• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.697-723
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• 2022

본연구에서는 제주도의 중제주 수역 내에 위치하는 총 12개 지하수 관정에서 미래 30일 기간의 지하수위를 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 예측 모델개발을 위해 시계열 예측에 적합한 딥러닝 기법의 하나인 누적 장단기 메모리(stacked-LSTM) 기법을 이용하였으며, 2001년에서 2022년 동안 관측된 일 단위 강수량, 지하수 이용량 및 지하수위 자료가 예측 모델개발에 활용되었다. 특히, 본 연구에서는 입력자료의 종류 및 과거 자료의 순차 길이에 따라 다양한 모델을 구축하고 성능을 비교함으로써 딥러닝 기반 예측 모델개발에서 고려하여야 할 사항에 대한 검토와 절차를 제시하였다. 예측 모델개발 결과, 강수량, 지하수 이용량 및 과거 지하수위를 모두 입력자료로 활용하는 모델의 예측성능이 가장 뛰어난 것으로 확인되었으며, 입력으로 활용되는 과거 자료의 순차가 길수록 예측의 성능이 향상됨을 확인하였다. 이는 제주도의 깊은 지하수위 심도로 인하여 강수와 지하수 함양 간 지연시간이 길기 때문으로 판단된다. 이뿐만 아니라, 지하수 이용량 자료의 경우, 모든 이용량 자료를 활용하는 것보다 예측하고자 하는 지점의 지하수위에 민감한 영향을 주는 관정을 선별하여 입력자료로 이용하는 것이 예측 모델의 성능 개선에 긍정적 영향을 주는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 지하수위 예측 모델은 현재의 강수량 및 지하수 이용량을 기반으로 미래의 지하수위를 예측할 수 있어 미래의 지하수량에 대한 건전성 정보를 제공함에 따라 적정 지하수량 유지를 위한 다양한 관리방안 마련에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권6호
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• pp.639-650
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• 2022

미선나무(Abeliophyllum distichum Nakai)는 오직 한반도 일부 지역에 제한적으로 자생하는 특산식물이며, 지구범위 인 IUCN Red List Endangered로 평가·등재되어 있는 이화주성(distyly, 二花柱性) 특성을 가진 희귀식물이다. 본 연구는 미선나무 자생 개체군 8개 지역과 천연기념물 개체군 6개 지역 등 총 14개 지역의 정량조사 결과를 바탕으로 미선나무 이화주성에 따른 개화 특성과 개체군 크기를 비교·분석함으로써 향후 미선나무 개체군에 적합한 현지 내 보전관리방안 정립을 목적으로 수행되었다. 개체군별 출현 개체는 전수조사하였으며, 각 개체의 화기 형태로 장주화·단주화 개체를 식별해 개화 개체를 현장에서 조사·기록 후 분석하였다. 미선나무 전체 출현 개체 수는 총 13,130개체(개화 7,003개체, 미성숙 6,127개체)로 각 개체군의 장주화·단주화 개화 개체 수 적정 균형 상태가 유의적(P<0.05)이지 않고, 불균형한 상태를 나타냈다. 특히, 영동 개체군은 타 개체군 대비 매우 불균형적 형태를 나타내 타 개체군과 비교했을 때 유전다양성이 낮고, 근친교배 가능성이 클 것으로 추정된다. 관리 단위별 평균 개화·결실률은 각각 자생 개체군 39.0%, 8.5%, 천연기념물 개체군 89.2%, 55.3%로 천연기념물 개체군이 자생 개체군 대비 매우 높게 나타났다. 이는 상층 수관 울폐 차이에 따른 임내 광유입 변화와 관계된 생식 생장 크기 차이로 사료된다. 한반도 내 미선나무 전체 점유면적은 23,224.5m²이었고, 천연기념물 개체군이 자생 개체군 대비 개체군 점유 면적은 작으나 밀도는 상대적으로 높게 나타났다. 일정 면적에 대한 보호시설 설치로 개체군 확산에 제약이 있는 천연기념물 개체군 내 주기적인 관리가 천연기념물 개체군 밀도를 높인 주된 요인일 것으로 추정된다. 미선나무 보전을 위해서는 현재 인위적·유전적 교란이 의심되는 천연기념물 집단을 해제하고, 새로운 보호구역을 신규로 지정함으로써 보전 우선 개체군의 확대가 필요하다. 천연기념물 개체군의 경우 문화재청과 지자체에서 자생지 관리가 이뤄지고 있으나 자생 개체군의 경우 관리 주체가 전무한 실정으로 미선나무 전반적 관리에 대한 제도적 개선이 우선적으로 이뤄져야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.403-417
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• 2023

