• 제목/요약/키워드: 수분치

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위성영상과 데이터 마이닝 기법을 이용한 토양수분 산정 (Estimate Soil Moisutre Using Satelite Image and Data Mining)

  • 김광섭;박한균;조소현
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1615-1619
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    • 2010
  • 토양수분은 토양입자에 포함되어 있는 물을 의미하는 것으로 지표면과 대기간의 에너지 균형과 물 순환을 조절하는데 중요한 요소이다. 본 연구에서는 토양수분 산정을 위하여 2003년 1월부터 2008년 12월까지의 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성관측 자료로부터 획득한 정규식생지수(NDVI: Normalized Difference Vegetation Index)자료와 지표면 온도자료, 우리나라 76개소 기상관측소 중에 자료의 보유기간이 30년 이하인 관측소와 섬 지역들을 제외한 57개 지점의 강수량, 토양온도 자료 및 우리나라 전역에 대한 토지피복, 유효토심자료를 이용하여 데이터 마이닝(Data Mining) 기법의 하나인 CART(Classification And Regression Tree) 기법을 이용하여 토양수분을 산정하였다. 먼저 신뢰성 높은 토양수분 관측 자료를 가진 용담댐 유역의 6개 지점에 대하여 토양수분을 산정하여 적용 가능성을 분석하였다. 3개 지점의 토양수분 관측치는 토양수분 산정 모형 수립에 사용하였으며 검증에 사용된 1개 지점의 토양수분의 관측치와 추정치 간의 상관계수를 확인한 결과 전체적인 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있어 토양수분 추정 모형의 적용가능성을 확인하였다. 이를 이용하여 용담댐 유역의 토양수분 분포와 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도를 추정하였다. 신뢰할 수 있는 지상관측 토양수분 관측치가 다양한 지상조건에 대하여 존재하지 않는 한계가 있음에도 불구하고 제시된 토양수분산정 방법은 제한된 가용자료를 사용한 우리나라 전역의 토양수분 산정에 있어 합리적인 접근법이라 판단된다.

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PSR C-band 및 ESTAR L-band 측정치를 사용한 다중 채널 원격측정 토양수분 자료의 변화도 비교 (Comparison the Variability of Multi-channel Soil Moisture Data Using PSR C-band and ESTAR L-band Estimates)

  • 김광섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4B호
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    • pp.329-334
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    • 2006
  • Southern Great Plain 1999 실험을 통하여 획득된 L-band와 C-band 토양수분 측정치의 공간 변화 양상을 분석하였다. L-band 토양수분 측정치의 스펙트럼은 관측 스케일의 변화와 함께 토양수분의 공간 변화 양상이 변화됨을 보여주었고, 이러한 변화 양상은 모래함유비와 같은 토양 특성의 공간 변화 양상과 일치함을 보여주었다. 그리고 C-band 토양수분 측정치의 공간 변화 양상은 관측 스케일의 변화와 상관없이 일정한 변화도를 가지는 것으로 나타났다. 이는 식생피복의 공간 변화 양상과 동일함을 보여주는 것이다. 이러한 결과는 AMSR기기를 이용하여 현재 진행되고 있는 토양수분의 전 지구 관측치의 downscaling시 고려되어야 할 것이다.

CART기법과 보조자료를 이용한 토양수분 추정 (Soil Moisture Estimation Using CART Algorithm and Ancillary Data)

  • 김광섭;박한균
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권7호
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    • pp.597-608
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    • 2010
  • 본 연구에서는 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도 작성을 위하여 지상관측 토양수분, 강수량, 지면온도, NDVI, 토지피복, 유효토심 등과 같은 보조자료와 CART기법을 이용한 새로운 추정기법을 제시하였다. 먼저 신뢰성 높은 토양 수분 관측자료를 가진 용담댐 유역(4개 지점)에 대하여 토양수분을 추정하여 적용 가능성을 분석하였다. 3개 지점(부귀, 상전, 천천2)의 토양수분 관측치는 토양수분 추정 모형 수립에 사용하였으며, 검증에 1개 지점(계북2)이 사용되었다. 관측지점들의 토양수분의 관측치와 추정치 사이의 상관계수가 약 0.737로 나타났으며, 전체적인 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있어 토양수분 추정 모형의 적용가능성을 확인하였다. 이를 이용하여 용담댐 유역의 토양수분 분포와 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도를 추정하였다. 다양한 지상조건에 대하여 신뢰할 수 있는 지상관측 토양수분 관측치가 존재하지 않는 한계가 있음에도 불구하고 제시된 토양수분추정방법은 제한된 가용자료를 사용한 우리나라 전역의 토양수분 추정에 있어 합리적인 접근법이라 판단된다.

