• 제목/요약/키워드: CA모형

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SWAT 모형을 이용한 미래 토지이용변화가 수문 - 수질에 미치는 영향 분석 (The Analysis of Future Land Use Change Impact on Hydrology and Water Quality Using SWAT Model)

  • 박종윤;이미선;이용준;김성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권2B호
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    • pp.187-197
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    • 2008
  • 본 연구에서는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 경안천 유역($255.44km^2$)을 대상으로 미래 토지이용변화가 수문-수질에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. Landsat TM(1987, 1991, 1996, 2004), $ETM^+$(2001) 위성영상으로부터 시계열 토지이용도를 작성하고, CA-Markov 기법을 이용하여 2030, 2060, 2090년도의 미래 토지이용변화를 예측하였다. 모형의 입력 자료인 수문 기상자료와 지형자료(DEM, 토양도, 하천도 등), 수질자료(SS, T-N, T-P)를 구축하고 1999, 2000년 자료를 이용하여 모형의 보정을 실시하였으며, 2001, 2002년에 대하여 검증하였다. 검보정 결과, 유출량에 대해 모형 효율성 계수는 0.59, 수질항목(Sediment, T-N, T-P)에 대한 결정계수는 0.88, 0.72, 0.68로 분석되었다. 미래 토지이용변화에 따른 유출량과 비점오염 부하량의 변화를 분석한 결과, 도시화가 진행되면서 2004년을 기준(76.3)으로 유역 평균 CN값이 2030년 76.9, 2060년 77.1, 2090년 77.4로 증가하면서 유출량이 1.4%, 2.0%, 2.7% 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, 비점오염원의 증가로 유사량과 T-N, T-P 부하량은 2004년을 기준으로 2030년 51.4%, 5.0%, 11.7% 증가하였으며, 2060년 70.5%, 8.5%, 16.7% 2090년에 74.9%, 10.9%, 19.9% 증가하는 것으로 분석되었다.

미래 기후 식생 토지이용 변화를 고려한 충주댐 기후, 식생, 유역의 수문변동 파악을 위한 SWAT-K 모형의 적용 (Application of SWAT-K Model for the Evaluation of Hydrological Variation of Chungjudam Watershed Considering Future Climate, Vegetation and Land Use Changes)

  • 박민지;신형진;안소라;김성준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.189-193
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    • 2008
  • 본 연구는 충주댐 유역을 대상으로 미래의 기후변화, 그에 따른 식생상태, 그리고 미래의 토지이용 변화를 고려한 상태에서 SWAT-K 모형에 의한 수문순환인자들의 변화가 댐의 유입량에 미치는 영향을 파악하고자 한다. SWAT 모형의 검보정은 6년간($2000{\sim}2006$, 2001년 제외)의 댐유입량 자료를 이용하여 실시하였으며, Nash_Sutcliffe 모형효율은 $0.52{\sim}0.88$의 범위로 검보정되었다. 기후변화 시나리오는 IPCC에서 제공하고 있는 GCM들 중에서 CCCma CGCM2의 A2, B2 시나리오를 이용하였으며, 댐유역의 기후변화를 모의하기 위하여 과거 30년간($1977{\sim}2006$)의 기상자료 통계정보를 기준으로 Change Factor Downscaling 기법을 적용하여 2030년, 2060년, 2090년 전후의 각 30년간의 미래 정보를 재생산하였다. 미래의 식생정보는 7년($2000{\sim}2006$)간의 MODIS 위성 영상에 의한 엽면적 지수를 월단위로 구축하여 엽면적 지수와 평균기온간의 상관회귀식을 도출하여 미래 기후변화에 따른 식생의 활력도를 예측하였다. 미래의 토지이용 변화는 CA-MArkov 기법을 개선, 적용하여 총 9개의 토지이용 항목에 대하여 각 항목별 예측을 실시하였다. 2000년의 기상자료 및 댐유입량을 기준으로 이상의 미래기후, 식생, 토지이용 에측 정보를 적용하여 미래의 댐유입량을 모의한 결과를 분석하였다. 그 결과 강수량 및 온도의 변동이 가장 크게 영향을 주어 유입량의 변화가 모의되었으며, 이에 따른 수문인자의 변동은 2000년 기준으로 증발산량, 토양수분의 변동을 분석하였다. 미래의 수문순환에 가장 큰 영향을 주는 수문인자는 토양수분으로 나타나, 미래에는 산림지역 및 토지이용 개발에 따른 토양수분의 함양량 유지를 위한 유역관리가 중요한 요인이 될 것으로 나타났다.