본 연구에서는 CCTV 영상 기반 강우강도 산정 시 필수적으로 요구되는 적정 강우 이미지 DB를 구축하기 위한 방법론을 개발하였다. 먼저, 실환경에서 불규칙적이고 높은 변동성을 보일 수 있는 변수들(바람으로 인한 빗줄기의 변동성, 녹화 환경에서 포함되는 움직이는 객체, 렌즈 위의 흐림 현상 등)에 대한 통제가 가능한 한국건설생활환경시험연구원 내 기후환경시험실에서 CCTV 영상 DB를 구축하였다. 서로 다른 5개의 실험 조건을 고려하여 이상적 환경에서 총 1,728개의 시나리오를 구성하였다. 본 연구에서는 1,920×1,080 사이즈의 30 fps (frame per second) 영상 36개에 대하여 프레임 분할을 진행하였으며, 총 97,200개의 이미지를 사용하였다. 이후, k-최근접 이웃 알고리즘을 기반으로 산정된 최종 배경과 각 이미지와의 차이를 계산하여 빗줄기 이미지를 분리하였다. 과적합 방지를 위해 각 이미지에 대한 평균 픽셀 값을 계산하고, 설정한 픽셀 임계치보다 큰 자료를 선별하였다. 180×180 사이즈로의 재구성을 위해서 관심영역을 설정하고 10 Pixel 단위로 이동을 진행하여 픽셀 변동성이 최대가 되는 영역을 산정하였다. 합성곱 신경망 모델의 훈련을 위해서 120×120 사이즈로 재변환하고 과적합 방지를 위해 이미지 증강 과정을 거쳤다. 그 결과, 이미지 기반 강우 강도 합성곱 신경망 모델을 통해 산정된 결과값과 우량계에서 취득된 강우자료가 전반적으로 유사한 양상을 보였으며, 모든 강우강도 실험 조건에 대해서 약 92%의 데이터의 PBIAS (percent bias)가 절댓값 범위 10% 이내에 해당하였다. 본 연구의 결과물과 전이학습 등의 방법을 연계하여 기존 실환경 CCTV의 한계점을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.291-301
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• 2018

