• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.192-192
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• 2023

우량계는 강우 자료를 수집하는 전통적인 방법 중 하나로, 연속적이고 직접적인 설치가 가능하다. 하지만 지형적 특성에 영향을 받아 강우량을 과소 측정하는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국지적인 호우, 강우 이동 및 강우 상황 등을 파악할 수 있는 레이더를 이용한 강우 측정이 활용된다. 하지만 레이더 기반 측정 또한 우량계와 마찬가지로 과소 측정하는 문제점이 있다. 측정 한계를 극복하기 위해 최근에는 위성 기반 강우 자료를 사용하고 있다. 위성 기반의 강우 자료는 측정이 어려운 장소에서도 강우량의 수집이 가능하며, 지표 변화를 관측하여 강우 측정의 정확도를 높일 수 있다. 고화질 위성 자료인 CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Stations) 자료는 미국 국제개발처, 항공우주국, 해양 대기청의 지원으로 1980년부터 현재까지 전 지구적 (50°S-50°N, 180°E-180°W) 0.05° × 0.05°의 해상도를 가진 강우량 데이터를 개발하였다. 본 연구에서는 전국 54개 ASOS (Automated Synpotic Observing System)에서 관측한 월 단위 및 일 단위 강우 자료를 기준으로 CHIRPS 강우 자료를 비교하였다. 또한, 다른 위성 강우 자료들 (APHRODITE (Asian Precipitation Highly Resolved Observation Data Integration Towards Evaluation), CMORPH (Climate Prediction Cneter morphing method))과도 비교하여 국내 적용성을 확인하였다. 강우 자료의 정확도를 비교하기 위해서 Box-plot, RMSE (Root Mean Squared Error) 등을 산정하였으며, 강우 발생 일을 비교하고자 오차 행렬을 활용하였다. 비교 결과를 통해서 CHIRPS 강우 자료가 다른 위성 강우 자료들에 비해서 국내 적용성이 높은 것을 확인할 수 있었으며, 추후 국내 수문학 연구에서 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.98-99
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• 2023

세월호 등 기존 선박사고에서 볼 수 있듯이, 사고 선박 항적에 대한 데이터가 일부분이라도 수집되지 않는 경우, 특히 해당 사건발생구간인 경우, 사고분석이 어려운 상황이 발생될 수 있다. 따라서 선박사고가 발생하는 경우, 선박의 사고에 대한 원인분석과 사고수습을 위하여 선박의 정확한 선박의 항적이 요구된다. 선박의 항적은 육상의 시스템에서도 수집될 수 있고, 선박에 탑재된 항해장비에 의해서도 수집된다. 육상에서는 육상에 구축한 레이더, 선박이 송신하는 AIS, V-PASS 등 육상에서 수신데이터로부터 관제시스템에서 수집하는데, 음영구역 등 송수신 권역이 미치지 않는 경우는 데이터 수집이 어렵게 된다. 선박 자체에 저장된 항적은 주로 장비 제조사에 의존되는데, V-PASS 장비의 경우 해경이 모든 어선에 설치하도록 하여, 자료수집이 비교적 쉬운 편이다. 하지만, 현재 저장하고 송신하는 프로토콜 규격(TTA)을 보면, 30초 주기로 이루어져 선박사고에서 사고 분석에 정밀하지 못한 점이 과학수사 현업에서 문제가 되어 왔다. 따라서 본 논문에서는 사고 분석의 정확성을 제공하기 위하여 무선 채널 상의 부하를 증가시키지 않고, 어선에 탑재된 V-PASS 단말 장비의 저장주기를 변경하는 구조를 분석하고 개선하는 방안을 제공하고자 한다. 이러한 개선을 적용한 시스템으로 실험한 결과 선박의 항적이 좀 더 정밀하고 정확한 자료가 수집되어, 선박사고에 대한 원인분석에 도움이 될 수 있으리라 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.319-320
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• 2022

