• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.489-492
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• 2006

적조는 90년대 초반에 산발적으로 일어났으나 지구의 기상 온난화로 현재 전 해역을 거쳐 광범위하게 발생하고 있다. 이에 적조 예측 및 모니터링을 위하여 항공관측, 적조부이개발, 적조경보장치 등 많은 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나 신속, 광범위하게 적조를 조기에 예측하고 경보발생을 위한 시스템의 연구는 미비한 실정이다. 본 논문은 적조경보시스템을 구축하기 위해 무선센서네트워크를 이용하여 적조데이터베이스를 설계 및 구현 하는데 있다. 각 노드는 GPS, 수온센서, 산소센서, 탁도 센서가 부착되어 있다. 여기에서 측정된 값을 Ad-hoc 네트워크를 통해 데이터베이스에 저장된다. 이 데이터를 통합, 분석하여 적조를 예측하고 경보하게 된다. 그리고 이전에 발생한 적조 범위와 적조 생물, 환경요소 등을 포함하고 있어서 적조 예측을 위해 비교분석자료로 활용된다. 메인 화면은 수백개의 노드에서 전송되는 데이터를 실시간으로 확인하기 위하여 전자지도에 노드의 위치와 측정된 값을 보여준다. 본 연구를 위해 더욱 더 많은 연구가 뒷받침되어야 하지만 적조예측 및 경보를 위한 데이터베이스 구축으로 적조자료를 분석하는데 도움이 되었으면 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권3호
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• pp.248-255
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• 2010

본 연구는 연안해역에서 발생하는 적조의 현장 제어기술로 전자빔을 이용하고자 적조사멸에 대한 전자빔 조사의 효율성을 평가하였다. Prorocentrum minimum, Prorocentrum micans, Cochlodinium polykrikoides, Heterosigma akashiwo, Alexnadrium catenella의 5종을 실험대상 적조로 선정하여 배양하였으며, 실제 경남 통영(2007. 8. 15)에서 발생한 적조에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 전자빔 조사선량은 1 kGy, 2 kGy, 4 kGy, 8 kGy로 1 kGy의 전자빔 조사로 50~65%의 적조사멸율을 보였으며, 1일 경과 시 86~97% 사멸하였다. Chlorophyll-a의 경우 조사 즉시 50~64% 감소하고, 1일 경과한 뒤 72~93%의 감소율을 보였다. 또한 전자빔 조사 즉시 S-protein은 28~47%, S-carbohydrate는 16~45% 가 증가하였으며, 1일의 시간 경과 후에는 S-protein이 77~138%, S-carbohydrate가 77~212%까지 증가하였다. 또한 투과 전자현미경을 통해 전자빔 조사 전후의 적조세포 관측을 통하여 세포의 파괴 및 세포내 구성물질의 용출을 확인할 수 있었다. 이렇듯 적조에 전자빔을 조사함으로써 Extracellular Biopolymer에 의한 Flocculation을 유도하여 적조를 침강 제어할 수 있다. 또한 전자빔 조사 전 후 Alexandrium catenella의 PSP(Paralytic Shellfish Poisoning) 패독 분석 결과 1 kGy의 전자빔을 조사함으로써 전자빔을 조사하지 않은 적조 대비 PSP 독성 함량이 48% 감소하여 전자빔조사가 유독적조의 사멸 뿐만 아니라 제독에도 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.151-154
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• 2009

MODIS Aqua에 의한 한반도 주변 해역의 관측은 엽록소의 변동을 관측하여 해양환경변화를 관측하는데 주로 연구되었다. 그러나 황해는 Case II 해역으로 해양의 엽록소 관측에 오차가 크기 때문에 동해와 남해, 동중국해역을 관측한 연구가 발표되어 왔다. 특히 적조와 같은 이상변동을 관측하는데 해색자료의 활용은 매우 활발한 연구가 이루어졌다. 하지만 K490(Diffuse attenuation coefficient for downwelling irradiance at 490nm)은 OCTS, SeaWiFS, MODIS, MERIS 등의 해색자료에 의해 많은 자료가 생산되고 있으나 이를 이용한 한반도 주변 해역의 해양환경변동에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 2008년 한반도 주변해역에서 관측된 MODIS 자료를 처리하여 K490에 의한 시-공간적 변화를 분석하였다. 특히 K490에 의한 월 변화(monthly)와 통계처리 결과를 분석하여 기후변화의 주요 분석인자인 해양의 일차생산력을 판단하는데 중요한 영향을 미치는 K490의 공간 특성을 제시하였다. 한반도 주변 해역의 K490에 의한 시-공간적 특성은 육상의 주요 하천에서 기인하는 부유사와 서남해역의 재부유 물질에 의한 영향이 시-공간적으로 뚜렷하게 나타나는 것을 파악할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1541-1555
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• 2022