본 연구에서는 최근 국제적으로 논란이 되고 있는 쌀의 안전성과 관련하여, 무기비소 오염도 파악을 위한 분석법 확립과 국내에서 생산되는 쌀(현미, 백미)의 섭취량을 고려한 무기비소 위해수준을 확인하고자 하였다. 실험재료는 지역별 대표성을 고려하여 경상북도 전 지역에 걸쳐 생산된 벼 137점(현미 상태 137, 백미 가공 137)을 생산농가에서 직접 수거한 시료를 활용하였다. 총비소 분석은 일정량의 시료에 질산을 주가한 다음 microwave digestion system을 활용하여 전처리한 후 ICP-MS를 이용하여 정량 분석하였다. 무기비소 화학종의 분리 및 정량을 위하여 국제적으로 많이 활용되고 있는 HPLC를 이용하여 비소 종을 선택적으로 분리하고, 검출기 역할을 하는 ICP-MS를 결합한 형태인 HPLC-ICP-MS를 이용하여 비소 화학종을 분리하고 정량하였다. 추출 용매 선정 및 분석법 확립을 위하여 0.28 M nitric acid, 5 mM malonic acid, 그리고 1% nitric acid를 이용한 3가지 추출 방법 중 추출 효율 및 안전성 등이 가장 양호한 5 mM malonic acid를 이용한 추출법(동일한 조건으로 조제한 이동상)을 최종 시험법으로 선택하였다. 시험법 검증을 위하여 기기검출한계, 정량한계, 직선성 및 회수율 등 모두 AOAC에서 권장하는 기준을 만족하여 총비소 및 무기비소 시험법과 결과에 대한 신뢰성을 확인하였다. 비소 분석에 있어서 시료 전처리부터 기기분석까지 발생할 수 있는 다양한 분석오차 요인들을 일련의 과정을 통하여 추적한 결과, 각 불확도 요인이 전체 불확도에서 차지하는 비율은 검량곡선의 직선성 유지가 88.67%로 가장 높았고, 표준용액 제조 과정에서 11.09%, 시료 전처리 과정에서 0.24%로 가장 낮은 비율을 보였다. 현미의 총비소 함량은 평균 $0.142{\pm}0.061mg/kg$, 무기비소 함량은 평균 $0.077{\pm}0.038mg/kg$, 백미의 총비소 함량은 평균 $0.083{\pm}0.037mg/kg$, 무기비소 함량은 평균 $0.047{\pm}0.020mg/kg$으로 조사되었고, 총비소 함량 대비 무기비소 함량 비율은 53-88%(현미 평균 54.2%, 백미 평균 56.6%) 범위에 있음을 확인하였다. 우리나라 국민들의 일상적인 식이 섭취량에서 무기비소 위해 정도를 평가하였는데, 연령별 현미 섭취로 인한 1일 단위체중당 평균 노출량은 $4.97{\times}10^{-3}$(${\geq}20$세) $-1.36{\times}10^{-2}$(${\leq}2$세) ${\mu}g/kg\;b.w./day$로 위해도는 0.23-0.63% 수준으로 상당히 낮은 것으로 평가되었고, 연령별 백미 섭취로 인한 1일 단위체중당 평균 노출량은 $1.39{\times}10^{-1}$(${\geq}20$세) $-3.21{\times}10^{-1}$(${\leq}2$세) ${\mu}g/kg\;b.w./day$로 위해도는 6.47-15.00% 수준으로 백미 섭취로 인한 무기비소의 인체 노출수준 및 위해 정도는 우려할 수준이 아닌 것으로 확인되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.174-189
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• 2015

