• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.921-932
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• 2023

도시 인구집중 및 도시확장에 의한 토지피복 변화는 도시 내 열섬현상과 같은 다양한 환경문제를 유발할 수 있다. 특히 계획적으로 구축되는 신도시의 경우 짧은 기간에 진행되는 급격한 도시화로 인한 도시 기후의 변화를 분석하기에 적절한 연구대상지로 여겨진다. 본 연구에서는 Landsat 위성영상을 활용하여 분당 및 판교 신도시를 대상으로 개발 전후 토지피복 변화와 이에 따른 표면 도시열섬(surface urban heat island, SUHI) 현상의 변화를 비교, 분석하였다. 또한 SUHI 강도에 영향을 끼칠 수 있는 도시구조적 특징들 간 상관분석을 수행하였다. 분석 결과, 신도시 개발이 진행됨에 따른 토지피복의 급격한 변화 및 이에 따른 SUHI 현상의 직접적인 심화를 확인하였다. 본 연구를 통해 각기 다른 도시계획에 의한 SUHI 현상의 차이를 확인하고 열 환경 개선을 위한 입체적인 도시계획의 필요성이 제시될 수 있다.

• 한국인구학
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• 제27권2호
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• pp.257-289
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• 2004

이 연구의 목적은 중국의 도시화율을 재구성하고 그것을 바탕으로 과잉/과소 도시화 논쟁을 재점검하는 것이다. 연구는 과거에 발표된 도시화율에 비하여 2000년 센서스 보고서에 발표된 36.01%의 도시화율이 신뢰할만한 수치인가하는 질문에서 출발한다. 여기에 대한 답은 부정적이다. 따라서 이 연구는 유엔의 도시/농촌 인구성장 예측기법을 사용하여, 도시화율에 관한 두 세트의 시계열 자료를 재구성한다, 이 연구는 그 중 하나인 1982~2000년 자료를 바탕으로 과잉/과소 도시화 문제의 성격을 해명한다. 이 연구는 1인당 국민소득과 도시화의 관계를 해명하기 위한 두 종류의 회귀모형을 개발한다. 세계은행의 자료를 바탕으로 전세계의 경제발전과 도시화 수준에 관계에 관한 회귀방정식을 추정하고, 선형방정식보다 로그방정식이 예측력이 높음을 확인한다. 로그방정식의 추정결과에 따르면, 중국은 1978년 개혁${\cdot}$개방정책 이전에는 과잉 도시화되었고, 최근에 들어 오히려 도시화의 지체로 인한 과소 도시화의 문제가 통계적으로 유의미한 현상이 되고 있다. 분석의 결과는 중국이 1978년 시장경제를 도입한지 15년이 지난 이후에야 도시화 지체현상이 나타나고 있음에 주목하면서, 중국의 각종 도시정책이 도시발전에 강력한 장애물로 규제력을 행사하였음을 강조한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.320-320
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• 2022

기후변화와 도시화로 인한 영향으로 도시의 폭우, 폭염을 비롯한 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 시가화 지역의 높은 불투수율은 도시홍수를 야기한다. 이러한 현상을 완화하기 위해 도시지역에서는 그린인프라와 저영향개발이 도입되고 있다. 그 중 지속가능한 발전을 위한 필수요소로 자리매김한 옥상녹화는 도시에 위치한 건물의 상층부와 내부의 온도를 낮춤으로써 에너지절감효과와 강우 시 빗물을 저류함으로써 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 녹지도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 열섬현상완화와 유출 저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상요소를 Flux Profile Method를 적용하여 공간 내에 있는 열에너지의 총량인 순복사열을 구성하는 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G)을 산정하였다. 또한 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 옥상녹화의 적용성을 평가하였다. 2021년 7월 21일부터 2021년 7월 28일 까지 모니터링한 결과 옥상녹화의 열 효율은 일반 콘크리트 지붕에 비해 실내온도가 최대 6.83℃ 낮게 나타나며 이는 여름철 건물 내부의 온도조절에 필요한 에너지 저감효과를 볼 수 있다. Flux Profile Method를 적용한 결과 옥상녹화의 전체 열속 중 현열속 28.5% 잠열속 70.7%, 토양열속 0.5% 의 복사량 분포를 보였고, 일반 콘크리트 지붕은 현열속 45.3%, 잠열속 38.6%, 토양열속 16.2% 으로 나타났다. 이와 같은 방법은 옥상녹화의 정량적 평가를 가능하게 함으로서 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2006년도 제23회 학술대회 발표 논문집
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• pp.71-74
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• 2006

