• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1295-1304
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• 2021

수자원의 효율적인 이용과 관리를 위해서는 기본적으로 강우-유출에 대한 신뢰성 있는 해석이 필요하지만 이를 위한 연속적인 수문자료가 부족하고, 실측 및 모형 등을 통한 강우-유출자료의 확보는 여전히 요원한 실정이다. 특히 미계측 유역의 경우는 합리적인 강우-유출 모의 개선의 일환으로 모형 적용시 필요한 매개변수를 계측유역에서 미계측 유역으로 전이하는 지역화 방안이 활용되고 있다. 본 연구에서는 하천 내 미계측 유역 또는 가뭄모니터링이 필요한 지점에서 GR4J 모형을 선정하여 강우-유출과정의 상태변수를 추출하고 SCEM-UA 기법을 이용한 매개변수 최적화를 진행하였다. 모형을 통해 획득한 유역특성인자와 매개변수 상관성 분석을 위해 Copula 함수를 이용하여 지역화하였으며 미계측 유역에 대한 강우-유출 분석을 수행하였다. 분석과정에서 대상 유역의 중간상태변수를 추출하고 이를 수문변량 인자인 하천수위와 지하수위에 대해 각각의 상관성을 분석하였다. 나아가 강우-유출 모의 과정에서 GR4J 모형의 상태변수를 산출하고 지수화시켜 수문학적 가뭄지수(SSDI)를 산정하였으며 이를 대표 가뭄지수인 SPI와 비교분석하여 산정된 가뭄지수의 수문학적 적합성 평가를 수행하였으며 이를 토대로 미계측 유역에서의 가뭄 모니터링 및 가뭄정보제공 체계구축과 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권1호
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• pp.85-97
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• 2019

Meteorological factors and air pollutants are associated with respiratory diseases, and appropriate use of weather and air quality information is helpful in the management of patients with such diseases. This study was performed to investigate both the utilization of weather and air quality information by, and the needs of, patients with respiratory diseases. Questionnaires were administered to 112 patients with respiratory diseases, 60.7% of whom were female. The rates of bronchial asthma and chronic obstructive pulmonary disease among patients were 67.0% and 10.7%, respectively. The majority of subjects (90%) responded that prevention was important for respiratory disease management and indicated that they used weather and air quality information either every day or occasionally. However, respondents underestimated the importance of weather and air quality information for disease management and were unaware of some types of weather information. The subjects agreed that respiratory diseases were sensitive to weather and air quality. The most important weather-related factors were diurnal temperature range, minimum temperature, relative humidity, and wind, while those for air quality were particulate matter and Asian dust. Information was gleaned mainly from television programs in patients aged 60 years and older and from smartphone applications for those below 60 years of age. The subjects desired additional information on the management and prevention of respiratory diseases. This study identified problems regarding the utility of weather and air quality information currently available for patients with respiratory diseases, who indicated that they desired disease-related information, including information in the form of action plans, rather than simple health- and air quality-related information. This study highlights the necessity for notification services that can be used to easily obtain information, specifically regarding disease management.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권1호
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• pp.43-54
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• 2011

최근 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 기상이변에 의해 집중호우가 발생되고 있으며, 이로 인해 산사태 등 자연재해도 급격히 증가하고 있다. 따라서 기후변화에 의한 산사태 취약지역을 파악하고, 그에 대한 적응 대책을 마련하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 산사태 취약성을 민감성, 노출, 적응성 규준으로 평가하였다. 이러한 규준에 적합한 지표에 대한 공간 정보를 GIS로 구축하였고, 그를 기반으로 과거 및 미래에 대한 전국에 대한 산사태 취약성 지도를 제작하였다. 그 결과, 강원도 대부분 지역, 경기도 동부와 전라남도 동남부, 경상남도 서남부가 산사태 취약성이 높게 나타났다. 또한, 시기별 산사태 취약성은 과거에서 미래로 가면서 매우 낮음과 낮음에 해당하는 등급은 감소하고, 보통, 높음, 매우 높음에 해당되는 등급의 면적은 가까운 미래에서 큰 변화가 없으나, 먼 미래에서 확연하게 증가하는 것으로 나타났다.

• 융합정보논문지
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• 제9권6호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구에서는 다항식 회귀분석(Polynomial regression analysis) 방법을 이용하여 비선형 특성을 갖는 전자저울의 질량 추정 모델 개발이 이루어 졌다. 전자저울에 사용되는 로드셀의 출력 단자 전압을 기준 질량 추를 사용하여 직접 측정하였고 이 데이터를 이용하여 MS Office 엑셀의 행렬식 계산과 데이터 추세선 분석 기능을 이용하여 다항식 회귀모델을 구하였다. 5kg까지 측정 가능한 로드셀 전자저울을 사용하여 100g단위로 질량을 측정하였고 다항식 회귀분석(Multiple regression analysis) 모델을 구하였으며, 단순(1차), 2차, 3차 다항식 회귀분석에 대한 오차를 구하였다. 각 모델에 대한 회귀 방정식의 적합도 분석을 위해 결정계수(Coefficient of determination)를 제시하여 추정 질량과 측정 데이터와의 상관관계를 나타내었다. 본 연구에서 제안하는 3차 다항식 모델을 이용하여 추정 값의 표준편차가 10g, 결정계수 1.0으로 상당히 정확한 모델을 얻었다. 본 연구에 사용된 선형 회귀 분석 이론을 바탕으로 최근 인공지능 분야에서 많이 사용되고 있는 로지스틱 회귀 분석(Logistic regression analysis)을 활용하여 기상예측, 신약개발, 경제지표 분석 등의 분야에 대한 다양한 연구를 수행할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.287-293
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• 2018

