• 대한지리학회지
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• 제31권4호
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• pp.648-661
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• 1996

본 연구는 기존의 튀넨 모형(또는, 생산지향 모형)의 결함을 보완하기 위한 Closed 모형의 개발과 이의 검증을 중심으로 한 연구이다. 생산지향모형의 가장 큰 결함은 시장기능을 도외시한 점이라고 할 수 있는데, 특히 시장가격의 결정 구조가 전혀 고려되지 않은 점이다. 이러한 문제을 바탕으로 생산지향 모형에서 도출된 농산물의 공급측 가격과 일반적인 수요측면에서 도출된 가격, 이 양자의 상호결합에 의해 Closed 모형이 제시 되었다. 이 모형은 시 뮤 레 이 션(simulation)에 의해 검정되고 생산지향 모형과 비교되었다. 그 결과는 첫째, 생산지향 모형에서 경작지 면적은 운송비 감소와 생산비의 절감에 Closed 모형의 결과에 비해 과도하게 증가하는 예측이 이루어진다. 둘째, Closed 모형에서는 농산물 농산물 가격이 사장기능에 의해 조절되며 변화한다는 점이 파악된다. 셋째, 특정작물의 단위당 생산량의 증가는 생산지향 모형에서는 그 작물의 공간적인 확대로 연결되고 시장가격은 불변인데 비해 Closed 모형에서는 반드시 그러한 공간확대로 이어지지는 않고, 수요가 일정한 상태일 때는 오히려 경작지 면적이 줄 수 있다고 예상된다. 이와 같은 성격을 갖고 있는 Closed 모형이, 불확실한 환경조건에서 농작물 상호간의 경쟁하에 경작지면적, 작물의 총생산량, 및 시장가격의 결정을 이해하기위해서 응용되었다. 본 연구에서는 우선 생산지향 모형을 바탕으로, 다양한 기후변화에 따른 토지이용의 변화를 경쟁입찰지대(bid-rent) 수식에 의해 파악해보았다. 그 결과는 어떤 특정한 기후에서 다른 작물보다 열등인 작물은 쉽게 공간에서 배제되는 점에 비해, Closed 모형에서는 비록 기후조건이 나쁜 환경에 처한 작물이라도 그 작물에 대한 수요가 있을 경우에는 계속적으로 경작이 된다는 결과를 보인다. 반면에 기후조건이 유리한 작물은 생산량의 증대로 시장가격은 하락되고, 일정한 수요상태에서는 경작지면적의 감소로 이어지는 결과가 예측된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-7
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• 2013

본 논문에서는 해저케이블 부두 하역용 장비인 코일링 암(coiling arm)에 대한 국산화 자체개발 내용 중 구조설계 및 해석결과 내용을 제시하였다. 상세 구조설계를 위해 3차원 CAD 프로그램을 이용하여 고 정밀도의 모델링을 수행하였고, 유한요소 기법을 이용하여 전산구조해석을 수행하였다. 코일링 암의 활용 목적에 맞추어 하역대상 케이블을 선박에서 케이블 탱크로 하역시 효과적으로 가이드 할 수 있도록 베어링 및 롤러 부품을 설계하여 메인 암이 회전하고 케이블 가이드가 이동할 수 있도록 하였고, 기존의 외국 모델에서 사용하던 와이어 및 모터 시스템을 이용한 케이블 가이드 작동방식을 유압 시스템을 이용한 작동방식으로 변경하여 원가절감을 달성하면서 사용자가 직관적으로 작동할 수 있도록 설계하였다. 장비 자체의 자중 및 하역 케이블 하중조건에 대한 응력 해석을 수행하였고, 유압시스템의 과작동에 따른 파손 가능성을 고려하였다. 케이블 가이드의 운동 및 설치 지면의 경사도에 따른 전복 안전성 해석을 수행하였으며, 설치장소의 풍하중 효과도 추가로 고려하였다. 본 연구를 통해 기존 수입품 코일링 암의 작동방식 개선과 독자적인 구조설계 및 해석 방법을 확립하였으며, 실제 국내 최초로 자체 개발된 제품의 현장설치 완료 및 하역작업의 효율적이고 정상적인 운영을 완료 및 검증하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제7권1호
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• pp.28-38
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• 2004