적조는 식물성 플랑크톤의 번성현상으로써, 해양생태 및 양식업에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 현상이다. 다양한 광학원격센서를 이용한 적조탐지 연구가 수행되어왔지만, 기개발된 적조 탐지 알고리즘들은 수심이 얕고, 부유퇴적물이 많은 연안해역에 적용하기에는 한계가 있다. 적조 해수의 광학적특성에 대한 이해를 높이기 위해서 원격탐사반사도 및 수중구성성분에 대한 분석의 중요성이 높아지고 있다. 본 연구는 선박현장조사를 통하여 적조해수의 광학변수(원격탐사반사도)와 수질변수(Chl-a_(Spec), 총부유물농도, a_ph, a_d, 종 동정, Chl-a_(HPLC))를 취득하고 광학변수와 수질변수간의 관계를 분석하였다. 메조디니움과 코클로디니움 두가지 적조 종 및 엽록소농도에 따른 원격탐사반사도와 식물성플랑크톤 흡광계수에 대한 분석을 수행하였고, 원격탐사반사도의 특정 파장대를 이용한 적조 엽록소농도의 추정 가능성을 제시하였다. 분석 결과, 적조의 엽록소농도와 식물성플랑크톤 흡광계수는 결정계수 0.9의 상관도를 나타냈으며, RE_diff를 이용한 기법이 B-G ratio를 이용한 기법보다 적조농도를 더욱 정확하게 추정하는 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-31
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• 2011

본 연구에서는 지난 17년간의 국립수산과학원의 해양환경관측망 자료에 근거하여, 광양만에서 고흥연안에 이르는 한국 남해 중부의 6개 수역의 수질환경과 적조발생상황을 분석하였다. 이들 해역의 수온은 대체로 3~5년을 주기로 변동하였으며, 표층 수온(특히 8월)은 거의 연변화가 없었으나 저층 수온은 점차 하강하는 추세를 나타내었다. 반면, 염분은 표 저층 모두 점차 상승하고 있는 경향을 보였다. 적조는 전 해역에서 1990년대 중반을 정점으로 하여, 이후 발생회수와 출현종수는 점차 감소 추세를 나타내었다. 이들 해역에서 고르게 출현을 보인 탁월종은 C. polykrikoides이었고, 특히 고흥연안에서는 1995년 이후 거의 매년 출현하였다. C. polykrikoides 적조는 여자만을 제외하고는 해역의 평균 수온이 대략 $26^{\circ}C$ 전후일 때 발생하였다. 반면, 적조발생시의 염분은 가막만, 남해도 남안, 고흥 연안에서는 31.0~31.5의 범위로 유사하였으나, 여수연안은 28.68로 현저히 낮았다. 한편, C. polykrikoides 적조발생시 DO를 비롯한 DIN 및 DIP, TN 및 TP 농도를 조사한 결과, 적조는 이들 수질항목의 변동과 거의 관계없이 발생하고 있는 것으로 나타났다. 따라서, C. polykrikoides 적조 발생에 있어 가장 지배적인 요인은 수온으로 판단되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권2_2호
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• pp.377-391
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• 2018

