• Journal of Wetlands Research
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• v.24 no.4
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• pp.268-287
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• 2022

This study reports newly discovered seven forest wetlands in the western part of the Korean Demilitarized Zone-Civilian Control Zone ecoregion. The wetland assessment criteria proposed by National Arboretum were adopted to evaluate four fields: vegetation and landscape, biogeochemical cycle, hydraulics and hydrology, and social-cultural-historical landscape and disturbances. Among seven wetlands located in Gimpo and Paju, five were of the fallow field type and two were of the natural type. A total of 474 plant species were recorded, including nine rare plants, such as the Carex capricornis Meinsh. ex Maxim. Three forest wetlands were sorted into A-grade, three into B-grade, and one into C-grade. Monitoring forest wetlands scattered across the border area ruled by military regulations can be challenging; still, as forest wetlands with high conservation value turned out, further investigations through remote sensing and cooperation by the relevant agencies will be required.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_2
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• pp.1623-1631
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• 2022

Since oil spills can be a significant threat to the marine ecosystem, it is necessary to obtain information on the current contamination status quickly to minimize the damage. Satellite-based detection of marine oil spills has the advantage of spatiotemporal coverage because it can monitor a wide area compared to aircraft. Due to the recent development of computer vision and deep learning, marine oil spill detection can also be facilitated by deep learning. Unlike the existing studies based on Synthetic Aperture Radar (SAR) images, we conducted a deep learning modeling using PlanetScope optical satellite images. The blind test of the DeepLabV3+ model for oil spill detection showed the performance statistics with an accuracy of 0.885, a precision of 0.888, a recall of 0.886, an F1-score of 0.883, and a Mean Intersection over Union (mIOU) of 0.793.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_4
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• pp.1871-1877
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• 2022

In the past, satellite development required enormous budget and time, so only some developed countries possessed satellites. However, with the recent emergence of low-budget satellites such as micro-satellites, many countries around the world are participating in satellite development. Low-orbit and geostationary-orbit satellites are used in various fields such as environment and weather monitoring, precise change detection, and disasters. Recently, it has been actively used for monitoring through deep learning-based object-of-interest detection. Until now, Korea has developed satellites for national demand according to the space development plan, and the satellite image obtained through this is used for various purpose in the public and private sectors. Interest in satellite image is continuously increasing in Korea, and various contests are being held to discover ideas for satellite image application and promote technology development. In this special issue, we would like to introduce the topics that participated in the recently held 2022 Satellite Information Application Contest and research on the processing and utilization of KOMPSAT image data.

• Journal of Appropriate Technology
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• v.6 no.2
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• pp.94-102
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• 2020

Renewable energy (RE) is essential to comprise sustainable societies, especially, in rural villages of developing countries. Furthermore, application of off-grid RE systems to health care can improve the quality of life. In this research, a RE-based vaccination supply management system was constructed to enlarge the cold-chain in developing countries for the safe storage and delivery of vaccines. The system was comprised of the construction of RE plants and development of vaccine carriers. RE plants were constructed and connected to health posts in local villages. The cooling mechanism of vaccine carriers was improved and monitoring devices were installed. The effect of the system on vaccine cold-chain was evaluated from the field test and topographical analysis in the southern village of Nepal. RE plants were normally operated for the vaccine refrigerator in the health post. The modified vaccine carriers had a longer operation time and better temperature control via monitoring and RE-based recharging functionality. The topographical analysis estimated that the system can cover larger region. The system prototype showed great potential regarding the possibility of a sustainable and enlarged cold-chain. Thus, RE-based vaccine supply management is expected to facilitate vaccine availability while minimizing waste in the supply chain.