석조문화재 표면에는 다양한 형태의 흑색오염물질이 형성되어 있다. 흑화 현상은 일반적으로 수많은 공기오염물질과 유기물 그리고 유색광물들의 쌓임과 이동에 의해 생성될 수 있다. 흑화현상을 크게 대기오염이 심한 도시에서 나타나는 도시형과 대기오염이 적은 곳에서 발생하는 농촌형으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 흑색의 원인물질의 하나로 거론되고 있는 탄소물질을 열분해탄소분석기를 이용하여 분석하였다. 탄소는 유기탄소와 원소탄소로 나누어 측정되었으며, 흑색을 띄게 하는 원소탄소의 량이 도심의 흑색부위와 농촌의 흑색부위에서 차이를 보이며 검출되었다. 그러나 측정된 탄소량은 탄소 한 요소만으로 암석 표면의 흑화 현상을 설명하기에는 불충분하다. 소량이 검출되기는 했지만 두 시료에서 보여주는 탄소량의 차이는 의미가 있다. 농촌형 흑색시료에서는 도심형 시료에서 보다 유기탄소가 원소탄소보다 약간 더 검출되었다.

• 환경영향평가
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• 제31권6호
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• pp.369-377
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• 2022

본 연구의 목적은 산림녹지의 토지이용 특성을 갖는 오픈스페이스가 그 위치분배에 따라 도시 열저감에 서로 다른 정도로의 영향을 미칠 수 있는지를 강릉시 도심지역 사례를 통해 살펴보는 것이다. 연구방법으로는 도심 내 열현상 해석모델인 InVest Urban Cooling Model을 사용하였고 가용한 최근 자료 시점인 2018년을 기준으로 진행하였다. 연구대상지는 도심 내 오픈스페이스 위치분배 효과에 초점을 두기 위하여 도시 전체가 아닌 도심부만을 관찰지역으로 설정하였다. 토지이용 위치분배 시나리오 분석을 통해 본 결과 위치분배관점에서 오픈스페이스를 증가시키되 여러 개의 소규모 산림보다는 대규모 산림 또는 군집화된 산림이 지역 내 대기 열저감 효과에 더 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.384-386
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• 2010

본 연구의 목적은 도시고온화와 도시열섬 현황을 파악하는데 있어 중요한 역할을 하는 도시 지역의 알베도와 지표면의 토지이용 자료를 이용하여 한반도 행정구역의 알베도 분포를 비교 평가하고자 하는 것이다. 도시 지역의 알베도와 토지이용을 현장조사 할 경우 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에, 시간적 경제적인 비용절감효과를 위해 전 지구적으로 변화를 감지할 수 있도록 NASA에서 제공하는 MODIS 위성영상 자료를 사용하여 분석하였으며, 그 결과 서울, 부산, 대구 등 주요 도시를 중심으로 대체적인 알에도 값이 낮게 나타났다. 이는 도시 지역의 인공 환경의 영향으로 인하여 주요 도시 지역이 주변 지역보다 알베도 수치가 낮게 나타났음을 알 수 있고 이러한 알베도 수치는 도시 열환경에 직접적인 영향을 주고 있으며 따라서 도시고온화와 도시열섬 현상을 감소시키기 위하여 도시 내 빌딩 및 도로의 재질개선, 지붕 및 도로 포장, 건물의 외벽을 밝은 색으로 교체 등의 방법으로 지표면 알베도를 높이기 위한 방안 마련이 시급 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권3호
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• pp.225-236
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• 2022

도시의 인구 증가와 이에 따른 개발로 인한 도시화는 도시 내 열섬현상과 같은 다양한 환경문제를 유발할 수 있다. 특히 계획적으로 구축되는 신도시의 경우 짧은 기간에 진행되는 급격한 도시화로 인한 도시 기후의 변화를 분석하기에 적절한 연구대상지로 여겨진다. 본 연구에서는 Landsat-8 Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor (OLI/TIRS) 위성영상을 활용하여 세종특별자치시 내 행정중심복합도시의 2013년부터 2020년 개발계획에 의한 토지피복 변화와 이에 따른 표면 열섬현상의 변화를 분석하였다. 이를 위해 위성영상에서 제공하는 열적외선 밴드값과 방사율을 고려하여 지표면온도를 산출하고, 이를 기반으로 표면 열섬현상 강도와 Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI)의 변화분석을 수행하였다. 개발이 진행됨에 따른 토지피복 변화 및 피복별 열섬현상 강도의 차이 확인을 위해 환경부에서 제공하는 중분류 토지피복지도를 활용하였다. 분석 결과, 연구지역의 시가화 면적은 15% 증가하였고 자연식생은 28% 이상 줄어든 것이 확인되었다. 또한 이에 따른 열섬현상의 확장 및 강도 증가가 관측되었고, 열섬현상이 발생된 지역의 생태적 수준은 매우 낮은 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 급격한 도시화에 따른 열 환경의 정량적 변화 및 생태적 수준을 확인하고, 주거환경의 열 환경 개선을 위한 추가적인 정책의 필요성이 제시될 수 있다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.127-132
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• 1999

