• 제목/요약/키워드: Data modeling

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원격탐사와 인공지능 모델링을 활용한 제주도 지역의 준맹그로브 탄소 축적량 예측 (Prediction of Carbon Accumulation within Semi-Mangrove Ecosystems Using Remote Sensing and Artificial Intelligence Modeling in Jeju Island, South Korea)

  • 이철호;이종성;김채빈;추연수;이보라
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제10권4호
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    • pp.161-170
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    • 2023
  • 본 연구에서는 제주도에서 자생하는 준맹그로브인 황근 (Hibiscus hamabo)과 갯대추나무 (Paliurus ramosissimus)의 탄소 저장량을 원격탐사로 추정하고 기후요인에 의하여 공간변이를 예측하는 인공지능 모델을 구축하고자 하였다. 준맹그로브의 지상부 탄소 축적량은 Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) 라이다에 의하여 제공되는 지상부 생물량 밀도(aboveground biomass density, AGBD)를 Sentinel-2 영상으로부터 추출한 normalized difference vegetation index (NDVI)으로 해상도를 상향하여 추정하였다. 제주도에서 단위면적당 탄소 축적량은 황근이 16.6 t C/ha, 갯대추나무가 21.1 t C/ha이었다. 제주도 전 해안에서 준맹그로브의 탄소 축적량은 11.5 t C로 추정되었다. 환경요인에 따른 준맹그로브의 탄소 축적량을 예측하기 위하여 랜덤 포레스트 기술을 적용하였다. 제주도 준맹그로브림의 분포면적 대비 지상부 생물량의 잔차를 계산하였다. 이 잔차에 영향을 미치는 주요 환경요인으로는 가장 습한 달의 강수량, 가장 더운 달의 최고온도, 등온성 및 가장 습한 달의 평균 온도가 선정되었다. 제주도에서 랜덤 포레스트 분석으로 예측된 준맹그로브의 탄소 축적량은 12.0 t C/ha - 27.6 t C/ha 범위의 공간적 변이를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 탄소 축적량의 원격탐사 추정법과 환경요인에 따른 인공지능 예측법은 한반도에서 탄소흡수원으로서 맹그로브의 보전과 조성에 필요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

단변량 및 다변량 LSTM을 이용한 농업용 저수지의 저수율 예측 (Prediction of Water Storage Rate for Agricultural Reservoirs Using Univariate and Multivariate LSTM Models)

  • 조성억;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_4호
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    • pp.1125-1134
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    • 2023
  • 우리나라의 17,000여개의 저수지 중 13,600개소의 소규모 농업용 저수지에는 수문 계측 시설이 설치되지 않아서, 저수율 예측과 합리적인 저수지 운영이 쉽지 않다. 본 연구는 인공지능 기술을 이용하여 농업용 저수지의 저수율을 예측하는 것을 목적으로 하며, 단변량 long short-term memory (LSTM)에서 저수율 그 자체를 사용하는 것뿐만 아니라, 다변량 LSTM에서 강수 등의 기상변수와 시기 등의 계절변수를 추가하여 예측에 활용하였다. 이동저수지의 2013년부터 2020년까지 8년간 데이터로 모델을 학습시키고, 모델의 예측 결과를 2021년의 일일 저수율 데이터로 검증하였다. 단변량 LSTM은 1일 후 저수율을 root-mean square error (RMSE) 1.04%, 3일 후 2.52% 이내, 5일 후 4.18%의 오차로 예측하였으며, 다변량 LSTM은 1일 후 저수율을 RMSE 0.98%, 3일 후 1.95%, 5일 후 2.76%의 오차로 예측하여 더 좋은 성능을 보였다. 1일 후 저수율을 예측하는 다변량 모델의 경우, 시계열 저수율 이외에도 date of year (DOY)와 1일 및 5일 누적 강수량이 중요한 변수인 것으로 나타났는데, 이를 통해 볼 때 당일 저수율에 영향을 미치는 강수의 시간적 범위는 5일 정도인 것으로 사료된다.

ChatGPT을 활용한 디지털회로 설계 능력에 대한 비교 분석 (Comparative analysis of the digital circuit designing ability of ChatGPT)

  • 남기훈
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권6호
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    • pp.967-971
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    • 2023
  • 최근에는 다양한 플랫폼 서비스가 인공지능을 활용하여 제공되고 있으며, 그 중 하나로 ChatGPT는 대량의 데이터를 자연어 처리하여 자가 학습 후 답변을 생성하는 역할을 수행하고 있다. ChatGPT는 IT 분야에서 소프트웨어 프로그래밍 분야를 포함하여 다양한 작업을 수행할 수 있는데, 특히 프로그램을 대표하는 C언어를 통해 간단한 프로그램을 생성하고 에러를 수정하는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 능력을 토대로 C언어를 기반으로 만들어진 하드웨어 언어인 베릴로그 HDL도 ChatGPT에서 원활한 생성이 예상되지만, 베릴로그 HDL의 합성은 명령문들을 논리회로 구조 형태로 생성하는 것이기에 결과물들의 정상적인 실행 여부를 확인해야 한다. 본 논문에서는 용이한 실험을 위해 규모가 적은 논리회로들을 선택하여 ChatGPT에서 생성된 디지털회로와 인간이 만든 회로들의 결과를 확인하려 한다. 실험 환경은 Xilinx ISE 14.7로 모듈들을 모델링하였으며 xc3s1000 FPGA칩을 사용하여 구현하였다. 구현된 결과물을 FPGA의 사용 면적과 처리 시간을 각각 비교 분석함으로써 ChatGPT의 생성물과 베릴로그 HDL의 생성물의 성능을 비교하였다.

