• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.5-5
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• 2023

제3차 우주개발 진흥 기본계획의 일환으로써 개발되는 차세대 중형위성 5호인 수자원위성은 수자원/수재해 감시 전용 위성으로 2025년 발사 예정이다. 수자원위성의 메인 센서인 C-band 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 기상조건 및 주야 상관없이 지표면 관측이 가능한 센서로 급변하는 수재해 양상에 효과적으로 대응하기 위해 탑재된 센서이다. 본 연구사업은 차세대 수자원위성의 효과적 활용 방안 및 SAR 자료기반의 활용산출물 및 주제도 서비스를 위한 알고리즘 구조설계 및 표출시스템 시범개발을 목표로 하고 있으며, 홍수/가뭄/안전/환경모니터링을 주제로 수자원 및 원격탐사 분야의 다학제적 전문가들로 구성된 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있다. 본 연구의 내용은 가뭄 모니터링을 위해 개발 중인 SAR 기반 토양수분과 농업적 가뭄지수 산정 알고리즘 개발 및 공간적 표출을 포함한다. 토양수분은 SAR 영상에서 지표피복별로 추출된 후방산란계수와 수문학적 개념의 융합을 통해 논/밭/산림에 대해 산정한다. 물리적 특성에 기반한 변화탐지모델을 활용해 토양수분량을 추출 후, 기계학습기법과 S C S - C N 방법에서 파생된 수문학적 개념 5일 선행강우량과 결합한 토양수분 산정 알고리즘을 개발하였다. 산정된 토양수분을 기반으로, 논 지역은 벼 재배에 따른 담수 시기를 고려한 토양의 포화/불포화상태, 밭 지역은 토양 종류에 따른 토양의 물리적 특성, 산림 지역은 수문학적 개념 및 식생지수를 활용하여 가뭄 판단 기준을 구축하고, 가뭄의 해갈 여부와 해갈되는 시점의 강우량을 산정 가능한 알고리즘을 개발하였다. 개발된 가뭄 모니터링 기법은 향후 고도화, 최적화 및 안정화를 통해 수자원위성의 핵심 활용기술로써 구현할 계획이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.86-93
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• 2023

국내 교량들의 노후화 진행에 따라 구조물의 지속적인 안전관리를 위한 실시간 계측 기반의 교량 관리시스템이 필요하다. 현재 교량 계측시스템 기술은 대형 단일 교량의 계측을 중심으로 발전하여 유선을 기반으로 전원을 공급하고 계측 데이터를 수집한다. 하지만 산발적으로 분포하는 중소교량에는 위치적 문제로 인해 유선 기반 계측시스템을 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 중소교량을 대상으로 무선 기반 계측시스템을 구축하는 방안을 제안하였다. 제안한 무선 기반 계측시스템은 기존 유선 기반의 계측시스템의 한계를 극복하기 위해 태양광 발전을 통해 무선 전원을 확보하였으며, LTE 통신을 활용하여 데이터를 송출하게 하였다. 또한, 교량 계측시스템의 관리를 위한 시스템 원격 제어 방안과 전원 관리 방안도 제안되었다. 제안한 계측시스템의 검증을 위해 실제 지방도상의 교량 32개소에 설치되었으며, 1년간의 장기 계측데이터를 수집하였다. 설치된 테스트 베드에서 80.6%의 계측데이터 취득이 가능함을 확인하여 제안한 계측시스템의 운용 가능성을 검증하였다. 제안된 시스템 구축방안은 지방도상 노후 교량들의 안전감시에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권2호
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• pp.337-342
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• 2019

본 연구에서는 GDAPS(Global Data Assimilation and Prediction System) 예보모델자료와 위성기반 식생건조지수를 결합시킨 산불위험지수 WRI(Wildfire Risk Index)를 개발하였고, 이를 2019년 4월 4일의 고성-속초 산불과 강릉-동해 산불 사례에 적용해 보았다. 제시한 산불위험지수 WRI는 강수 이벤트 후에 건조 경향이 지속되었던 3월 19일 전후와 4월 4일 전후의 산불위험도 변화를 잘 나타냄으로써, 그 적합성이 확인되었다. WRI는 우리나라 산불취약성의 상시 감시를 위한 하나의 방법이 될 수 있을 것이며, 이를 더욱 발전시키기 위해서는 향후 GK-2A 위성자료의 활용과 함께, 산림청의 산불위험예보시스템과의 연계 방안에 대한 모색이 반드시 필요할 것이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.295-310
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• 2014

