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모바일 기반 온실 냉난방 부하 산정 프로그램 개발 (Development of Greenhouse Cooling and Heating Load Calculation Program Based on Mobile)

  • 문종필;방지웅;황정수;장재경;윤성욱
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.419-428
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    • 2021
  • 모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm)이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

종 다양성 평가를 위한 호소 생태계 동물플랑크톤 조사 방법 연구: 희박화 분석(rarefaction analysis)을 이용한 적정 시료 농축 정도 및 부차 시료 추출량의 검증 (Validation of Suitable Zooplankton Enumeration Method for Species Diversity Study Using Rarefaction Curve and Extrapolation)

  • 오혜지;최예림;김현준;홍근혁;박영석;김용재;장광현
    • 생태와환경
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    • 제55권4호
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    • pp.274-284
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    • 2022
  • 본 연구에서는 수생태계 생물다양성을 평가할 때보다 정확한 동물플랑크톤 종 다양성을 산정하고 수체 간 상대 비교 시 오차를 줄이기 위한 방안으로서, 관찰 노력, 즉 시료의 농축 정도 및 부차시료 추출량의 적정안을 제시하기 위해 수심, 영양상태 및 동물플랑크톤 군집 출현 양상이 서로 다른 세 개 호소를 대상으로 표준 크기 기반 희박화 분석(sample-size-based rarefaction analysis)을 수행하였다. 현장에서 동일한 채집 도구를 이용, 조사 정점의 수심을 고려하여 채집된 동물플랑크톤 시료로부터 부차시료 추출량을 달리함에 따라 추정되는 생물다양성 (richness, Shannon's H')은 호소에 따라 변화 양상이 다르게 나타났으나, 세 호소 모두 최대 시료 분석량에서 다양성 지수 값이 가장 높게 추정되었다. Sample coverage에 대한 희박화 분석 결과, 채집 시료 내 동물플랑크톤 출현 종수 및 개 체 밀도가 모두 많은 주암호의 경우 농축 시료 100 mL 기준 1 mL의 부차시료만 검경해도 해당 표본이 전체 시료의 99.8%를 대표하는 것으로 나타났으나, 매우 적은 출현 종수 및 개체 밀도를 보인 소양호에서는 동량의 농축 시료로부터 10 mL의 부차시료를 추출했을 때도 97%로 비교적 낮은 대표성을 보였다. 이와 같이 동물플랑크톤 전체 채집 시료에 대한 부차시료의 대표성은 현장으로부터 채집된 시료 내 개체 밀도에 따라 다르게 나타나며, 채집 개체 밀도에 따라 시료의 농축 정도 및 부차시료 추출량을 조절한다면 최소의 관찰 노력으로 지점 간 출현 종수 및 다양성 지수 비교 시 발생하는 오차를 최소화할 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 본 연구 결과는 호소 동물플랑크톤 군집 분석 및 수체 간 상대 비교를 위한 동물플랑크톤 시료 검경 방법에 있어 시료 여과량, 농축 및 부차시료 추출 방법을 표준화하는데 기준이 될 수 있는 정보를 제공한다.

폐암 환자의 호흡훈련에 의한 호흡동조 방사선치료계획의 유용성 평가 (The feasibility evaluation of Respiratory Gated radiation therapy simulation according to the Respiratory Training with lung cancer)