해무는 해면에 인접한 층에서 수증기가 응결하여 대기 중에 부유하는 현상으로 기상학적으로 수평 가시거리가 1km이하 일때로 정의되며 해무로 인해 항공기 이착륙 지연, 교통사고, 운항 통제, 인명 피해 등 사회적, 경제적 피해를 유발하고 있다. 본 연구에서는 기존의 해무 발생, 탐지, 예측과 관련한 연구를 비교 분석하여 향후 연구개발의 방향을 제시하고자 한다. 해무 발생, 예측과 관련하여 연구개발이 진행되어 왔으나 해무의 특성상 규칙성이 약하고 고정적인 측정법이나 이를 다루기 위한 네트워크가 부족하여 예측하기가 어렵다. 특히, 국내에서는 국립해양조사원과 기상청에서 해무 탐지 및 예측에 관한 연구개발 및 서비스가 진행되고 있으나 현업화가 이루어지지 않거나 특정지점에 대한 정보만 제공되고 있는 한계가 있다. 따라서, CCTV영상, 인공위성 영상, 시정계, 기상자료, 수치모형을 통해 수집된 정보를 통합하여 예측할 수 있는 인공지능기반의 해무 탐지 및 예측 기술개발이 진행되어야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_3호
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• pp.1383-1398
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• 2018

해상풍은 복잡한 해양 현상을 이해하는 데 가장 기초 요소 중 하나이다. 1990년대 초부터 산란계를 활용하여 전세계 바람장 자료를 생산해왔지만, 낮은 해상도로 인해 해양 연구에 제한적으로 사용되었다. Synthetic Aperture Radar(SAR)는 이러한 한계점을 보완하여 고해상도의 바람장 자료 생산이 가능하다. KOMPSAT-5는 한반도 최초의 X-band SAR 탑재 인공위성으로 고해상도 해상풍 산출이 가능하다. 본 연구는 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 산출한 해상풍의 검증 결과를 최초로 제시하였다. 18장의 KOMPSAT-5 ES 모드 자료를 수집하여 해양 부이와의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 정확한 해상풍 산출을 위해 육지 화소, 스페클 잡음, 선박 화소를 제거하는 전처리 과정을 거쳤고, 해양 부이 실측 자료에 Liu-Katsaros-Businger (LKB) 모델을 통해 10-m 중성 바람으로 변환하여 기준 자료로 활용하였다. XMOD2를 활용하여 산출한 해상풍은 후방산란계수 산출식에 따라 $2.41-2.74m\;s^{-1}$의 평균 제곱근 오차를 보였다. 분석 결과 KOMPSAT-5 후방산란계수 자료를 활용하여 해상풍을 산출하는 경우, 대기 중력파, 파랑, 내부파를 포함한 해양 기상 환경과 레인지 모호성(range ambiguity), 입사각의 이산적 불연속적 분포를 포함한 영상 품질에 의한 잠재적 오차 요인이 존재함을 규명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.23-23
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• 2020

하구 관측은 조사 방법 및 주기에 따라 크게 두 가지로 구분되는데, 첫째는 현장에서 직접 주기적으로 자료를 수집하는 정기 현장관측과 다른 하나는 고정된 지점에 관측소를 설치하여 실시간으로 연속된 자료를 수집하는 실시간 관측으로 분류된다. 본 연구는 하구 관측망 체계를 확립하기 위한 기초 연구로서 금강하구역을 대상으로 모의된 수치 모델 자료를 이용하여 관측망을 설계하기 위한 대표 모니터링 지표를 선정하고, 이를 기반으로 관측 지점을 설계하기 위한 전략을 제시하였다. 대표 모니터링 지표는 실제 현장에서 일반적으로 취득할 수 있는 6가지 항목(수온, 염분, 용존산소, 클로로필a, 총질소, 총인)을 대상으로 EOF 분석을 실시하여 해역의 시공간 분포를 대표할 수 있다고 판단되는 2개의 항목을 선정하였다. 대표 모니터링 지점은 2개의 대표 모니터링 지표에 대한 고유 벡터 사이의 각도를 벡터의 내적으로 계산하고 이를 설계변수로 활용하여 도식최적화 기법을 통해 각 모니터링 항목들에 대한 공간 분포를 가장 잘 재현해 낼 수 있는 지점의 개수와 위치를 선정하였다. 선정된 모니터링 지점들을 이용하여 재구성된 공간 분포를 참값(수치모델)과 비교하여 통계적 적정성 여부를 평가하였으며, 이를 통해 금강하구의 대표 모니터링 지점들을 도출 해 내었다. 금강하구의 정기 현장 관측에 대한 대표 모니터링 지점은 7개로 선정되었으며, 이들은 6가지 관측 항목들에 대해서 매우 높은 공간분포 재현율을 확보할 수 있음을 확인하였다. 또한, 담수가 비정기적으로 방류되는 금강하구 시스템의 지역적 특성에 대한 시계열 정보를 연속적으로 가장 잘 취득할 수 있는 실시간 관측소 설치 영역을 결정하기 위하여, 7개의 대표 모니터링 지점에서의 시계열 정보를 금강하구둑 전면과 외해의 시계열 정보와 비교분석하여 설치가능 지점을 영역으로 제언하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.355-355
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• 2017

