• Journal of the Korean earth science society
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• v.41 no.2
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• pp.129-136
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• 2020

Drought is an environmental disaster typically defined as an unusual deficiency of water supply over an extended period. Satellite remote sensing provides an alternative approach to monitoring drought over large areas. In this study, we monitored drought patterns over about 30 years (1985-2015), using satellite imagery of Lake Soyang, Gangwondo, South Korea. Landsat images were classified using ISODATA, maximum likelihood analysis, and an artificial neural network to derive the lake area. In addition, the relationship between areas of Lake Soyang and the Standardized Precipitation Index (SPI) was analyzed. The results showed that the artificial neural network was a better method for determining the area of the lake. Based on the relationship between the SPI value and changes in area, the R² value was 0.52. This means that the area of the lake varied depending on SPI value. This study was able to detect and monitor drought conditions in the Lake Soyang area. The results of this study are used in the development of a regional drought monitoring program.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.23 no.6
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• pp.569-576
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• 2009

Sediment and nutrient loading caused by the removal of forest cover and alteration of agricultural lands in catchments have led to the deterioration in Lake Shirarutoro. To examine the effects of deforestation and agricultural activities on water quality, I examined changes in total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) of lake water induced by land use change, and compared them with the various research data produced over the years. Our investigation showed that the level of TN and TP in the lake water decreased when forest cover increased but increased when farmland area increased. The concentration of TN and TP was high in Lake Shirarutoro despite that its catchment was surrounded by large forests and small farmlands. This result indicates that land uses near Lake Shirarutoro have affected the quality of the lake water. I have examined the changes of sediment yield in the lake's catchment over the last approximately 300 years. Eleven core samples were obtained from the lake sediment and analyzed to establish a chronology after using two tephra layers (Ko-c2 in 1694 and Ta-a in 1739) and a $^{137}Cs$ peak (in 1963). The average sediment yield under the natural condition during the first two periods was 8.4 tons/$km^2$/year in 1694~1739 and 8.9 tons/$km^2$/year in 1739~1963 respectively. The conversion of the Shirarutoro catchment into agricultural lands and deforestation intensified, leading to an increased sediment yield of 21.1 tons/$km^2$/year during 1963~2007.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.33 no.4 s.92
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• pp.342-349
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• 2000

This paper demonstrates the influence of intensity of the monsoon on morpho-hydrological fluctuations in Taechung Reservoir during 1993${\sim}$1994. During the study, hydrological variables including rainfall, inflow, and discharge volume showed distinct contrast between 1993 and 1994. Interannaul differences in rainfall occurred during the monsoon in July${\sim}$August monsoon and influenced inflow, discharge, and water residence time (WRT). Total inflow in 1993 was four times greater than that of 1994, and summer inflow in 1993 was 8 times greater than summer 1994. Annual Mean WRT was 93.2 d in 1993 vs. 158.6 d in 1994 and the largest differences occurred between monsoons of 1993 and 1994. Morphometric variables reflected the interannual contrasts of hydrology, so that in 1993 surface area, total volume, shoreline development, and mean depth increased consistently from premonsoon to postmonsoon and over this same period in 1994 they decreased. This outcome indicates that the area of shallow littoral zones in 1993 was greater than in 1994. Also, the drainage area to surface area (D/L) at 80 m MSL was 60.7 which was much greater than values in Soyang and Andong reservoirs and natural lakes world-wide. The morpho-hydrodynamic conditions seemed to influence in-reservoir nutrient concentration which is one of the most important factors regulating the eutrophication processes. I believe, under the maximum hydrodynamic fluctuations in Korean waterbodies during the monsoon, applications of mass balance models to man-made lakes for assessments of external loading should be considered because the models can be used under the seasonally stable inflow and water residence time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.203-203
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• 2011

