• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.151-151
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• 2020

표면영상유속측정법은 영상을 이용한 비접촉식 유속 측정 방법으로 카메라 외에 별도로 고가의 장비를 구매할 필요가 없을 뿐 아니라 현장 상황을 영상으로 확인할 수 있기 때문에 현장조사인력이 필요 없어 경제적이고, 안전하다는 장점을 갖고 있는 하천 유속 측정 방법이다. 표면영상유속측정법은 일반적으로 상호상관법을 이용하여 수표면을 촬영한 연속된 두 영상에서 입자군의 명암값 분포를 계산하여 입자군의 변위를 계산하고 이를 두 영상 사이의 시간 간격으로 나누어 입자군의 이동 속도를 산정하는 방법이다. 따라서 표면영상유속측정법으로 산정한 유속의 정확도를 높이기 위해서는 영상 내 두 입자군의 변위를 정확하게 계산하는 것이 무엇보다 중요하다. 즉, 분석하고자 하는 영상의 물리거리를 정확하게 계산할 수 있어야 한다. 카메라를 이용하여 실제 하천 영상을 촬영한 영상은 카메라 렌즈에 의한 왜곡이 필연적으로 발생하게 되고 이는 영상 내의 변위 산정 시에도 영향을 미친다. 특히 드론을 활용하여 넓은 하천 영역을 촬영할 경우 카메라 렌즈에 의한 왜곡은 실제 물리 변위 계산 정확도에 큰 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 카메라 왜곡이 영상 내 변위 산정 결과의 정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과 카메라 렌즈 왜곡은 영상 중심에서 방사방향으로 점점 크게 발생하고 왜곡 정도는 비선형적으로 나타났으며, 변위 측정 오차는 영상의 중앙부에서는 거의 차이가 없었으며, 영상 외곽부에서 최대 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 그리고 카메라 렌즈 왜곡 보정을 실시하게 되면 영상 전체적으로 변위측정 오차는 모두 제거할 수 있는 것으로 확인하였다. 따라서 카메라 렌즈 왜곡 보정을 실시하여 표면영상유속 측정 결과의 정확도를 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 향후 카메라 렌즈 왜곡 보정을 실시한다면 하천의 표면유속을 보다 정확하게 측정할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.119-119
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• 2021

최근 국내에서는 이상기후변화로 인해 수환경 변화가 일어나고 있으며, 이로인해 하천이나 저수지에 조류의 과대성장이 빈번히 발생되고 있다. 조류의 과대성장으로 인해 조류가 생산하는 독성물질, 이취미 물질은 수질을 악화 및 생태계에 큰영향을 미치는 실정이다. 또한, 조류는 하천, 저수지에 넓은 분포로 발생하게 되며, 현재 조류 조사방법은 다양한 계측장비를 통해 조사를 진행하고 있으나, 조류를 직접 채취하여 검경하거나, 보트 또는 조사선에 센서를 부착하여 측정하기 때문에, 점 또는 선단위의 간혈적 조사가 진행된다. 따라 많은 인력과 시간이 소요된다. 국내에선 인력과 시간을 줄이기 위해 최근 위성영상과 드론을 활용한 조류 원격탐사 모니터링에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 안동댐 인근 예안교에서 드론과 초분광센서를 이용하여 초분광데이터를 수집 및 조류 맵핑을 진행하였다. 사용된 드론은 DJI사의 RGB드론과 M-600Pro를 사용하였으며, 초분광 센서는 CORNING사의 microHSITM 410 SHARK를 이용하였으며, 파장 400-1000 nm에서 NIR(visNIR)파장을 분석할 수 있다. 드론에 짐벌을 장착하여 초분광센서를 수표면과 평행하게 두고 촬영 및 영상을 수집하였다. 방사보정을 하기위해 영상을 촬영 구간에 방사 보정용 반사천을 두고 동시간에 같이 촬영 하여 방사보정을 진행하였다. 본 연구에서는 초분광센서와 드론을 활용하여 조류 맵핑에 대한 연구를 하기위해 시료를 채취하여 검경결과와 비교분석을 하였으며, 초분광영상 분석을 통해 조류 최적밴드비를 산정하고 조류 맵핑을 진행하여 촬영구간에 대한 2차원 조류 맵핑 제시하여 하천에 적용하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.90-90
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• 2022

