• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.411-418
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• 2018

This paper introduces a new method of ice load generation in the time domain for the station-keeping performance evaluation of Arctic offshore structures. This method is based on the ice load spectrum and mean ice load. Recently, there has been increasing interest in Arctic offshore technology for the exploration and exploitation of the Arctic region because of the better accessibility to the Arctic ocean provided by the global warming effect. It is essential to consider the ice load during the development of an Arctic offshore structure. In particular, when designing a station-keeping system for an Arctic offshore structure, a consideration of the ice load acting on the vessel in the time domain is essential to ensure its safety and security. Several methods have been developed to consider the ice load in the time domain. However, most of the developed methods are computationally heavy because they consider every ice floe in the sea ice field to calculate the ice load acting on the vessel. In this study, a new approach to generate the ice load in the time domain with computational efficiency was suggested, and its feasibility was examined. The ice load spectrum and mean ice load were acquired from a numerical analysis with GPU-event mechanics (GEM) software, and the ice load with the varying heading of a vessel was reconstructed to show the feasibility of the proposed method.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권3호
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• pp.328-333
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• 2019

During the winter of 2017/2018, significantly low water temperatures were detected around the western and southern coasts of Korea (WSCK). In this period, sea surface temperature (SST) in the Korea Waters was about $2^{\circ}C$ lower than mean temperature. Using the real-time observation system, we analyzed the temporal variation of SST during this period around the western and southern coasts. Low water temperature usually manifested over a period of about 10 ~ 20 days. The daily Arctic oscillation index was also similarly detectable with the variation of SST. From the cross-correlation function, we compared two periodic variations, which were SST around the WSCK and the Arctic oscillation index. The cross correlation coefficients between both variations were approximately 0.3 ~ 0.4. The time lag of the two time series was about 6 to 7 days. Therefore, significantly low water temperatures during winter in the Korean coastal areas usually became detectable 6 to 7 days after the negative peak of Arctic oscillation.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.143-148
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• 2013

본 연구의 목적은 빙해역을 운항하는 선박의 쇄빙시 깨진 해빙에 의해 선수부 좌현 외판에 작용하는 국부 빙하중을 계측한 신호의 특성을 조사하는 것이다. 한국 최초의 쇄빙연구선인 아라온호를 이용하여 2010년 8월초 북극해에서 실선 시험을 수행하여 선수부에 설치된 변형률 게이지로부터 국부적인 빙하중에 의한 신호를 계측하였다. 국부적인 빙하중에 의한 구조 응답 특성을 반영한 계측 신호는 전형적인 유체 충격압에 대한 하중-시간 이력과 다소 다른 특성을 갖는 것도 있음이 파악되었다. 본 연구에서는 계측 신호에 대한 시간 이력을 분석하고, 무차원화된 특성값들로 나타내었다.

• 무역학회지
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• 제48권4호
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• pp.121-148
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• 2023

북극 해빙의 급속한 용해는 유럽과 아시아 사이의 실행 가능한 대체 해로로서 북극항로에 대한 관심을 증대시켜 왔다. 현재까지 북극항로의 기술적 실현 가능성, 안전성, 수익성, 환경 영향 등을 고려한 광범위한 연구가 진행되어 왔다. 북극항로는 국제 교역의 중요한 루트가 될 것이며, 무역 원활화를 위해서는 항만 효율성이 무엇보다 중요하다. 그럼에도 불구하고 북극항로의 중요한 위치해 있는 항만들, 특히 러시아 북극 항만들의 효율성 평가에 대한 연구가 제한적인 상황이다. 따라서 본 연구는 데이터 포락 분석(DEA) 모델과 Malmquist 생산성 지수를 적용하여 러시아 17개 항구의 운영 현황을 분석하고, 효율성을 평가하고자 한다. DEA 분석 결과, 주로 서부 지역에 속하는 항만들의 효율성이 높게 나타났으며, 특히 무르만스크와 바란데이와 같은 항구는 지속적으로 높은 효율성과 꾸준한 규모의 수익을 보여주고 있음이 규명되었다. DEA-Malmquist 모형 결과에 의하면 기술발전에도 불구하고 모든 항구에 대한 전반적인 자원 활용 효율성의 개선 정도가 상대적으로 적은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 인프라 개발 계획 및 관련 정책 수립을 위한 기초자료를 제공하고, 북극항로 항만 당국에 실질적인 시사점을 제공한다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.82-87
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• 2013

