• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.77-77
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• 2015

기상이변으로 인한 사회 경제적 피해의 증가로 기상정보에 대한 중요성이 커지면서 해외에서는 민간 기업이 기상 관측망을 구축하는 사례가 나타났다. 미국의 Earth Network은 전 세계에 1만개의 기상 관측센서를 설치하였고, 일본의 통신회사인 NTT DoCoMo는 일본에 4000여 개의 기상 및 환경관측 센서를 구축하였다. 국내에서는 SK플래닛이 자사의 플랫폼 기술과 SK텔레콤의 기지국 인프라를 활용하여 수도권 지역에 국지기상 관측망을 구축하였다. SK플래닛은 2013년 서울지역에 1km 간격으로 264개의 기상센서를 설치하고, 2014년 인천 경기지역에 3km 간격으로 825개의 기상센서를 추가 설치하여, 현재 1089개의 국지기상 관측망을 운용하고 있다. 관측에 사용한 센서는 우량계와 복합 기상센서로 강수량, 기온, 습도, 바람, 기압을 측정한다. 관측된 자료는 데이터로거에서 기상청의 자료처리 표준규격에 따라 처리한 후 M2M 모뎀을 통해 1분마다 서버로 전송한다. 전송된 자료는 기상정보 플랫폼의 수집 서버에서 프로토콜 변환 후 원본자료 DB에 저장하고, 실시간 품질관리를 마친 후 품질관리 자료 DB에 저장한다. 관측 지점의 기본정보 및 작업이력은 메타데이터 DB에 저장되고 관리자 페이지를 통해 조회 및 수정 된다. 관측 자료의 품질 보증은 제조사의 센서 Calibration부터 서비스 모니터링 까지 각 단계별로 체계적인 품질관리를 통해 이루어진다. 품질관리를 마친 국지기상 관측 데이터는 응용프로그램 개발자가 편리하게 사용할 수 있는 API(Application Programming Interface)형태로 제공된다. 2013년 여름부터 수집된 1~3km 해상도의 SK플래닛 국지기상 관측 자료를 통해 그 동안 정량적으로 확인하지 못한 국지성 호우 시의 강수량 편차에 대해 알 수 있었다. 2014년 7월 31일 양평지역에 내린 국지성 호우는 시간당 최대 90mm 이상의 비가 내린 사례로, 귀여리 관측소(SK 플래닛)에 시간당 93.1mm가 내리는 동안 퇴촌 관측소(기상청)에는 17.5mm의 비가 내려, 두 관측지점 간 거리가 3.4km 임에도 불구하고 시간당 75mm 이상의 강수량 차이를 보였다. 앞으로 SK플래닛의 국지기상 관측 자료가 국지성 호우의 조기 경보 및 예측 정확도 향상에 활용되어 재난으로부터 국민의 생명과 재산을 지키는데 많은 도움이 되기를 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.27-27
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• 2018

최근 국지적인 집중 호우에 따른 홍수 피해와 도로에 홍수가 발생하고 있다. 또한, 기존의 도로위 강우관측 방식은 인근 강우관측소에서 관측된 강우량을 활용하며 지상 관측소 또는 AWS기상관측소의 관측 네트워크와 근접한 거리에서 강우량 편차가 크고 원하는 위치에서의 강우량과 다르며 인근관측소와의 거리가 멀어질수록 강우량의 정확도는 감소하게 된다. 국지적인 집중호우로 인한 도로위의 홍수에 따른 피해를 줄이기 위해서는 현재 운영 중인 관측망 외에 보다 상세화된 위치에서 강우량을 관측하고 이에 따라 실시간으로 강우정보를 수집하는 것이 필요하다. 따라서, 원하는 위치에서의 보다 정확한 강우량 값을 관측하기 위해서는 고해상도의 강우 관측망을 형성할 필요가 있다. 차량용 강우센서는 관측시 차량을 사용하기 때문에 고밀도 강우 관측 망을 형성하기 용이하다. 하지만 기존 강우량계와 달리 차량용 강우센서는 빛의 양을 이용하여 강우량을 변환시켜 측정되기 때문에 정확한 강우보정기술의 개발하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 차량용 강우센서를 활용하여 정확도 높은 강우량 관측을 위한 관계식을 개발했습니다. 관계식은 실내실제 관측되는 차량용 강우센서 정보 값에 적용하여 강우량을 생산하고 실제 강우관측 값과 비교 검실험을 통해 도출한 후 강우 관측장비 인근에서 실제 주행실험을 통해 강우관측소에서 관측된 강우량 값과 비교 및 검증을 수행하였습니다. 차량용 강우센서 정보 수집을 위해 데이터 스키마를 표준화하여 실시간으로 수집체계를 구축하였고 이는 보다 여러 위치에 있는 많은 차량에서 재해 관리를 위해 도로기상정보를 수집하고 활용할 수 있을 것입니다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.12-21
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• 2019

