• Title/Summary/Keyword: 수분

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Assimilation of Satellite Based Soil Moisture With Ensemble Kalman Filter (앙상블 칼만필터 기반 위성 토양수분 자료 동화 기법)

  • Park, Jeongha;Lee, Jaehyeon;Kim, Dongkyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.160-160
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    • 2017
  • 본 연구는 앙상블 칼만필터(Ensemble Kalman Filter)를 통해 인공위성 기반 토양수분 자료를 수문모형에 동화하여 단위 격자에 대한 수문인자를 산출하고자 한다. 수문모형은 Variable Infiltration Capacity(VIC) model을 대상으로 수행하였으며, 시범 유역으로는 소양강댐 유역을 선정하였다. 입력자료는 2007년 이후 8년간 자료를 수집하였으며, 2007-2010년 관측 유량 자료를 사용하여 모형을 보정하고, 2011-2014년 자료를 통하여 검증하였다. Isolated-Speciation Particle Swarm Optimization(ISPSO) 기법을 통하여 매개변수를 추정하였고, 보정기간 뿐 아니라 검증 기간에 대해서도 높은 모형효율성계수를 얻을 수 있었다. VIC 모형 자료 동화 대상 자료로는 AMSR2 위성 토양 수분 자료, 지상관측 토양수분 보간자료 및 조건부합성방법을 통한 위성/지점 융합 토양수분을 선정하였다. 위성 토양 수분 자료는 값을 과대 추정하는 경향이 있었으며, 지상관측 보간 자료는 유량이 큰 사상에 대한 첨두 유량을 과소 추정하는 경향을 보였다. 인공위성자료와 지상 자료를 합성한 조건부합성기법 토양수분자료는 더 정확한 추정이 가능하여 모의의 정확도가 향상되었다. 본 연구를 통해서 미계측 유역에 대해 격자별 수문기상인자 정보를 제공할 수 있으며, 데이터베이스를 구축하여 다양한 수문분석에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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Spatial Downscaling of Satellite-based Soil Moisture Using Support Vector Machine in Northeast Asia (기계학습을 활용한 동북아시아 지역 위성 토양수분 데이터 상세화 연구: AMSR2, ASCAT 데이터를 활용하여)

  • Choi, Min Ha;Kim, Seongkyun;Kim, Hyung Lok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.208-208
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    • 2016
  • 수문순환과정의 시공간적 거동을 해석하고 이를 정량화 하는 것은 효율적인 수자원 관리 및 계획을 위해 반드시 선행되어야 하는 연구이다. 특히 토양수분은 물 에너지 순환에서 지표면과 대기 사이의 복잡한 관계를 이해하기 위한 중요한 수문인자로, 이를 정확하게 측정하기 위한 방법들이 다각도로 발전되어 왔다. 그 중 위성 데이터를 활용한 토양수분 산정은 미계측 지역의 토양수분을 지속적이고 광역적이게 관측할 수 있는 선진 기술로 각광받고 있다. 그러나 대부분의 위성 자료들이 가지고 있는 공간 해상도는 복잡한 지형 환경을 대상으로 한 지역의 원격 탐사로서는 국지적인 수문학적 현상들을 분석하는데 어려움을 가지고 있다. 특히 우리나라의 경우 국토의 70% 정도가 산지로 이루어져 있으며 경사도가 $5^{\circ}$ 이하의 평탄한 지역은 약 23%에 그치는 등 복잡한 식생 지형 환경을 가지고 있다. 따라서 인공위성의 해상도와 식생 투과도를 고려할 때 저 해상도의 위성 토양수분만으로는 우리나라와 같이 면적에 비해 복잡한 환경에 기반 한 수문학적 현상들을 충분히 분석하는데 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 support vector machine (SVM) 기계학습을 활용하여 ASCAT과 AMSR2 위성 토양수분의 상세화를 수행하여 고해상도의 토양수분을 산정하였고, 이를 지점관측 자료와 비교해 상세화도 자료의 신뢰성을 평가하였다. 검증된 고해상도 토양수분 데이터는 향후 자연재해 분석에 있어 예측의 정확성을 높이고 수문순환 및 기후 모델링에 있어서 중요한 입력 인자로 활용될 것으로 기대된다.

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Comparison of Savitzky-Golay filtering results for quality control of soil moisture data (토양수분량 자료의 품질관리를 위한 Savitzky-Golay 필터링 적용결과 비교)

