국지적 지역에 내리는 강한 강도의 강우는 많은 인명 및 재산 피해를 발생시킨다. 이러한 피해를 예방하기 위해 도시 침수 예측에 관한 연구가 오랜 기간 수행되어 왔으며, 최근에는 다양한 신경망(neural network) 모델이 활발히 이용되고 있다. 강우 지속 기간이나 강도는 일정하지 않고, 공간적 특징 또한 도시마다 다르므로 안정적인 침수 예측을 위한 신경망 모델은 강건성(robustness)을 지녀야 한다. 강건한 신경망 모델이란 적대적 공격(adversarial attack)을 방어할 수 있는 능력을 갖춘 모델을 일컫는다. 따라서 본 연구에서는, 도시 침수 예측을 위한 시공간 신경망(spatio-temporal neural network) 모델의 강건성 제고를 위한 방법론을 제안한다. 먼저 적대적 공격의 유형과 방어 방법을 분류하고, 시공간 신경망 모델의 학습 데이터 특성 및 모델 구조구성 조건 등을 활용하여 최적의 강건성 제고 방안을 도출하였다. 해당 모델은 집중호우로 인해 나타날 다양한 관망에서의 침수 피해를 각각 예측하고 피해를 예방하기 위해 활용될 수 있다.
이 연구는 "모차르트 이펙트"를 통해 밝혀진 모차르트 음악이 지능향상에 효과가 있다는 연구결과와 비교하여 온라인 게임 이용자의 게임 후 시 공간 능력에 어떤 영향이 나타나는지 알아보고자 한다. 10대 후반에서 20대 초반의 대학생을 대상으로 한 이번 연구에서 게임 이용 시 시공간 인지 능력의 차이는 공간 인지 능력의 차이에서 두드러지는 것으로 나타났다. 음악, 애니메이션, 온라인 게임(카트라이더)을 이용한 세 집단의 공간인지 능력의 차이를 분석한 결과, 온라인게임을 선호하는 집단이 '모양맞추기' 점수가 높아 온라인게임 이용이 이용자의 시 공간 능력 향상에 도움이 된다는 연구결과를 도출하였다.
이 연구에서는 작물 모니터링을 위한 시계열 고해상도 영상 구축을 위해 기존 중저해상도 위성영상의 융합을 위해 개발된 대표적인 시공간 융합 모델의 적용성을 평가하였다. 특히 시공간 융합 모델의 원리를 고려하여 입력 영상 pair의 특성 차이에 따른 모델의 예측 성능을 비교하였다. 농경지에서 획득된 시계열 Sentinel-2 영상과 RapidEye 영상의 시공간 융합 실험을 통해 시공간 융합 모델의 예측 성능을 평가하였다. 시공간 융합 모델로는 Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model(STARFM), SParse-representation-based SpatioTemporal reflectance Fusion Model(SPSTFM)과 Flexible Spatiotemporal DAta Fusion(FSDAF) 모델을 적용하였다. 실험 결과, 세 시공간 융합 모델은 예측 오차와 공간 유사도 측면에서 서로 다른 예측 결과를 생성하였다. 그러나 모델 종류와 관계없이, 예측 시기와 영상 pair가 획득된 시기 사이의 시간 차이보다는 예측 시기의 저해상도 영상과 영상 pair의 상관성이 예측 능력 향상에 더 중요한 것으로 나타났다. 또한 작물 모니터링을 위해서는 오차 전파 문제를 완화할 수 있는 식생지수를 시공간 융합의 입력 자료로 사용해야 함을 확인하였다. 이러한 실험 결과는 작물 모니터링을 위한 시공간 융합에서 최적의 영상 pair 및 입력 자료 유형의 선택과 개선된 모델 개발의 기초정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