한반도는 화산 재해로부터 안전한 지역으로 알려져 왔다. 그러나 최근 백두산 및 일본 화산들을 포함한 극동아시아의 화산 관측동향 및 연구결과들은 더 이상 한반도가 화산 재해로부터 안전한 지역이 아님을 나타내고 있다. 대한민국 정부는 2012년부터 효율적인 화산재해 대응체계 구축을 위해 IT 기반의 화산재해대응시스템(VDRS: Volcanic Disaster Response System)구축기술을 개발해 왔다. VDRS의 주요 사용자는 대한민국 중앙 및 지방정부 공무원들이나 이들 대부분은 화산재해를 경험해 보지 못하였으며, 기본적 지식도 부족하다. 따라서 실제 재난 시, 효과적인 VDRS의 사용 및 재난대응을 위해서는 재해 대응과 관련된 교육 콘텐츠의 개발과 교육의 실시가 매우 중요하다. 본 논문에서는 현실감 있는 화산재해 대응 교육을 위한 가상현실(VR; Virtual Reality) 기반의 모바일 앱 개발을 다루고 있다. 교육의 목적은 화산재해 관련 지식의 전달과 체험이다. 첫째, 공간정보 기반의 VR 콘텐츠를 제작한다. VR 콘텐츠를 제작을 위해서는 수치표고모형 기반 3D 모델이 구축되고, 기상효과 및 다양한 화산재해 확산 가시화 모델이 개발된다. 둘째, 화산재해 대응을 위한 교육앱이 개발된다. 이 단계에서 우리는 12단계의 화산재해 체험 스토리 보드를 제안한다. 앱은 스토리 보드를 기반으로 Unity3D 엔진을 이용하여 개발되며 다양한 화산재해(화산재, 화쇄류, 화산이류 등)를 체험하고 이들에 대한 지식을 전달할 수 있도록 구성된다. 본 연구의 결과는 화산재해 대응 및 예방을 위한 교육에 활용될 수 있을 것이며 향후, 증강현실 기술과 연계한다면 보다 현실감 있는 교육에 활용될 수 있을 것이다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.369-376
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• 2021

3D 건축 시각화 애니메이션은 디지털 기술의 급격한 발전으로 건축 프리젠테이션에 보다 많은 비중을 차지하게 되었다. 건축 시각화 애니메이션은 게임이나 영화와는 달리 시각적인 정보를 충실하게 전달하는 것에 중점을 두게 되며 단순히 건축물을 관람하는 영상을 제공하는 것이 아닌, 건축 공간에서 관람자가 느끼는 공간감을 표현하는 것을 그 목표로 한다. 공간감은 건축의 물리적인 요소들뿐만 아니라 빛, 시간, 사람의 행위 등 비물질적인 요소들의 영향을 받으며, 고정된 이미지에 비해 시간성을 담을 수 있는 애니메이션에서 표현하는 것이 보다 유리하다. 이에 본 연구는 건축 시각화 애니메이션에서 효과적으로 공간감을 전달하기 위한 요소를 탐색하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위하여 공개되어 있는 저명한 건축 시각화 아티스트들의 작품을 선정하고 관찰하여 관람자에게 효과적으로 공간감을 전달하기 위한 요소들을 탐색하였다. 조사한 건축 애니메이션들에 공통적으로 나타나는 공간감 전달 요소를 카메라의 움직임과 조작, 주변 사물의 움직임, 빛 환경의 변화, 기상의 변화, 시간의 조절, 초현실적 장면의 삽입으로 유형을 분류할 수 있으며 이는 가상현실 건축 컨텐츠의 몰입감에 대한 논의와 이어질 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.603-611
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• 2020