광역범위에 대한 적조의 효율적인 모니터링을 위하여 원격탐사의 필요성이 점차 증가하고 있다. 하지만 기존 연구에서는 다양한 센서 중 해색 센서만을 위한 적조 탐지 알고리즘 개발에만 집중되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 위성 기반 적조 모니터링의 한계로 지적되고 있는 탁도가 높은 연안역의 적조 탐지와 원격탐사 자료의 부정확성을 개선하고자 다중센서의 활용을 제시하고자 한다. 국립수산과학원 적조속보 정보를 바탕으로 적조 발생해역을 선정하였고, 해색 센서인 GOCI 영상과 육상 센서인 Landsat OLI 영상을 이용하여 공간적인 융합과 분광기반 융합을 시도하였다. 두 영상의 공간 융합을 통하여, GOCI 영상에서 관측 불가능하였던 연안지역의 적조와 Landsat OLI 영상의 품질이 낮았던 외해역의 적조 모두 개선된 탐지결과 획득 가능하였다. Feature-level과 rawdata-level로 나누어 진행된 분광 융합 결과, 두 방법에서 도출된 적조 분포 양상은 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만 feature-level 방법에서는 영상의 공간해상도가 낮을수록 적조 면적이 과대추정되는 경향이 나타났다. Linear spectral unmixing 방법으로 픽셀을 세분화한 결과, 적조 비율이 낮은 픽셀의 수가 많을수록 적조 면적의 차이는 심화되는 것으로 나타났다. Rawdata-level의 경우Gram-Schmidt가 PC spectral sharpening 기법보다 다소 넓은 면적이 추정되었지만, 큰 차이는 나타나지 않았다. 본 연구에서는 해색 센서와 육상 센서의 공간 융합을 통해 외해뿐만 아니라 탁도가 높은 연안의 적조 역시 탐지가 가능함을 보여주었고, 다양한 분광 융합 방법을 제시함으로써 더욱 정확한 적조 면적 추정 방법을 제시하였다. 이 결과는 한반도 주변의 적조를 더욱 정확하게 탐지하고, 적조를 효과적으로 제어하기 위한 대응대책 수립을 결정하는데 필요한 정확한 적조 면적 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권1호
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• pp.13-21
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• 2004

본 연구에서는 진해만 서부해역의 세 정점에서 2시간 간격으로 연속관측에 의해서 적조발생 전후의 수질변화를 모니터링하였다. 표ㆍ저층간에 수온차가 큰 시간에 저층의 용존산소가 최소를 나타내었고, 화학적 산소요구량은 세 정점 모두 표층에서 해역수질기준 II등급을 초과하였다. 용존무기질소 분포는 저층에서 유기물분해로 인한 재순환에 의해 고농도로 존재하였고, 표층에서는 상대적으로 낮았다. 존재형태별로는 표층에서는 암모니아가 대부분 차지하였고, 저층에서는 C2 정점에서는 질산질소가, C11과 C15 정점에서는 암모니아가 주종을 이루었다. 용존무기인은 C2정점의 표층에서 8월 12일 오후 4시에서 밤 8시 사이에 고농도를, 야간에 최소를 보여주었다. C11과 C15 정점에서는 표층과 저층의 차이가 컸으며, 아침이후 급격한 증가를 나타내었다. N/P 분석결과, 대부분의 시간대에서 질소가 생물성장의 제한인자가 될 가능성이 높았다. Chl-α 분포는 C2와 C11 정점에서는 극대층이 표층아래인 3∼5 m층에 형성되었고, 적조발생가능농도인 10mg/㎥을 초과하는 고농도를 나타냈다. C15정점의 극대층은 표층에서 나타났고 상대적으로 낮은 농도분포를 보였다. 이러한 Chl-α는 일사량이 강한 오후에 고농도를 형성해서 야간에도 높은 농도를 유지하다가 새벽에 최소분포를 나타냈고 아침이후 다시 증가하는 양상을 보였다. 적조가 관측된 C2 정점에서는 적조발생전에 영양염류가 증가했으며, 수온성층이 최대가 되는 시간대에 식물플랑크톤이 고농도로 집적하면서 용존무기질소를 특히, 질산질소를 급격히 소모하는 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.166-178
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• 2015

