• 제목/요약/키워드: 스케일 지수

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강우자료와 스케일 지수에 대한 경향성 비교 (Comparative a Study on Trend Analysis using Extreme Rainfall Data and Scaling Exponent)

  • 정영훈;김태림;주경원;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.339-339
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    • 2019
  • 지구 온난화와 기후변화의 영향으로 태풍의 발생과 집중호우로 인한 홍수피해는 꾸준히 증가하고 있는 실정이다. 이와 같이 홍수와 관련된 강수량은 기상인자 중에서 유역의 유출과 관계가 있고, 유역의 내수침수 등의 도시홍수를 일으키는 원인이 되고 있다. 그러나 본 연구에서는 자료의 경향성을 판단하기 위해 국내 연최대강우자료의 경향성을 분석하였으며, 또한 연최대강우자료의 시간적 특성을 나타내는 지표로써 스케일 지수에 대하여 경향성과 변동성을 분석하였다. 이를 위해 the block bootstrap-based MK (BBS-MK) 분석을 실시하였고, 연최대강우자료로부터 BBS-MK분석에 대한 경향성 분석 결과, 다수 지점의 연최대강우자료에서 경향성이 나타나지 않았으나, 큰 변동성을 확인하였고, 연별 스케일 지수의 변동성 보다 월별 스케일 지수의 변동성 중 우기에 해당하는 월 (6-10월)에 대한 변동성은 크게 나타났다. 스케일 지수의 경향성은 연최대강우자료의 경향성 분석 결과와는 반대로 많은 강우지점에서 경향성이 존재함을 알 수 있었다. 스케일 지수의 경향성 분석 결과, 해안 지역의 강우 관측소에서 감소 경향이 확인되었지만, 내륙 지역에서는 스케일 지수가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다.

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월별 스케일 지수를 이용한 경향성 분석 (Trend Analysis using Scaling Exponent for Monthly Rainfall Data)

  • 정영훈;신주영;안현준;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.306-306
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    • 2018
  • 일반적으로 경향성 분석은 연최대강우량으로부터 산정하고 있으나 본 연구에서는 강우자료 이외의 자료를 이용하여 경향성 분석을 하고자 한다. 이를 위해 국내에서 가장 신뢰할 수 있는 기상청 산하의 강우량으로부터 연최대강우량을 추출하고 월단위인 월별 스케일 지수를 추정하였다. 비교를 위해 경향성 분석 방법 중 가장 널리 사용되고 있는 Mann-Kendall (MK) 분석을 사용하였고, 추가적으로 MK 분석의 단점을 보완할 수 있는 the block bootstrap-based MK (BBS-MK) 분석을 적용하였다. 연최대강우량을 이용한 경향성 분석 결과는 홍수기 기간에 해당하는 7월부터 10월까지의 경향성은 뚜렷하게 나타나지 않았다. 그러나 스케일 지수에 대한 경향성 분석 결과에서는 몇몇 지점에서 감소 또는 증가하는 경향을 보이는 강우 지점들을 확인할 수 있었다. 따라서 경향성 분석을 위해서는 연최대강우량뿐만이 아니라 다양한 인자를 이용한 경향성 분석이 필요함을 확인하였다.

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도시녹지 평가를 위한 경관지수의 스케일 민감성 분석 (Analysis of Scale Sensitivity of Landscape Indices for the Assessment of Urban Green Areas)