도로에 발생하는 포트홀은 운전자들의 안전과 만족도, 차량파손에 직접적으로 영향을 미치는 요소로 실시간에 준하는 검지와 대응이 요구된다. 순찰 빈도를 높이면 포트홀의 조속한 검지와 대응이 가능하나, 많은 인력과 비용, 시간이 소요된다. 또한 포트홀은 우천에 따라 발생특성이 달라지기 때문에 순찰의 효율성을 제고하기 위해서는 경제적 관점과 서비스 제공의 관점에서 최적빈도에 대해 고민해야 할 필요가 있다. 이에 본 연구는 장기간에 걸쳐 수집된 포트홀 발생이력과 기상정보를 활용하여 우천이 포트홀 발생에 미치는 영향과, 지속성, 강우강도의 영향에 대해 정량적 분석을 시도하였다. 그리고 이 결과를 근거로 리스크 기반의 최적화·가변화 순찰 전략을 제시하였다. 분석 결과 우천 시에는 포트홀 발생확률은 2.4배 증가하고, 비가 그친 후에도 그 영향은 3일간 지속됨을 알 수 있었다. 또한 강우강도 1mm 당 포트홀 발생확률은 0.46% 증가하며, 1mm 수준의 적은 비에도 발생특성이 민감하게 반응함도 확인하였다. 이러한 특성에 근거한 포트홀 관리 최적 빈도는 신뢰수준 95% 수준에서 우천 비영향권일 경우 3일에 1회, 영향권에서는 1일 2회 이상의 순찰이 필요하다는 결론이 도출되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1119-1130
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• 2020

기후변화와 기상이변으로 인해 최근 전세계적으로 홍수피해가 증가하고 있다. 우리나라에서는 피해복구가 일반적인 홍수피해 대응방안으로 사용되어 왔기 때문에, 홍수피해에 대한 예방적인 대책을 위해서는 강우특성에 따른 지역적 홍수피해규모를 예측할 필요가 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 우리나라 7개 대도시에서의 강우에 의한 인적 및 물적 홍수피해 예측을 위한 회귀함수를 개발하는 것이다. 회귀분석은 1998년부터 2017년까지 최근 20년 동안의 인적 및 물적 손실의 2가지 피해특성자료에 대해 6개의 강우특성 인자를 4가지 형태의 비선형 방정식에 각각 적용한 총 48가지 유형의 단순회귀모형을 통해 종합적으로 수행되었다. 결정계수와 유의성 검정을 통해 회귀분석 결과를 검토하여 각 대도시의 피해추정함수를 최종 선정하였고, 이를 이용하여 100년 빈도 강우량에 대한 7개 대도시의 인적 및 물적 홍수피해 규모를 평가하였다. 본 논문의 결과는 홍수피해 저감대책을 위한 홍수피해 규모 평가에 기초정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.217-225
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• 2021

본 연구에서는 국내 서해안에 설치된 HeMOSU-2 기상타워에서 5 Hz 간격으로 관측한 수면변동자료를 이용하여 파랑 스펙트럼 정보를 산정하였으며, 이를 통해 파랑 매개변수를 추정하였다. 모든 유의 파고 범위에 대하여 관측 스펙트럼을 기준으로 JONSWAP 스펙트럼의 첨두증대계수(γ_opt)와 수정 BM 스펙트럼의 척도계수(α) 및 형상계수(β)를 추정하였으며, 각각의 매개변수 분포를 확인하였다. 분석 결과, JONSWAP 스펙트럼의 첨두증대계수(γ_opt)는 기존에 제안되고 있는 3.3에 비해 매우 낮은 수준인 1.27로 산정됐으며, 전체 파고 범위에서 첨두증대계수(γ_opt)의 분포는 확률질량함수와 확률밀도함수의 결합형태로 나타났다. 또한, 수정 BM 스펙트럼의 척도계수(α) 및 형상계수(β)는 기존 [0.300, -1.098]에 비해 낮은 수준인 [0.253, -1.377]로 추정됐으며, 두 매개변수간 선형 상관관계 분석 결과 β = -3.86α로 나타났다.

• 융합정보논문지
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• 제12권4호
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• pp.260-269
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• 2022

본 논문에서는 기존에 전문가에 의해서 이루어지던 국가 대기오염 측정망 데이터들의 이상 탐지 작업을 인공지능을 통해 자동화하고자 심층 신경망을 이용한 이상 탐지 모델을 제안하였다. 환경과학원에서 제공받은 기상자료 데이터의 결측치 및 이상치를 분석하여 학습데이터를 생성하였으며 비지도 학습 방식의 BeatGAN 모델에 기반하여 커널 구조 변경과 합성곱 필터층 및 전치 합성곱 필터층의 추가를 통해 새로운 모델을 제안하여 이상 탐지 성능을 높이고자 하였다. 또한 제안하는 모델의 생성적 특징을 활용하여 새로운 데이터를 생성하고 이를 학습에 사용하는 재학습 알고리즘을 구현 및 적용하여 기존 BeatGAN 모델뿐 아니라 다른 비지도 학습 모델인 Iforest, One Class SVM과 비교하였을 때 제안모델의 성능이 가장 높았음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 실제 산업현장에서 센서의 이상, 점검 등의 여러 요인으로 인해 학습 데이터가 부족한 상황에서 추가적인 비용없이 과적합을 피하며 제안하는 모델의 이상탐지 성능을 올릴 수 있는 방법을 제시할 수 있었다.