• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.9 no.1 s.17
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• pp.19-25
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• 2001

Satellite remote sensing, with its synoptic coverage, is used to evaluate the trophic state of large reservoir for agriculture in Kum River basin. The prediction model for chlorophyll-${\alpha}$ which was derived from Daecheong reservoir was applied to four LANDSAT TM imageries to generate a distribution map of trophic state. The chlorophyll-${\alpha}$ model was found to be reasonably reliable predictors for average trophic state value of reservoir. LANDSAT TM imagery data appears to have great utility in assessing trophic state of reservoir.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.9 no.3
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• pp.36-45
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• 2006

By analyzing the sea surface temperature (SST), chlorophyll ${\alpha}$, zooplankton and Orview/SeaWiFS satellite data in the Korean Waters from 1999 to 2001, we studied the seasonal and annual variation of chlorophyll ${\alpha}$ concentration and zooplankton biomass. Sea surface temperature was fluctuated with the typical seasonal variation in the waters of temperate zone. Chlorophyll ${\alpha}$ concentration and zooplankton biomass were high in spring and autumn. Year to year fluctuations on annual averaged chlorophyll ${\alpha}$ concentrations in Korean Waters in the spring from 1999 to 2001 were decreased continuously. On the other hand, the estimated chlorophyll ${\alpha}$ concentrations derived from SeaWiFS ocean color data were lower than the measured sea surface chlorophyll a in the Korean Waters.

• Journal of Nutrition and Health
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• v.56 no.2
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• pp.123-139
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• 2023

Purpose: This study was conducted to establish whether an ethanol extract of Lycium barbarum leaves (LLE) and an ethanol extract of Lycium barbarum leaves from which chlorophyll has been removed, denoted as LLE(Ch^-), have a protective effect against hepatic fat accumulation. Methods: The inhibitory effects of LLE and LLE(Ch^-) on liver fat accumulation were examined in C57BL/6 mice with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) induced by an methionine and choline deficient diet and in HepG2 cells with palmitic acid-induced fat accumulation. Results: The plasma triglyceride, aspartate aminotransferase, and alanine aminotransferase levels were lower in the LLE(Ch^-) group, whereas the plasma ALT activity decreased significantly in the LLE group. In both the LLE and the LLE(Ch^-) groups, the triglyceride and cholesterol contents in the hepatic tissue were significantly reduced. A greater inhibitory effect on tissue fat accumulation was observed in the LLE(Ch^-) group than in the LLE group. In HepG2 cells, LLE and LLE(Ch^-) were non-toxic up to a concentration of 1,000 ㎍/mL. Compared to the control group, intracellular fat accumulation in the LLE and LLE(Ch^-) groups were significantly reduced at concentrations of 200 ㎍/mL and 500 ㎍/mL, respectively. The expression of phosphorylated adenosine monophosphate-activated protein kinase and phosphorylated acetyl-CoA carboxylase in both LLE groups increased at the concentrations of 100 ㎍/mL and 500 ㎍/mL. The fatty acid synthase expression was suppressed in a concentration-dependent manner at 10 ㎍/mL. Conclusion: The examined two ethanol extracts of LLE inhibit hepatic fat accumulation in NAFLD. This effect was more pronounced in the LLE(Ch^-) group. Therefore, these 2 extracts have an anti-steatosis effect and can be used for NAFLD treatment.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.24 no.4
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• pp.325-331
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• 2008

We propose an algorithm to detect large Cochlodinium polykrikoides red tide event that was appeared in Korean coastal waters. This algorithm is based on two-stage filtering using MODIS chlorophyll information. Most of the red tide detection studies generally use assumption that sea water having high chlorophyll concentration is red tide events because of high correlation and red tide. However, these methods generate many commission errors such as turbid water by detecting inactive sea water of red tide. Therefore, we eliminated commission errors by applying two stage filtering and verified the algorithm's effectiveness by detecting large Cochlodinium polykrikoides red tide event that was appeared in Korean coastal waters.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.39 no.6_1
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• pp.1255-1272
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• 2023

Satellite-based chlorophyll-a concentration, produced as a long-term time series, is crucial for global climate change research. The production of data without gaps through the merging of time-synthesized or multi-satellite data is essential. However, studies related to satellite-based chlorophyll-a concentration in the waters around the Korean Peninsula have mainly focused on evaluating seasonal characteristics or proposing algorithms suitable for research areas using a single ocean color sensor. In this study, a merging dataset of remote sensing reflectance from the geostationary sensor GOCI-II and polar-orbiting sensors (MODIS, VIIRS, OLCI) was utilized to achieve high spatial coverage of chlorophyll-a concentration in the waters around the Korean Peninsula. The spatial coverage in the results of this study increased by approximately 30% compared to polar-orbiting sensor data, effectively compensating for gaps caused by clouds. Additionally, we aimed to quantitatively assess accuracy through comparison with global chlorophyll-a composite data provided by Ocean Colour Climate Change Initiative (OC-CCI) and GlobColour, along with in-situ observation data. However, due to the limited number of in-situ observation data, we could not provide statistically significant results. Nevertheless, we observed a tendency for underestimation compared to global data. Furthermore, for the evaluation of practical applications in response to marine disasters such as red tides, we qualitatively compared our results with a case of a red tide in the East Sea in 2013. The results showed similarities to OC-CCI rather than standalone geostationary sensor results. Through this study, we plan to use the generated data for future research in artificial intelligence models for prediction and anomaly utilization. It is anticipated that the results will be beneficial for monitoring chlorophyll-a events in the coastal waters around Korea.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.179-179
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• 2022