  • 이인성;윤은주
    • 한국조경학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.69-79
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    • 2008
  • 경관지수는 면적 및 밀도, 모양, 중심지, 고립 및 접근, 접촉 및 산포, 연결성 등 경관생태의 공간적 구조와 패턴에 관한 다양한 정보를 제공해 준다. 현재 100개 이상의 경관지수가 개발되어 많은 연구들에 이들이 사용되고 있다. 그러나 경관지수는 공간해상도 및 분석범위 등 분석 스케일에 따라 다른 결과를 도출할 수 있어서 오류의 가능성을 가지고 있다. 이 연구는 경관지수의 스케일 민감성을 검토하여 우리나라의 복잡한 경관생태에서 비교적 안정적 결과를 도출하는 지수들을 선별하였다. 이를 위해 서울의 5개 연도 - 1985, 1991, 1996, 2000 및 2003년 - Landsat TM/ETM+ 영상을 이용하여 20 범주의 셀 크기와 41 범주의 분석범위에 대해 FRAGSTATS에 탑재된 54개 클래스 수준 지수의 민감성을 검토하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 54개 클래스 수준 지수 중 19개 지수가 스케일 변화에 안정적인 것으로 나타났다. 둘째, 단편화 정도가 지수의 민감성에 영향을 미치며, 녹지비율 $40{\sim}50%$를 기준으로 지수반응 패턴이 변하는 현상이 발견되었다. 셋째, 국내 관련연구에서 빈번히 이용된 16개 지수 중 6개만이 우리나라의 복잡한 경관생태에서 안정적인 결과를 도출하였는데, 이는 단편화 정도 및 녹지비율에 따라 세심한 지수 선정이 필요함을 보여주고 있다.

청년층과 노인층의 행동활성화체계 및 행동억제체계 민감도에 따른 뇌파의 1/f 스케일링 분석 (1/f scaling exponent of EEG depending on different sensitivities of behavioral activation and inhibition systems for young and elderly groups)

  • 진승현;김원식;노기용
    • 감성과학
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    • 제8권4호
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    • pp.415-422
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    • 2005
  • 본 연구에서는 행동활성화체계(Behavioral Activation System : BAS)와 행동억제 체계(Behavioral Inhibition System : BIS)의 성향이 청년층과 노인층의 뇌파 특성에 차이를 보이는지를 조사하였다. 실험은 19명의 청년층과 31명의 노인층을 대상으로 하여 이루어졌고, 안정 상태의 양측 전전두엽 뇌파를 측정하였다. 분석은 비선형 지수 중 하나인 1/f스케일링 지수를 사용하였다. 그 결과, BAS 성향에서 1/f스케일 지수가 유의한 차이를 보였다. 즉, 좌측 전전두엽(Fpl)에서는 청년층의 1/f스케일 지수가 노인층의 1/f스케일 지수보다 통계적으로 유의하게 높은 값을 보였고, 우측 전전두엽(Fp2)에서도 청년층이 노인층에 비해 높은 1/f스케일 지수를 나타내는 경향을 보였다. 1/f 스케일 지수가 클수록 복잡도는 감소하고, 반면 확률분포에 관련된 정보의 양은 증가하는 것으로 해석 가능하다. 본 연구를 통해, 주관적 평가 결과로서 행동 활성화체계가 강한 성향을 가진 경우, 노인층은 청년층에 비해 양측 전전두엽의 복잡도가 높은 상태임을 알 수 있다 본 연구의 결과는 BAS성향과 연령 사이의 연관성에 대한 가능성을 시사한다.

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하향 스케일링을 이용한 북한 지역의 단기 IDF곡선 추정 (Estimation of Short-Duration Rainfall Quantile Intensity-Duration-Frequency curve using down-scaling in North Korea)

  • 정영훈;주경원;김성훈;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.249-249
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    • 2020
  • 수공구조물을 설계하기 위해서는 다양한 지속기간에 대한 설계수문량을 추정해야 한다. 국내의 경우도 기후변화로 인한 이상기후의 발생으로 1~2시간 동안 강우강도가 큰 집중호우가 발생하여 도시홍수를 발생시키며 직접 또는 간접적으로 피해를 주고 있다. 특히 북한 지역은 강우관측소가 존재하지 않은 지역이 많아 수공구조물 설계에 필요한 설계수문량을 추정하기에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 하향스케일링(down-scaling)을 이용하여 북한 지역의 24시간 이내의 확률강우량을 추정하고자 한다. 이를 위하여 미계측 유역인 화천댐 상류유역의 지역빈도해석과 군집분석을 수행하여 수문학적 동질성을 확보하였고, 한강유역을 4개의 동질지역으로 구분하였다. 스케일 성질은 동일한 분포형을 가정하므로 수문학적 동질성이 확보된 기준 지속기간의 자료로부터 임의이 지속기간에 대한 확률강우량 추정이 가능하다. 따라서 북한지역의 짧은 지속기간에 대한 확률 강우량 추정을 위하여 동일한 지역 내의 지역 스케일 지수와 스케일 인자를 이용하여 하향스케일링을 적용할 수 있으며, 단기 혹은 장기에 해당하는 지속기간에 대한 확률강우량을 추정할 수 있다.