최근 들어 기후변화에 따른 강우패턴이 바뀌고 각종 하천개발이나 토목공사, 농경지, 경작지 등의 객토 등으로 인해 매년 탁수의 발생이 크게 증가하고 있는 추세이다. 특히 여름철 집중강우의 영향에 따라 상류지역 하천에서 발생하는 부유물질은 호수로 유입되어 장기간 체류하며 심각한 오염원으로서 수중생태계에 치명적인 영향을 주고 있다. 또한 하천과 호수의 상류지역의 농경지나 경작지에서 발생된 부유물질에는 과도한 비료의 사용으로 입자표면에 많은 인을 포함하고 있어 호수 수질악화 및 부영양화의 직접적 요인이 되고 있다. 이에 따라 세계 각국에서는 부유물질은 오염원뿐 아니라 생태계에 영향을 주는 인자로서 엄격히 규제하고 있으며, 특히 농업지역이 많은 하천에 대해서는 유역전체를 대상으로 부유물질에 대한 총량관리를 적용하고 있다. 그러나 우리나라의 경우 하천 수질기준 1급수의 부유물질 농도는 25 mg/l 로서 이는 선진국과 유사한 기준이나 실질적으로 규제가 어려운 실정이다. 수환경에서의 부유물질이란 수체 내 존재하는 유기성, 무기성 물질로써 입자 지름이 2mm 이하의 물에 용해되지 않는 물질을 말하는 것으로, 물의 탁도를 유발시키는 원인이 되며 빛을 차단하여 수생태계에 악영향을 초래한다. 국내 132개 하천을 대상으로 부유물질의 농도와 어류의 종 다양성간 상관성을 조사한 결과, 부유물질의 농도가 15 ~ 20 mg/l 이상에서 종 다양도는 1.0 이하로 급감하는 경향을 보였다(최재석 등, 2004). 한편, 대청호는 1975년부터 1980년에 걸쳐 건립된 저수 면적 $72.8km^2$, 저수량 15억톤의 인공호수로 우리나라 3번째 규모의 인공호수이다. 특히, 대전 및 청주지역의 식수는 물론, 생활용수 및 공업용수를 공급하는 중요한 수자원으로서 부유물질에 대한 모니터링 및 관리가 시급하나 저수 용량이 크고 체류시간이 길어 여름철 부영양화가 매년 반복되고 있다. 따라서 본 연구에서는 부유물질의 농도 변화에 따른 분광반사 특성을 조사하고, 이를 대청호의 Landsat 위성영상에 적용하여 대청호 내 부유물질의 농도변화를 추정하였다. 이와 함께 부유물질 농도 변화에 따른 탁수 환경 모니터링에 원격탐사 기법이 효과적임을 제시하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.163-163
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• 2020

전 세계적으로 기후변화에 따른 온난화 현상으로 인하여 농업에 직접적인 영향을 주는 기상 및 환경요인의 변화가 급격하게 진행되고 있다. 2017년에는 전국의 봄철 강수량이 평년 대비 60% 수준으로 물 부족 현상을 야기하여 극심한 가뭄이 발생하였다. 최근 지역적인 강수량 부족으로 인한 국소적인 가뭄 발생 및 발생빈도가 높아지고 있는 추세이며, 특히 농업가뭄은 농업용수의 주요한 용수공급시설인 농업용 저수지 및 용수공급시설의 지역적 편중 등으로 농업용수 부족 상황이 발생할 위험이 커지고 있다. 따라서, 시기별 저수지의 가용용수능력을 평가하는 것이 중요하며, 이러한 판단을 위하여 위성영상을 이용한 저수지 수표면적 및 용수능력판단이 필요하다. 본 연구에서는 가뭄시기의 저수지 수표면적 및 용수능력판단을 위하여 Sentinel-2 위성영상을 활용하여 2016년부터 2018년까지 충청남도 서산 지역의 농업용 저수지를 대상으로 정규수분지수(Normalized Difference Water Index, NDWI)을 산정하였다. NDWI는 위성영상의 파장 정보를 활용하여 지표면의 수분함유량과 관계를 나타내며, 하천, 호수, 습지 등 수분을 다량으로 함유한 지형지물을 탐지하기 위하여 사용된다. NDWI와 수위-내용적 자료와의 관계로부터 저수지 수표면적을 산출하였으며, 이에 따른 상관성 분석을 통하여 위성영상을 활용한 농업용 저수지의 가용수량 추정방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.52-52
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• 2023

저수지는 기존의 육상 수지에 직접적인 영향 뿐 만 아니라 수체가 육상에 머무르는 시간을 늘려 수온 및 수질에는 영향을 미친다. 이들이 환경 및 지역 기후 변화에 직접적인 영향을 미치는 주요인자로 기후 변화에 미치는 긍정적, 부정적 효과와 함께 중요성이 더 증대되고 있다. 위성 원격탐사는 북한 지역 등과 같은 현장 관측 자료의 수집이 어려운 지역을 포함한 전 지구 규모에서 저수량 변화를 추정하는데 유용한 자료를 제공한다. 우리는 광학 위성 (Landsat-8/9)과 능동형 마이크로파 위성 (Sentinel-1)를 활용해 한반도 지역에 분포하고 있는 저수지의 수체 면적을 산출하기 위해 2020년부터 2022년까지 자료를 수집했다. 저수지 표면적 산출은 전통적인 NDWI (Normalized Difference Water Index) 및 후방산란계수 (𝜎₀)에 multi-Otsu 방법을 적용하여 이진화 영상을 얻는 방식을 이용했다. 여전히 남아있는 과탐지 영역은 최대 표면적 영상과 상대 비교를 통해 제거했다. Landsat과 Sentinel-1 위성 원격 탐사 자료 기반 저수지 표면적은 높은 유사성이 있었고, 현장 및 위성 고도계 자료 기반 수면 고도 변화와 높은 관계성를 보여주었다. 실험을 통해 위성 원격탐사 자료를 활용한 한반도 지역 저수지의 저수량 변화을 추정했으며, 현장 관측자료와 비교했다. 이 추정 기술은 전 지구 저수지 및 호수로 확장할 수 있으며, 수문 모델의 검증자료 등으로 활용될 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.130-130
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• 2019