  • 홍미란;김철종;박수연;최재원;표홍렬
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.149-159
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    • 2016
  • 목 적 : 폐암환자의 호흡동조 방사선 치료 계획 시 호흡 훈련 전후 RPM 신호와 횡격막 위치 변화를 분석하여 호흡 훈련의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2016년 4월부터 8월까지 호흡 동조 방사선 치료를 받는 환자 11명을 대상으로 호흡 훈련을 시행하였고 동시에 RPM 신호 및 횡격막 영상을 획득하였다. 호흡 훈련은 총 3단계로 1단계 자유 호흡 상태의 신호 획득, 2단계 호흡 신호 가이드를 통한 1차 호흡 신호 획득, 3단계 설명과 반복 훈련으로 규칙성과 안정을 유도한 최종 호흡 신호를 획득 하였다. 각 단계의 흡기와 호기시 RPM 신호와 투시 영상의 횡격막 위치의 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값을 구하고, 이를 1단계 값으로 표준화 하여 2, 3단계를 상대분포 백분율(%)로 변환하여 환자의 호흡 변화와 내부 움직임을 분석 함으로써 각 환자의 호흡훈련 유용성을 평가 하였다. 결 과 : RPM 신호와 횡격막 진폭을 측정한 뒤, 1단계를 100%으로 표준화하여 각 단계의 평균값과 표준편차의 오차 평균을 구하였다. 그 결과, 3단계 최종호흡 획득 시 진폭의 상대평균 및 표준편차 모두 감소가36.4%, 표준편차만 감소가 18.2%, 진폭만 감소가 36.4%로 나타났으며, 횡격막 영상의 위치 측정 시 3단계에서 전체 81.8%의 환자에게서 상대평균 진폭 값이 30% 감소함을 보였다. 그러나 모든 환자들에게서 2단계 대비 3단계의 RPM 신호와 횡격막 진폭이 각각 평균 52.6%, 42.1% 감소함을 보였다. 또한, RPM 신호와 횡격막 영상 진폭 차이의 연관성은 2번 10번 환자를 제외하고 각각 1, 2, 3단계 움직임의 패턴이 상관관계를 보였다. 결 론 : 호흡 동조 방사선치료에서 호흡 훈련을 시행하였을 때 최적화된 호흡 주기를 유도할 수 있었으며, 모의 호흡 훈련을 치료 전 시행함으로써 불규칙적인 호흡에 의한 환자의 호흡을 제어해 폐의 움직임을 예측 가능 하게 해주는 효과를 기대할 수 있었다. 궁극적으로는 방사선 치료의 체계적 오류를 최소화해 보다 정확한 치료를 기대할 수 있어 호흡 훈련이 유용하다고 할 수 있겠다.그러나 본 연구는 치료 전 호흡 훈련을 시행한 자료를 바탕으로 분석한 연구로 제한되어 있으며 추후 실제 CT 계획과 치료 시 획득한 자료를 가지고 검증하는 것도 필요할 것으로 사료된다.

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파종방법 및 여름철 관리가 Orchargrass채초지의 그루터기 저장탄수화물 함량 및 미기상에 미치는 영향 (Effects of Sowing Method and Summer Management on Stubbli Carbohydrate Reserves and Microclimate of Orchargrass Meadow)

  • 권찬호;김동암
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.77-84
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    • 1992
  • 본 시험은 장마후 예취시에 많은 그루터기의 고사가 일어나 초지가 황폐화하는 원인을 구명하기 위하여 장마기간에 목초의 생육에 불리하게 작용할 수 있는 요인인 그루터기내 저장탄수화물 함량의 변화- 토양중의 수분함량 및 온도 초지내의 온도, 습도 빛 광도와 같은 미기 상을 장마기간동안에 조사하였다. 조사는 1984년 6월부터 7월사이에 실시되었으며 얻어진 결과는 다음과 갇다. l 목초의 저장탄수화물 함량은 장마전 예취시 예취후 3일째에 약 2.9%로 떨어졌으나 점차 회복되어 장마가 끝난 후에는 10% 이상으로 증가하였으며 장마후 예취구의 경우 장마중에는 약 5.5 %의 낮은 수준을 유지하였으나 예취후 3일째의 함량은 3%로 장마전 예취구와 비슷한 수준이였다. 2 유효토양수분함량은 배수처리구가 약간낮았고 장마전 예취구가 장마후 예취구보다 약간 높았으나 장마후 예취를 한 후에는 장마전 예취구에서 함량이 낮았다. 3 초지의 지중 10cm에서의 오전 10시 온도는 장마전 예취구가 장마후 예취구보다 높았다. 4 초지 지표면의 일 최고온도는 장마전 예취구가 장마후 예취구에 비해 높았으며 변이도 컸다. 5. 초지내 지상 3cm에서의 상대습도의 변화는 장마전 예취구에셔는 강우중을 제외하고는 70% 이하였으며 장마후 예취구는 75-90 %의 높은 습도 를 기록하였다. 6 초지 지표면의 상대조도는 장마전 예취구가 50-90 %, 장마후 예취구가 10% 미만으로 장마전 예취구가 높았다. 7. 본 시험 결과 오차드그라스 채초지의 여름철 그루터기 고사는 초지내의 상대습도의 증가와 입사 광량의 감소로 인한 식물병의 발생과 관계되는 것으로 생각된다.