최근 화두가 되고 있는 환경문제 중 하나로 녹조현상을 꼽을 수 있다. 녹조란 남세균이 대량 증식함으로써 물빛이 녹색으로 변하는 현상으로, 영양염류 및 수온 등 이화학적 요소뿐만 아니라체류시간과 같은 수리학적 요인까지 모두 충족되었을 때 발생한다. 심하면 고밀도의 스컴(scum)을 형성하며 독소와 악취를 동반하기도 한다. 유해 남세균이 생성하는 마이크로시스틴(microcystin, MC)이 함유된 물을 입 또는 코로 섭취시 간을 손상시킨다는 보고가 있으며, 최근 해외에서는 MC가 미세먼지처럼 공기 중에 떠다니다 수변에서 생활하는 사람의 호흡기로 들어가 건강 피해를 줄 수 있다는 연구가 속속 나오고 있다. 본 연구는 우리나라 최초의 수질개선용 댐인 영주댐을 연구 대상으로 삼아 수질 모델링을 구축하고 영주댐 운영에 따른 댐 상·하류 조류 변화를 정량적으로 분석하였다. 조류의 강도를 추정하는데 클로로필-a 농도를 사용하였으며, 분석 도구로는 국립환경과학원이 수질예측 및 평가 시 사용하는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 활용하였다. 대상 구간의 실제 폭, 하상고 분포 등을 고려하여 수표면 격자망을 구현하였으며, 환경부에서 제공하는 수위 및 DO, TN, T-P, 클로로필-a 등을 활용하여 EFDC 모형의 수리 및 수질 재현성 검토를 하였다. 검·보정된 EFDC 모형으로 영주댐의 방류량 변화 및 댐의 개방과 같은 수리학적 요인을 제어하여 특정 지점의 조류 변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.294-294
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• 2015

하천과 해양에서 발생한 수질오염은 특성상 유속의 흐름에 따라 광범위하며 급속도로 퍼져나가기 때문에 이를 효율적으로 유지, 관리하기 위해서는 오염인자들에 대한 모니터링이 수행되어야 한다. 원격탐사 기술을 이용한 하천의 수질측정은 대규모지역으로 분포해있는 수질농도의 변화양상을 시 공간적으로 모니터링 하는 것이 가능하게 할 뿐 아니라, 사람이 접근하기 어려운 지역에는 직접취수를 하지 않음으로써 기존의 수질측정방법들에 비해 편의성을 높여 시간적, 경제적 측면에서 효율적이다. 이에 본 연구에서는 최근 수질오염이 심화되고 있는 낙동강유역을 대상으로 인공위성 이미지영상을 이용하여 수질인자들의 농도측정을 수행하였다. 연구를 위해 사용된 인공위성은 NASA와 USGS가 공동으로 운용중인 Landsat 8 인공위성이다. Landsat 8의 11개 band 중 band2(Blue), band3(Green), band4(Red), band5(Near Infrared)를 사용하여 실제로 측정된 지점자료와 인공위성자료간의 상관관계를 규명하였다. 사용된 인공위성자료는 지점자료 날짜를 포함하는 총 4개의 연구날짜(2013/10/27, 2013/11/12, 2014/04/14, 2014/05/16)에 해당하는 위성이미지영상이다. Pearson상관계수를 통한 밴드와 수질인자간의 상관 결과, 본 연구지역에서는 $0.85-0.88{\mu}m$(band5)의 파장영역에서 클로로필-a와 부유물질이 가장 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 두 수질인자들은 band2, band3, band4에서도 비교적 높은 상관성을 보였으며, 이를 근거로 band combination, band ratio를 통해 클로로필-a와 부유물질의 회귀모델식을 유도하였다. 각각의 회귀모델식은 실제 측정된 데이터들과 비교 검증을 통해 4개의 연구기간 중 2013년 10월 27일, 2014년 5월 16일에 대해서 클로로필-a와 부유물질의 공간적인 분포양상을 시각적으로 도시화하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.400-400
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• 2023