• Membrane Journal
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• v.32 no.4
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• pp.253-263
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• 2022

This study suggests a guideline for designing unit process of wastewater reuse in terms of a maintenance of the process based on critical parameters to draw a high quality performance of RO unit. Defining the parameters was done by applying membrane integrity test (MIT) in pretreatment process utilizing lab-scale MF. SDI is utilized for judging whether permeate is suitable to RO unit. However, result said TOC concentration matching with particle count analysis is better for judging the permeate condition. When membrane test pressure (P_test) was measured to derive log removal value in PDT, virgin state of membrane fiber was used to measure dynamic contact angle utilizing surface tension of the membrane fiber. Actually, foulant affects to the state of membrane surface, and it decreases the P_test value along with time elapsed. Consequently, LRV_DIT is also affected by P_test value. Thus, sensitivity of direct integrity test descends with result of P_test value change, so P_test value should be considered not the virgin state of the membrane but its current state. Overall, this study focuses on defining design parameters suitable to MF pretreatment for RO process in wastewater reuse by assessing its impact. Therefore, utilities can acknowledge that the membrane surface condition must be considered when users conduct the direct integrity test so that P_test and other relative parameter used to calculate LRV_DIT are adequately measured.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.14-14
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• 2023

산업발전에 따른 인구증가, 기후위기에 따른 가뭄 및 물 부족심화, 그리고 수질오염 등은 2015년 제79차 UN총회의 물 안보측면에서 국제사회의 물 분야 위기관리를 위해 2030년을 지속가능한 발전 목표(Sustainable Development Goals)로 하였다. 또한, 현재 물 산업은 빠르게 성장하고 있으며, 2016년 세계경제포럼(World Economic Forum) 의장 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)부터 주창된 제4차 산업혁명로 인해 현재 물 산업의 패러다임 또한 급속히 변화하고 있다. 이는 컴퓨터를 기반으로 하는 CPS(Cyber Physical System) 및 DT(Digital Twin) 연계 분석방식의 혁신을 일컫는다. 2002년경에 DT의 기본개념이 제시되었고, 2006년경에는 Embedded System에서의 DT와 같은 개념으로 CPS의 용어가 등장했다. DT는 현실세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 S/W시스템의 가상공간에 동일하게 모사(Virtualization) 및 모의(Simulation)할 수 있도록 하고, 모의결과를 가상시스템으로 현실세계를 최적화 체계 구현 기술을 말한다. DT의 6가지 기능은 ① 실제 데이터(Live Data), ② 모사, ③ 분석정보(Analytics), ④ 모의, ⑤ 예측(Predictions), ⑥ 자동화(Automation) 이다. 또한, CPS는 대규모 센서 및 액추에이터(Actuator)를 가지는 물리적 요소와 이를 실시간으로 제어하는 컴퓨팅 요소가 결합된 복합시스템을 말한다. CPS는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서를 통해 환경인지 기능을 수행한다. 센서로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS의 6가지 구성요소는 ① 상호 운용성(Interoperability), ② 가상화(Virtualization), ③ 분산화(Decentralization), ④ 실시간(Real-time Capability), ⑤ 서비스 오리엔테이션(Service Orientation), ⑥ 모듈화(Modularity)이다. DT와 CPS는 본질적으로 같은 목적, 내용, 그리고 결과를 만들어내고자 하는 같은 종류의 기술이라고 할 수 있다. CPS 및 DT는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있으며, 토양-지하수 센서를 포함한 관측기술을 통해 환경인지 기능을 수행한다. 지하수 관측기술로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간 및 디지털 트윈 공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS 및 DT의 기본 요소들을 실현시키는 것은 양질의 데이터를 모니터링할 수 있는 정확하고 정밀한 1차원 연직 프로파일링 관측기술이며, 이를 토대로 한 수자원 관련 빅데이터의 증가, 빅데이터의 저장과 분석을 가능하게 하는 플랫폼의 개발이다. 본 연구는 CPS 및 DT 기반 토양수분-지하수 관측기술을 이용한 지표수-지하수 연계, 지하수 순환 및 관리, 정수 운영 및 진단프로그램 개발을 위한 토양수분-지하수 관측장치를 지하수 플랫폼 동시성과 디지털 트윈 시뮬레이터 시스템 개발 방향으로 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.225-225
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• 2023