발전소 주제어시스템(DCS, Distributed Control System)은 원격지의 설비를 계통현황에 따라 실시간 조작, 감시 및 운전 효율성을 향상시키기 위해 튜닝을 하도록 구현된 자동화 시스템이다. DCS는 IT 기술의 발전과 함께 점차 지능화, 개방화되고 있다. 많은 전력회사들이 DCS에 설비 관리용 패키지 시스템을 접목하여 예측진단을 통한 유지 보수 및 Risk Management를 실현시키기 위한 투자를 확대하고 있다. 하지만, 최근 해외사례에서 보듯이 원전 전력망 등 국가 주요기반 시설인 산업 제어시스템(ICS)을 마비시키고 파괴할 목적으로 개발된 최초의 사이버 전쟁무기인 스턱스넷이 출현하는 등, 폐쇄형 시스템으로 구성된 발전소 주제어시스템도 점차 외부 공격으로부터 위협의 대상이 되고 있음을 알 수 있다. 높은 수준의 가용성(낮은 고장빈도와 신속한 복구)과 운영 신뢰성의 이유로 10년 이상 장기 사용이 요구되는 발전소 주제어시스템의 경우 전적으로 해외 기술에 의존하고 있고 패치 업데이트 등 주기적 보안관리가 이뤄지지 못해 잠재된 취약점이 노출될 경우 심각한 우려가 예상된다. 본 논문에서는 국내 발전회사에서 사용 중인 Ovation 1.5 버전의 간이 시뮬레이터 환경에서 범용 취약점 분석툴인 NESSUS를 활용하여 인가된 내 외부 사용자의 악의적 행위(모의해킹)를 수행하였다. 이를 통해 취약점 탐지 및 발전소 제어시스템 내 사이버 침해사고 발생 시 효과적으로 대응 할 수 있는 취약점 분석 및 로그분석 방안을 제시하고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.997-1008
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• 2023

해상의 선박탐지는 다양한 방법으로 수행될 수 있는데, 위성은 광역적인 감시가 가능하고, 특히 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 영상은 주야간 및 전천후로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 SAR 영상으로부터 효율적인 선박 탐지 방법을 제시하기 위하여, Sentinel-1 영상에 You Only Look Once Version 5 (YOLOv5) 모델을 적용하여 선박 탐지를 수행하고, 편파별 개별 모델과 통합 모델의 차이 및 편파별 정확도 특성을 분석하였다. 파라미터가 작고 가벼운 YOLOv5s와 파라미터가 많지만 정확도가 높은 YOLOv5x 두가지 모델에 대하여 각각 (1) HH, HV, VH, VV 각 편파별로 나누어 학습/검증 및 평가 그리고 (2) 모든 편파의 영상을 사용하여 학습/검증 및 평가를 실시한 결과, 네 가지 실험에서 모두 0.977 ≤ AP@0.5 ≤ 0.998의 비슷하면서 매우 높은 정확도를 나타냈다. 이러한 결과를 현업시스템의 관점에서 보면, 가벼운 YOLO 모델(YOLOv5s, YOLOv8s 등)로 4개 편파 통합 모델을 구축하는 것이 실시간 선박탐지에 효과적임을 시사하는 것이다. 이 실험에서 사용한 영상은 19,582장이었지만, Sentinel-1 이외에도 Capella, ICEYE 등 다른 SAR 영상을 추가적으로 활용한다면, 보다 더 유연하고 정확한 선박 탐지 모델이 구축될 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12B호
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• pp.1708-1721
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• 2011