The icebreaking research vessel ARAON conducted her second ice trial in the Arctic Ocean during the summer season of 2010. During this voyage, the local ice loads acting on the bow of the port side were measured using 14 strain gauges. The measurement was carried out during icebreaking while measuring the thickness of the ice every 10 m. The obtained strain data were converted to the equivalent stress values, and the effects of the ship speed and ice thickness on the ice load were investigated. As a result, it was found that a faster speed produced a larger stress, according to the variation in the peak values below an ice thickness condition of 1.5 m. Meanwhile, the effect of the ice thickness on the ice load was not clear.

• 한국해양공학회지
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• 제35권5호
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• pp.369-381
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• 2021

The International Ice Patrol (IIP) was established after the Titanic collided with an iceberg off the eastern coast of Canada in 1912 and sank, killing more than 1,500 people. Recently, the IIP has analyzed satellite images and provided safe operation information to vessels by tracking the occurrence and movement of icebergs. A large number of recent arctic studies mainly deal with sea ice formed by freezing seawater related to sea routes and resource development. The iceberg that collided with the Titanic was land-based ice that dislodged from a glacier and fell into the sea. The properties of these two types of ice are different. In addition, vessels operating in ice-covered waters such as the Arctic sea have an ice-breaking function or minimum ice-strengthened functions. Ships operating on transatlantic routes including the eastern coast of Canada do not necessarily require ice-strengthened functions. Hundreds to thousands of icebergs are discovered each year near the area where the Titanic sank. In this study, the status of ship-iceberg collision accidents was investigated to provide useful information to researchers, and the physical and mechanical characteristics of icebergs were investigated and summarized.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1251-1260
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• 2018

항공영상으로 제작한 고품질의 해빙표면모델은 인공위성 기반 원격탐사 기술 개발을 위한 현장자료 뿐만 아니라 북극 해빙의 정밀한 형상학적 변동 특성 분석에도 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 해빙 표면의 부족한 텍스쳐 정보는 영상정합을 어렵게 만드는 요인으로 작용한다. 이에 본 논문에서는 고품질 해빙표면 모델 생성을 위한 일환으로 균질한 해빙 표면에 대한 정합비용함수들의 성능 비교 분석을 수행한다. 정합비용함수로는 영상 도메인의 SSD(sum of squared differences), NCC(normalized cross-correlation), ZNCC(zero-mean normalized cross-correlation), 주파수 도메인의 PC(phase correlation), OC(orientation correlation), GC(gradient correlation)를 분석하였다. 텍스쳐 정보량에 따른 정합 성능을 보다 명확하고 객관적으로 분석하기 위해 객체 공간 기반 정합 기법의 원리를 바탕으로 하는 새로운 평가 방법을 도입하였다. 실험결과는 해빙 표면과 같이 텍스쳐 정보가 희박한 지역에 대해서는 정합 지역에 따라 적합한 크기의 탐색창을 가변적으로 적용해야만 정합의 신뢰성 및 정확도 확보가 가능함을 보여주었다. 정합비용함수들 사이에서는 NCC와 ZNCC가 텍스쳐 정보 변화에 대해서 가장 우수한 성능을 나타냈다.

• 광물과 암석
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• 제34권1호
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• pp.15-29
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• 2021