하상 측정은 하천 유지관리, 수공구조물 설계 및 보수, 수생태 조사의 필수적인 자료이다. 최근 4대강 대규모 사업 이후 자연적 안정화로 인해 침식 및 재퇴적이 진행되어 정밀 하상 모니터링이 요구되고 있다. 통상적인 하상 조사 기법은 레벨측량 및 RTK-GPS 등을 활용하여 점단위로 직접 계측하는 기법과 수심이 깊을 경우 ADCP와 같은 음향측심기법을 통해 하상변동을 계측하고 있다. 하지만 점단위 직접 측정은 사구와 사련과 같은 하상 구조 교란 및 계측 시 위험을 동반하고 수심자료의 측정오차가 크게 발생하는 한계점이 존재한다. 또한 초음파 방식의 경우 막음길이와 바닥면 노이즈 등의 한계점으로 50 cm 미만의 저수심부 하상 측정이 불가능한 실정이다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 최근 드론의 보급으로 수심라이다(Bathymetry LiDAR), SFM, 드론 탑재 초분광 영상을 활용한 초분광수심법과 같은 저고도, 고해상도의 비접촉식 면단위 하상 측정 기법이 대안으로 각광받고 있고 최근 관심은 해당 최신 기술의 성능 점검 및 적용성 평가에 있다. 따라서 본 연구에서는 초분광수심법 중 보편적으로 적용할 수 있는 최적밴드비분석(OBRA)의 성능 점검과 실무 적용성을 국내 하천을 대상으로 검토하였다. 해당 기술의 실무 적용성 평가항목 중 수심 적용 범위가 경제적이고 효율적인 성능 평가의 주된 항목이다. 선행 연구에 따르면 감천을 대상으로 저수심부의 성능 평가를 진행한 결과 상세한 하상계측이 가능하다고 제시하였다. 따라서 본 연구는 낙동강-황강 합류부를 대상으로 전형적인 평수기 탁도 조건에서 초분광수심법을 적용할 경우 최대측정가능수심의 범위를 결정하는 방법 및 결과를 제시하려고 한다. 또한 현장실험 당시 합천댐 방류로 인하여 황강의 탁도가 높아진 상태에 기인하여 고탁도 조건에서 초분광수심법의 적용성 평가도 추가 검토하였다. 해당 연구는 수심과 밴드비의 비선형성을 통해 최적 밴드비 분석의 결과로 도출될 수 있는 상관계수와 평균 제곱근 오차(RMSE)의 동향을 보아 다양한 시나리오의 배제수심을 통해 최대측정가능수심을 산정하였으며 그 이상의 범위는 수심맵 산정에서 제외하였다. 그 결과로 낙동강 본류에서 2.5 m 이하, 황강 지류에서 1.25 m 이하의 최대측정가능수심이 나타났고 해당 범위 이하에서는 상세한 하상이 나타났다. 또한 고탁도 조건인 황강에서는 낙동강에 비해 절반 수준의 최대측정가능수심 범위가 나타나 탁도 조건에 따른 초분광수심법의 한계가 있는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.468-468
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• 2023

최근 급격한 기후변화에 의한 이상가뭄 발생 등을 대비하기 위한 비상용수 또는 대체 수자원으로서의 지하수 개발수요가 증가함에 따라 기저유량 확보 및 수질개선 방안을 수립하는 것은 지속가능한 수자원 이용 관리 측면에 있어서 매우 중요하다. 국내 지하수 사용에 따른 하천유량의 변동에 관한 연구는 활발히 진행되었으나, 실질적으로 적용가능한 지하수 저감 방안 및 지하 수질개선방안에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 바이오차를 이용하여 시험포를 설계 및 시공하였으며, 실내 인공강우 실험을 통해 지하 침투수 확보 능력 및 수질개선 효과를 평가하였다. 대조구는 폭 1 m × 길이 1 m × 깊이 0.60 m로 시공하였으며, 바이오차 시험포는 폭 1 m × 길이 1 m, 시험포 상단과 하단 각 0.10 m씩 대조구와 동일한 흙으로 채웠으며, 그 사이 0.40 m만큼은 바이오차를 채워서 시공하였다. 시험의 정밀도를 높이기 위해 동일한 조건으로 대조구와 바이오차 시험포 각 2개씩, 총 4개의 시험포를 시공하여 실내 인공강우 실험을 진행하였으며, 시험포에서 발생한 직접유출수와 기저유출수를 이용하여 바이오차의 지하 침투량 확보 및 수질개선효과를 분석하였다. 시험포 완공 후 총 2번의 실내인공강우 실험 결과 대조구에서 발생한 직접유출량은 총 0.214 m³, 바이오차 시험포에서는 총 0.194 m³로 대조구 대비 총 직접유출량 저감효과는 9.4%로 나타났다. 기저유출의 경우 바이오차 시험포(0.036 m³)에서 대조구(0.003 m³) 대비 약13배 많은 양의 기저유출수가 발생한 것으로 나타났다. 각 시험포에서 발생한 유출수의 오염부하를 산정해 대조구 시험포 대비 바이오차 시험포에서 발생한 직접유출수의 오염부하 저감효과를 분석한 결과 BOD₅ 항목과 COD_Mn 항목, 그리고 TOC 항목의 경우 26.3%과 22.0%, 그리고 27.6%로 저감 된 것으로 나타났으나, SS 항목과 T-N 항목, 그리고 T-P 항목의 경우 저감효과가 없는 것으로 나타났다. 이와 같이 바이오차는 지하 침투수 확보 능력은 효과적인 것으로 나타났으나, 직접유출수의 수질개선 효과는 미비한 것으로 나타났다. 그러나 바이오차의 지하 침투량 및 수질개선 효과는 바이오차 생산 시 사용된 열분해 방식, 사용된 바이오차의 양 등에 따라 편차가 클것으로 판단되며, 바이오차의 생산 방법, 토양 흡착 기간, 바이오차의 양 등 다양한 조건에서의 모니터링을 통해 정량화 되어야 할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.50 no.6
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• pp.30-41
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• 2022

