through a more accurate natural flow estimation approach with highly complex network.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.8 s.157
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• pp.655-664
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• 2005

A real-time monitoring and modeling system (RTMMS) for rainfall-induced turbidity flow, which is one of the major obstacles for sustainable use of reservoir water resources, is under development. As a prediction model for the RTMMS, a laterally integrated two-dimensional hydrodynamic and water quality model, CE-QUAL-W2 was tested by simulating the temperature stratification, density flow regimes, and temporal and spatial distributions of turbidity in a reservoir. The inflow water temperature and turbidity measured every hour during the flood season of 2004 were used as the boundary conditions. The monitoring data showed that inflow water temperature drop by 5 to $10^{\circ}C$ during rainfall events in summer, and consequently resulted in the development of density flow regimes such as plunge flow and interflow in the reservoir. The model showed relatively satisfactory performance in replicating the water temperature profiles and turbidity distributions, although considerable discrepancies were partially detected between observed and simulated results. The model was either very efficient in computation as the CPU run time to simulate the whole flood season took only 4 minutes with a Pentium 4(CPU 2.0GHz) desktop computer, which is essentially requited for real-time modeling of turbidity plume.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.125-125
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• 2010

극성 [0001] 방향으로 성장된 질화물 기반의 LED (light emitting diode) 는 분극현상에 의해 발생하는 강한 내부 전기장의 영향을 받게 된다. 이러한 내부 전기장은 양자우물 내의 전자와 정공의 공간적 분리를 야기하고 quantum confined Stark effect (QCSE)에 의한 발광 파장의 적색 편이가 발생하며 양자효율의 저하를 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 InGaN/GaN이나 AlGaN/GaN 양자 우물구조를 GaN의 m-plane (1$\bar{1}$00) 이나 a-plane (11$\bar{2}$0) 등 비극성면 위에 성장하려는 시도를 하고 있다. 그러나 비극성 면의 비등방성 (anisotropy) 으로 인하여 결정성이 높은 비극성 GaN을 성장하는 데에는 많은 어려움이 있다. GaN 층의 표면을 평탄화하고 결정성을 향상시키기 위해서 저온 GaN 또는 AlN 버퍼층을 성장하는 2단계 방법이나 고온 버퍼층을 이용하여 성장하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 고온 GaN 버퍼층을 이용하여 기존의 2단계 성장과정을 단순화한 비극성 a-plane GaN을 r-plane 사파이어 기판위에 유기금속 화학증착법 (MOCVD)으로 성장하였다. 사파이어 기판위에 AlN 층을 형성하기 위한 nitridation 과정 후 1030 도에서 두께 45 ~ 800 nm의 고온 GaN 버퍼층을 성장하고 총 박막 두께가 2.7 ~ 3 um 가 되도록 a-plane GaN을 성장하여 표면 양상의 변화와 결정성을 확인하였다. 또한 a-plane GaN 박막 성장 시에 성장 압력을 100 ~ 300 torr 로 조절하며 박막 성장의 변화 양상을 관찰하였다. 고온 GaN 버퍼층 성장 두께가 감소함에 따라 결정성은 증가하였으나 표면의 삼각형 형태의 pit 밀도가 증가함을 확인하였다. 또한 성장 압력이 감소함에 따라 표면 pit은 감소하였으나 결정성도 감소하는 것을 확인하였다. 성장 압력과 버퍼층 성장 두께를 조절하여 표면에 삼각형 형태의 pit이 존재하지 않는 RMS roughness 0.99 nm, 관통전위밀도 $1.78\;{\times}\;10^{10}/cm^2$, XRD 반가폭이 [0001], [1$\bar{1}$00] 방향으로 각 798, 1909 arcsec 인 a-plane GaN을 성장하였다. 이 연구를 통해 고온 GaN 버퍼 성장방법을 이용하여 간소화된 공정으로 LED 소자 제작에 사용할 수 있는 결정성 높은 a-plane GaN을 성장할 수 있는 가능성을 확인하였다.