본 연구는 수치지형자료의 해상도와 보간법의 변화에 따른 정확도 분석을 실시하여 도시소유역의 유출현상을 해석하고자 하였다. 수치자료는 격자크기별로 TIN 보간법을 이용하여 DEM 자료를 생성하고, 정확도 분석은 수치지도의 등고선을 이용하여 결정계수($R^2$)와 회귀식을 도출하였다. 검증된 DEM 자료를 사용하여 소유역구분, 면적, 유역폭, 지면경사도 등의 지형인자를 추출하여 도시유출모형에 적용시켜 여서-문수지구의 도시 소유역에 가장 적합한 유출모형을 알아보고자 한다. 모형의 적용 결과 SWMM의 유출수문곡선이 ILLUDAS의 유출수문곡선보다 실측값에 더 근사하게 나타났고, SWMM의 경우 실측값과 최대 19%, 최소 5%, 평균 13%의 오차를 나타냈다. 본 연구대상지역과 같은 도시소유역은 강우지속시간이 첨두도달시간에 미치는 영향은 미미하게 나타났다. 본 연구의 결과로 SWMM 모형이 여서-문수지역의 도시유출모형으로 적합하며 적용면에서도 더 다양한 기능과 정확성을 나타낸다고 판단된다.

• 디지털융복합연구
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• 제17권11호
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• pp.189-194
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• 2019

산림조사는 산림보전 및 산림자원개발을 위한 기초자료로 주기적인 데이터 취득과 관리가 이루어지고 있다. 하지만 현재 우리나라의 산림조사는 단순한 산림의 현황을 파악하는 조사가 대부분이며, 공간정보로서 다양한 활용이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 무인항공 스캐너를 이용하여 산림지역의 자료취득 및 처리를 수행하고, 성과물의 분석을 통해 효율적 산림조사 방안을 제시하고자 하였다. 무인항공 스캐너는 식생 하부의 지면을 추출할 수 있기 때문에 산림지역 관리를 위한 DEM을 효과적으로 생성할 수 있으며, 기존의 사진측량방법에서 불가능한 정확한 지형 데이터의 생성으로 산림조사 및 관리를 위한 공간정보로써 활용이 가능하다. 또한 산림지역에서 전력선과 식생간의 간격 측정이나 송전선로 관리에 이용될 수 있다. 식생의 조사를 위한 정확한 연직방향의 거리 측정이 가능하기 때문에 기존 방법에 비해 수고측정의 정확도 및 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다. 향후 무인항공 스캐너의 활용은 산림지역에서의 데이터 취득 효율성을 향상시킬 것이며, 기존의 인력에 의한 조사에 비해 정확도 개선 및 경제성 확보에 기여할 것이다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.35-40
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• 2022

농업환경에서 농약방제는 농업인에게 작업 위험성과 높은 노동력을 요구한다. 무인항공기를 활용한 농약방제는 기후, 토지형태, 무인항공기의 특성에 따라 효율성이 다르게 나타난다. 따라서, 살포조건과 환경조건을 고려한 효율적인 무인항공기 농약방제 방안이 요구된다. 본 논문은 작물별 살포조건과 환경정보를 고려한 농업용 무인항공기 기반의 효율적인 농약 방제 시스템을 제안한다. 감수지 부착 후 고도 및 속도 변화에 따른 농약 낙하균일도 측정 및 작물 성장조건 변화에 따른 수관내부 약제 침투율 측정 실험을 통해 제안하는 모델의 효과성을 보였다. 실험결과, 무인항공기의 높이가 지면과 가까울수록 작물에 고르게 살포되지만 안전이 고려된 2m이상이 높이와 평균 2m/s의 속도에서 가장 방제효과가 적합하였다. 제안하는 방제 시스템은 농업환경에서의 다양한 무인항공기 활용 기반 지능형 서비스 개발에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.111-120
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• 2022