최근 구제역과 같은 가축질병으로 인한 살 처분된 가축매몰지의 적절한 모니터링 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 현재 사용되는 모니터링 시스템은 살 처분된 매몰지 현장에서의 시료를 채취한 후 1~2주간의 모니터링 기간을 필요로 함으로 실시간 감시가 필요로 하는 매몰지에 대한 연속측정이 불가능하다. 이에 본 논문에서는 이런 실시간 모니터링을 가능하게 하는 우선 센서네트워크 기반의 가축매몰지 환경정보 모니터링 시스템 설계 및 구현을 제안한다. 제안된 시스템의 무선 센서노드는 환경센서(Dust, Co2, NH3, H2s, Temperature, Humidity)와 위치확인을 위한 GPS센서로 구성된다. 제안된 시스템은 게이트웨이를 통해 원격지 서버에 전송된 매몰지 환경정보를 분석함으로 언제 어디에서나 유해환경 모니터링이 기능하고 위치확인을 통한 상황에 따른 능동적인 대응을 가능케한다. 따라서 제안된 시스템의 유효성 검증을 위해 규정된 가스 배출관에 센서를 설치하였고, 통합 모니터링이 가능한 테스트 베드에서 실시간으로 수신된 데이터를 수집, 분석하여 시간의 변화에 따른 매몰지 위치의 악취환경변화를 모니터링 하였다. 이를 통한 상황에 따른 실시간 대응을 함으로 유사시 환경오염의 사전예방이 가능 한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3628-3633
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• 2012

본 논문은 산사태 감지 및 붕괴예측을 위하여 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 적용한 실시간 모니터링 시스템 모델을 제안하였다. 이 시스템의 성능을 검증하기 위해 기울기 센서를 이용한 USN기반의 모니터링시스템 모델을 제작하고 실험적 평가를 수행하였다. 성능평가는 기울기 센서모듈 동작특성 실험적 평가와 USN의 데이터 수집 전송 효율 실험적 평가, 개발한 상시 감시모니터링 프로그램(S/W) 동작성능 실험적 평가 등을 수행하였다. 모델의 전체 성능검증은 기울기센서를 $0^{\circ}$, $-10^{\circ}$, $-20^{\circ}$ 및 $0{\sim}-30^{\circ}$ 주고 USN 모니터링시스템에서 100[msec] 주기로 샘플링하였을 때, 기울기센서의 각도와 모니터링 표출 그래프의 출력이 잘 일치하였다. 이 실험으로 제안한 모델의 각 기능요소별 성능이 검증되었고, USN 데이터전송도 오류 없이 전송됨이 확인되었다. 따라서 기울기 센서를 이용한 산사태 감지 예측을 위한 USN기반 실시간 모니터링시스템 제안모델이 산사태 위험성 노출지역에 원격 실시간 모니터링 시스템으로 널리 사용될 것으로 사료된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.914-919
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• 2004

모터가 회전할 때 감속기에 연결되어 있는 구동부의 부하나 구동부의 상태변화에 따라 모터의 토크, 회전수 등이 함께 변한다. 역으로 모터의 토크, 회전수 등을 측정하면 부하의 변동이나 구동부의 상태를 감시 할 수 있다. 이를 위해 스트레인게이지와 브릿지회로를 이용한 토크측정방법이 가장 일반적인데 이것은 접촉식 방법이어서 회전 속도와 사용시간에 따른 수명을 가진다. 그래서 이 방법을 이용한 시스템은 부품의 일부 또는 전체를 교체하는 유지보수론 필요로 하게 된다. 그리고 이러한 장비는 크기가 크고 고가이며 계측기를 연결하고 측정하는 과정이 매우 번거롭다. 본 논문에서 우리는 홀 이펙터 센서를 이용하여 토크와 회전수를 측정하는 비 접촉식 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해서 홀 센서를 유성기어에 부착하고 이를 이용한 기어드 모터와 모니터링 시스템을 제작하였다. 모니터링 시스템은 측정 데이터(토크, 회전수)와 연산되어진 데이터(전달 동력)를 화면표시하며 블루투스 통신 프로토콜을 이용한 네트워킹 기능을 가진다. 제안된 방법은 기존방법에 비해 매우 저렴한 방법이고 토크와 회전수를 측정하는 매우 간단한 방법이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.154-155
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• 2011