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제품 디자인을 위한 증강현실 기반 정량구조 시뮬레이션 기법에 대한 연구 (A Study on a Quantified Structure Simulation Technique for Product Design Based on Augmented Reality)

  • 이우훈
    • 디자인학연구
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    • 제18권3호
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    • pp.85-94
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    • 2005
  • 최근 대부분의 제품 디자이너들이 3차원 CAD 시스템을 필수적인 디자인 도구로서 활용하고 있고 이를 기반으로 많은 신제품들이 동시공학적 프로세스로 개발되고 있다. 그런데 초심 디자이너들이 3차원 CAD시스템을 사용하며 겪는 어려움 중 하나는 스크린을 통해 모델링한 오브젝트의 실체적 느낌을 정확히 판단하기 어렵다는 것이다. 이러한 '실체성 결여'의 문제는 3차원 CAD시스템에서의 모델링 작업이 가상공간 안에서만 이루어지기 때문에 촉각적 상호작용이 부재하고 현실공간에 대한 맥락정보가 결여되어 있는 것이 그 원인이라고 착 수 있다. 문제해결을 위해 본 연구에서는 증강현실기술을 활용하여 3차원 CAD 모델링 오브젝트를 현실공간에 정합시킴으로서 제품디자인에서 상호작용적인 정량구조 시뮬레이션의 가능성을 탐색하고자 하였다. 본 연구는 우선 증강현실 기반 정량구조 시뮬레이션 시스템을 구축하고 그 속에서 인간이 가상 오브젝트의 크기를 얼마나 정확하게 인지하고 조정할 수 있는지 실험하였다. 실험 결과 상대오차 1.3%이내(상대표준편차 5.3%이내)로서 상당히 정확하고 정밀한 크기 인지와 조정이 가능한 것으로 나타났다. 실험조건에 따라서는 주변참조물이 풍부한 경우 오브젝트에 대한 크기인지가 용이하고 HDM보다는 LCD 패널을 사용할 경우 더욱 정확한 크기 조정이 가능한 것으로 나타났다. 연구를 통해 제안한 증강현실 기반 정량구조 시뮬레이션시스템의 응용가능성을 탐색하기 위해 홈 서비스 로봇의 외관에 대해 사용자의 선호경향을 파악하는데 적용해 보았다. 아직 홈 서비스 로봇에 대한 전형적 이미지가 미비해서인지 외관특성에 대한 실험참가자의 선호경향에는 큰 편차가 보였고 군집분석을 통해 몇 그룹으로 세분화할 수 있었다. 그러나 팔이라는 조형요소의 유무에 따라 민감한 반응을 보인 점과 인체와 같이 신장과 팔길이 사이에 강한 상관성이 존재하는 것은 흥미로운 발견이었다. 프로세스를 제안하고자 한다.0 이용과 복제제한에 관한 주기(terms governing use and reproduction notes), 541 직접적 출처주기(immediate source of acquisition note), 545 행정연혁/개인이력주기(biographical or historical note), 581 출판주기(publication note), 850 소장처(holding institution) 데이터필드의 식별기호를 재구성, 추가하였다.근방법과 컨조인트 분석)의 조화를 이룰 수 있는 이론적 기초가 될 수 있다. 즉, 제품디자인의 결정요인 분석결과는 QFD의 접근방법에, 제품 디자인 파급효과 분석결과는 컨조인트 분석에 각각 보완적 기여를 할 수 있다. 이와 동시에, 실증적 분석결과는 Ettlie(1997)의 디자인 통합(DI) 이론에 대한 실증적 기반을 제공할 수 있다. 마지막으로, 성공적인 디자인 경영(DM)을 위해서는 최고 경영자의 지원뿐만 아니라 부처 간 의사소통의 장애요인을 제거하고 CFT(cross-functional team)를 운영함으로써 동시적 엔지니어링(CE) 및 제품 및 공정 디자인의 개발이 제품 개발의 속도를 가속화하고 디자인 품질을 높이며 시장 성공을 보증할 수 있도록 해야 한다.임과 채팅은 긍정적인 상호관련을 가진 것으로 나타난 반면 전자메일 서비스 이용은 성적 만족과 부정적인 상호관련을 가진 것으로 분석되었다. 이는 대학생들이 지루하게 느끼거나 외로움을 느낄 때 전자메일을 주로 이용하지만 성적 만족을 위해 전자메일을 이용하지 않고 있다는 사실을 보여주는 것이다. (3) 인터넷 이용 이후 다른 미디어와 면대면 커뮤니케이션과의 관계 인터넷을 이용한 후 응답자들의 전통적인 미디어(텔레비전, 라디오, 신문, 잡지, 편지, 전화) 이용이 감소되었으며 친구, 가족, 이성친구와의 면대면 커뮤니케이션 역시 감소된

