• 대한원격탐사학회지
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• 제38권3호
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• pp.225-236
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• 2022

도시의 인구 증가와 이에 따른 개발로 인한 도시화는 도시 내 열섬현상과 같은 다양한 환경문제를 유발할 수 있다. 특히 계획적으로 구축되는 신도시의 경우 짧은 기간에 진행되는 급격한 도시화로 인한 도시 기후의 변화를 분석하기에 적절한 연구대상지로 여겨진다. 본 연구에서는 Landsat-8 Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor (OLI/TIRS) 위성영상을 활용하여 세종특별자치시 내 행정중심복합도시의 2013년부터 2020년 개발계획에 의한 토지피복 변화와 이에 따른 표면 열섬현상의 변화를 분석하였다. 이를 위해 위성영상에서 제공하는 열적외선 밴드값과 방사율을 고려하여 지표면온도를 산출하고, 이를 기반으로 표면 열섬현상 강도와 Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI)의 변화분석을 수행하였다. 개발이 진행됨에 따른 토지피복 변화 및 피복별 열섬현상 강도의 차이 확인을 위해 환경부에서 제공하는 중분류 토지피복지도를 활용하였다. 분석 결과, 연구지역의 시가화 면적은 15% 증가하였고 자연식생은 28% 이상 줄어든 것이 확인되었다. 또한 이에 따른 열섬현상의 확장 및 강도 증가가 관측되었고, 열섬현상이 발생된 지역의 생태적 수준은 매우 낮은 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 급격한 도시화에 따른 열 환경의 정량적 변화 및 생태적 수준을 확인하고, 주거환경의 열 환경 개선을 위한 추가적인 정책의 필요성이 제시될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.855-863
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• 2022

본 연구에서는 서울시 기온 지상관측 자료의 지도화를 위해 Artificial Neural Network (ANN)을 사용하였다. 지도화를 위한 보조자료로는 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료를 사용하였다. ANN 모델 설계를 위해 입력자료와 출력자료 간의 산점도 및 통계분석을 수행하였으며, 기온과의 상관성이 비교적 높게 나타나는 입력자료인 지표면온도, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Enhanced Vegetation Index (EVI)와 시간(위성관측시각, Day of year), 위치(위도, 경도), 데이터 품질(운량)과 관련된 데이터 종류를 분류 및 조합하여 학습을 진행하였다. 기온자료와 상관성이 높은 데이터만으로 학습을 진행하였을 때 상관계수(r)와 Root Mean Squared Error (RMSE)의 평균값이 0.9667, 2.708℃로 우수한 성능을 보였다. 학습에 사용된 데이터의 종류가 추가될수록 더 우수한 학습 결과를 보였으며, 모든 데이터가 활용될 때에는 r과 RMSE의 평균값이 0.9840, 1.883℃로 가장 우수한 성능을 보였다. ANN 모델으로 생성한 서울시 기온 지도에서는 픽셀별 지형적 특성에 적절하게 기온이 산정된 것으로 판단되며, 추후 연구지역 확대 및 위성자료의 다양화를 통해 시단위 및 전국단위 기온 분포 분석 연구가 가능할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.87-97
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• 2009

지진계수는 지진재해도 함께 지표면에서의 설계응답스펙트럼을 생성하는데 사용된다. 지진계수는 일반적으로 결정론적인 방법으로 도출되는 반면 지진재해도는 확률론적으로 계산되어 이들은 혼용될 수 없으나, 국내외 내진설계기준에서는 이들을 명확한 근거없이 혼용하고 있다. 이와 같은 근본적인 문제점을 해결하기 위해서 본 연구에서는 기존의 지진재해분석과 암반노두에서는 동일한 결과를 재현하되 지반응답해석 기능을 추가하여 토층에서의 부지증폭현상을 고려한 확률론적인 지진계수를 도출할 수 있는 신(新) 지진재해분석 기법을 적용하였다. 신(新) 지진재해분석 기법의 또다른 장점은 지반의 불확실성과 임의성을 합리적으로 고려할 수 있다는 점이다. 본 연구에서 계산된 확률론적 지진계수는 내진설계기준(II)과 국내에서 제안된 지진계수 세트들과 비교하여 차이점을 분석하였다. 비교 결과, 내진설계기준(II)과는 현격한 차이가 있는 반면, 또다른 지진계수와는 일부 지반분류에서만 차이가 나는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권1호
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• pp.1-7
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• 2006