2010년 천리안위성의 성공적인 발사에 따라 인공위성의 활용에 대한 기대가 커지고 있다. 천리안 해양관측위성(GOCI)이외에 아리랑 2호가 현재 운용중인 우리나라 위성들이다. 가까운 시기에 아리랑 5호(2011년 말), 아리랑 3호(2012년), 아리랑 3A호(2013년)가 발사될 예정이다. 즉, 해양적용을 위한 위성환경은 이제부터 준비되고 있다고 볼 수 있다. 대외적으로 보면, 인공위성 자원은 아주 많다. 문제는 이와 같은 자원을 어떻게 활용할 것인가 인데 이의 활용 기술 개발적 측면에서는 많이 소홀한 것이 사실이다. 전세계적으로 이 시스템 개발을 위한 치열한 경쟁이 진행 중에 있다. 이미 소말리아 주변 감시체계는 많은 부분을 위성에 의지하고 있다. 우리나라에서 최초로 위성활용 가능성을 보여준 사건이 허베이스피리트호 원유유출 사고이다. 이 사고는 2007년 12월7일 아침 7시6분경 서해안 만리포 북서쪽 10km 해상에서 크레인을 적재한 1만1800t급 바지선이 정박 중인 홍콩 선적 유조선 허베이 스피리트호(14만6000t급)와 부딪치면서 발생했다. 이와 같은 기름 유출 사고의 경우, 유출 범위를 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 거의 준비된 상태가 아님에도 불구하고 12월 8일 아침 최초로 유출된 기름을 모습을 보여주는 위성이미지(광학위성)가 얻어졌다. 하지만 이와 같은 자료가 관련 전문가가 이용할 수 있기까지 많은 시간이 소용되었고, 이 정보를 전달할 수 있는 방법도 없었다. 사실 단순한 이미지가 아니라 지리정보체계를 가진 오염정보를 제공할 방법도 준비도 되어 있지 못한 상황이었다. 본 발표를 통하여, 허베이스피리트호 사고뿐만 아니라, 2011년 6월부터 수개월간 지속된 발해만 오염사고 적용 등 다양한 사례 소개를 하고, 이를 기반으로 해양경찰청에서 업무활용을 위한 방안을 제시한다. 먼저, 해경청의 주요 임무인, 경비, 수색구조, 오염대응 분야별로 현황 분석을 수행하였다. 또한 국외사례에 대한 조사를 한 후, 최종 인공위성 원격탐사기술의 해경청 도입방안에 대한 설계를 실시하였다. 국제적으로 인공위성을 이용한 해양 경비, 수색구조, 오염 모니터링기술 개발이 이루어지고 있으며, 유럽 국가는 시범도입을 진행 중에 있다. 유럽해사안전국(EMSA)은 해양경비 및 수색구조를 위한 선박통항 및 보고 서비스와 오염대비대응(Pollution Preparedness and Response, PPR) 위성 서비스를 회원국에 제공하고 있다. 해양경찰청 임무 수행뿐만 아니라, 해양영토 관리적 측면에서 첨단 위성장비 활용, 선진국형 해상경비 패러다임의 전환 필요성이 크다고 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2117-2122
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• 2015

한 장의 영상에 보다 많은 영상정보를 담기 위해서는 넓은 시야각이 필요하다. 넓은 시야각을 갖는 영상은 보안, 감시, 원격화상회의, 이동로봇 등의 산업분야에서 사용된다. 본 논문에서는 광각의 파노라마 영상을 획득하기 위해 쌍곡면 실린더형 반사체를 이용한 영상획득 방법을 제안한다. 일반적인 응용 예에서 수직화각 보다 수평화각이 중요하므로 수직방향으로는 평면거울과 같고, 수평방향으로 쌍곡선 형태를 갖는 실린더형 반사체를 설계하였다. 광학적 성능 분석을 위해 광선추적법을 통해 본 쌍곡면 실린더형 반사체 영상계의 영상획득 모델을 구하였으며, 쌍곡면 실린더형 반사체를 실제 제작하였고, 영상 실험을 통해 광각 영상획득 성능을 검증하였다. 제안하는 영상 시스템은 기존 방법에 비해 경제적이며, 별도의 영상처리 없이 수평화각 210도에 이르는 광각의 실시간 파노라마 영상을 획득할 수 있었다.