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Zone특성 분할을 통한 유형별 통행발생 모형개발 (Development of Trip Generation Type Models toward Traffic Zone Characteristics)

  • 김태호;노정현;김영일;오영택
    • 한국도로학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.93-100
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    • 2010
  • 통행발생은 4단계 모형의 처음 단계로 전체수요예측에 상당한 영향을 미치게 되므로 정확성이 무엇보다 필요한 단계라 할 수 있다. 현재 통행발생모형으로 도시교통 및 SOC시설 등의 계획에 널리 사용되고 있는 것은 선형회귀모형이며, 각종 사회경제지표와 통행발생량의 관계가 선형임을 전제로 한다. 하지만 급격한 도시개발이나 도시계획구조가 변경되었을 때 통행량을 추정하기 위한 사회경제지표 자료가 부족하여 추정된 통행량의 오차가 많을 수 있다. 이에 본 연구는 일반적으로 널리 사용되는 사회경제지표를 선형이란 가정을 하지 않고, 다양한 존의 특성을 반영할 수 있는 변수에 대한 시장분할을 토대로 새로운 유형별 통행발생모형을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 교통수요예측의 처음 단계인 통행발생 모형의 예측력을 개선하기 위하여 존의 다양한 특성(토지이용, 사회경제적 등)을 고려하였다. 예측력 개선을 위한 시장분할 방법론으로는 통행 발생률을 기반으로 한 Data Mining(CART)방법과 회귀분석을 이용하였다. 연구의 결과를 살펴보면, 첫째, CART분석을 활용한 존 특성 분석결과, 유출통행은 사회경제적 요인(남녀상대비중, 연령대(22~29세))에 영향을 받고 있으며, 유입통행은 토지이용 요인(업무시설상대비중), 사회경제적 요인(3차 종사자상대비중)으로 나타났다. 둘째, 유형별 모형개발 결과 통행발생 계수 값은 유출의 경우 0.977~0.987(통행/인)이며, 유입의 경우 0.692~3.256(통행/인)로 나타나 유형구분이 필요한 것으로 나타났다. 셋째, 실측검증을 수행하였으며, 유출 및 유입의 경우 기존 모형보다 적합도가 높아진 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 유형별 통행발생모형이 기존 연구보다 우수한 것을 알 수 있었다.