물의 흐름을 제어하는 토양의 기능을 정량적으로 계산하기 위한 방법인 토양수분 메모리(soil moisture memory)는 토양에 도달한 강수가 저장되고 배출되기까지 평균적으로 체류하는 시간을 평가한다. 본 연구에서는 2019, 2020년 한반도 지역에서 강수와 토양수분 위성 기반 모델 산출물을 활용하여 표층(0~5 cm)토양에서의 토양수분 메모리를 산출하고 이를 활용하여 연구지역 내 토양수분 메모리의 시공간적인 분포를 지표면의 경사 및 토양의 특성과 함께 평가하였다. 토양수분 메모리를 특성분석을 위해 강수 사건에 따라 토양수분의 증가를 추적하여 저장 강수율(F_p(f))이라는 새로운 측정 지표를 활용하였다. 강수 발생 초기(3시간 후)에는 산맥을 기준으로 토양 내 저장 강수율이 우선적으로 감소하여 토양수분 메모리의 공간적인 편차가 컸으며 24시간 이후 전반적으로 편차가 감소하였다. 토양 내 저장 강수율은 경사가 증가할수록 감소하는 형태가 뚜렷하게 나타났으며 토양 입자 크기의 구성 비율에 따른 토양 내 수분의 배수 활동에 의한 영향을 확인할 수 있었다. 또한 수리전도도 증감에 기여하는 평균토양수분이 저장 강수율에 미치는 영향을 확인하였다. 본 연구 결과는 강수가 지면에 체류하는 시간에 대한 척도인 토양수분 메모리가 지표의 경사와 토양 특성과 갖는 관계를 규명하고 토양수분의 시공간적 변동성을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다.

• 대기
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• 제32권2호
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• pp.103-118
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• 2022

This study evaluates the simulated meteorological fields with a particular focus on the low-level wind, which plays an important role in air pollutants dispersion, under the varying synoptic environment. Additionally, the effects of subgrid-scale orography parameterization and improved topography/land-use data on the simulated low-level wind is investigated. The WRF model version 4.1.3 is utilized to simulate two cases that were affected by different synoptic environments. One case from 2 to 6 April 2012 presents the substantial low-level wind speed over the Korean peninsula where the synoptic environment is characterized by the baroclinic instability. The other case from 14 to 18 April 2012 presents the relatively weak low-level wind speed and distinct diurnal cycle of low-level meteorological fields. The control simulations of both cases represent the systematic overestimation of the low-level wind speed. The positive bias for the case under the baroclinic instability is considerably alleviated by applying the subgrid-scale orography parameterization. However, the improvement of wind speed for the other case showing relatively weak low-level wind speed is not significant. Applying the high-resolution topography and land-use data also improves the simulated wind speed by reducing the positive bias. Our analysis shows that the increased roughness length in the high-resolution topography and land-use data is the key contributor that reduces the simulated wind speed. The simulated wind direction is also improved with the high-resolution data for both cases. Overall, our study indicates that wind forecasts can be improved through the application of the subgrid-scale orography parameterization and high-resolution topography/land-use data.

• 지적과 국토정보
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• 제52권1호
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• pp.69-80
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• 2022