북극해는 기후 변화에 따라 북극의 해빙과 빙상의 분포가 달라지며 쇄설성 퇴적물 내 광물의 특성이 변화한다. 따라서 해빙이나 빙산에 의해 운송된 해양 퇴적물을 연구하는 것은 지구 기후 변화를 이해하는 데에 매우 중요하다. 본 연구에서는 척치해저고원의 아라온 마운드에서 채취한 4개의 중력코어와 아라온 마운드 사이 사면에서 채취한 1개의 중력코어를 사용하여, 벌크광물조성, 점토광물조성, 빙운쇄설물 연구를 통해 쇄설성 퇴적물의 기원지를 알아보고 이를 바탕으로 서북극해의 고환경 변화를 재구성하였다. 코어 퇴적물들은 갈색, 회색, 녹회색을 띠며 서북극해에서 나타나는 간빙기/빙기 순환에 따른 퇴적물 색의 특성을 잘 나타내고 있다. 척치해저고원에서 획득한 코어 퇴적물을 광물 특성과 주변에서 수행된 기존 연구와 비교하여 총 3개의 유닛으로 구분하였다. 최후빙기극대기에 퇴적된 유닛 3 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강과 인디기르카 강 퇴적물들이 동시베리아해 대륙붕에 퇴적된 후, 해빙이나 해류에 의해 유입된 것으로 보인다. 퇴빙기에 해당하는 유닛 2 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강, 인디기르카 강, 보퍼트해로 유입되는 맥켄지강과 캐나다 군도로부터 함께 공급된 것으로 보이며, 로렌타이드 빙상의 융해에 의하여 다량의 빙운쇄설물들이 유입되었다. 간빙기 퇴적물인 유닛 1의 경우, 세립질 퇴적물들은 캐나다 북부와 동시베리아해로부터 해빙과 해류에 의해 공급되었으며, 조립질 퇴적물들은 캐나다 군도로부터 해빙에 의해 유입된 것으로 여겨진다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권3호
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• pp.253-263
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• 2020

북극해 관련 정부정책의 경우 해양수산부에서 제시된 "북극활동 진흥 기본계획"이 있으나, 구체적인 정책 집행의 순위 및 가중치 등이 제시되어 있지 않아 정책집행의 시기조절 및 경중을 고려하기에 어려움이 있다. 이러한 측면에서 본 연구에서는 정부에서 제시한 북극정책의 우선순위를 평가하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 또한 북극정책의 원활한 수행을 위한 "지원방안" 및 "대외협력 방안"에 대해서도 우선순위를 제시하였다. 연구의 방법론은 전문가 의견을 종합적으로 평가할 수 있는 CFPR(Consistent Fuzzy Preference Relations) 방법을 활용하였다. 분석결과 해양수산부의 가장 중요한 북극정책은 '북극항로 개척 등 해운물류 협력'(0.087)이며, '전문인력 양성'(0.086), '제도적 기반 및 청사진 마련'(0.085) 순으로 나타났다. 본 연구의 결과는 북극해 관련 정책입안자 혹은 당국의 정책수립에 시사점을 제공할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1215-1227
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• 2018

해빙의 이동은 지역적 분포뿐만 아니라 해빙의 생성 및 두께에도 영향을 미치기 때문에 해빙의 변화를 평가하는 데에 중요한 정보가 된다. 이 연구에서는 북극해 해빙의 이동 특성 탐지를 위해 Korea Multi-Purpose Satellite-2(KOMPSAT-2)와 Korea Multi-Purpose Satellite-3(KOMPSAT-3)의 두 위성 센서로부터 다중 시기 고해상도 광학 위성 영상을 획득하고, SIFT(Scale-Invariant Feature Transform), SURF(Speeded Up Robust Features) 및 ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)의 특징점 추적 기법을 적용하였다. 두 위성 센서에서 획득된 영상의 활용을 위해 전처리 단계에서 공간해상도와 방사해상도를 일치시킨 후 특징점 추적 기법을 적용한 결과 SIFT의 경우 영상 전반에 걸쳐 특징점의 고른 공간 분포가 나타났고, SURF의 경우 해빙과 해양의 경계 부분에 특징점이 주요하게 분포하는 경향이 관찰되었으며 이러한 경향은 ORB에서 가장 현저하게 나타났다. 특징점 추적 기법별 연산 시간 측정 결과 SIFT, SURF 및 ORB의 순서로 연산 시간이 감소하였다. ORB의 경우 SIFT 기법 대비 추적된 특징점 수가 평균 59.8%로 줄어들었지만 연산 시간은 평균 8.7%에 해당하는 시간이 소요되어 해빙 이동 특성의 고속 탐지에 적합한 기법으로 판단된다.