상대수고생장속도를 이용한 소나무 우수가계 선발 (Family Selection on Height Growth in Open-Pollinated Progeny Trials of Pinus densiflora Using Relative Height Growth Rate)

  • 오창영;한상억;이경준;김장수;오찬진;지동현
    • 한국육종학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.220-227
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    • 2009
  • 소나무 수형목 풍매차대를 대상으로 수고생장에 대하여 일반조합능력을 평가하고자 본 연구를 수행하였다. 본 연구에 사용된 가계는 총 232가계로 각 수령별 10년생 230가계, 20년생 184가계, 30년생 122가계를 대상으로, 차대검정림에서의 수고 생장 조사 자료를 이용하였다. 차대검정림은 1975년부터 조성하기 시작하여 1987년까지 모두 7회에 걸쳐 1~4 지역에 조성하였다. 이러한 조성 년도, 지역의 차이를 표준화를 통하여 균일한 수치로 보정하여 가계선발을 하였다. 각각의 차대검정림에서 10년, 20년, 30년생을 대상으로 조사한 수고생장 자료를 이용하여 각 수령에서 우수가계와 불량가계를 선발하였다. 상대수고생장속도는 초기 10년생 까지는 가계간 차이가 있었으며 최고 0.6 정도의 높은 값을 나타낸 반면 15년생 이후 0.04로 낮은 값으로 가계간에 큰 차이가 나타나지 않았다. 현재 가장 수령이 많은 차대검정림은 35년생이며 가장 적은 수령은 23년생이다. 이러한 수령의 차이에 따른 선발 오차를 줄이고자 가계간 큰 차이가 나타나지 않은 15년생 이후의 평균상대수고생장속도를 이용하여 각 가계의 수고를 35년생으로 변형시켰으며, 검정림수를 고려하여 가계별 조합능력을 산출하였다. 이러한 선발 방법에 의하여 수고생장이 우수한가계로 충북2호, 강원2호 등의 가계를 선발할 수 있었으며, 불량가계로 경기1호, 강원158호 등을 선발 할 수 있었다. 각 선발 수령간 순위 상관을 분석한 결과 추정된 35년생과 30년생의 상관계수는 0.881이었으며, 20년생은 0.653, 10년생은 -0.222로 나타났다. 본 연구를 통해서 소나무 풍매 차대 232 가계의 수고생장에 대한 일반조합능력을 산출하였으며, 이를 이용하여 향후 환경에 대한 가계간 즉 유전적 영향의 상호작용을 구명할 수 있을 것이다. 순위 상관에 있어서 우수가계의 경우에는 30년생과 추정된 35년생에서는 유사하게 나타났지만 10년생과 20년생에서의 순위와는 많은 차이가 있는 것으로 나타났다. 반면에 불량가계의 경우에는 각 수령에서 모두 유사한 것으로 나타나 우수가계에 비하여 불량가계가 빨리 고정되는 것으로 나타났다.

관찰.추천에 의한 수학영재 선발 시 사용되는 자기소개서와 교사추천서 평가에 대한 일반화가능도 이론의 활용 (An Application of Generalizability Theory to Self-introduction Letter and Teacher's Recommendation Letter Used in Identification of Mathematical Gifted Students by Observations and Nominations)

  • 김성찬;김성연;한기순
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.251-271
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    • 2012
  • 이 연구는 관찰 추천 수학영재선발 시 사용되는 자기소개서와 교사추천서 평가에서 발생하는 오차요인들의 상대적인 영향력을 살펴보고, 교사추천서와 자기소개서를 총체적 채점과 분석적 채점으로 실시했을 때 채점 방법에 따른 일반화가능도계수의 최적화 측정 조건을 탐색하고, 이를 전통적인 신뢰도 추정방법과 비교하였다. 2011학년도 수도권에 소재하고 있는 대학부설 과학영재교육원에서 관찰-추천 영재 선발에 지원한 90명의 자기소개서와 교사추천서에 대해 총체적 채점과 분석적 채점으로 2명의 교사가 각각 점수를 부여하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 교사추천서와 자기소개서의 평가에 있어 채점방법에 따른 공통점은 피험자 관련 분산이 크게 나타났으며, 차이점은 총체적 채점이 분석적 채점보다 채점자의 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 둘째, 적정수준의 일반화가능도계수를 얻기 위해서 채점자를 2명으로 고정하는 경우 교사추천서와 자기소개서에서 총체적 채점은 각각 내용영역이 5개, 10개 이상이 요구되어졌으며, 분석적 채점은 각각 내용영역을 4개로 고정한 경우 문항이 3개 이상, 내용영역을 6개로 고정한 경우 문항이 8개 이상이 요구되어졌다. 셋째, 교사추천서와 자기소개서 모두 채점 방법과 상관없이 문항만을 오차요인으로 보는 Cronbach ${\alpha}$가 신뢰도를 과대 추정하는 것으로 나타났다. 따라서 적정수준의 신뢰도를 확보하기 위해서는 채점자, 내용영역, 문항수와 같이 다양한 오차요인을 반영하는 일반화가능도 계수를 고려하는 것이 바람직할 것이다.