현재 국내외적으로 가뭄, 홍수 등 물 관련 재해 발생 규모가 커지고 빈도 또한 많아지고 있으며 이러한 자연재해 및 이상현상으로 인해 체계적인 대응을 위한 수재해와 관련된 연구들이 지속적으로 수행되고 있는 실정이다. 수재해 관련 연구를 수행함에 있어 많은 물관련 자료들이 필요하며, 이러한 자료들을 각 연구자별로 수집하여 수행하게 되는데 자료를 수집하는데 소요되는 시간 및 요구되는 정확도를 확보하지 못하는 경우가 발생하게 된다. 이처럼 강수량, 기온 등과 같은 기초데이터와 수위, 유량 등 물관련 데이터 등 연구 수행지원을 위한 체계적인 데이터 활용 및 체계 구축관련 연구가 필요하다. 이를 위해 수재해 관련 정보시스템에서는 데이터 연계 구축 항목으로 위성, 레이더 등 광역 관측 장비를 이용한 관측데이터와 관련 연구를 수행하는 기관의 데이터를 제공할 예정이다. 제공할 항목은 홍수, 가뭄 등 자체 생산된 수재해 관련 데이터와 공개된 데이터를 가지고 있는 미항공우주국(NASA) SEDAC(Socioeconomic Data and Applications Center)에서 제공해주는 약 51개의 토지이용도, 수재해, 물 등의 데이터가 있으며, 미국해양대기관리처(NOAA)에서 주제도별 데이터로 가뭄정보, 기온, 월평균강수, 월 총강수량 등이 있다. 자체 수집된 데이터를 UX기반의 형식으로 제공하며, 또한, 관련기관의 물관련 데이터를 해당 홈페이지 제공 및 연동 등의 방법과 데이터 DB화를 이용한 서비스 제공 방안 등으로 수재해 정보 서비스 사용자의 유연한 데이터 활용에 도움을 줄 수 있으며, 기초데이터를 사용자의 경험을 통한 UX디자인으로 수재해 정보 서비스를 구축할 예정이다. 이에 본 연구에서는 광역 관측 장비인 위성으로부터 생성된 강우와 증발산량, 토양수분량 등과 고정밀소형레이더 기반의 도심 내 국지호우를 예상할 수 있는 강수량 등을 제공해 줄 수 있으며, NASA와 NOAA의 데이터를 활용하여 물관련 연구 및 수재해 관련 연구 등에 도움을 주기 위해 기초조사 및 데이터 제공방법을 제시하였다. 국가 물 관련 재해 데이터를 관련 사용자들이 기초조사 및 분석할 때 쉽게 접근하며 사용할 수 있는 데이터 활용 방안연구에 도움을 줄 것으로 사료되며 관련 연구를 진행할 때 데이터 수집의 시간을 단축시키며 필요한 데이터의 정확도를 높일 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.184-187
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• 2009

현재 국내에는 수문자료 품질등급 및 품질관리 방법에 대한 기준과 인력 예산 시스템의 부재로 인해 수문자료 품질관리에 대한 지속적인 수행이 미흡한 실정이다. 이에 국토해양부에서는 국가 차원에서의 일관성 있는 수문자료 품질관리 기준을 제시하고, 현업에서 활용 가능한 시스템을 구축하기 위해 2007년 한강 수계를 대상으로 관측소별 품질관리 기준을 설정하고, 국가 수문자료 품질관리시스템 구축(I)을 추진하였다. 본 연구에서는 그 두 번째 단계인 낙동강 수계를 대상으로 하여 수문관측소의 기존 수문자료를 수집하여 자료 특성을 분석하고 지점별 자동 품질관리 기준을 설정하였다. 또한, 1차에서 구축한 우량 및 수위 자료의 품질관리에서 유량자료 품질관리를 추가하여 유량자료 품질관리의 절차와 자료 생성단계별 품질관리 수행에 대한방안을 수립하였다. 또한, 현업에서 적용이 가능하도록 수위 일치성 검토, 수위-유량관계곡선식 검토 및 유량환산 후의 상 하류 유량 비교 분석을 하여 과정의 적절성 등을 판단할 수 있는 지원 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 수문자료에 대한 일상적인 품질관리가 가능하고 신뢰도 높은 수문자료 제공으로 인해 관련 분야의 정확도를 제고할 수 있으리라 사료된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권1호
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• pp.10-17
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• 1998