This study investigates the heat mitigation effects and thermal comfort improvement due to urban parks during summer. Self-developed monitoring devices to measure long-term microclimate data were installed in three spots, including the park plaza, waterside, and roadside in Seoul Forest Park, and measurements were taken from July 9 to July 30. The results of the measurement are as follows. The daily temperature of the park plaza and waterside were found to be 2.7℃ and 2.9℃ lower than the roadside and 5.5℃ and 7.4℃ lower than the roadside from 10:00 to 16:00. In addition, the Universal Thermal Climate Index (UTCI) measurement was applied to measure the thermal comfort at each point. In the average daily analysis, a significant difference was found between the park plaza, the waterside, and the roadside, and a greater difference was found between 10:00 to 16:00. Also, although there was no significant difference due to the weather condition, a statistically significant difference was also found in the average PM₁₀ and CO₂ concentrations. It is found to be higher in the order from the roadside, park plaza, and waterside for PM₁₀ concentration and park plaza, roadside, and waterside for CO₂. In sum, although the difference in measured microclimate data and thermal comfort index results were different depending on the time and weather conditions at the three points, the park plaza and waterside, which are located inside the park, showed improved thermal comfort conditions and lower temperatures than the roadside outside the park.

• Analytical Science and Technology
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• v.19 no.1
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• pp.107-114
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• 2006

Early diagnosis and medical intervention are critical for the treatment of patients with metabolic disorders. A rapid analytical method was developed for simultaneous quantification of organic acids and amino acids in urine without labor-intensive pre-extraction procedure showing high sensitivity and specificity. A new method consisted of simple two-step trimethylsilyl (TMS)-trifluoroacetyl (TFA) derivatization using GC/MS-selective ion monitoring (SIM). Filter paper urine specimens were dried under nitrogen after being fortified with internal standard (tropate) in a mixture of distilled water and methanol. Methyl orange was added to the residue as indicator reagent. Silyl derivative of carboxylic functional group was followed by trifluoroacetyl derivative for amino functional group. N-methyl-N-(trimethylsilyl-trifluoroacetamide) and N-methyl-bistrifluoroacetamide were consecutively added and heated for 15-20 min at $65^{\circ}C-70^{\circ}C$, for TMS-TFA derivative, respectively. This reactant was analyzed by GC/MS-SIM. Linear dynamic range showed 0.001-50 mg with the detection limit of (S/N=3) 10-200 ng, and the quantification limit of 80-900 ng in urine. Correlation coefficient of regression line was 0.994-0.998. When the method was applied to the patients 'urine, it clearly differentiated the normal from the patient with metabolic disorder. The study showed that the developed method could be the method of choices in rapid and sensitive screening for organic aciduria and amino acidopathy.