레이저유도붕괴분광법을 활용한 토양의 정량분석 (Quantitative Elemental Analysis in Soils by using Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS))

  • 장용선;이계준;이정태;황선웅;진용익;박찬원;문용희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.399-407
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    • 2009
  • 레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

다중 센서 융합을 위한 무인항공기 물리 오프셋 검보정 방법 (Physical Offset of UAVs Calibration Method for Multi-sensor Fusion)

  • 김철욱;임평채;지준화;김태정;이수암
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1125-1139
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    • 2022
  • 무인항공기에 부착된 위성 항법 시스템/관성 측정 센서(global positioning system/inertial measurement unit, GPS/IMU)와 관측 센서 사이에는 물리적인 위치와 자세 오차가 존재한다. 해당 물리 오프셋으로 인해, 관측 데이터는 비행 방향에 따라 서로 위치가 어긋나는 이격 오차가 발생한다. 특히나, 다중 센서를 활용하여 데이터를 취득하는 다중 센서 무인항공기의 경우, 관측 센서가 변경될 때마다 고액의 비용을 지불하고 외산 소프트웨어 의존하여 물리 오프셋을 조정하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 다중 센서에 적용 가능한 초기 센서 모델식을 수립하고 물리 오프셋 추정 방법을 제안한다. 제안된 방안은 크게 3가지 단계로 구성된다. 먼저, 직접지리 참조를 위한 회전 행렬 정의 및 초기 센서 모델식을 수립한다. 다음으로, 지상기준점과 관측 센서에서 취득된 데이터 간의 대응점을 추출하여 물리 오프셋 추정을 위한 관측방정식을 수립한다. 마지막으로, 관측 자료를 기반으로 물리 오프셋을 추정하고, 추정된 파라미터를 초기 센서 모델식에 적용한다. 전주, 인천, 알래스카, 노르웨이 지역에서 취득된 데이터셋에 적용한 결과, 4개 지역 모두 물리 오프셋 적용 전에 발생되던 영상 접합부의 이격 오차가 물리 오프셋을 적용 후 제거되는 것을 확인했다. 인천 지역의 지상기준점 대비 절대 위치 정확도를 분석한 결과, 초분광 영상의 경우, X, Y 방향으로 약 0.12 m 위치 편차를 보였으며, 라이다 포인트 클라우드의 경우 약 0.03 m의 위치 편차를 보여줬다. 더 나아가 영상 내 특징점에 대하여 초분광, 라이다 데이터의 상대 위치 정확도를 분석한 결과, 센서 데이터 간의 위치 편차가 약 0.07 m인 것을 확인했다. 따라서, 제안된 물리 오프셋 추정 및 적용을 통해 별도 기준점 없이 정밀한 데이터 매핑이 가능한 직접 지리 참조가 가능하다는 것을 확인했으며, 다중 센서를 부착한 무인항공기에서 취득된 센서 데이터 간의 융합 가능성에 대해 확인하였다. 본 연구를 통해 독자적인 물리 파라미터 추정 기술 보유를 통한 경제적 비용 절감 효과 및 관측 조건에 따른 유연한 다중 센서 플랫폼 시스템 운용을 기대한다.