우리나라의 도시폐기물 소각로는 화격자 위에 폐기물을 공급하고 화격자 밑에서 공기를 공급하는 스토커식 소각로를 대부분 채택하고 있다. 이러한 스토커 소각로 연소실내에서는 매우 복잡한 연소현상이 발생하는데, 연소실로 투입된 쓰레기는 먼저 건조부에서 수분의 건조가 일어나고, 화격자의 구동에 의해 쓰레기가 혼합 및 이송되면서 열분해, 가스화, 가연성분의 탈휘발화 및 연소, 일부 고정탄소의 표면연소 등의 반응이 일어난다. 그리고 1,2차 연소실에서는 휘발분 및 비산된 고체의 연소가 일어나는데, 이때 대류 및 복사열전달 등의 복잡한 현상을 수반하는 유동장이 형성된다. 더욱이 불균질한 특성을 갖는 쓰레기층 내에서의 복잡한 현상으로 인하여 발생하는 경계조건 설정의 불확실성으로 연소실내의 연소 현상을 전산해석하는 데에는 상당한 어려움이 있다.(중략)

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.88-89
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• 2010

최근 인간의 활동범위와 영역이 확대되고 산업이 발전하면서 인간의 삶과 지속가능한 발전 등 도시 기후에 관한 관심도 높아지고 있다. 산업혁명 이후 도시화와 산업화로 인해 인구가 증가하고 도시지역으로 집중됨으로써 도시 열섬화 현상에 대한 도시환경문제가 부각되고 있다. 이는 최근까지도 도시개발에 있어서 기능과 효율성이 우선시 되어 도시기후에 대한 배려가 이루어지지 못하고 있으며, 오히려 과도한 냉난방을 가동하는 등 쾌적한 실내 환경 조성을 위한 노력만을 행해왔다. 도시화에 따른 도시의 열환경 구조의 변화는 토지이용의 변화에 따른 피복상태와 밀접한 관련이 있다는 연구들이 수행된 바 있다. 이렇듯 도시화가 진행됨에 따라서 도심 지표면을 덮고 있는 포장재도 변하고 있다. 대표적인 토지피복재로는 콘크리트와 아스팔트 등의 인공포장재, 수계, 삼림 등으로 크게 나누어 볼 수 있다. 최근 도심의 발달로 인해 도심의 표면은 점차 인공포장재인 아스팔트와 콘크리트로 덮여지고 있다. 인공포장재는 맑은 여름철 낮에 받아들인 열을 야간에도 머금고 있어 도시열섬현상의 주요원인이 된다. 도시화가 진행됨에 따라 토지이용형태가 변화하고 있으며 이러한 토지피복의 변화는 그 지역의 기온과 풍향, 풍속뿐만 아니라 지표온도도 변화시키므로 도시 열환경 구조에 적지 않은 영향을 미치고 있다. 과거에는 자연 환경과 도시공간에 대한 인식이 다른 분야로 나누어져서 다루었지만 현재 위성영상 기술의 발달로 많은 공간 정보를 파악할 수 있게 된 바 도시기후변화에 더욱 직접적이고 근본적인 접근이 쉬워졌다. 원격탐사기법의 활용은 위성자료를 이용하여 동시간대 평면적인 열구조를 정량적으로 파악하는데에 중요한 자료를 제공하여 도시지역을 덮고 있는 인공자재의 존재가 도시열섬의 형성과 밀접하게 연관이 있다는 사실을 짐작할 수 있다. 따라서 도시기후변화의 문제점을 더욱 적극적으로 해결하기 위해서는 토지이용에 따른 지표면 온도 상승의 현황을 파악하고 이를 저감 시킬 수 있는 대책들이 수립되어야 한다. 본 연구는 보다 세분화된 도시 열환경을 정량적으로 분석 평가하기 위해서 토지피복별 분류를 3가지로 대구시 중구 경북대학교 부속 고등학교(이하 사대부고 지점)를 도심지역으로, 경상남도 창녕군 창녕읍 우포늪(이하 우포지점)을 수계지점으로, 경상북도 안동시 길안면 만음리(이하 안동지점) 지점과 대구시 칠곡군 동명면 득명리 팔공산 한티재 도립공원(이하 팔공지점)을 산림으로 분류하여 연구하였다. 대구 계명대학교 기후환경연구실에서 보유하고 있는 AWS(Automatic Weather Station) 자료로 기상요소를 분석하였으며, MODIS Terra 위성영상을 이용하여 지표온도를 추출하고 분석하였다. 