최근 호내 조류문제가 심각해지고 있는 상황이다. 2017년도에는 남강댐의 조류경보 발령이 동절기인 12월까지 지속됨에 따라 지역 사회의 수질관리 불안이 커지고 있다. 본 연구에서는 호내 조류생장과 수심에 따라 수질에 관하여 연구하였다. 남강댐을 포함하고있는 남강댐 중권역은 경호강으로부터 남강댐까지 해당하며, 낙동강 전체 면적에 7.2%에 달하는 $2.293km^2$의 유역면적을 가지는 중권역이다. 남강댐 중권역에서 광역 및 지방을 포함하는 취수장이 총 10개 이며, 남강댐 중권역 내취수량의 95% 이상을 차지하는 남강 취수원과 진주 취수원이 남강댐 호소수에 의존하고 있으므로 남강댐 상수원의 수질 관리는 매우 중요하다. 그러므로 남강댐의 효과적인 수질관리를 위해 호내 조류 생장 구간의 특성을 파악하여 수질변화에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 남강댐 내의 조류 생장 구간인 오미천 유입부와 신풍리 지류 합류부 두 구간의 수심별 pH, DO, EC, 세포수, 클로로필을 측정하여 비교하였으며, 두 구간의 특성을 비교 분석 하였다. 본 연구는 조류 생장 구간인 두 지점의 특성을 파악에 비교 분석하며, 수심별 수질 변화를 예측하여 상수원으로 이용되고 있는 남강댐 호내의 수질관리에 필요한 선행 자료가 되고자 하였다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.47 no.3
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• pp.232-238
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• 2014

We have developed a non-destructive, touch-free method for estimating leaf areas with a structured-light three-dimensional (3D) scanner. When the surfaces of soybean leaves were analyzed with both the 3D scanner and a leaf area meter, the results were linearly related ($R^2=0.90$). The strong correlation ($R^2=0.98$) was calculated between shoot fresh weights and leaf areas when the scanner was employed during growth stages V1 to V4. We also found that leaf areas measured by the scanner could be used to detect changes in growth responses to abiotic stress. Whereas under control conditions the areas increased over time, salt and drought treatments were associated with reductions in those values after 14 d and 12 d, respectively. Based on our findings, we propose that a structured-light 3D scanner can be used to obtain reliable estimates of leaf area and plant biomass.

• Journal of the Korean association of regional geographers
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• v.12 no.4
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• pp.449-460
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• 2006

This study aims to analyze distribution of natural lakes including lagoonal lake(lagoon) and tributary dammed lake(tributary lake) and calculate the size, morphology in order to interpret time-serial change of lakes using methodology of remote sensing images(1990s), GIS and topographic maps(1920s) in east coast of Korean Peninsular. Analysis results show that in 1990s, there are 57 natural lakes, with the total size of $75.62km^2$ over size $0.01km^2$. marine-origin lagoons are 48 with total size of $64.85km^2$, composing 85% of total natural lake, and the largest lagoon is Beonpo in Raseon City. Tributary lakes have been formed by damming of tributary channels by fluvial sand bars from main stream, located nearby at coastal zone, similar to lagoon sites. Large tributary lake, Jangyeonho, is developed in lava plateau dissection valley of Eorang Gun, Hamnam Province. There are more distributed at Duman River mouth$\sim$Cheongjin City, Heungnam City$\sim$Hodo Peninsular and Anbyeon Gun$\sim$Gangreung City. Geomorphometrically, correlation of size to circumference is very high, but correlation of size to shape irregularity is very low. The direction of lagoonal coast, NW-SE and NE-SW are predominated due to direction of tectonic structure and longshore currents. The length of the river into lake are generally short, maximum under 15km, and lake size is smaller, degree of size decreasing is higher. Geomorphic patterns of the lake location are classified as coast-hill range, coastal plain, coastal plain-channel valley, coastal plain-hill range and channel valley-hill range. During from 1920s to 1990s, change with lake size decreasing is highest at coastal plain-channel valley, next is coastal plain. Causes of the size decreasing are fluvial deposition from upper rivers and human impacts such as reclamation.

• Journal of the Korean association of regional geographers
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• v.15 no.2
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• pp.179-191
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• 2009

This study analyzes and compares the geomorphic characteristics and environmental changes of coastal plains such as the Anju and Hamheung Plains located in the west and east coasts of North Korea, respectively, based on topographic maps of the 1910s and satellite images of the 2000s. The Anju Plain, so called by as Yeoldusamcheonribeol, can be divided into alluvial plains, coastal plains and erosional plains. The Hamheung Plain can be regarded as alluvial plains formed by Seongcheon-river. Approximately 84.98$km^2$ tidal flats have been reclaimed to farmlands and saltpans, and the most channels of medium and small rivers have been straightened at the Anju Plain during the last one hundred years. At the Hamheung Plain, on the other hands, approximately 3.40$km^2$ land has been increased by the advances of coastal line of the Seongcheon-river delta with a maximum of 800m, and channels of Seoseongcheon-river which showed anastomosing channels have been disappeared by reclamation. Gwang-po has been decreased by artificial reclamations and river sedimentary processes.