전자파표면유속계를 이용한 유량측정은 전자파를 발사한 후 수표면에 반사되는 전자파의 도플러효과를 이용하여 표면유속을 측정하는 방법이다. 국제적으로 1980년대부터 홍수유량측정의 어려움을 극복하고자 전자파표면유속계를 개발하여 하천 유량측정 업무에 활용하였다. 미국의 경우U.S. Geological Survey (USGS)에서 교량, 케이블웨이, 제방, 헬리콥터, 비행기 등 전자파표면유속계의 측정 위치에 따라 주파수 범위를 달리하며 유속을 측정하는 연구가 진행되었다. 국내의 경우 Lee et al.(2021)은 드론을 이용한 전자파표면유속계 측정을 위해 드론으로부터 전자파표면유속계로 전달되는 진동을 제거하고 전자파표면유속계의 흔들림 방지를 위한 댐퍼플레이트를 개발하여 드론과 전자파표면유속계를 결합한 DSVM(Dron and Surface Veloctity Meter using doppler radar) 측정방법에 대한 실용성을 확인하였다. 기존 연구에서 DSVM 방법은 드론의 각 측선 이동을 위한 조종 및 전자파표면유속계 측정의제어를 측정자가 수행하였는데 본 연구에서는 자동 측정 시스템 개발을 통해 측정자의 조종 의존도를 줄임과 동시에 안전하고 정확한 유량측정을 위해 노력하였다. 측정지점의 위치정보를 DB화하여 각 측선별 이동하는 자율운항 기능과 전자파표면유속계를 자동으로 제어하여 측정을 실시하는 기능을 개발하였다. 또한 전자파표면유속계 컨트롤 시스템과 GCS(Ground Control System)를 통합하여 한 시스템에서 측정의 모든 상황을 컨트롤 할 수 있게 하였다. 현재까지는 DSVM 방법의 자율운항 기능과 자동 측정 시스템의 테스트를 완료하였고 2022년 홍수기 유량측정에 도입하여 홍수기 유량측정의 실용성을 판단할 계획이다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권1호
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• pp.16-25
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• 2003

농촌지역의 도시화와 산업화에 따라 농촌 수질환경의 오염이 심화되고 있다. 경북 안동의 중산간지대에 위치한 만운저수지는 유역면적 $23.8\;km^2$, 수표면적 $0.4\;km^2$, 저수량 $2.0{\times}10^6\;m^3$의 부영양화 된 중규모 농업용저수지로서 1999년 수질환경특성조사를 실시하여 오염된 유사 농업용 저수지의 수질특성이해에 중요한 자료로 활용하고자 하였다. 만운저수지의 수질에 영향을 미치는 유역면적값(DA)/호수면적값(SA)의 비가 56.1로 국내 다른 농업용 저수지보다 높게 나타나 유역의 오염물질 부하가 높은 편이며, 평균 수심과 관련된 유효저수량(ST, $m^3$)/수표면적(SA, $m^2$)비는 4.79로서 안동호, 팔당호보다 낮고 삽교담수호 등과 비슷한 값을 보여주어 부영양화의 잠재성이 높은 것으로 나타났다. 만운저수지의 수질조사결과 COD는 11.1 mg/L, 총질소 1.426 mg/L로 환경기준 중 생활환경 IV등급인 농업용수 수질기준을 초과하였으며, 총인은 0.093 mg/L로 IV등급의 수질을 나타내고 있었다. 유입하천은 총질소($1.426{\sim}3.809\;mg/L$)가 비교적 높게 나타나고 있어 총질소에 기준한 수질개선 방안이 요구되었다. 식물성플랑크톤 조사결과 Oscillatoria와 근연종인 Lyngbya가 우점하였으며, 동물성플랑크톤은 대부분의 지역에서 적조현상을 일으키는 와편모충인 Gymnodinium spp., Peridinium spp., 암색편모충인 Cryptomonas spp.이 우점하였다. 부영양화도지수(TSI)를 이용한 1999년도의 시기별 영양상태 변화는 9월에 과부영양상태를 보였으며, 연도별 $TSI_M$지수는 '96년, '97년에 부영양, '98년의 과영양으로 영양상태가 증가하였으나, 강우가 다소 많았던 '99년에는 강우의 영향으로 다소 개선되어 나타났다. 결론적으로, 저수지의 물리구조적 유역특성 및 수리학적 특성상 만운저수지는 부영양화에 취약한 특성을 가지고 있으며, 강우량에 영향을 받고는 있으나 전반적으로 부영양화도가 증가하는 추세를 보인다. 따라서, 이와 같은 추세변화를 정확히 인식하고, 그에 적절한 대책을 마련하기 위해 농업용수 수질측정망 운영이 상당히 중요하게 인식되어지며, 수질환경 특성을 감안한 합리적 운영이 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권7호
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• pp.553-566
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• 2015