드론사진측량은 일반적으로 상공에서 수직 또는 경사로 영상을 획득하므로 3차원 모델링을 위한 목적으로 촬영할 경우 건물의 지면부분에 대한 영상매칭과 점군데이터의 공간정확도가 불량하여 3D메쉬의 완성도가 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 드론영상과 지상에서 스마트폰 영상을 획득하여 각각의 공간정확도를 분석함은 물론 드론영상에 스마트폰영상을 조합하지 않았을 경우와 조합해석 했을 경우의 정확도 향상과 3D메쉬의 완성도를 평가하였다. 연구결과 드론사진측량의 수평(x,y)정확도는 1/200,000정도로 전통적인 사진측량 정확도와 유사하였다. 또한, 촬영방법에 따른 정확도는 사진맷수의 증가보다 대상물에 대한 촬영각도에 영향을 더 받는 것으로 분석되었다. 스마트폰영상 조합의 경우 정확도에 별다른 영향을 미치지 않았으나 3D메쉬의 완성도는 디지털트윈시티 기준을 만족하는 LoD3급의 3D메쉬를 얻을 수 있었다. 따라서, 드론영상과 지상에서 촬영한 스마트폰 또는 DSLR영상을 조합처리 함으로써 디지털트윈시티를 위한 3D모델 구축에 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대기
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• 제24권3호
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• pp.303-315
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• 2014

HadGEM2-CC 모델에서의 $CO_2$ 농도증가에 대한 RCP 시나리오의 결과는 21세기 말 전 지구 연평균 기온과 강수 증가가 전망되고 이에 따라 식물의 생산량 및 호흡량 증가가 전망된다. 20세기 말 일차생산량(GPP와 NPP), 호흡량, LAI가 21세기 말 기온 증가에 따라 증가하는 점은 기존의 Shao et al. (2013)와 유사하였다. 특히 이전 연구와 유사하게 21세기 말 일차생산량과 호흡량은 고위도보다 열대 저위도 지역에서 증가량이 더 컸다. 기온이 상승하고 강수량이 증가하면서 식생이 자라지 않던 나지 면적이 감소하였고, 이에 따른 식생 면적 증가는 식생의 생산량(GPP, NPP) 증가로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 C3 초지, 활엽수의 면적 증가가 뚜렷하였다. 이는 Beck and Goetz (2011)에서 언급한 대로 온난화에 따른 식생 면적 증가가 식생 생산성과 연관되어 $CO_2$ 흡수작용을 강화하는 데 기여할 수 있음을 의미한다. Shao et al. (2013)에 따르면 21세기 말 누적 NEE는 증가가 전망되고 이는 특히 열대와 고위도 지역이 주요 흡수원으로 작용하였기 때문으로 그 원인을 설명하였다. 본 연구에서 사용된 HadGEM2-CC에서는 전 지구 평균적으로 NEE 흡수가 증가하는 경향은 동일하게 전망하며, 이는 열대보다는 북반구 고위도지역인 유라시아와 북미 대륙에서 증가한 흡수가 그 원인으로 분석되었다(Fig. 8). 앞서 Mynenl et al. (1997)에 따르면 기온상승에 따라 식생의 광합성활동, 생장시기 길이와 시작시기의 당겨짐을 보고하였다. 본 연구 실험에서도 이와 유사하게 미래에 기온 상승에 따라 식생 성장 기간이 길어지고 LAI도 증가하며 식생 지대가 점차 고위도로 북상할 것을 전망하였다(Figs. 5, 12b). 이에 따라 육상 생태계의 $CO_2$ 흡수량은 20세기 말보다 21세기 말에 증가하였고 우리나라가 속해있는 동아시아지역($90^{\circ}E{\sim}140^{\circ}E$, $20^{\circ}N{\sim}60^{\circ}N$)은 기온, 강수뿐 아니라 $CO_2$ 흡수량도 같은 위도대의 전 지구 동서평균보다 크게 모의되었다. RCPs에 따른 흡수율은 21세기 중반까지는 대기 중 이산화탄소 농도 변화율과 유사한 경향을 보이는데 RCP 8.5에서는 21세기 후반에 흡수 증가율이 감소하며 이는 Liddicoat et al. (2013) 에서 보인것과 유사하다. 하지만 대기 중 $CO_2$의 증가와 식생분포 지역의 확대에도 불구하고 21세기 말 육상생태계의 순생태계흡수량은 크게 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 기온 상승이 크게 일어난 21세기 후반부터 토양 호흡의 급격한 증가로 인하여 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력은 감소한 것에 기인하였다. 향후 본 연구결과의 유의성을 확보하기 위해 다양한 모델의 자료를 추가할 필요가 있다. Shao et al. (2013)에 따르면 미래 탄소 흡수 전망에 있어 전 지구 및 위도별 모의 결과가 모델마다 매우 다양한데 이는 지면생태모형 간의 식생역학, 물리과정의 차이로 해석된다. 미래 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력의 변화와 기후변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다른 모델의 자료를 이용한 불확실성을 정량화 하는 것이 필요하며 이는 전 지구 및 지역별 탄소 순환 이해를 높이는 데 기여할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권1호
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• pp.31-38
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• 1999