우리나라 농촌경관의 공간지표를 설정하기 위해 383 개 "리"와 "동"의 토지이용현황과 지형조건을 GIS기법으로 분석하여, 토지이용 형태에 따라 농촌, 자연, 도시형으로 구분하였고, 이를 다시 공간유형을 기본으로 하여 산악지역(MA), 산촌마을지역(MV), 개발산촌마을지역(DM), 평야지 농업지역(PA), 개발평야지마을지역(DP), 집촌지역(UA)의 6가지 유형으로 분류하였다. 조건불리지역에서는 농업적 토지이용 중에서 논으로 사용하는 비율이 과수원이나 밭으로 사용하는 비율보다 낮았는데, 다른 유형에서는 오히려 1.5배 높았다. 산촌형 지역(MA, MV, DM)에서는 자연적 토지이용 중 산림이 75%이상이었으나, 평야지형 지역(PA, DP)에서는 수계의 비율이 산림보다 2배 이상 높았다. 특히 평야지형 지역에서 경지정리된 논의 비율이 경지정리되지 않은 논의 비율에 비해 월등히 높았다는 것도 특기할 만하다. 도시적 토지이용 중에서 공업시설과 가축사육시설의 비율은 MV, DM, DP에서 약 20%였는데 이러한 시설들이 개발 농촌지역에 주로 분포하고 있음을 말해준다. 6가지 유형에 따른 경사도의 상대적 비율에서는 MA에서 E와 F등급의 급경사가 상당히 많았고, PA, DP, UA에서는 반대로 A와 B등급의 완만한 경사가 75% 이상이었으며, MV와 DM에서는 다른 유형들에 비해 6가지 경사등급이 비교적 균등하게 분포하였다. 지형분포를 살펴보면, MA에서 월등히 많은 고지대가 분포하였다. 이상과 같이 농업, 자연, 도시의 3가지 경관에 대해 토지이용현황을 6가지 유형으로 분류하였고 이 방법이 농촌 지역을 관리하는데 유용함을 보였다. 지속적 농업과 어메니티를 개발하는 방법들을 농촌경관유형에 따라 적절히 적용하여야 할 것이다. 본 실험은 포화수분상태에서 두개의 서로 다른 토양의 흡착가능장소에 대한 흡착능과 경쟁에 따른 Cd, Pb, 그리고 Cr 이온의 이동성을 조사하였다. 이 조사를 위하여 수용성상태로 단일, 이중, 삼중의 중금속 조합을 이용하였다. 두개의 토양시료는 밭토양의 지표면으로부터 20 cm 이내에서 채취한 토양을 사용하였다. 그리고 공극수량에 따른 출현과 용출곡선을 중금속용액과 치환용 K 이온용액을 가하여 각각의 곡선이 최대와 최소치에 이은 시점까지 조사하였다. 조사 결과 출현과 용출곡선은 대칭을 이루지 않았으며 용액상태로 존재하는 중금속이온의 종류가 증가됨에 따라 용출곡선의 미행이 증가되었을 뿐만 아니라 공극수량도 증가하는 경향을 보였다. 그리고 출현과 용출곡선을 기준하여 곡선의 위와 아래의 면적을 비교하여 본 결과 출현 후 K에 의한 용출면적은 상대적으로 작아 K에 의한 중금속 탈착은 작은 것으로 조사되었는데 이는 중금속이온이 가지는 전기음성도 차이에 기인한 것으로 추정되었다. 결론적으로 토양내에서 중금속이온의 이동은 토양내에서 존재하는 중금속이온의 종류가 2개 이상 존재하는 한 토양의 물리적 비평형과 용액상태의 화학적평형이 중금속이온 이동에 영향을 미치는 것으로 추정하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1657-1667
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• 2021