  • Lee, Yongjun;Kim, Kiyoung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.268-268
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    • 2020
  • 토양수분량은 수문연구에 있어 중요한 인자 중의 하나이며, 그 필요성이 점차 강조되고 있다. 국내에서도 최근 새로운 관측기기의 도입이나 수자원위성의 개발 등에 관한 연구가 점차 활발하게 이뤄지고 있으나, 토양수분량 자료의 생산, 품질관리 및 배포 시스템에 관한 연구 및 개발이 부족한 실정이다. 반면에 해외에서는 International Soil Moisture Network(ISMN)을 통해 토양수분량 자료의 품질관리 및 배포가 활발하게 이루어지고 있는데, ISMN에서는 토양특성, 강우에 대한 반응, 토양온도, 시계열특성을 이용해 토양수분량 관측 자료를 품질관리 하고 있다. 본 연구에서는 ISMN의 spike 검출 알고리즘에서 그래프 평활화(smoothing)를 위해 이용되는 Savitzky-Golay 필터의 window size와 polynomial order(filter order)를 다양하게 변화시키고, 이를 설마천 관측소에서 측정한 토양수분량 원시자료에 적용하여 window size와 polynomial order별로 편의(bias), 변동(variation), 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error, RMSE)를 산정하였다. 통계산정 결과 원시자료와의 bias는 window size가 3이고 polynomial order가 2인 필터를 적용했을 때 가장 작은 것으로 나타났으며, variance는 window size가 3이고 polynomial order가 2인 필터를 이용했을 때가 원시자료와 가장 유사한 것으로 나타났다. 또한, RMSE는 window size가 5이고 polynomial order가 3일 때 가장 작은 것으로 나타났다. 이는 추후 토양수분량 품질관리를 수행하기 위해 적절한 필터 계수 값을 제시할 수 있는 논문으로 사료된다.

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The Influence of Insect Pollination and Artificial Pollination on Fruit Quality and Economic Profit in the 'Niitaka' Pear (Pyrus pyrifolia Nakai) (화분매개곤충과 인공수분이 '신고' 배의 과실품질과 수익성에 미치는 영향)

  • Lee, Kyeong-Yong;Yim, Sun-Hee;Seo, Ho-Jin;Kim, Sun-Young;Yoon, Hyung-Joo
    • Korean Journal of Organic Agriculture
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    • v.24 no.4
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    • pp.759-771
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    • 2016
  • We compared the fruit set and the quality of the 'Niitaka' pear (Pyrus pyrifolia Nakai) among flowers pollinated by two bee species (Apis mellifera and Bombus terrestris) and pollinated artificial. The artificial pollination rate was 1.3 to 1.9 times higher than the bee pollination rate. Moreover, the artificially pollinated flowers produced fruit that was 5 to 10% higher in weight, 2 to 3% larger in size, and had a higher fruit shape index (L/D) than fruit pollinated by the bees. On economic analysis, net profit from insect pollinator was 93.5 to 97.1% of net profit from artificial pollination. Therefore, artificial pollination is more efficient than bee pollination in 'Niitaka' pear. However, regarding fruit quality and net profit, these results suggest that bee pollination can be an good alternative to artificial pollination in 'Niitaka' pear.

A Moisture Diffusivity Model of Hardening Concrete (경화하는 콘크리트의 수분확산도 모형)

  • Jeong, Jin-Hoon
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.7 no.1 s.23
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    • pp.31-38
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    • 2005
  • Concrete has higher vapor pressure than its surrounding ambient air immediately after placement. Moisture at concrete surface evaporates to the ambient air to adjust equilibrium of the vapor pressure between them. The moisture inside the concrete moves to the surface because the evaporation at the surface causes gradient of vapor pressure inside the concrete. Plastic cracking, degree of hydration, strength development, and others caused by velocity of the moisture movement significantly influences quality of concrete. In this paper, the moisture diffusivity of early-age concrete was back-calculated using governing equation of the moisture diffusion, and temperature and relative humidity of concrete measured in a laboratory. The moisture diffusivity of the concrete was modeled using the back-calculated moisture diffusivity. The relative humidity of the concrete calculated by finite element method (FEM) using the modeled moisture diffusivity as Input data coincided with the measured relative humidity well.

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The Stochastic Behavior of Soil Water and the Impact of Climate Change on Soil Water (토양수분의 추계학적 거동과 기후변화가 미치는 영향)

  • Han, Su-Hee;Ahn, Jae-Hyun;Kim, Sang-Dan
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.42 no.6
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    • pp.433-443
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    • 2009
  • For the better understanding of the temporal characteristics of soil water, this study is to suggest a stochastic soil water model and to apply it for impact assessment of climate change. The loss function is divided into 3 stages for more specified comprehension of the probabilistic behavior of soil water, and especially, the soil water model considering the stochastic characteristics of precipitation is developed in order to consider the variation of climatic factors. The simulation result of soil water model confirms that the proposed soil water model can re-generate the observation properly, and it also proves that the soil water behaves with consistent cycle based on the precipitation pattern. Moreover, with the simulation results with a climate change scenario, it can be predicted that the future soil water will have higher variations than present soil water.