또 기상요소와 지표온도를 이용해 회귀식을 도출하여 추정기온을 산출하였다. 그 결과 첫째, 계절에 따른 기온의 시간변화는 여름의 평균기온이 $25.13^{\circ}C$와 $24.12^{\circ}C$로 사대지점과 우포지점의 평균기온이 가장 높게 나타났으며, 이는 도심에서 발생되는 인공열의 영향으로, 우포지점은 수계의 특징이 반영된 결과라 할 수 있다. 둘째, 계절에 따른 풍속의 시간변화는 여름의 경우 우포지점의 풍속이 1.63m/s로 가장 높은 반면 안동지점의 풍속이 0.27m/s로 가장 낮은 것으로 나타났다. 겨울의 경우 팔공지점의 풍속이 1.82m/s로 가장 높게 나타났다. 토지피복에 따른 지표면의 변화가 도시기후에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 또 지표면 온도와 기온과의 차이를 알아보기 위하여 MODIS 위성 영상을 이용하여 세 지점을 대상으로 토지피복에 따른 열환경을 평가 분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, MODIS 위성영상을 이용하여 산출한 지표면 온도는 여름철 주간에 안동지점의 경우 주변지역에 비해 지표면 온도가 약 $26^{\circ}C$로 낮게 나타났으며 우포지점의 경우 수계가 가지는 열 완충능력으로 약 $27^{\circ}C$의 낮은 지표면 온도를 나타내었다. 사대지점의 경우 약 $34^{\circ}C$이상의 높은 지표면 온도를 나타내었다. 둘째, MODIS 위성영상을 이용하여 산출한 지표면 온도와 관측된 기온과의 회귀식을 도출하여 상관분석 한 결과, 모든 지점의 값에서 상관성 및 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 셋째, 상관분석의 결과를 통하여 추정한 기온은 지표면 온도와의 차이가 있지만 유사한 패턴의 결과로 추출되었다. 이러한 결과로 볼 때 도시의 인공자재를 이용한 건축과 개발이 도시열섬현상을 유발하는데 중요한 역할을 하는 것을 정량적으로 평가할 수 있었다. 따라서 본 논문의 연구결과를 바탕으로 도시계획에 있어서 인공구조물에 의한 기온과 풍속이 받는 영향을 고려하여 도심의 인공구조물의 배치나 자재에 대한 개발이 이루어져야 할 것이며 열교환의 방해 및 바람순환이 확보되는 구조로 개선되어야 할 것이다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제4권2호
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• pp.55-61
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• 2018

본 연구는 시각 동기 위상 측정 정보를 이용하여 전력계통에 나타나는 여러 가지 동요 현상을 검출하기 위한 기초 연구로써, 시계열 데이터 분석 분야로 분류된다. 제시한 방법은 비선형 동특성에 해석 기반으로 접근하여 전력계통에 나타날 수 있는 여러 동요 현상을 범용적으로 검출해 낼 수 있다. 비선형 동요 현상의 신호적 패턴을 수학적으로 기본 순시치 파형으로부터 피크치 샘플링을 통해 전개하여 계통 요소간 간섭으로 인한 원하지 않는 진동 모드를 검출하고자 한다. 계통의 변화로 진동 모드가 나타날 때, 2차원 평면에 실효치로 환산한 시계열 전압 데이터와 선형화된 플로퀘트 상수(Floquet multiplier)를 맵핑하여 도시하고, 정상상태 지점으로부터 거리를 계산하여 최대 리아프노프 지수 계산을 통해 계통이 불안정하게 되는 시간을 시계열 데이터 분석으로 추정하는 것이 본 방법의 핵심이다. 이러한 접근으로 제시한 비선형 동요 검출 알고리즘을 적용하여 디지털 필터 적용 또는 주파수 영역 해석과 같은 오프라인 Study와 달리 온라인으로 신속하게 계통의 현재 상태를 알 수 있게 된다.