지반침하는 인위적인 인간 활동 또는 자연적 현상에 의해 지표면이 가라앉는 현상이다. 멕시코시티는 전세계에서 가장 심각한 지반침하가 발생하는 지역 중 하나로 평가받고 있다. 멕시코시티 지반침하의 원인은 과도한 지하수 채취로서 해당 지역 전체의 물 사용량의 약 70%를 지하수가 차지하고 있다. 범 지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS) 또는 수준측량과 같은 전통적인 현장 관측 방법은 지반침하를 정확하게 측정하기 위해 선호되어 왔다. 하지만 GNSS 관측은 매우 높은 시간해상도를 가진 정확한 지표 변위량을 측정할 수 있음에도 불구하고, 넓은 지역에 대한 부분적인 관측 정보를 제공하고 많은 시간과 비용이 요구되는 한계점이 존재한다. 그러나, 인공위성 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 주야 조건과 기상상태에 관계없이 높은 공간 해상도의 지표변화 정보를 mm에서 cm 크기의 정밀도로 비교적 낮은 비용으로 관측할 수 있다는 점에서 효과적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 2007년 2월 11일에서 2011년 2월 22일까지 획득된 ALOS PALSAR L-band 영상레이더를 이용하여 멕시코시티의 지반 침하 시계열을 추정하였다. 본 연구에서는 대표적인 시계열 분석 방법인 고정 산란체 위상간섭기법(persistent scatterer interferometry, PSI)과 small baseline subset (SBAS)을 적용하여 지표 변위의 시계열 결과를 획득하였으며 대기 효과 및 지형 오차를 제거하였다. PSI 및 SBAS 기법을 이용한 분석 결과 최대 지반침하 속도는 각각 -29.5 cm/year, -27.0 cm/year로 나타났다. 또한 연구지역을 지질 공학적 특성에 따라 세 가지 구역으로 분류하여 각 분류에서의 지반 침하속도를 비교한 결과, 단단한 기반암으로 구성된 지역에 비해 압축률이 큰 호수성 퇴적물로 구성된 지역에서 침하가 크게 발생하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권1호
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• pp.1-10
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• 2014

춘천시 인구 밀집지역의 지반특성 파악 및 분류를 목적으로 2011년 1월부터 2013년 5월까지 고유진동수 1 Hz인 수직성분 속도센서 4대와 4.5 Hz 수직 지오폰 24개를 이용하여 춘천시계 내의 50 지점(산림지 4 곳 포함)에서 레일리파를 기록하였다. 확장된 공간자기상관함수법으로 얻은 레일리파 분산곡선을 두께 1 m인 40개 수평층의 횡파속도($v_s$) 모델로 역산하였다. 또한 이를 바탕으로 풍화암질 기반암의 깊이($D_b$) 및 횡파속도($v_s^b$), 토양층의 평균 횡파속도($\bar{v}_s^s$), 깊이 30m까지의 횡파속도($v_s30$)를 각각 산출하였다. 46개 저고도 측점에서 구한 $D_b$, $v_s^b$, $\bar{v}_s^s$, $v_s30$는 각각 5 ~ 29 m, 404 ~ 561 m/s, 208 ~ 375 m/s, 226 ~ 583 m/s의 범위를 갖는다. 이는 국내 내진설계기준에 따르면 단단한 토사지반 $S_D$와 매우 조밀한 토사지반 및 연암지반인 $S_C$에 해당한다. $v_s30$의 대표적 지시자를 파악하기 위해 토지피복 종류, 기반암 암상, 지표면 경사도 및 지표 고도와의 상관도를 분석하였다. 그 결과, 가장 좋은 지시자인 고도와의 상관성(r = 0.41)도 미약하게 나타나서, 상대적으로 작은 면적의 춘천시만을 대상으로 적용하기에는 신뢰성에 한계가 있다고 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권2호
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• pp.1-16
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• 2017