토양수분 위성자료의 공간상세화에 관한 연구 (A Study on Spatial Downscaling of Satellite-based Soil Moisture Data)

  • 신대윤;이양원;박문성
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.414-414
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    • 2017
  • 토양수분은 지면환경에서 일어나는 수문 및 에너지 순환을 이해하는 데 있어 중요한 기상인자이다. 토양수분 현장관측은 땅속에 매설된 센서에 의해 상당히 정확하게 이루어지만, 관측점 수가 충분치 않아 공간적 연속성을 확보하지 못하는 어려움이 존재한다. 이에 광역적 및 연속적 관측이 가능한 마이크로파 위성센서가 토양수분 정보 획득을 위한 보조수단으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 마이크로파 위성센서는 구름 등 기상조건의 제약을 받지 않으며, 1978년 이래 현재까지 여러 위성에 의해 25 km 및 10 km 해상도의 전지구 토양수분자료가 생산되어 왔다. 마이크로파 센서를 이용한 토양수분자료는 동일지점에 대하여 하루 2회 정도 산출되므로 적절한 시간분해능을 가지지만, 공간해상도가 최고 10 km로서 지역규모의 수문분석에 적용하기에는 충분치 않다. 이러한 토양수분자료의 공간해상도 문제 해결을 위하여 다양한 지면환경요소를 활용한 통계적 다운스케일링이 대안으로 제시되었다. 최근의 선행연구들은 대부분 방정식을 이용한 결합모형을 통해 통계적 다운스케일링을 수행하였는데, 회귀식과 같은 선형결합뿐 아니라 신경망이나 기계학습 등의 비선형결합에서도, 불가피하게 발생할 수밖에 없는 잔차(residual)로 인하여 다운스케일링 전후의 공간분포 패턴이 달라져버리는 문제를 안고 있었다. 회귀분석에 잔차의 공간내삽을 결합시킨 회귀크리깅(regression kriging)은 잔차보정을 통해 이러한 문제를 해결함으로써 다운스케일링 전후의 공간분포 일관성을 보장하는 기법이다. 이 연구에서는 회귀크리깅을 이용하여 일자별 AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) 토양수분 자료를 10 km에서 1 km 해상도로 다운스케일링하고, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성을 평가한다. 지면온도(LST), 지면온도상승률(RR), 식생온도건조지수(TVDI)는 일자별로 DB를 구축하였고, 식생지수(NDVI), 수분지수(NDWI), 지면알베도(SA)는 8일 간격으로 DB를 구축하였다. 이러한 8일 간격의 자료를 일자별로 변환하기 위하여 큐빅스플라인(cubic spline)을 이용하여 시계열내삽을 수행하였다. 또한 상이한 공간해상도의 자료는 최근린법을 이용하여 다운스케일링 목표해상도인 1 km에 맞도록 변환하였다. 우선 저해상도 스케일에서 추정치를 산출하기 위해서는 저해상도 픽셀별로 이에 해당하는 복수의 고해상도 픽셀을 평균화하여 대응시켜야 하며, 이를 통해 6개의 설명변수(LST, RR, TVDI, NDVI, NDWI, SA)와 AMSR2 토양수분을 반응변수로 하는 다중회귀식을 도출하였다. 이식을 고해상도 스케일의 설명변수들에 적용하면 고해상도 토양수분 추정치가 산출되는데, 이때 추정치와 원자료의 차이에 해당하는 잔차에 대한 보정이 필요하다. 저해상도 스케일로 존재하는 잔차를 크리깅 공간내삽을 통해 고해상도로 변환한 후 이를 고해상도 추정치에 부가해주는 방식으로 잔차보정이 이루어짐으로써, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성이 유지되는(r>0.95) 공간상세화된 토양수분 자료를 생산할 수 있다.

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다중 회귀분석에 의한 이상혼합물(二相混合物)의 수분함량 예측 (Application of Response Surface Analysis for Predicting Moisture Content of Binary Mixture)