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미래 산림식생변화 예측을 위한 개선된 CA-Markov 기법의 적용 (Application of the Modified CA-Markov Technique for Future Prediction of Forest Land Cover in a Mountainous Watershed)

  • 박민지;박근애;이용준;김성준
    • 한국농공학회논문집
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    • 제52권1호
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    • pp.61-68
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    • 2010
  • 토지피복은 대부분의 수문 수질 모형의 중요한 매개변수로서, 수자원 변화 예측에 중요한 입력자료로 활용되고 있다. 본 연구에서는 개선된 CA (Cellular Automata)-Markov 기법을 이용하여 충주댐유역의 미래 산림식생변화에 대한 예측을 시도하였다. 예측과정으로 과거의 Landsat TM 영상 (1985, 1990, 1995, 2000)을 이용하여 기법의 정확도 검증 및 산림분포의 변화경향을 파악하고, Landsat 산림은 2000년과 2005년의 NOAA AVHRR NDVI값을 기준으로 침엽수림, 혼효림, 활엽수림의 3종으로 구분한 후, 이를 이용하여 2030년, 2060년, 2090년의 식생변화를 추정하는 방법을 제안하였다. 이 방법의 적용결과, 2000년과 비교하여 2090년의 활엽수림과 혼효림은 각각 14.3 %, 11.6 % 증가하였으며, 침엽수림은 24.9 % 감소하는 것으로 나타났다. 과거의 경향성에 의해 예측을 시도한 본 연구결과는 미래 토지피복 변화에 따른 수문 수질 영향 분석시 지표 조건의 불확실성을 줄이는데 활용될 수 있다고 판단된다.

중심지리론에 의한 도시근린공원의 세력균점점리론 모형 (Equilibrium Point Model Of Urban Community Parks Based On A Centrality Index Model)

  • 권상준;심경구
    • 한국조경학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.120-128
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    • 1993
  • This study suggests one hypothesis: The strength of the catchment forces of urban community parks can be represented as an equilibrium point model, which is derived from a centrality index for. That model was designed by Reilly(1931) and developed by Godlund(1956). An equilibrium point model for the catchments is represented as followed formulae: m=$\frac{CA2}{CA-CB}$ m=$\frac {{{{{L SQRT {{C}_{A}$.$ {C}_{B}} {CA-CB} Here, m is distance from the center of park A to the cetner of park B. r is radius of a circle where the catchment between park A and B is equal pointed traces. CA is index of the centrality of park A from Reilly's Law. CB is an index of the centrality of park B from Reilly's Law. L is an the distance between park A and B. The equilibrium point model is testified in the case of Chong-ju community parks. The testification has been limited to the application to such manifest outdoor recreational facilities as bentches, even though there are statistically and economically problems for a quantitative model to be testified. But the testification could be a rationale for the catchment forces of urban community parks, which was quantitatively represented that the distance between two or there parks should be related with the feasibility of the parks. Therefore, the urban community park should be planned to be located, hiving separately its identity that might be considered with the facility diversification and the locational competitiveness of a park.

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알지네이트 젤을 이용한 혈관 색전술의 유용성 : 토끼에서의 실험적 연구 (The Efficiency of Vascular Embolization Using Alginate Gel : An Experimental Study in Rabbit)

  • 이우백;강영한;김종기
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제32권1호
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    • pp.61-67
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    • 2009
  • 연구목적 : poly-L-guluronic alginate(PGA) 겔이 혈관색전술에 적용가능한지 시뮬레이션을 통해 확인하고, PGA 겔이 혈관 내에서도 유용한지 혈관조영술을 통해 알아보고자 하였다. 연구방법 : 겔을 형성하는 PGA는 다시마에서 추출하여 생물학적 적합성 시험을 거쳤고, 단백질 불순물을 완전히 정제한 후 실험에 이용하였다. 유리 동맥류 모형을 이용하여 PGA가 겔을 형성하여 색전을 일으키는지 확인하였고, 가토의 신장 혈관에서도 PGA가 색전을 일으키는지 혈관조영술을 통해 확인하였다. 결 과 : 유리 동맥류 모형에서 PGA는 자동 주입기를 이용하여 카테타를 통해 주입한 후 염화칼슘($CaCl_2$)을 주입하니 유리 동맥류 모형 내에서 겔을 형성하며 색전을 일으켰다. 가토 실험에서는 우신 동맥과 대동맥을 결찰한 후 혈관조영술을 통해 좌신의 혈류를 확인하였다. 좌신동맥으로 PGA와 염화칼슘($CaCl_2$)을 동일한 카테터를 통해 순서대로 주입한 후 우신동맥과 대동맥의 결찰을 제거하였다. 혈관조영술을 다시 실시하여 좌신동맥의 혈류를 확인하니 좌신동맥이 보이지 않았다. 이는 좌신 혈관 내에세 PGA가 겔을 형성하여 혈류를 완전히 차단하였기 때문이었다. 결 론 : PGA는 혈관 내에서 혈관을 완전히 차단하고 색전을 일으킴을 확인하였다. 그러므로 PGA는 혈관 색전물질로 유용할 것이고, 혈관색전술과 조영술 적용에 상당히 효과적일 것이다.