본 연구는 MODIS 위성영상을 활용하여 우리나라 전역의 열섬강도를 분석하기 위하여 연구를 수행하였다. 이를 위해 도시지역을 토지피복별 분류에 따라 시가화지역, 비시가화지역으로 공간적 구분하였다. MODIS 위성영상을 활용하여 산출된 2009년 여름철 전국의 표면온도 분석 결과 전국 최고온도는 $36.0^{\circ}C$, 최저온도 $16.2^{\circ}C$, 평균 $24.3^{\circ}C$, 표준편차 $2.4^{\circ}C$로 분석되었다. 시군별 열섬현상을 분석하기 위하여 시가화지역과 비시가화지역의 평균온도의 차이를 열섬강도로 정의하였고 RST1, RST2 2가지 방법으로 산출하였다. 그 결과 RST1의 경우 열섬강도가 높은 지역이 산포되어 분포하고 있는 것으로 나타났으며, RST2의 경우 대도시지역을 주변으로 열섬강도가 높은 지역이 집중되어 있는 것으로 분석되었다. 시군별 열섬현상 분석에 효율적 방법을 보기 위하여 시가화율, 열대야일수, 폭염일수와의 상관분석을 하였다. 그 결과 RST1 방식에 의한 열섬강도는 상관성이 거의 없는 것으로 나타났으며, RST2의 경우 유의한 상관성을 나타났다. 전국 시군별 도시 지역을 대상으로 열섬현상에 대해 분석하기 위한 방법으로는 RST2 방식이 더 적합할 것으로 판단되며, 시군별 시가화율이 약 20% 이하일 경우 시가화율 증가에 따른 도시지역의 열섬강도의 증가율이 매우 높았으며, 약 20% 이상부터 열섬강도의 증가율이 점차 낮아지는 것을 확인할 수 있다. RST2 열섬강도가 $1^{\circ}C$ 증가할 경우 열대야일수와 폭염일수는 약 5일과 0.5일 증가하는 것으로 예측하였다. 이러한 분석결과는 추후 도시화율 증가에 따른 열섬강도 변화를 예측 할 수 있는 자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_2호
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• pp.989-1006
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• 2020

건물탐지 기반의 건물 변화 모니터링은 발사예정인 차세대 중형위성 1, 2호와 같은 고해상도 다시기 광학 위성영상을 이용한 인공 구조물 모니터링 측면에서 가장 중요한 분야 중 하나이다. 하지만 지표면에 위치하는 건물들의 형태와 크기는 다양하며, 이들 주변에 존재하는 그림자 또는 나무 등에 의해 정확한 건물탐지에 어려움이 따른다. 또한, 영상 촬영 당시의 플랫폼의 방위각(Azimuth angle)과 고도각(Elevation angle)에 따라 생기는 기복 변위로 인해 건물 변화탐지 수행 시 다수의 변화 오탐지가 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 건물 변화탐지 결과 향상을 위해 다시기 영상 취득 당시의 태양의 방위각과 그에 따른 그림자의 주방향(Main direction)을 이용한 객체기반 건물탐지를 수행하였으며, 이후 플랫폼의 방위각과 고도각을 이용한 건물 변화탐지를 수행하였다. 고해상도 영상에 객체 분할 기법을 적용한 후, Shadow intensity를 통해 그림자 객체만을 분류하였으며, 건물 후보군 탐지를 위해 각 객체의 Rectangular fit, GLCM(Gray-Level Co-occurrence Matrix) homogeneity 그리고 면적(Area)과 같은 특징(Feature) 정보들을 이용하였다. 그 후, 건물 후보군으로 탐지된 객체들의 중심과 태양의 방위각에 따른 건물 그림자 사이의 방향과 거리를 이용하여 최종 건물을 탐지하였다. 각 영상에서 탐지된 건물 객체 간 변화탐지를 위해 객체들 간의 단순 중첩, 플랫폼의 고도각에 따른 객체의 크기 비교, 그리고 플랫폼의 방위각에 따른 객체 간의 방향 비교 총 3가지의 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 주거 밀집 지역을 연구지역으로 선정하였으며, KOMPSAT-3와 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)의 이종 센서에서 취득된 고해상도 영상을 이용하여 실험 데이터를 생성하였다. 실험 결과, 특징 정보를 이용해 탐지한 건물탐지 결과의 F1-score는 KOMPSAT-3 영상과 무인항공기 영상에서 각각 0.488 그리고 0.696인 반면, 그림자를 고려한 건물탐지 결과의 F1-score는 0.876 그리고 0.867로 그림자를 고려한 건물탐지 기법의 정확도가 더 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 그림자를 이용한 건물탐지 결과를 바탕으로 제안한 3가지의 건물 변화탐지 제안기법 중 플랫폼의 방위각에 따른 객체 간의 방향을 고려한 방법의 F1-score가 0.891로 가장 높은 정확도를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.305-327
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• 2005