기온, 강수와 같은 기후관측 자료들은 공간과 더불어 시간적인 변이를 동시에 나타낸다. 따라서 신뢰성 높은 시계열 분포도 작성을 위해 공간적 자기상관성만을 고려하는 기존 공간 내삽 기법에 시공간적 자기상관성 정보를 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 시계열 기온 분포도 제작을 위해 1개월 동안 1시간 간격으로 획득된 기온 관측소 자료를 대상으로 시공간 크리깅을 적용하였다. 우선 기온자료를 결정론적 경향 성분과 확률론적 잔차 성분으로 분해한 후에, 경향 성분 모델링 과정에 기온과 연관성이 높은 고도 자료를 부가 자료로 통합하여 지형 효과를 반영하는 경향 성분을 모델링하였다. 잔차 성분에 대한 시공간 베리오그램 모델링에는 곱-합 모델을 적용하여 시간과 공간 베리오그램의 상호 연관성을 반영하도록 하였다. 이러한 시공간 베리오그램 모델을 이용하여 시공간 정규 크리깅을 적용한 결과, 기존 공간적 자기상관성만을 고려하는 정규 크리깅과 고도 자료를 부가 자료로 이용하는 회귀분석 크리깅에 비해 상대적으로 높은 예측 능력을 보였다. 이러한 결과는 고도 자료와 더불어 시공간 자기상관성 정보의 이용이 중요함을 지시한다. 따라서 공간적으로 가용할 수 있는 자료의 수가 한계가 있지만 시계열적으로 자료 획득이 가능한 변수를 분석할 때, 시공간 크리깅이 유용한 내삽 방법론으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
신체 동작, 얼굴 표정과 같이 아주 복잡한 생체 패턴을 인식하고 분류하는 인간의 능력을 모방한 정보처리 컴퓨팅 관련 연구가 최근 다수 등장하고 있다. 특히 컴퓨터비전 분야에서는 인간의 뛰어난 인지 능력 중 상황정보 없이 시각시퀀스에서 동작을 분류하는 기능을 통해 시공간적 패턴 코딩과 빠른 인식 방법을 이해하고자 한다. 본 연구는 비디오 시퀀스상의 동작인식에 생물학적 시각인지과정의 영향을 받은 생체 기반 컴퓨터비전 모델을 제시하였다. 제안 모델은 이미지 시퀀스에서 동작을 검출하고 시각 패턴을 판별하는 데 생체 시각처리과정의 신경망 구조 단계를 반영하였다. 실험을 통해 생체 기반 동작인식 모델이 인간 시각인지 처리의 여러 가지 속성을 고려했을 뿐 아니라 기존 동작인식시스템에 비해 시간 정합성이 뛰어나며 시간 변화에 강건한 분류 능력을 보임을 알 수 있다. 제안 모델은 지능형 로봇 에이전트와 같은 생체 기반 시각정보처리 시스템 구축에 기여할 수 있다.
본 연구에서는 도시부도로 신호교차로의 대기행렬을 단기(one cycle ahead)예측함에 있어 단일검지체계에 기반을 둔 한 지점의 시계열적 패턴을 갖는 검지자료(detection data)를 학습자료로 구성할 경우와 통합차량검지체계하에 기반을 둔 시공간적 상관관계를 갖는 검지자료를 학습자료로 이용할 경우를 가정하여 이에 대한 인공신경망의 학습능력과 예측능력을 비교하였다. 연구결과는 도시부도로 신호교차로상에서 차량군(platoon)의 이동에 따라 발생되는 시공간적인 상관관계를 갖는 교통류변수 $\ulcorner$상류유입교통량(k-1)->통행시간(k-1)->대기행렬(k)->유출교통량(k)->대기행렬(k+1)$\lrcorner$를 인공신경망의 학습자료로 구성할 경우, 교통류 패턴의 학습능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.