본 연구는 낙동강 유역의 수생태계 건강성 조사지점에서 생물 및 서식환경, 수질에 대한 건강성을 조사 및 평가한 결과자료를 이용하여 공간정보로 재구축하고 공간분석기법을 활용하여 낙동강 유역의 수생태계 보전 및 복원 정책의 합리적인 의사결정을 지원하고 효율적인 관리방안을 제시하는데 목적이 있다. 낙동강 유역의 수생태계 건강성을 분석하기 위하여 250개 조사구간의 수생태계 건강성 조사 및 평가 결과자료를 각 지점별 위치정보를 기반으로 점형 자료로 구축하였다. 그리고 공간적인 분석기법의 적용을 위해 면형 자료로 재구축 할 필요성이 있으며, 이를 위해 Kriging 보간법(ArcGIS 10.1, Geostatistical Analysis)을 활용하여 공간적 영향력 및 트랜드를 분석하였고 면형 자료로 재구축 하였다. 이를 바탕으로 낙동강 유역 건강성의 공간분포 특성을 분석하기 위해 Hotspot(Getis-Ord Gi, $G^*_i$)과 LISA(Local Indicator of Spatial Association), 표준편차타원체(Standard deviational ellipse) 분석을 활용하였다. Hotspot 분석 결과 생물지수(TDI, BMI, FAI)의 Hotspot 유역은 안동댐 상류, 왕피천, 임하댐 유역으로 생물지수의 건강성 등급이 양호한 것으로 분석되었으며, Coldspot 유역은 낙동강 남해, 낙동강 하구, 수영강 등의 유역으로 나타났다. LISA 분석 결과 이례지역은 가화천, 합천댐 상류, 영강 상류 유역으로 분석되었으며 이 지역은 생물 건강성 지수가 높은 유역이지만 주변 유역의 건강성이 낮아 수생태계 건강성에 대한 관리가 필요한 유역으로 분석되었다. 이화학적 요인(BOD)의 Hotspot 유역은 낙동강하류 유역과 수영강, 회야강, 낙동강남해 유역으로 나타났으며, Coldspot 유역은 안동댐, 임하댐, 영강 등 낙동강 지류의 상류 유역으로 분석되었다. 서식 및 수변환경(HRI)요인의 Hotspot과 LISA 분석결과 요인별 Hotspot과 Coldspot이 다르게 분석되었으나 일반적으로 낙동강 상류, 안동댐, 임하댐, 합천댐 유역 등 낙동강 본류와 지류의 상류 유역 서식 및 수변환경 건강성이 좋은 것으로 분석되었다. 서식 및 수변환경 요인이 Coldspot으로 나타난 유역들은 생물지수와 이화학적 요인의 건강성 지수도 낮게 나타나 서식 및 수변환경의 관리가 필요한 유역으로 판단할 수 있다. 표준편차타원체로 분석한 시계열 분석결과 생물과 서식 및 수변환경에 의한 수생태계 건강성이 좋은 지역이 점점 북쪽으로 이동하는 경향을 나타내고 있으며 BOD 결과는 조사년도에 따라 방향과 집중도가 각각 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 이러한 수생태계 건강성 분석 결과는 조사지점별 건강성 관리정보뿐만 아니라 향후 공간정보 기술기반 수환경 연구와 실무연구진을 위한 집수구역 단위 수생태계를 관리할 수 있는 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제16권4호
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• pp.292-298
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• 2003

고급산화공정 (AOP)인 UV시스템과 오존시스템을 이용하여 부식산의 광산화 및 오존 산화를 실시한 후, 용존유기탄소 (DOC)의 제거 효율에 따른 분자량 분포 특성을 한외여과법을 이용하여 조사하였다. 반응 전의 부식산의 분자량 분포는 30,000 daltons 이상의 고분자 물질이 41.5%로 가장 큰 부분을 차지하고 있었으며, 500 dalton 이하의 저분자 물질은 15.2%로 상대적으로 낮은 분포율을 보였다. UV 조사 시간이 증가함에 따라 고분자에서 저분자로의 전환율이 증가하였다. 특히, 30,000 daltons 이상의 고분자물질이 생물학적으로 처리 효율이 높은 500 daltons 이하의 저분자물질로 전환되는 비율은 UV 단독조사 (35.3%)에 비교해 촉매가 첨가된 경우인 $UV/TiO_2$ 및 $UV/H_2O_2$ 시스템에서 각각 58.9%와 87.7%으로 증가하였다. 오존 시스템에서는 500 daltons 이하의 저분자로의 전환율보다는 3,000~30,000 daltons의 중간크기 분자량 분포율이 증가하였다. 오존 단독 시스템에서는 10,000~30,000 daltons 크기의 분포율이 최종 60분 처리시 41.5%로 가장 높게 나타났으며, $O_3/H_2O_2$ 시스템에서는 10,000~30,000 daltons과 3,000~10,000 daltons이 각각 38.9%, 26.2%으로 높은 분포율을 나타냈다. 이상에서 얻어진 결과를 토대로 수중 부식산의 보다 효과적인 제거를 위하여, $UV/H_2O_2$, $UV/TiO_2$ 및 $O_3$, $O_3/H_2O_2$ 시스템 등과 연계하여 처리할 수 있는 단위공정을 제안하였다.