국립수산과학원이 1993년부터 2013년까지 지난 20년간 우리나라 연안에서 관측한 정선관측자료, NOAA/NGSST 위성영상자료, 적조자료 및 수치실험자료 등을 분석하여, Cochlodinium polykrikoides (이하 C. polykrikoides)적조의 최초의 발생지로 알려진 고흥 연안의 8월의 해양환경적 특징을 조사하였다. 조사기간 중 고흥 연안 (나로도)의 표층 및 저층의 평균 수온은 각각 $25.0^{\circ}C$와 $23.7^{\circ}C$로, 대조구인 거제 해역의 표층과 저층에서의 평균 수온인 $23.8^{\circ}C$와 $19.4^{\circ}C$ 보다 약 $1.2-4.3^{\circ}C$가 높았다. 또한, 고흥 연안의 평균 염분은 표층과 저층에서 각각 31.78 psu과 31.98 psu로, 대조구인 거제해역의 31.54와 32.79에 비해 표층은 다소 높으나 저층은 낮았다. 즉, 고흥 연안은 하계인 8월에 표층과 저층간의 수온차나 염분차가 거제에 비해 크지 않았으며, 따라서, 고흥 연안은 8월에 성층이 매우 미약하거나 형성되지 않을 가능성을 시사하였다. 또한, 고흥 연안과 거제 해역의 표층에서의 DIN과 DIP농도는 각각 0.068 mg/L($4.86{\mu}M$)와 0.072 mg/L ($5.14{\mu}M$), 0.015 mg/L($0.48{\mu}M$)와 0.01 mg/L($0.32{\mu}M$)로, 큰 차이를 보이지 않았다. 한편, C. polykrikoides 적조 발생시, 양쯔강 하구에 인접한 동중국해($31.5^{\circ}N$, $124^{\circ}E$)에서의 8월의 표층 평균 수온 및 염분은 각각 $27.8^{\circ}C$와 31.61psu로, 고흥 연안에 비해 수온은 $2.8^{\circ}C$가 높았으나, 염분은 거의 유사하였다. 또한, 동중국해의 8월 표층의 질산염($NO_3-N$) 및 인산염($PO_4-P$) 농도는 고흥 연안에 비해 현저히 높았다. 게다가, C. polykrikoides적조 발생시의 NOAA/NGSST 위성영상자료 및 수치실험결과에 의하면, 양쯔강 하천수가 제주도와 우리나라 남해안까지 확장하여 영향을 주고 있는 것으로 판단되었다. 따라서, 하계 고흥 연안에서의 C. polykrikoides적조 발생에는 양쯔강 하천수에 의한 영양염 공급이 크게 기여하고 있는 것으로 사료된다.

• 대기
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• 제12권4호
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• pp.10-19
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• 2002

독자적 위성통신 기술 개발, 기상재난 조기예측체계 구축 및 해양관측을 위해 국내최초로 제작될 정지궤도 위성인 통신해양기상위성은 집중호우, 태풍, 황사, 적조로 인한 피해를 최소화하여 대국민 복지를 제고하고 국가재난 안전관리 체계 구축 및 남북통일에 대비한 신속한 위성통신망 구축을 목적으로 하고 있다. 통신해양기상 위성 개발 사업은 2003년에 본사업에 착수하고 2008년에 발사할 예정이며 과학기술부, 정보통신부, 해양수산부, 기상청의 주관으로 한국항공우주연구원, 한국전자통신연구원, 해양연구원, 기상연구소 및 국내 관련산업체 등이 개발에 참여하게 된다. 정지궤도위성의 국내개발을 통해 외화절감 및 수입대체효과를 가져오고, 통신해양기상위성 독자개발국으로서의 대외적 위상을 제고할 것이다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권1호
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• pp.74-79
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• 2017

세계 최초의 정지궤도 해양관측위성 센서인 천리안해양관측위성(Geostationary Ocean Color Imager; GOCI)은 적조, 녹조, 모자반, 냉수대, 태풍 등의 해양재해를 실시간으로 모니터링하여 피해를 최소화하는데 활용될 수 있다. 이와 같은 활용성을 극대화하기 위해, 이 논문에서는 천리안해양관측위성의 자료처리 방법 및 절차에 관하여 기술하고 있다. 천리안해양관측위성의 자료처리는 크게 수신, 처리, 저장, 배포로 구분되며, 자료의 종류는 Raw, Level 1, Level 2 등으로 나눠진다. Raw 자료는 위성으로부터 수신한 직후의 자료로 구조화되기 이전의 자료를 의미하고, Level 1 자료는 방사보정 및 기하보정을 통하여 2차원으로 구조화한 반사도 자료를 의미하며, Level 2 자료는 Level 1 반사도 자료에 다양한 해색 알고리즘을 적용하여 엽록소농도, 부유물질농도 등을 추출한 해색자료를 의미한다.