다양한 공사가 진행되는 금강하구의 수동역학 변화를 조석 및 조류 그리고 수심변화등의 관측자료를 중심으로 해석하였다. 2년여에 걸쳐 수집된 수심측정 자료를 분석한 결과, 군산외항부근의 도류제 축조구간에서는 뚜렷한 조류속도의 증가와 연평균 50 cm에 다다르는 세굴이 진행되는 것이 확인되었다. 그러나 군장산업단지조성호안공사 및 새만금4호 방조제 축조 내면 간사지에서는 가을철 2개월에 30cm의 퇴적이 관측되는 등 유속의 둔화와 함께 퇴적이 급속히 진전되는 현상으로 수동역학의 전이 현상이 나타나 공사로 인한 금강하구의 수동역학체계는 매우 급격하게 변화됨을 보인다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.201-201
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• 2019

세계적인 기상이변으로 가뭄발생 빈도 및 영향이 증가하고 있으며, 급속한 산업화로 사용 가능한 수자원이 점차 고갈되어 있어, 국내에서도 해수담수화(Seawater Desalination)는 새로운 대체수자원으로 많은 관심을 받고 있다. 해수담수에 필요한 에너지 약 50~70%는 역삼투(Reverse Osmosis) 공정에서 발생되며, 해수온도 및 염분도에 따라 많이 변동될 수 있으므로 국립해양조사원(KHOA)의 과거 20년 자료를 이용하여 해수담수화 시설물 위치에 따른 영향을 분석하였다. 해수담수화에 필요한 에너지는 막 제조사에서 제공하는 RO Projection Software를 적용하여 에너지 소모량을 평가하고, 이를 고려한 시설물 위치에 대한 평가 모델을 구축하였다. 기존 해수담수화 시설은 대규모 물 공급이 필요한 지역을 우선적으로 고려했기 때문에 시설물 위치에 대한 객관적인 평가기준 마련이 어려웠다. 그러나 해수담수화 플랜트는 한번 설치되면 장기적인 시설물 유지 및 관리가 필요함으로 경제성을 고려한 최적 입지의 선정은 매우 중요하다. 본 연구는 국립해양조사원의 수집된 자료를 바탕으로 해수담수화 시설물 입지선정을 정량적으로 평가함으로서, 시설물 위치에 대한 의사결정시 참고할 수 있는 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권9호
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• pp.1739-1749
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• 2018

본 논문에서는 해양 위치에 따른 다양한 해양 정보를 관측하기 위하여 기존에 설치된 등부표를 활용한 해양관측 시스템을 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 해양관측 시스템은 기존 표준형 등부표용 형태로써 등부표에 손쉽게 연결이 가능한 구조로 구성되어 있다. 제안한 해양관측 시스템은 기존 해양에서 관측하고 있는 유의파고, 최대파고, 평균파고, 수온을 측정하며 추가적으로 기압, 기온, 풍향/풍속까지 실시간 측정이 가능하다. 해양관측에서 중요한 파고를 측정하기 위해서는 10분 동안 2200개의 파고 데이터를 수집하며 수집한 자료는 스펙트럼 분석을 통하여 유의파고와 파주기 데이터를 추출한다. 개발된 시스템은 등부표 위에 해양관측 시스템이 부착이 되기 때문에 필터를 사용하여 노이즈를 제거한다. 본 논문에서는 검증된 기존 부이형태의 해양관측 시스템과 개발한 표준형 등부표용 해양관측 시스템의 측정 데이터를 비교 분석한다. 또한 비교 실험을 통하여 개발한 표준형 등부표용 해양관측 시스템이 기존 해양관측 시스템과 데이터가 유사하다는 것을 증명하였다.