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저영향개발 시설 설계 기준에 따른 용량 평가 방법 연구 (Research on Design Capacity Evaluation of Low Impact Development according to Design Criteria)

  • 임지열;길경익
    • 한국습지학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.59-67
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    • 2022
  • 전 세계적으로 도시화로 인해 파괴된 자연물 순환시스템 회복을 위해 저영향개발 (Low Impact Development, LID) 시설에 대한 관심이 커지고 있다. 하지만, LID 시설 용량 적정성 평가를 위한 종합적인 분석이 이루어지지 않아 LID 시설 도입에 많은 어려움이 제기되고 있다. 본 연구에서는 LID 시설 4개소(식생수로, 식생여과대, 식생체류지 및 투수블록)의 강우 모니터링 결과를 바탕으로 저감 효율 및 적정 용량 산정 방안을 분석하였다. WQV과 WQF을 설계 기준으로 하는 LID 시설의 강우 유출수(37%) 및 오염물질(TSS, BOD, TN 및 TP) 별 저감 효율(20% ~ 37.1%)이 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 용량 적정성 평가를 위한 SA/CA 그래프 도출 결과 모든 항목에서 결정계수 0.5 이상(비선형회귀모형 기준)으로 나타났으며, 특히 강우 유출수 및 TP에서 높은 결정계수를 보였다. 그리고 본 연구에서 제안하는 LID 시설의 구조적 차이를 고려한 'SA/CA & L/CA' 그래프 도식 결과, 'SA/CA'보다 강우 유출수, TSS 및 TP 결정계수가 향상됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 LID 시설의 용량 적정성 평가를 위한 'SA/CA & L/CA' 적용 가능성을 확인하였으며, 향후 일반화 및 표준화를 위한 추가적인 연구를 수행할 필요가 있다.

사서교사의 협동수업 모형 개발과 과정에 관한 3단계 연구 (A Study on Three Steps for the Model Development and Process of Cooperative Instruction for Teacher-librarians)

  • 함명식
    • 정보관리학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.121-144
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    • 2003
  • 본고는 학교도서관에서 사서교사가 실시하는 협동수업의 효과적인 수행을 위한 연구에 초점이 있다. 협동수업은 학교도서관을 활용하여 일반 교과 (국어, 영어. 사회, 과학, 국사 등)의 수업을 교과 교사와 사서교사가 협동으로 실시하는 수업이다. 본고는 학교 교육의 중심축인 교육 과정과 교과 수업을 위한 기반 이론인 교수설계 이론 등을 바탕으로 한 협동수업의 모형 개발과 실천 방법을 이론-모형-지원에 의한 3단계로 제시한다.

기후변화와 토지피복변화를 고려한 한강 유역의 수자원 영향 평가 (An Impact Assessment of Climate and Landuse Change on Water Resources in the Han River)