본 연구에서는 읽기와 관련된 작업기억의 특징을 살펴보기 위해 초등학교 3, 4학년 읽기부진아들과 일반아동들을 비교하였으며, 성별 비교와 각 성분들 간의 상관분석도 실시하였다. 연구 결과 읽기부진아들은 일반아동들보다 작업기억의 모든 하위 검사에서 낮은 수행 수준을 나타내었다. 성별 비교에서 시공간 잡기장에서 성별차가 나타났으며, 그 중 미로이동 기억에서는 읽기능력과 성별 간의 상호작용도 있었다. 전체 집단에서 작업기억의 각 성분들 간의 모든 상관이 유의미하게 나타났으나, 읽기부진아와 일반아동을 분리해서 상관을 구했을 때는 하나의 상관을 제외하고 두 집단에 공통적으로 유의미한 상관이 나타나지 않았다. 중앙집행기의 영향을 제거했을 때 음운 작업기억과 시공간 작업기억 간의 상호관련성이 낮아짐을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 읽기부진아 지도에서는 수업자료를 간략하게 제시할 필요성이 있으며, 읽기부진 남학생에게는 가능한 한 시공간 정보를 활용할 필요가 있다는 시사점을 찾을 수 있었다.
우리나라의 경우 강수량이 지역별로 편중되면서 국지적 가뭄이 발생하고, 지형적 특성으로 상습가뭄지역 피해가 확대되고 있다. 더불어 강수의 시기별 편차가 커지면서 봄 가뭄 증가 및 장기 기후변화 시나리오도 가뭄 발생 가능성 증가를 전망하고 있다. 그러나 우리나라의 경우 가뭄대응 대책 마련시 선제적인 가뭄대응 대책 마련보다, 사후복구·단기대책을 중심으로 가뭄대응능력을 추진하고 있어 예방중심의 가뭄대응능력의 한계점을 지니고 있다. 본 연구에서는 선제적 예방 중심의 가뭄대응 전략을 위해 물순환 모델을 기반으로 수원별 가뭄대응능력을 평가하고, 지역별로 산정된 용수공급가능일수를 기반으로 수문학적 가뭄취약지도를 작성하는 것을 목적으로 한다. 이때 용수공급가능일수는 가뭄시나리오(20년, 30년, 50년 등)를 설정하여 시나리오별 공급가능일수를 평가하여 시공간적 가뭄취약성 분석이 가능한 모형으로 확장하였다. 수문학적 가뭄취약지도의 경우 정책결정자, 업무사용자 등 효율적 정보 제공이 가능할 것으로 판단되며, 지역별로 현안사항 도출 및 개선방안을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
목적 : 지역사회에 거주하는 경도인지장애 노인들의 인지수준이 여가나 일상생활활동 뿐만 아니라 활동에 대한 참여와 사회적 관계망에 어떤 영향을 미치는지에 대해 살펴보고자 하였다. 연구방법 : 지역사회에 거주중인 65세 이상 노인을 대상으로, MMSE-K의 점수가 15점 이상 23점 이하인 경도인지장애노인들을 대상으로 선별하였다. 대상자들의 영역별 인지능력을 알아보기 위하여 MoCA-K를, 활동참여 수준 및 사회관계망 지수를 확인하기 위하여 K-ACS와 LSNS-18을 각각 적용하였다. 결과 : 인지와 활동 참여의 관계를 살펴본 결과 인지의 다양한 하위 능력(시공간능력, 어휘능력, 주의력, 추상력, 지남력)이 수단적 일상생활, 여가활동, 사회활동에 유의한 영향을 주고 있었다. 또한 인지의 모든 하위 능력이 사회적 관계망의 하위 요소들과 유의한 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 결론 : 본 연구를 통하여 인지의 전반적 요소들이 경도인지장애 노인들의 다양한 영역의 활동참여 및 사회적 관계망에 영향을 주고 있는 것을 알 수 있었다. 후속 연구들을 통하여 경도인지장애 노인들의 활동 참여와 사회적 참여를 높이는 방안들이 마련되기를 제언하는 바이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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