  • 윤회남;김호;신용달;유무영
    • 한국식품과학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.82-87
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    • 1986
  • 옥수수전분과 분리대두단백 혹은 옥수수전분과 카제인으로 제조된 이상혼합물(二相混合物)의 수분흡수율 측정 분석 하였으며, 다중회귀분석법을 이용(利用) 혼합물(混合物)의 구성비와 수분활성도의 수치(數値)로부터 혼합물(混合物)의 수분함량을 예측가능케 하는 다중회귀방정식을 구하였다. 옥수수전분과 분리대두단백으로 구성된 13개의 실험구에서 수분함량 측정치(値)와 예측치(値)를 비교했을때 최대오차는 6.06%이었고, 오차의 절대치(値) 평균은 2.60%로 나타난다. 그리고 옥수수전분과 카제인으로 구성된 이상혼합물(二相混合物)은 최대오차 -4.39%, 오차의 절대치 평균은 단지 2.12%로 측정치(値)와 예측치(値) 거의 일치함을 보여 주었다. 또한 중량비(比) 50 : 50인 이상혼합물(二相混合物)의 수분흡습곡선을 비교 분석하였을 때도 측정한 흡습곡선과 예측한 흡습곡선 간(問)에는 거의 일치하는 것으로 나타났다.

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전북 장수군 수분치의 하천쟁탈에 관한 연구 (A study on the Stream Piracy at Subunchi in Jangsu-Gun, Jeonlabuk-Do, Korea)

  • 손일
    • 대한지리학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.795-811
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    • 2014
  • 하천쟁탈은 산지에서 나타나는 역동적인 지형학적 프로세스의 하나로, 특정 지역에 하천쟁탈이 집중된다면 그것은 그 지역의 지질구조와 지반운동을 반영한 것으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 지리산지와 덕유산지 사이 저지대에서 나타나는 하천쟁탈과 포항-광주의 지질 구조선 및 한산산맥과의 관련성에 대해 살펴보았다. 수분치의 하천쟁탈은 저위분지를 지나며 고도가 낮고 경사가 급한 섬진강 상류와 고도가 높고 경사가 완만한 고위분지를 흐르는 금강 상류 사이에서 발생한 것이다. 수분분지 주변에서는 하천쟁탈에 관한 다양한 지형학적 증거와 두부침식에 대한 인간의 대응을 확인할 수 있다. 하천쟁탈의 지형학적 프로세스를 한눈에 확인할 수 있는 수분치는 주변의 뜬봉샘(금강의 발원지)과 더불어 지리교육뿐만 아니라 지오투어리즘의 좋은 사이트가 될 수 있다.

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온도와 수분활성을 달리한 보리가루 저장시 유효 Lysine의 감소 (Decrease in Available Lysine of Barley Powders during Storage at Different Water Activities and Temperatures)

  • 송미영;정연화;전순실;김무남
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.283-289
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    • 1988
  • 변온조건하에서 보리가루를 저장하였을 때 수분활성에 따른 avaible lysine의 손실을 반응속도론적으로 고찰한 결과 Avalilable lysine은 일차반응으로 감소하였으며 반응속도는 수분활성과 저장온도가 높을수록 빨랐고, 각 수분활성에서의 활성화 에너지는 $6.02{\sim}10.32Kcal/mole$, $Q_10$치는 $1.34{\sim}1.65$였다. Acelerated shelf-life test로부터 구한 $25^{\circ}C$에서의 shelf-life는 $60{\sim}216$일의 범위였으며 온도와 수분활성이 증가함에 따라 단축되었다. 변온조건에서의 실측치와 예측치를 비교한 결과 유효온도차는 $1.21{\sim}2.23^{\circ}C$였고 shelf-life는 실측치와 예측치가 약간 차이를 나타내었다.

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SMOS L-band와 AMSR2 C-band 토양수분 자료의 변화특성 비교 (Comparison the Variability of SMOS L-band and AMSR2 C-band Soil Moisture Data)

  • 김묘정;김광섭
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.513-513
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    • 2015
  • 정확한 유역 토양수분 정보는 홍수 예측의 정도를 크게 향상시키므로 공간 토양수분 정보를 획득하기 위하여 선진국에서는 위성 영상을 활용하여 토양수분을 관측하고 있다. 본 연구에서는 유럽우주기구 ESA(European Space Agency)에서 운영하는 SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity) L-band 토양수분 관측치와 일본 우주항공 연구개발 기구 JAXA(Japan Aerospace Exploration Agency)에서 운영하는 GCOM-W1 위성의 AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) C-band 토양수분 자료를 비교 분석하였다. SMOS 토양수분, AMSR2 토양수분을 기상청 농업관측관서의 지상 관측 토양수분 자료와 비교한 그래프는 다음과 같다(Fig. 1). 상대적으로 깊은 관측심으로 인한 장점을 가짐에도 불구하고 RFI로 인한 L-band 토양수분 자료의 시공간 관측율이 C-band 토양수분자료에 비하여 낮아 활용성이 낮다. AMSR2 자료는 여름철을 제외한 모든 계절에 과소 추정하는 단점을 보이며 실제적 활용을 위해 지상자료와의 편이보정 과정이 필수적이라 판단된다.