급격한 기후변화로 인해 일사량, 지표면 온도 및 이산화탄소 농도가 꾸준히 상승함에 따라 수문 순환의 불균형을 초래함과 하천 및 호소 내 수질 또한 악화되고 있는 추세이다. 특히, 국내의 경우, 기후변화 및 인위적 요인에 의해 하천 및 호소에서의 수위 감소 및 수온 증가로 인해 부영양화가 증가되고 있고, 이로 인한 유해 녹조의 발생빈도를 높이는 결과를 초래한다. 현재 국내에서는 유인 수질 관측 및 자동 수질관측 시스템을 통해 주요 수질인자를 모니터링 하고 있으나 시·공간적인 변동성을 파악하는데 제한점이 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 국·내외에서 광학위성을 이용한 수질인자 추정 알고리즘 개발과 관련된 연구들이 진행되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 NASA에서 제공하는 Landsat-8 위성과 ESA에서 제공하는 Sentinel-2자료가 동화된 Harmonized Landsat Sentinel-2 위성자료를 활용한 클로로필-a (Chl-a)를 추정하고자 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 1) 단순 회귀 분석, 2) Akaike information criteria (AIC) 기반 최적화 회귀 분석 및 3) Random forest (RF)를 활용하였다. 또한, HLS 위성 자료의 적용성을 평가하기 위해 미국 오하이오 주에 위치하고 있는 130여개의 중규모 및 대규모 호소에서 2000년부터 2021년까지 수집된 클로로필-a 관측치를 활용하였다. 두 가지 수질 추정 모형에 대한 정확도 검증에 앞서 오하이오 주 내에서의 클로로필-a의 시계열적 변동성에 대하여 분석하였다. 전반적으로, 2000년부터 2016년까지는 Chl-a가 꾸준히 증가하는 경향성을 나타내었으나, 그 이후로는 감소하는 추세를 나타내었다. 이를 기반으로, 각 방법론을 통해서 나온 Chl-a 추정치에 대해서 통계적 검증을 수행하였다. 결과, 단순 회귀 분석을 통해 추청된 Chl-a값의 결정계수는 0.34였지만, AIC 기반 모델과 RF모형을 사용한 결과 결정계수가 각각 0.82와 0.92로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이와 더불어, spatial 및 temporal window와 더불어 호소의 크기에 따른 정확도 분석 또한 수행하였다. 그 결과, temporal window 가 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 호소의 크기가 작을수록 정확도가 낮아지는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 추후 국내 호소에 대해 상기 모형들의 적용성 평가를 수행하여 효율적인 수질 모니터링 시스템 구축으로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.19 no.4
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• pp.367-380
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• 2010

수산 해양환경적 측면에서 중요한 위치에 있는 황해(Yellow Sea)의 해양 생태계 변화과정에 대 한 체계적이고 심층적인 연구을 위하여 기후 변화와 관련된 생태 및 환경변화에 대한 황해 해역의 반응성 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 황해해역에서 수온 상승에 따른 클로로필의 변화를 살펴보고, 지구온난화가 해양환경과 생태계에 미칠 영향을 예측하고자 하였다. 황해해역에서 해수유동 모델의 결과를 기초 입력자료로 활용하여 클로로필과 상호작용을 하는 육상유입부하량, 저질 영양 염용출량 및 생물학적 파라메타 등을 입력하여 현재상태를 재현하였다. 우리나라 주변 해수의 온도가 지난 10년간 약 $0.75^{\circ}C$ 상승했다고 가정하였을 때, 본 실험에서는 수온이 선형적으로 연간 $0.075^{\circ}C$ 씩 상승한다고 가정하여 10년 후까지의 Chlorophyll-a 농도 변화를 예측하였다. 예측 결과, 연구해역의 중앙부에서는 전체적으로 농도가 높아지고, 우리나라 연안해역에서 Chlorophyll-a 의 농도가 낮아지는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과를 기초로 하여 10년 이상의 장기적인 예측실험을 한다면 기후변화가 황해해역의 생태계 변화에 미치는 영향을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.29 no.2
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• pp.238-245
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• 1996

Vertical profiles of $^{210}Po\;and\;^{210}Pb$ were measured for the upper 100 m of water column at six stations in the middle region of the Korean East Sea during March 1993. The distribution patterns of these radionuclides with the water mass and controlling factors on their distributions were also discussed. $^{210}Pb$ activities were generally high at surface water and gradually decrease with depth. Vertical profiles of $^{210}Po$ were relatively homogeneous except for at station E3, where chlorophyll-a concentration was the highest and $^{210}Po$ activity in the upper 30 m was lower than below 50 m. The $^{210}Po$ activities relative to its parent $^{210}Pb$ at all stations were deficient at the upper 30 m, but were excess or nearly equilibrated values below 50 m. The magnitude of $^{210}Po$ deficiency was relatively high at station E3 and E6, where strong thermocline occured. However, $^{210}Pb$ activities showed strong excess in the upper 100 m of all stations, compared with its parent $^{226}Ra$. The residence time of $^{210}Po$ ranged from 1.0 to 7.8 years, and was relatively short at station E3 and E6. The data obtained at the upper 50 m water column during $1992\~1994$, also showed that removal rate constant of $^{210}Po$ and inventories of chlorophyll-a was negatively related. This indicates that the primary production plays an important role in controlling the distributions of $^{210}Po$ at the upper water column of the Korean last Sea in spring. While, inventories of excess $^{210}Pb$ was generally decreasing with increasing density difference between 50 m and 100 m, suggesting that $^{210}Pb$ concentrations in the upper water column were controlled by stability of water column.