  • 김병식;김수전;김형수;전환돈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권3호
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    • pp.309-323
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    • 2010
  • 최근 기후변화와 이상기후에 대한 관심으로 세계 각국에서는 미래 기후에 대한 보다 정확한 정보를 얻기 위하여 IPCC 권장 시나리오인 SRES (Special Report in Emission Scenario)기반의 GCM(General Circulation Model)과 RCM(Regional Circulation Model)을 이용하고 있으며 특히, 최근에는 고해상도 자료를 생산함으로써 국부지역에 대한 지형학적 특성을 효과적으로 모의할 수 있는 RCM모형을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기후변화와 토지이용변화에 따른 미래 한강 유역의 수자원을 평가하기 위하여 다음의 과정을 진행하였다. CA-Markov Chain기법으로부터 토지이용변화를 추정하였으며 기온과 강수자료을 독립변수로 이용한 다중 회귀식으로부터 미래 NDVI를 추정하였다. 또한 기상청에서 제공하는 RegCM3 지역지후모형으로부터 축소기법을 이용하여 추정된 RegCM3 RCM 50 set의 기후변화 시나리오를 SLURP 모형에 입력하여 2001년부터 2090년까지 총 90년에 대한 한강 유역의 미래 유출모의를 실시하였다. 예측된 미래의 유출사상을 기반으로 각 댐별 과거와 미래 유출량을 월별로 비교하고 이들의 유황분석을 실시하였다. 최종 모의 지점으로 선택한 팔당댐에서 월단위 유출 모의 결과 8월 보다는 9월 유출량이 증가하는 결과를 보였고 이는 미래 강우 패턴의 변화에 기인한 것으로 판단되었다. 또한, 기후변화가 물 순환 구조에 미치는 영향을 검토한 결과 한강유역은 물 순환 요소(강수량, 증발량, 증산량, 유출량)의 변화에 의하여 수자원 관리 측면에서 어려움이 가중될 수 있음을 확인하였다.

도시성장모형의 시뮬레이션 자동화에 관한 연구 (Research about Urban Growth Model's Automation)

  • 윤정미;박정우
    • 한국지리정보학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.1-9
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    • 2008
  • 최근 토지이용 변화에 관한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, CA)를 이용한 연구방법이 도시성장에 많이 활용되고 있다. CA는 셀 상태가 전이규칙에 따라 새로운 시점의 상태로 변하는 연산을 반복한다. 또한 퍼지-AHP를 이용하여 정보 손실을 최소화하고, 유연한 도시성장 모델링을 유도할 수 있다. 그러나 AHP의 경우 가중치 도출까지 의사수렴 작업이 반복되어야 하는 어려움이 있다. 그리고 셀룰라 오토마타를 이용한 시뮬레이션은 많은 연산 모델링이 필요하고, 도출된 데이터 관리 및 일정 기준 시점마다 일치성을 검증하여야 한다. 이에 본 연구는 변수에 상대적 가중치를 부여하는 AHP 단계부터 셀룰라 오토마타를 이용한 도시성장 및 검증과정을 자동화하여 부산시 도시성장을 분석하고 예측하였다. 이를 통하여 도시성장 모델링의 복잡성과 반복성 문제를 개선할 수 있다. 또한 검증과정 부분을 통해 유용성 높은 모델링을 할 수 있으며, 작성된 모듈을 사용하여 이와 유사한 사례 연구에 적용할 수 있다.

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건물내 전체 인원분포를 고려한 실내 보행자 최적 대피모형 (An Optimal Model for Indoor Pedestrian Evacuation considering the Entire Distribution of Building Pedestrians)

  • 곽수영;남현우;전철민
    • 대한공간정보학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.23-29
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    • 2012
  • 일반적인 실내 보행자 대피모형 및 대피시뮬레이터는 보행자 특성(예, 이동속도, 방향, 기동성, 성별, 나이, 몸무게, 신체사이즈 등)을 고려하여 개개인이 출구까지 대피할 때의 최단거리나 최소시간, 즉, 국지적(local)인 해를 구한다. 따라서 이러한 모델을 이용해서는 대상 공간 전체(예, 건물 전체)의 재실자들이 모두 대피한다고 할 때, 전체 대피시간을 줄이는 전역적인 최적해를 얻기 힘들다. 본 연구는 건물내의 전체 인원분포를 고려하여 건물 내 재실자들의 총 대피시간을 최소화할 수 있는 전역적인 실내 보행자 최적 대피모형을 제시하고자 한다. 총 대피시간을 줄이는 전역적인 최적해는 다항식으로 찾기 힘든 문제로, 본 연구에서는 메타 휴리스틱기법 중 유전자 알고리즘을 이용하였다. 다양한 분포 상황을 염색체로 표현하고 해를 반복적 필터링하여 최적에 가까운 대피경로 및 대피시간을 산출하였다. 설계된 알고리즘을 표현하고 실험하기 위해서 CA(cellular automata) 기반의 대피 시뮬레이터를 이용하였으며, 다양한 실내 인원분포에 적용하여 그 결과를 제시하였다.