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비국소 탄성이론을 이용한 S형상 점진기능재료 나노-스케일 판의 이축 좌굴해석 (Biaxial buckling analysis of sigmoid functionally graded material nano-scale plates using the nonlocal elaticity theory)

  • 이원홍;한성천
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5930-5938
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    • 2013
  • Erigen의 비국소 탄성이론을 이용한 S형상 점진기능재료 나노-스케일 판의 전단변형이론을 정식화하여 평형방성식을 유도하였다. 비국소 탄성이론은 미소 규모 효과를 고려할 수 있고 S형상함수는 점진기능재료의 정확한 특성 변화를 고려할 수 있다. 4변이 단순지지된 나노-스케일 판의 지배방정식을 풀기 위해 Navier 방법을 사용하였다. 거듭 제곱 지수와 비국소 변수의 효과를 나타내기 위한 나노-스케일 판의 해석적 좌굴하중을 제시하였고, 국소 탄성이론과의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 (i) 거듭제곱 지수, (ii) 나노-스케일 판의 크기, (iii) 비국소 계수, (iv) 형상비 그리고 (v) 모드 수 등이 나노-스케일 판의 이축 무차원 좌굴하중에 미치는 효과에 대하여 관찰하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과들과 비교 분석하였다.

경관생태지수 사용에 대한 고려사항과 문제점에 관한 고찰 (Review of Issues and Problems in Using Landscape Ecology Indices)

  • 이상우;윤은주;이인성
    • 한국조경학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.73-83
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    • 2004
  • 경관생태지수는 녹지의 이질성(Heterogeneity)을 계량화하기 위하여 제안되고 발전되어 왔다. 지난 수십년간 많은 연구에서 경관생태지수가 광범위하게 사용되어 그 효용성이 인정되었지만, 경관생태지수의 사용에 따른 많은 문제점들이 제기되고 있다. 본 연구의 목적은 경관생태지수 사용에 따른 고려사항과 문제점들을 기존 연구들을 통해 고찰하고, 이를 기초로 적절한 응용방법을 제안하고자 하는 것으로, 지수의 문제점을 내재적인 문제들과 응용상의 문제들로 구분하여 논의하였다. 지수 자체의 내재적인 문제로는 녹지구조와 기능과의 관계, 녹지구조의 측정 및 대표, 그리고 지수들의 불안정성 등을 들 수 있으며, 응용상의 문제점들로는 지수 선택, 스케일 변화와 피복 분류과정에 개입된 문제, 해석상의 오류 등을 들 수 있다. 이러한 문제들을 최소화하는 방안으로는 첫째, 가설에 입각한 연구가 필요하며, 둘째, 측정하고자 하는 녹지의 공간적 특성을 명확히 규정하여야 하고, 셋째, 변위가 예측 가능한 지수를 사용해야 하고, 넷째, GIS나 인공위성 자료의 축척을 변화시키지 말아야 하며, 마지막으로 다섯째, 피복분류 알고리즘을 사용하여 분류상 오류를 최소화해야 한다는 점이다.