ADCP는 하천의 3차원 유속과 수심 자료를 매우 효율적이고 빠르게 측정할 수 있으며, 그 자료의 공간 및 시간적 해상도는 기존의 전통적인 유속 측정 방법들과 비교하여 매우 정밀하다는 장점이 있다. 하지만 ADCP는 하상 부근과 센서 근처에서의 미계측 영역이 발생하고 이 미계측 영역의 유속을 얼마나 정확하게 산정하느냐에 따라 ADCP 유량 측정의 정확도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ADCP 유량 산정 시 범용적으로 활용되고 있는 1/6 멱법칙(power law)을 활용한 미계측 영역의 유량 측정 결과의 정확도를 분석하였다. 이를 위해 실규모 직선수로에서 ADCP를 고정시킨 상태에서 측정한 유속 자료를 1/6 멱법칙과 대수 법칙(log law)을 적용하여 외삽 한 유속분포와 유량 산정 결과를 ADV를 이용하여 정밀하게 측정한 결과와 비교하였다. 비교 결과 전체적으로 대수 법칙으로 외삽한 경우가 높은 정확도를 나타냈으며, 수표면 근처 미계측 영역에서는 1/6 멱법칙은 유량을 작게 산정하는 경향을 나타냈고, 하상 근처의 미계측 영역에서는 유량을 크게 산정하는 경향을 나타냈다. 이 결과는 기존 1/6 멱법칙을 활용한 하상 및 수표면 부근 미계측 영역 유량 추정 방법이 오차를 수반함을 의미한다. 따라서 ADCP 정지법 측정 방식을 사용할 경우, 대수 법칙이 1/6 멱법칙보다 정확한 상하부 미계측 유량 추정 결과를 보여주었으므로 대안으로 고려되어야 할 것이다. 또한 제방 근처 미계측 영역의 유량 측정 정확도를 높이기 위해서는 수심이 0.6 m 이상을 확보한 측선을 기준으로 유량을 산정할 경우 신뢰도 높은 유량 측정 결과를 보였다. 향후, ADCP 정지법 측정 방식에 비해 보다 많이 활용되고 있는 보트탑재 이동식 ADCP의 경우도 이와 같은 검증이 필요하다고 하겠다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제14권1호
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• pp.24-33
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• 1989