• 대한화학회지
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• 제38권3호
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• pp.186-196
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• 1994

$Ag^+$이온이 부분적으로 이온 교환된 zeolite A를 완전히 탈수한 결정 Ag_4Na_8-A, Ag_6Na_6-A, 및 Ag_8Na_4-A를 $250^{\circ}C에서$ 4시간 동안 약 0.1 torr의 Rb 증기로 처리하였다. 세 가지의 결정구조는 $22(1)^{\circ}C$에서 입방공간군 $Pm{\bar3}m$ (a = 12.264(4) $\AA$, a = 12.269(1) $\AA$, and a= 12.332(3) $\AA$임)을 이용하여 단결정 X-선회절법으로 해석하였고, Full-matrix 최소 자승법 정밀화 계산에서 각각 I > $3\sigma(I)$인 131개, 108개 및 94개의 독립반사를 사용하여 각각 최종오차인수 R=0.056,0.068 및 0.070까지 정밀화시켰다. 각각의 구조에서 $Rb^+$이온은 3개의 다른 결정학적 위치에서 발견되었다. 단위세포당 3개의 $Rb^+$ 이온은 8-링 중심에 위치하고 있고, 약 6.0 ~ 6.8개의 $Rb^+$ 이온은 큰 동공의 6-링과 마주보는 위치의 3회 회전축상에서 발견되었으며 약 2.5개의 $Rb^+$이온은 큰 소다라이트 동공내에서 발견되었다. 또한 Ag종은 2개의 서로 다른 결정학적 위치에서 발견되었다. 약 0.6~1.0개의 $Ag^+$이온은 4-링과 마주보는 위치에 존재하였고, 약 1.8~4.2개의 Ag원자는 큰 동공의 중심에서 헥사실버 클러스터를 형성하고 있다. 8-링 위치가 $Rb^+$이온으로 모두 차 있어서 $Ag^0$가 골조 밖으로 이동하는 것을 막을 수 있다. 각각의 헥사실버 클러스터는 6-링과 8-링의 $Rb^+$ 이온 및 4-링의 $Ag^+$이온에 의해 안종화된다.

• 한국조경학회지
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• 제51권2호
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• pp.28-41
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• 2023

본 연구의 목적은 대전광역시를 사례로 도시환경 개선을 위한 도시 바람길숲 조성 계획기법을 개발하고자 하였다. 미세먼지 및 폭염 공간분석을 통해 상대적으로 심각한 집중지역의 유역권을 공간단위로 도출하였고, 해당 유역권 내 찬공기 유동 잠재성이 있는 지역을 바람길숲 조성 대상권역으로 선정하였다. 미세먼지 극심지역은 대덕구 대전산업단지 재생사업지구, 유성구 대덕테크노밸리 일대가 해당되었다. 폭염 발생 우심지역은 대덕산업단지(목상동), 대전산업단지 재생사업지구(대화동), 오정동 밀집주거지(오정동) 일대가 해당되었다. 대전 지점 자동기상관측장비(AWS) 측정 결과 낮과 밤의 평균 풍속은 0.1-1.7m/s, 밤 시간 바람 유동이 낮보다 저조하였고, 밤에 외곽 산림에서 생성되는 찬공기의 이동을 원활하게 유도하는 바람길숲 계획이 필요하였다. 대전광역시 미세먼지·폭염 집중관리 권역은 대전천 권역, 유등천 권역, 갑천-유등천 권역, 갑천 권역으로 총 4개 권역이었다. 바람길숲 조성계획 사례는 4개 권역 중 대전광역시 구도심이며, 바람길 조성 효과가 높을 것으로 추정되는 갑천-유등천 권역을 대상으로 제시하였다. 갑천-유등천 권역은 계족산 서사면 산림, 우성이산 남사면 산림에서 생성된 찬공기를 갑천, 유등천과 가로숲을 통해 연결하여 도심으로 찬공기 확산될 수 있도록 바람길숲을 계획하였다. 바람길숲 대상 권역 선정 후 해당 권역 내 기후톱지도, 바람형성기능 평가도 작성, 바람장미(밤) 현황 파악, 미세먼지 발생현황, 지표면 온도 분포현황을 상세하게 파악하였다. 이를 통해 바람길숲 계획 구상 및 유형별 세부 대상지를 파악하였다. 그리고 바람길숲 유형별 조성방향 설정과 조성방향에 따른 세부 실행계획을 수립하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권4호
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• pp.259-266
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• 1998