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포장 어묵의 수분활성 저하에 미치는 식품첨가제의 영향 2. 전분류, glycine, sodium lactate의 영향 및 어목의 수분활성예측법 (Effect of Food Humectant on Lowering Water Activity of Casing Kamaboko. 2. Effect of Lowering Water Activity of Starch, Glycine and Sodium Lactate and Prediction of the Water Activity Lowering Ability of Humectants)

  • 김동수;박영호
    • 한국수산과학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.74-82
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    • 1982
  • 포장 어묵을 제조할 때에 수분량을 일정하게 조정하여 각종 수분황성저하제를 첨가하였을 재 제품에 미치는 첨가제의 수분활성 저하 효과를 조사하기 위하여 전보(Kim and Park,1981)에 이어 전분류, glycine, sodium lactate의 영향을 살펴보았고 또한 실제 측정된 수분활성치와 Raoult의 식으로 계산한 예측치 및 Sloan and Labuza(l976)가 제안한직선경사법에 대하여 비교 검토하였다. 1. 옥수수, 감자, 고구마 및 소맥 전분은 다른 첨가물에 비하여 수분활성 저하 효과가 적었으며 가전분류의 효과는 거의 비슷하였다. 2. glycine 의 경우는 전분류에 비하여 상당히 좋은 효과를 나타내었으나 sodium lactate 보다는 떨어졌다. 3. sodium lactate의 수분활성 저하 효과는 상당히 우수하여 glycine의 3배 정도 효과가 있었으나 약간 짠맛이 있어 이를 완화하는 것이 문제가 된다고 생각된다. 4. 동일 첨가제에 있어서는 제품의 수분함량이 적은 경우가 수분활성 저하효과가 다소 나은 경향을 보였다. 5. Raoult의 식에 의하여 계산된 예측치는 식염과 sodium lactate의 경우를 제외하면 거의 실측치와 일치 되었다. 6. 본 실험에서 구한 각종 humectant의 회귀식은 수분활성 예측법으로 이용할 수 있다고 생각된다.

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Scaling Factor를 이용한 토양수분특성곡선 추정모형 (Model Equations to Estimate the Soil Water Characteristics Curve Using Scaling Factor)

  • 엄기철;송관철;유관식;손연규;이상은
    • 한국토양비료학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.227-232
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    • 1995
  • 토양수분장력을 실측하지 않고도 토양수분장력을 추정하기 위하여, 입경분포가 서로 다른 10가지 토성의 134점 토양시료를 채취하여 토양수분함량과 토양 수분장력을 측정한 후 scaling technique을 이용하여 토양수분특성곡선을 추정할 수 있는 모형을 개발하고, 별도의 205개 토양에 대하여 이 모형에 대한 실효성 검정을 한 결과는 다음과 같다. 1. 토양수분함량 측정치(${\theta}i$)에 대하여 토양수분장력이 10KPa 때와 1.5MPa 때의 수분함량을 이용하여 ${\theta}^*=[{\theta}i-{\theta}(1.5MPa)]$/$[{\theta}(10KPa)-{\theta}(1.5MPa)]$와 같이 scale변화된 수분함량(${\theta}^*$)을 구하도록 하였다. 2. Scale변환된 수분함량(${\theta}^*$)을 이용하여 토양수분 특성곡선을 구한 결과 토성별 계수의 차이가 거의 없이 H[unit : 0.1MPa]=$0.13{\cdot}({\theta}^*)^{-2.04}$로 나타낼 수 있었다. 3. 포장용수량과 위조점에서의 수분함량은 scale변환된 모래([S]) 및 미사함량([Si])과 유기물함량([OM])을 다음 식에 의해 그 추정이 가능하였다. ${\theta}(10KPa)=26.80-3.99ln[S]+2.36{\sqrt{[Si]}}+2.88[OM]$ ($R=0.81^{**}$) ${\theta}(1.5KPa)=15.75-2.86ln[S]+0.55{\sqrt{[Si]}}+0.70[OM]$ ($R=0.76^{**}$) 위 식에 의해 205개 토양별로 $\theta$(10KPa) 및 $\theta$(1.5MPa)를 측정한 후 이 값에 의거하여 산출된 ${\theta}^*$를 추정식에 적용하여 ${\theta}(1/30MPa)$를 추정하고 이 추정치와 실측치를 1 : 1 line상에서 비교해 본 결과, 실측치와 추정치는 아주 근사한 값($R=0.85^{**}$)을 나타내었다.

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