방사선 치료시 조사면 밖의 신체부위에도 소량의 방사선이 흡수되며 이러한 소량의 방사선은 치료부위에 따라서는 백내장, 생식기능장애, 태아에 대한 영향등으로 나타날 수 있다. 조사면 밖에서 흡수되는 방사선량인 주변선량의 양과 분포양상 및 이에 영향을 주는 요인을 규명하기 위하여 자동식 제어장치에 의해 제어되는 실리콘 다이오드 측정기를 이용 6MV X선을 조사하면서 주변선량을 물팬톰내에서 측정하였다. 조사면의 크기, 콜리메이터의 위치, 쐐기필터의 존재여부 및 쇄기필터의 각도가 주변선량에 미치는 영향을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 주변선량은 조사면의 경계선에서 멀어질수록 감소하지만 15cm 떨어진 부위에서도 최대 흡수선량의 2.4% $\sim$ 5%에 이른다. 2. 주변선량은 수표면으로부터 깊이 2-3mm 근처까지 선량증가 현상이 나타나 수표면 보다 0 $\sim$ 0.3%까지 높아지며 이후 급격히 감소하여 1.5cm 근처에서 0.5 $\sim$ 5%의 최소치에 도달한 후 다시 3 $\sim$ 8%로 증가한다. 3. 주변선량은 조사면의 크기가 클수록 증가하여 조사면 경계선에서 10cm깊이 5cm거리에서 조사면 5 $\times\;5cm^2$인 경우와 20 $\times\;20cm^2$인 경우 각각 3.5%와 8.2%로서 조사면의 크기에 따라 2배이상의 증가를 보인다. 4. 상부 콜리메이터 방향의 주변선량이 하부 콜리메이터 방향의 주변선량에 비하여 높으며 그 차이는 1% 미만이다. 5. 쐐기 필터를 사용시에는 개방조사면의 경우에 비하여 주변선량이 증가되었으며 특히 얇은 방향의 주변선량이 높아 각도가 60$^{\circ}$이고 조사면의 크기가 15 $\times\;15cm^2$일때 조사면 경계선으로부터 5cm거리에서는 3%정도의 주변선량의 차이를 보인다. 6. 쐐기필터의 각도가 클수록 주변선량이 증가하여 패기필터의 각도가 60$^{\circ}$일때에는 개방조사면에 비하여 약 2배 정도로 주변 선량이 증가한다.

• 생태와환경
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• 제35권4호통권100호
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• pp.273-284
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• 2002

본 연구는 하계동안 습지 수면을 덮고 있는 부유성 수생식물이 습지생태계에 미치는 영향을 알기위하여 1998년 1월부터 1999년 10월까지 우포습지의 이${\cdot}$화학적 변화를 파악하고 하계에 부유수생식물 및 저토가 수질에 미치는 영향을 현장실험을 통하여 평가하였다. 우포습지의 수위는 홍수발생 시 낙동강의 범람으로 2-3m정도의 변화를 보였다. 대부분의 이 화학적 요인들 및 동${\cdot}$식물플랑크톤의 밀도는 여름동안의 홍수와 6월에서 10월까지 습지 수표면을 거의 덮고 있는 수생식물에 의해 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 용존산소(Jun.-Sept., 4.5${\pm}$2.5 mg/1: Oct.-May,8.1${\pm}$4.0 mg/l)와 pH(Jun.-Sept.,6.9${\pm}$0.4; Oct.-May,7.4${\pm}$0.8)는 다른 계절에 비해 여름철에 현저히 낮았다. 여름철에 번성하는 부유성 수생식물(개구리밥, 생이가래, 좀개구리밥)과 수중의 저토가 하계의 육수학적 특성이 미치는 영향을 파악하기 위하여 수표면에 enclosure(100 L, 6개)를 설치하고 부유식물, 천 그리고 노출 상태의 처리군을 부유식물의 유${\cdot}$무, 수중 저토의 유 ·무에 대해 실험한 결과, 부유식물이 있는 처리군이 다른 경우에 비하여 DO, pH가 낮게 나타났고, 노출된 대조구에서 상대적으로 식물플랑크톤(chi. a)의 생체량이 높았다. 또한 각 처리군에서 수중 저토가 있는 경우 영양염류농도가 높았고, 특히 부유식물이 있는 처리구에서 높은 영양염류의 농도를 보였다. 동물플랑크톤 군집의 변화는 부유식물에 의한 뚜렷한 영향은 보이지 않았지만, 초기에 rotifer가 우점하였고 이후 cladoceran과 copepods의 증가로 rotifer의 밀도가 급격히 감소하였다. 결과적으로, 조사기간 중 하계에 지속적으로 관찰된 DO와 pH가 감소하는 것은 수생부유식물의 번성과 수중 퇴적물의 분해에 따른 영향인 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.949-965
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• 2023