4차산업혁명시대에 드론은 새로운 기술과 접목할 수 있는 유연한 기기로 자리매김하였다. 드론은 처음에 군사용 무인 항공기로 개발되었으며, 지금은 다양한 분야(건설, 물류·운송, 소방·안전, 환경·기상, 농업, 뉴스·미디어, 등)에 활용되고 있다. 환경 기상 관측 부분에서 대기경계층은 지표면에 가까워 기상현상이 가장 활발히 일어나는 대기층으로 인간 활동에 밀접한 영향을 준다. 이러한 대기 경계층의 연구 수행을 위하여 하층 대기에 대한 정밀 관측이 필요하며, 이에 따른 관측 기술의 확보가 필수적이다. 기상 분야에서의 드론은 항공기, 라디오존데 등 기존 장비에 비하여 비교적 저렴한 유지비용으로 기상관측에 활용이 가능하며, 다양한 센서와 함께 활용할 경우, 대기경계층 및 국지 기상연구에 폭넓게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 국립기상과학원에서 보유중인 드론에 복합기상센서 및 라디오존데 센서를 탑재후 연직 기상관측(온도, 습도) 실험을 수행함으로써 드론을 활용한 기상관측의 가능성을 확인하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제4권1호
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• pp.74-82
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• 2006

정지궤도 상에서 기상 관측 임무를 수행하고 있는 주요 기상위성의 관측 데이터의 전송 및 분배 시스템의 구성 현황 및 주요 전송 파라미터를 분석하고 현재 개발되고 있는 통신해양기상위성의 관측 데이터 전송 시스템 구성 및 채널별 주요 전송 파라미터를 제시한다. 제한된 기상 주파수 전송 대역에 대해 갈수록 고성능화 되어가는 기상 센서에 따른 대용량 기상관측 데이터 전송 및 분배를 위한 전송 방법 및 주파수 대역의 변경, 지상망 및 상업용 위성 통신망의 활용방안을 살펴본다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권1호
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• pp.13-34
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• 2022

기상청은 농작물의 생육 및 관개를 비롯한 여러 농경활동에 미치는 토양수분의 중요성을 인식하고, 전국 11개 농업기상 관측지점에서 관측을 수행하고 있다. 그러나 이 자료가 폭넓게 활용되지 못하고 있어 우선적으로 관측자료의 신뢰도를 확보할 필요가 있다. 이 연구에서는 현업 토양수분 자료의 정확도를 검증하고, 품질 향상을 위해 적용할 보정식을 개발하는데 목표를 두었다. 먼저 관측 노장의 토양을 채취하여 토양수분함량에 영향을 미치는 용적밀도, 용적수분함량, 토성 및 보수력 등의 물리적 성질을 분석하였다. 토성은 대부분의 관측지점에서 모래가 주성분인 사양토 또는 양질사토로 분류되었으며, 1.5 g/cm³ 내외의 용적밀도를 나타냈다. 미사와 점토 함량이 상대적으로 높았던 능주와 익산 지점은 용적밀도와 보수력도 다른 곳보다 더 높게 나타난 것으로 볼 때, 토성과 용적밀도, 보수력 사이에 밀접한 연관성이 있는 것으로 판단된다. 자체 설계·제작한 '레퍼런스 토양수분 관측시스템'에 이러한 관측지 토양의 특성을 반영하여 레퍼런스 센서로 사용할 EnviroSCAN 모델의 실험실 보정이 이루어졌다. 보정 작업은 load cell에서 측정한 무게 변화로부터 계산된 토양수분함량과 보정할 센서의 측정값을 비교하는 방식으로 진행되었으며, 제조사의 default 보정식에 대해 추가 보정의 필요성은 없는 것으로 결정되었다. 보정이 완료된 레퍼런스 센서와 현업 센서의 비교 관측 실험이 11개 각 지점에서 3회 이상 실시되었다. 전반적으로 레퍼런스 센서와 현업 센서의 측정값이 변화하는 패턴은 유사하게 나타났지만, 현업 센서가 레퍼런스 센서에 비해 상대적으로 토양수분을 과소평가하는 지점이 많았다. 두 센서 간의 편차는 장기간 건조 상태가 지속될 경우 일정한 추세를 유지하지만, 강수가 빈번한 시기에는 그 양상이 복잡해지는 특징이 있다. 비교 관측 실험의 결과를 바탕으로 각 기간별로 두 센서에 의해 관측된 자료의 범위와 평균을 이용하여 지점 및 깊이별 선형보정식을 개발하였다. 이 보정식을 수원 지점에 시범적으로 적용하여 뚜렷한 개선효과를 확인하였다. 또한 연속데이터에 보정식을 적용할 수 있도록 보정식이 산출되지 않은 기간의 구체적인 보정값 산정 방법도 제시하였다. 이 연구의 결과를 종합해 보면, 모든 관측지점에 대해 1년에 2회 정도의 주기적인 보정 작업이 토양수분 관측자료의 품질 향상을 위해 필수적인 것으로 판단된다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2019년도 춘계종합학술대회
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• pp.173-174
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• 2019