Effect on fruit growth and quality as artificial pollination time of Dragon fruit(Hylocereus undatus) in heating plastic house cultivation (열대과수 용과 가온하우스 재배의 인공수분 시간이 과실비대에 미치는 영향)

  • Park, Jae-ok;Lee, Somi;Cho, Kyung-chul;Kwon, Hye-young;Kim, Byung-sam;Hwang, In-taek
    • Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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    • 2018.10a
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    • pp.79-79
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    • 2018
  • 용과(Hylocereus undatus)는 멕시코 및 과태말라가 원산지이며 아열대 및 열대지역에서 재배되고 있으며 아시아는 베트남 타이완 중국 일본 등 국가에서 재배하고 있다. 가지에 열매가 있는 모습이 용이 여의주를 물고 있는 형과 닮았다하여 붙여진 이름이다. 지구온난화로 인한 기온상승으로 전남지역 재배에 적합한 대체 열대 및 아열대과수 개발이 필요하다. 용과는 열대과수 중 비교적 낮은 온도($10^{\circ}C$이상) 조건에서 재배 가능하여 남부지역에서 시설내 가온재배하고 있다. 국내 시설재배 중 문제점은 용과는 밤에 꽃을 피기 때문에 밤에 활동하는 매개곤충이 없어서 인공수분으로 수분문제를 해결해야한다. 인공수분의 한계시간과 수분할 경우 과실비대에 미치는 영향을 알아보고자 인공수분 시간을 개화 1시간 이내, 4~5시, 11~12시 및 무 처리(방임)로 처리하였다. 개화시기는 1차 7월 13일, 2차 8월 8일, 3차 8월 26일로 3회에 걸쳐 개화가 이루어졌으며 이시기의 화분량는 4~5시가 0.68g, 11~12시 0.47g로 1시간 이내 0.16g보다 많았고 과실비대에서 1과중은 개화11~12시가 421g, 4~5시 400g, 1시간 이내가 377g으로 처리 간에 차이는 없었지만 무처리는 185g으로 처리구와 192~236g의 유의차가 있었다. 용과의 인공수분한계시간은 다음날 아침 7시(개화 11~12시)까지 인공수분 할 경우 정상적인 착과가 이루어졌으며 과실비대를 위해서 인공수분은 필수적으로 실시해야 한다.

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Comparison of Differential Scanning Calorimetry with Enzymatic Method for the Determination of Gelatinization Degree of Corn Starch (DSC에 의한 전분의 Endothermic peak와 효소분석법에 의한 호화도 비교)

  • Lee, Boo-Yong;Mok, Chul-Kyoon;Lee, Cherl-Ho
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.25 no.4
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    • pp.400-403
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    • 1993
  • Gelatinization degrees of torn and waxy corn starches in the low-moisture environment were determined by DSC thermogram and enzymatic analysis, the results were compared each other As the moisture content increased from 20% to 70%, the enthalpy of endothermic peak of starch increased linearly in DSC thermograms. When the moisture content exceeded above 70%, the DSC enthalpy of starch remained constant in DSC thermogram. The enthalpies for gelatinization of corn and waxy corn starches were 3.23 cal/g and 4.2 cal/g, respectively. When gelatinization degrees of starches were measured by enzymatic analysis, the gelatinization degree increased linearly as the moisture content increased from 20% to 80%. A linear correlation between DSC and enzymatic analysis was obtained only when the moisture content was under 70%.

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First-and Second-Order Statistics of Washita'92 Soil Moisture Data (Washita '92 토양수분 자료의 1차원 및 2차원 통계특성)

  • Yu, Cheol-Sang
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.31 no.2
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    • pp.145-153
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    • 1998
  • In this paper the first- and second order statistics of soil moisture are derived using the Washita '92 data. Also the possible correlations among the soil texture, the brightness temperature, the NDVI and the soil moisture are investigated based in the linear regression study. Only the correlation between the soil moisture and the brightness temperature shows significant values. The soil moisture decay coefficients in time were estimated for each soil type and cross-checked by calculating the last rainfall time before the observation to be about 20days in all different soil types. The second-order statistics of soil moisture based on the correlogram and the spectrum was analyzed to derive the data characteristics and compared with those of the NDVI and the soil texture. This analysis shows that the soil moisture within the highly correlated soil texture field is affected much by the relatively less correlated vegetation field in the Washita area, where the effect of topography is known to be small. The soil moisture media was derived and its parameters were estimated successfully using the first - and sedcond -order statistics.

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Study on the Removal of Water Vapor Using PEI/PEBAX Composite Hollow Fiber Membrane (PEI/PEBAX 복합 중공사 막을 이용한 수분 제거에 관한 연구)

  • Park, Chun-Dong;Hyung, Chan-Heui;Kim, Kee-Hong;Choi, Won-Kil;Park, Yeong-Seong;Lee, Hyung-Keun
    • Membrane Journal
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    • v.23 no.2
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    • pp.119-128
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    • 2013
  • In this research, PEI/PEBAX composite hollow fiber membrane was used for the removal of water vapor from gases. PEI (Polyetherimide) substrate membrane was spinned by dry-wet phase inversion method and coated with PEBAX (Polyether block amides) 3533 and PEBAX1657. Fabricated fibers typically had an asymmetric structure of a dense top layer supported by a sponge-like substructure through scanning electron microscopy (SEM). $H_2O/N_2$ mixture gas was used to compare the performance of separation according to temperature, pressure and water activity. The results of PEBAX3533 and PEBAX1657 composite membranes respectively showed $H_2O/N_2$ selectivity of 61.7~118.5 and 85.3~175.4 according to operating conditions. PEBAX3533 composite hollow fiber membranes module showed the water vapor removal of 90%.