호모모프변환과 다중 스케일 분해를 이용한 영상향상 (Image Enhancement Using Homomorphic Transformation and Multiscale Decomposition)

  • 안상호;김기홍;김영춘;권기룡;서용수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제7권8호
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    • pp.1046-1057
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    • 2004
  • 본 논문에서는 호모모프변환과 다중 스케일 분해를 이용하여 영상의 생동폭과 명암대비를 모두 개선시킬 수 있는 영상향상기법을 제안한다. 원 영상은 로그를 취하여 호모모프영역으로 변환하고, 이를 다중 스케일로 분해한 후 각 대역에 가중치를 가해 조합한다. 이 조합된 신호는 지수를 취하여 밝기영역으로 변환한다. 호모모프영역에서 저주파대역의 크기조절은 생동폭을 변환시키고, 고주파대역의 크기조절은 명암대비의 향상에 기여한다. 다중 스케일 분해는 계산이 간단하고 효율적인 구조를 가진 "${\AA}$ trous" 알고리듬을 사용하며, 이의 타당성은 시뮬레이션을 통해서 확인한다.

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실시간 누수 감지 가능한 매립형 지능형 배관 진단 시스템 (Development of an On-line Intelligent Embedded System for Detection the Leakage of Pipeline)

  • 이창길;김태헌;장하주;박승희
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.94-94
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    • 2011
  • 배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 이러한 복합 손상은 배관 구조물의 누수, 누유 등의 사고를 야기할 수 있다. 하지만 기존의 단일 스케일 계측 시스템으로부터 복합 손상에 의한 실시간 누수를 진단하기는 매우 어렵다. 본 연구 단계에서는 누수를 야기하는 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 선행 연구에서 제안된 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 다중 스케일 계측 시스템을 구조물의 복합 손상 진단에 적용하였다. 자가 계측 회로 기반 다중 스케일 계측 시스템은 크게 두 가지 형태의 신호를 계측한다. 첫 번째 스케일은 임피던스 계측으로부터 특정 주파수 대역폭에 대한 구조 응답을 계측하며, 두 번째 스케일은 유도 초음파 계측으로부터 단일 중심 주파수에 해당하는 구조물의 응답을 계측한다. 복합 손상을 손상 유형별로 분류하기 위하여 E/M 임피던스(Electro-mechanical impedance)및 유도 초음파(Guided wave) 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 2차원 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법(Supervised learning based pattern recognition) 중 확률론적 신경망 기법(Probabilistic Neural Network, PNN)에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 파이프 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 기법이 실제 배관 구조물에 성공적으로 적용된다면 손상 부재의 거동 및 구조물 성능의 손상에 대한 영향을 효율적으로 진단하고 평가함으로써 배관 구조물의 효과적인 유지관리가 가능할 것으로 예상된다.

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스케일 성질을 이용한 확률강우량의 추정 (Rainfall Quantile Estimation Using Scaling Property in Korea)

  • 정영훈;김수영;김태순;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권9호
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    • pp.873-884
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    • 2008
  • 본 연구에서는 서로 다른 지속기간을 가지는 강우자료간의 스케일 성질을 이용하여 확률강우량을 추정하는 방법을 알아보고, 국내 강우자료에 대해서 그 적용성을 살펴보고자 하였다. 기상청 지점중에서 기록기간이 비교적 장기간인 22개 지점에 대해서 지점빈도해석을 통한 확률강우량과 스케일 성질을 활용한 확률강우량간의 정확도를 비교해 본 결과, 시간단위자료를 사용할 경우 대부분 절대상대오차가 10 % 미만인 결과를 얻을 수 있었고, 각각의 지속 기간별로 적용가능한 재현기간을 살펴본 결과 연구에 사용된 총 14개의 재현기간 중에서 대부분 8개 이상의 재현기간에 대해서 적용이 가능한 것으로 나타났다. 적용예로서 대구지점의 지속기간 1시간 강우자료를 바탕으로 지속기간 10분${\sim}$50분까지의 확률강우량자료를 스케일 성질을 이용하여 산정한 결과 지속기간 10분을 제외하고는 모두 절대상대오차 10 % 내외의 정확도를 가지는 것으로 나타났다. 따라서 스케일 성질을 이용하여 미계측 강우지속기간의 확률강우량을 추정할 수 있을 것으로 판단된다.