강원도 경사지 토양의 토양 유실량을 산정하기 위하여 사용되고 있는 토양 유실 예측 공식의 새로운 모델인 RUSLE를 이용하기 위하여, 강원도의 산지, 고령지 평지 및 동해안 지대에 대한 지역별 강수 인자와 토양 인자를 산출하였다. 강수 인자 R 값은 평균 405.1로 251~601의 범위를 보였다. 강수인자는 지역별로 차이가 있었다. 고령지인 대관령에서 R 값이 409이며, 중산간지대인 인제와 홍천에서 370~493, 그리고 평지인 원주와 춘천에서의 R 값은 수원과 비슷한 505~601이었다. 동해안 지대인 속초, 강릉 그리고 삼척 등지에서는 251~368이었다. 고령지나 산간지의 R값은 평지 보다 낮고, 영동 지역은 영서지역 보다 낮다. 겨울 기간 중 동결과 융설을 고려한 R 값은 영서 지역에서 7%이하를 보였으나, 영동지역과 대관령 지역에서는 12~30%로 높은 비율을 차지하였다. 토양 인자 K 값은 표층토가 평균 0.21이었으며, 0.06에서 0.42의 범위를 보이고 있다. K값이 가장 낮은 토양은 유기물 함량이 높은 오대통과 월정통이며, K 값이 가장 높은 토양은 이 목통으로 실트의 함량이 높고 유기물 함량이 적은 토양이다. 심토의 평균 K값은 0.28로, 0.07에서 0.45의 범위를 보인다. 이는 표층토 보다 1.3배 높은 값이며, 표층토가 유실되어 심층토가 노출되면 토양 유실은 많아질 수 있음을 시사하고 있다. 자갈의 피복 효과와 투수에 대한 영향을 고려하였을 때 K 값은 평균 0.18이었으며, 0.03에서 0.33의 범위를 보여 자갈의 영향을 고려하지 않은 경우 보다 15% 낮은 값을 갖는다. 심토가 동결된 상태에서의 K 값은 평균 0.33으로 동결되지 않은 토양의 1.6배로 평가된다. 조사된 평균 R 값과 K 값을 토양 유실예측 공식에 적용한 결과 강원도 경사지 밭토양에서 년간 14.6 MT 토양 유실을 줄일 수 있는 것으로 평가되었다. 토양 유실을 줄일 수 있는 토양 관리 방안은 여러 가지가 있겠으나, 우선 고려해야 할 것이 토양유실이 적게 일어나는 작부 체계를 강구해야 한다. 키가 큰 옥수수를 단작하는 경우 C값이 높으나, 키가 작고 지면 피복이 (정 등. 1985). 목초의 경우는 0.08이므로, 경사도가 높아 보전 작물로 바람직하다. 효과적인 토양의 관리법으로 지표에 식물의 잔재물 등에 의 한 피복 효과를 극대화하는 방법이다. 특히 작물을 수확하고 난 후, 겨울 기간 동안 나지 상태로 방치하는 것은 해동기의 토양 유실을 가속화하게 된다. 특히 강원도의 산간지에서는 해동기의 토양 유실이 심할 가능성이 있으므로 겨울 동안의 피복 작물 재배 방법이 강구 되어야 한다.