본 연구에서는 Sentinel-1 synthetic aperture radar 영상을 활용하여 딥러닝 모델인 Swin Transformer로 국내 농업용 저수지의 수표면적을 모니터링 하는 방법을 제시한다. Google Earth Engine 플랫폼을 이용하여 70만톤 급, 90만톤급, 150만톤급 저수지 7개소에 대한 2017년부터 2021년 데이터셋을 구축하였다. 저수지 4개소에 대한 영상 1,283장에 대해서 셔플링(suffling) 및 5-폴드(fold) 교차검증 기법을 적용하여 모델을 학습하였다. 시험평가 결과 모델의 윈도우 크기를 12로 설정한 Swin Transformer Large 모델은 각 폴드에서 평균적으로 99.54%의 정확도와 95.15%의 mean intersection over union (mIoU)을 기록하여 우수한 의미론적 분할 성능을 보여주었다. 최고 성능을 보여준 모델을 나머지 3개소 저수지 데이터셋에 적용하여 성능을 검증한 결과, 모든 저수지에서 정확도 99% 및 mIoU 94% 이상을 달성함을 확인했다. 이러한 결과는 Swint Transformer 모델이 국내의 농업용 저수지의 수표면적 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 생태와환경
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• 제37권1호통권106호
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• pp.57-63
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• 2004

서낙동강에서 $^{14}C$법으로 1996년 1월부터 10월까지 식물플랑크톤의 1차 생산성을 측정하였다. 서낙동강은 수심이 얕고, 국내 호수와 하천 중에서 가장 수질오염이 심한 곳으로 진광층의 깊이는1.4${\sim}$2.1 m 범위였다. 식물플랑크톤의 chi-a 농도는 67${\sim}$894 ${\mu}g\;L^{-1}$ 범위였고, 8월에는 chi-a 농도가 크게 증가하였다. 최대 물질생산성은 수표면 ${\sim}$0.4 m 깊이에서 나타났으며 2.1${\sim}$4.3 mg C mg $chl-a^{-1}$ 범위였다. 광합성 (P)-광(I)의 관계에서 식물플랑크톤의 광합성 저해는 높은 고광에서 현저히 저해되었으나 Microcystis가 대발생한 기간에는 광저해 현상이 나타나지 않았다. Chl-a 당 식물플랑크톤의 1차 생산성은 입사 광에너지의 양에 비례하였으며 면적 당 1차 생산성은 chl-a현존량과 직선적으로 비례하여 식물플랑크톤의 1차 생산성은 결과적으로 생물량과 광의 함수였다. 과거 자료를 수집한 결과. 낙동강 하구 지역에서 식물플랑크톤의 생산성은 하구둑 건설(1987년) 이후 해가감에 따라 점진적으로 증가하여 이 지역의 부영양화 현상을 반영하였다. 식물플랑크톤의 연 생산성 개념에서 평균 10 ${\mu}g\;chl-a\;L^{-1}$의 생물량 증가는 30 mg C $m^{-2}\;day^{-1}의 단위면적 당 생산성 증가를 가져왔다.

• 한국지리정보학회지
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• 제11권1호
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• pp.20-30
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• 2008

본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 유역내 농업용 저수지의 운영이 유역 출구인 하천 지점에서의 유출에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 안성천 유역 공도수위관측소의 상류 유역을 대상으로, 유역내 고삼과 금광 농업용 저수지의 방류량 고려시와 미고려시에 대한 공도지점에서의 각각의 하천유출 거동을 분석하였다. SWAT 모형에서 저수지 물수지 분석모듈을 수정하여, 저수지의 일별 관측 저수위로부터 계산된 저수량과 수표면적을 이용하여 저수지의 일 방류량 자료를 생성하였다. 이를 이용하여 공도수위관측소의 5개년(1997~2001) 동안의 일별 하천 유출량 자료를 대상으로 모형의 보정(1997, 1998, 1999년)과 검증(2000, 2001년)을 실시하였다. 검증기간에 대한 Nash-Sutcliffe 모델효율은 0.55, RMSE는 2.33 mm/day로 나타났다. 한편, 두 저수지의 방류량을 고려하지 않은 상태에서의 모의결과는 한 결과, Nash-Sutcliffe 모델효율은 0.37로, RMSE는2.91 mm/day로 나타나 저수지 고려시의 결과와 비교하면 각각 0.18의 모델효율 저하, 0.58%의 오차증가를 보였다. 따라서 농업용 저수지가 있는 유역에서는 SWAT 모형의 활용시, 저수지 유역에서의 저수지에 의한 저류효과 및 방류 영향을 고려하여야 하는 것으로 나타났다.