미륵사지석탑은 이미 오래전에 붕괴된 상태로 남아 있다. 붕괴된 시기와 원인은 역사적 기록이 남아 있지 않아 아직 밝혀지지 않았다. 6층까지 무너져 내려 부재가 헝클어진 서측면 하부에는 1층 높이까지 석축이 쌓여 있다. 이 석축은 남아 있는 부분이 더 이상 무너지지 않도록 이미 오래전에 쌓았다. 그러나 언제 누가 이 석축을 쌓았는지 역사적 사실에 대한 기록이나 전해지는 이야기가 없다. 본 연구에서는 제2장에서 미륵사지석탑의 모습을 표현한 옛 문집 등에 나타나 있는 정황을 시대별로 정리하여 역사적 배경을 짐작해 보았다. 1915년 일제 강점기에 일본인들은 서측면을 둘러싸고 있는 석축 상부 무너진 경사면에 콘크리트를 덮었다. 그 후 1998년도에는 전라북도에서 미륵사지석탑에 대한 구조안전진단을 실시하였다. 문화재위원회는 구조안전 진단에 근거해서 1915년에 공사한 콘크리트를 제거하고, 탑을 보수정비하기로 결정하였다. 탑이 무너져 내린 상태는 콘크리트를 제거하면서 그대로 발견되었다. 탑의 붕괴상태는 지진 또는 기초가 침하되는 현상, 홍수, 태풍 따위의 자연 현상에 따라 각각 다른 모 습으로 나타날 수 있다고 가설을 세웠다. 이 논문에서는 제3장에서 역사적으로 기록된, 여러 가지 자연 현상에 의해 무너진 탑들의 모습을 관찰하여 그 특징을 분류해 보았다. 그리고 제4장에서 미륵사지석탑에서 나타나 있는 상태와 앞서의 다른 예들과 비교분석해 보았다. 연구결과 미륵사지석탑은 지표면보다 높게 구성되어 있는 탑의 기초에 해당하는 기단에서 우수에 의한 침식 현상이 발견되었다. 기단에서 발생한 침식은 오랫동안 지속적으로 진행된 현상으로 관찰되었다. 기단 침식이 심해지면서 서측면 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어지게 된 현상을 볼 수 있었다. 상부층을 받치고 있는 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어짐에 따라 탑의 상부 구조는 평형을 잃어 무너지게 되었을 가능성이 있다고 고찰되었다. 그밖에 지진이나 태풍, 지반 침하와 같은 자연현상에 의해 무너진 탑들에서 나타나는 붕괴상태의 특징이 미륵사지석탑에서는 뚜렷하게 발견되지 않고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.285-299
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• 2023

증발산량을 산정하는 것은 수자원 관리에서 매우 중요한 요소이고, 많은 연구자들에 의해서 FAO Penman-Monteith (FAO P-M) 식이 기준증발산량을 산정을 위해 적용되고 있다. 하지만 FAO P-M 식에는 다양한 입력 변수들이 적용되어서, 이들 입력변수들의 영향력을 파악하는 것은 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 56개 연구지역을 대상으로 8개의 기상요소들(최고기온, 최저기온, 풍속, 상대습도, 일사량, 증기압부족, 순복사량, 지중열유동)과 FAO Penman-Monteith (FAO P-M) 기준증발산식의 에너지항과 공기동력항, 그리고 고도의 변화에 따른 FAO P-M 기준증발산량 산정에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 다른 변량들은 고정한 상황에서 각 특정 변량을 10% 증가시킴에 따른 기준증발산량의 변화를 평가하기 위해 상대 민감도분석을 실시하였다. 또한 5개 대표 지역을 선정하여 그 지역들에 대해서 월별 민감도분석을 실시하고자 군집분석을 이용하여 56개 연구지역을 5개로 분류하였다. 분석결과에 의하면 56개 연구지역에서 8개의 기상요소 중에서 순복사량이 가장 민감한 것으로 나타났고, 다음으로 상대습도, 일사량, 최고기온, 증기압부족, 풍속, 최저기온 순으로 나타났다. 지중열유동은 가장 덜 민감한 요소인 것으로 나타났다. 지표면 특성의 경우, 고도는 매우 낮은 양의 상대 민감도를 보였다. FAO P-M 기준증발산식의 에너지항과 공기동력항의 상대적 민감도는 에너지항이 0.707, 공기동력항이 0.293을 보여서 에너지항이 공기동력항보다 기준증발산량 산정에 기여도가 더 큰 것으로 나타났다. 월별 민감도분석에 의하면 기상 요소별 민감도는 계절적인 영향을 보이는 것으로 나타났고, 고도의 상대민감도는 지역 간 서로 다른 양상을 보였다. 따라서 FAO P-M 식 적용을 위해서는 입력변수의 지역적, 계절적 민감도 차이를 고려해야할 것으로 판단된다.