4차산업혁명시대의 기상 분야에 드론을 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대기경계층은 지표면에 가까워 기상현상이 활발하여 인간 활동에 밀접한 영향을 미쳐 하층 대기에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 기상센서를 기상관측용 드론에 탑재하여 연직 기상관측 실험을 수행함으로써 드론을 활용한 기상관측의 가능성을 확인하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.618-620
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• 2002

일기예보나 기상예측 등을 위해서 필요한 대기압, 온도, 습도와 같은 기상정보 중에서 대기압의 변화를 측정하기위한 고층기상관측기를 설계, 구현하였다. 이를 위해 현재 구현되어 있는 고층기상관측기의 구조와 특징을 파악, 분석 후 대기압 상용센서를 하여 기존의 고층기상관측기와 비교해 구조적으로 간단하고 저가에 구현할 수 있도록 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.393-395
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• 2012

여수권역 해양교통시설에 해양기상 수집 시스템을 구축하여, AtoN AIS를 이용하여 주변을 항해중인 선박에 해양기상 정보를 직접 제공하고, AIS 기지국을 통해 해양기상 정보를 수집 처리하여 연안여객터미널, 해경 파출장소, 유관기관을 해양기상 정보를 제공함으로서 도서민이나 해양에 종사하는 사람, 레져 인구에게 제공하는 서비스로서 해양교통시설을 활용하여 좀 더 안전한 해양 업무를 수행하고 사고로 인한 인명 및 물적, 환경적인 피해를 줄일 수 있도록 한다. 여수권역 해양교통시설에 6개 국소와 별도의 기상관측 부이를 설치하여 대기기상(풍향/풍속, 기온/습도, 기압, 시정) 과 해양기상(유향/유속, 파향/파고, 수온)을 관측 할 수 있도록 구축하였으며, 기상관측 표준화법에 맞게 센서를 검정하고, 설치하여 관측 자료의 신뢰성을 확보하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.444-451
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• 2007

본 논문에서는 통신해양기상위성(COMS)의 기상 및 해양 과학 관측 센서 데이터 서비스를 제공하는 지상 지구국 채널 시스템의 설계 요소를 해석하고, 소형 사용자 단말 장비의 적합한 설계를 위한 채 널 설계 파라미터를 제안한다. 통신해양기상위성의 해양 관측 데이터는 S/L-band를 사용하여 지상으로 전송되며, 기상 관측 데이터는 지상으로 전송되고, 전송된 데이터는 지상국에서 수신 처리되어 COMS 위성을 통하여 사용자에게 제공된다. 디지털 방식으로 전송되는 센서 데이터는 양방향 소형 단말기의 채널을 통하여 수신되므로 센서 데이 터 전송 방식에 대한 요소 기술적 분석과 전송 채널 모델링을 통한 채널 열화 요소를 분석하여 최적의 센서 데이터 송수신 채널 시스템을 해석하고 설계한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.218-218
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• 2016

차량용 강우 센서는 강우측정이 어려운 지역의 강수량 측정이 가능하고, 실시간으로 강우정보를 생성해 내기 때문에 차세대 강우측정기로써 전망이 기대된다. 차량용 강우 센서는 일반적인 강우관측기와 달리 물 입자가 커질수록 빛의 산란이 크게 일어나는 현상을 이용한다. 산란이 크게 일어나면 강우 센서에 입력되는 값이 줄고 이는 강수가 높다는 것을 의미한다. 강우가 발생하면 자동차 전면 유리창에 부착된 강우 센서가 감지하는 우적량을 강우량으로 환산하는 방법을 통해 강우량을 산정한다. 강우가 쌓이고 나서 나중에 그 값을 측정하는 것이 아니라 즉시 그 값을 계산하여 강우량을 산출해야하기 때문에 단계가 복잡하다. 수식이 복잡할수록 오차가 발생할 확률도 크고 처리 속도도 느려지기 때문에 W-S-R 관계식을 이용하여 복잡한 수식을 간단하게 정리할 필요가 있다. AWS 기상관측소와의 비교 분석을 위해 차량에 우량계를 장착하였으며 W-S-R 관계식을 통하여 상관관계 분석하여 회귀식을 도출 한다. W-S-R 관계식이라 함은 와이퍼의 속도관계(W), 강우센서(S), 실제 강우(R)을 의미한다. 여기서 와이퍼의 속도관계는 와이퍼의 한 번 이동 했을 시 실제 강우는 실내강우발생 장비를 제작하여 10~80mm의 강우를 발생시키고 그 값은 우량계로 관측한다. 본 연구에서는 물 입자의 산란과 차량용 강우 센서 간의 관계식 도출과 W-S-R 관계식을 이용하여 실제 강우 정보와의 상관관계를 위한 분석을 통한 회귀식 개발을 목표로 한다.