Nucletron사의 microSelectron-High Dose-Rate(HDR) System에서 부인암의 강내 근접치료에 사용되는 Standard shielded applicator set(SSAS)와 Fletcher-Williamson applicator set(FWAS)는 standard applicator set(SAS)와 비교해서 다른 점이 ovoids 위와 아래 부분에 방광과 직장으로 가는 선량을 줄이기 위해 각각 스테인레스 강철(밀도 ${\varrho}=8,000\;kg/m^3$)과 텅스텐 합금(밀도 ${\varrho}=14,000\;kg/m^3$)으로 차폐가 되어 있다. 이에 본 연구에서는 특별히 고안한 지지장치를 사용해서 국제방사선단위위원회(ICRU) 보고서 38에서 권고한 직장과 방광의 위치에 대하여 두 shielded ovoids의 차패효과가 어느 정도인가를 알아보고자 하였다. 지지장치를 PTW사의 전산화된 3차원 물펜톰에 부착하고 SAS의 ovoids를 지지장치에 고정하였다. Ovoids의 끝 부분을 전리함(PTW 0.125cc)의 측정점 높이와 일치시키고 전리함을 좌우로 이동시키면서 선량을 측정하여 두 ovoids의 중간 위치를 확인하였다. 직장에 미치는 선량은 ovoids의 중간에 위치한 선원 M5로부터 posterior방향으로 수직으로 위치한 점들인 20(Rl) 25(R2) 30(R3) 40(R4), 50(R5), 60(R6) mm에서 측정하였다. 방광에 미치는 선량은 M5로부터 anterior방향으로 수직으로 위치한 점들인 20(Bl), 30(B2), 40(B3), 50(B4), 60(B5) mm에서 측정하였다 위와 같은 방법으로 SSAS와 FWAS의 ovoids에서도 각각의 점들에 대한 선량을 측정하였다. SAS와 SSAS의 직장에 미치는 선량차이는 실제 임상에서의 관심 점들과 가장 가까운 25 mm(R2)와 30 mm(R3)거리에서 각각 8.0% 6.0%였고 SAS와 FWAS의 직장에 미치는 선량차이는 25 mm(R2) 와 30 mm(R3)거리에서 각각 25.0% 23.0%로 나타났다. SAS와 SSAS의 방광에 미치는 선량차이는 20 m(Bl)와 30 mm(B2)거리에서 각각 8.0% 3.0%였고 SAS와 FWAS의 방광에 미치는 선량차이는 20 mm(Bl)와 30 mm(B2)거리에서 각각 23.0%, 17.0%로 나타났다. SAS를 SSAS나 FWAS로 대체하였을 때 직장에 미치는 선량은 SSAS는 최대 8.0 %, FWAS는 최대 26.0 %까지 감소되고 방광에 미치는 선량은 SSAS는 최대 8.0 % FWAS는 최대 23.0%까지 감소됨을 알 수 있었고 FWAS가 SSAS 보다 차폐효과가 더 좋은 것으로 나타났으며 이 두 종류의 shielded applicator set는 부인암의 근접치료시 직장과 방광으로 가는 선량을 감소시켜 환자치료의 최적화를 이룰 수 있을 것으로 생각된다.