궤도 진동기반의 침목플로팅궤도 침목방진패드 스프링강성 추정 기법 연구 (Estimation Method of Resilience Pads Spring Stiffness for Sleeper Floating Tracks based on Track Vibration)

  • 최정열;박상욱;정지승
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권6호
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    • pp.1057-1063
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    • 2023
  • 본 연구대상인 도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)는 구조물로 전달되는 진동을 저감시키기 위한 방진궤도이다. 현재 침목플로팅궤도의 침목방진패드 교체주기(정적 스프링강성 변화율, 25±2%)는 하중기반(궤도충격계수와 궤도지지강성)으로 설정되어 운영중인 실정이다. 그러나 대부분의 선행연구는 침목방진패드의 피로수명평가와 스프링강성 증가에 따른 궤도충격계수 및 궤도지지강성의 증가 등 하중기반의 구조적 안전성 측면의 연구가 진행되었다. 따라서 본 연구에서는 분석 구간별 도상 진동가속도를 측정하고 700만회 피로시험결과를 이용하여 구간별 침목방진패드 스프링강성을 산출하고자 한다. 구간별 산출한 침목방진패드 스프링강성을 해석제원으로 설정하여 도상 진동가속도를 해석적으로 도출하였다. 구간별 해석 도상 진동가속도가 현장측정 도상 진동가속도 범위 이내로 나타나 해석모델링의 적정성이 검증되었다. 도출된 스프링강성 변화에 따른 진동가속도 선도(g-k curve)를 이용하여 측정 도상 진동가속도로 침목방진패드 스프링강성을 추정하고자 한다. 따라서 측정 도상 진동가속도를 이용한 운행선로의 침목방진패드 스프링강성을 추정할 수 있는 기법을 제시하고자 한다.

주제기반 설계 모형에 따른 수학-정보 연계·융합 수업 자료 개발 연구 (A Study on the Development of Mathematical-Informatics Linkage·Convergence Class Materials according to the Theme-Based Design Model )

  • 이동근;김한수
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제37권3호
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    • pp.517-544
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    • 2023
  • 본 연구는 교과 간 연계·융합 수업자료 개발의 필요성이 높아지고 있음에도 고등학교에서 관련 수업 자료 개발 빈도가 적다는 선행연구의 연구 결과에 근거하여 수학과 정보 과목의 연계·융합 수업자료 개발 과정 및 결과물을 제시한 연구이다. 특히 본 연구는 동일한 교원학습공동체 프로그램에 참여한 6명의 교사들이 수학과 정보 교과 간 연계·융합 수업자료로서의 적합성과 현장 수업 적용 가능성이 높은 자료 개발을 목표로 논의한 과정들에 대한 정보를 담고 있다. 자료 개발 절차에 따라 주제기반 설계 모형을 적용하여 자료를 개발하였으며, 선행연구와 교원학습공동체 구성원의 합의 결과를 반영하여 100분 블록 수업 시간 동안 수학과 정보 과목의 교사가 함께 수업을 진행할 수 있는 수업 자료를 개발하였다. 개발한 자료는 사회적으로 이슈가 되었던 문제상황을 두 과목의 연결고리로 삼아 학생들이 수학적 모델링과 코딩을 통한 문제해결을 경험할 수 있는 자료이다. 개발된 자료는 '개발 자료를 현장에 적용하기에 타당한 자료인지 살펴보고 적용 실천성을 높이기 위하여' 현장 교사를 대상으로 CVR 검증을 통하여 검증을 하였으며, 그 결과를 반영하여 최종 개발된 수업 자료를 지도안 형태로 제시하였다. 또한 자료 개발 과정에서 개발자들의 경험한 시행착오와 고민도 함께 기술하여 현장 연구자들의 관련 연구 수행에 기초가 될 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 이러한 연구 결과는 수업자료 개발 모형이 실제 수업에 적용가능한지 탐색할 수 있는 실증적인 자료로서의 가치를 가지며, 이들 자료의 축적은 이론적인 수업 모형과 실제적인 현장 수업 사이의 선순환적인 관계 구축에 도움이 될 것으로 보인다.

2차원 흐름해석모형의 매개변수 최적조합결정 자동화 알고리즘의 개발과 적용 (Development and application of automation algorithm for optimal parameter combination in two-dimensional flow analysis model)

  • 안세혁;신은택;송창근;박성원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권spc1호
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    • pp.1007-1014
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    • 2023
  • 천수방정식 기반 흐름해석모형은 하천 및 수로에서의 흐름을 수평 2차원적으로 수치모의하는데 활용되며 매개변수인 와점성계수와 조도계수에 큰 영향을 받는다. 따라서 적절한 매개변수의 선택은 흐름특성을 정확하게 모사하기 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 2차원 흐름해석에 적용되는 매개변수의 최적조합을 찾기 위한 자동화 알고리즘을 개발하고 적용하였다. 기존연구에서 2차원 흐름해석모형을 적용하는 경우 매개변수의 선정에 있어 경험적인 방법을 사용하여 최적의 매개변수를 찾는데 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서는 실험결과를 활용하여 다양한 매개변수의 조합에 따른 오차를 추적하고, 매개변수의 최적조합을 결정할 수 있는 알고리즘을 Python 언어를 이용하여 개발하고 적용하였다. 자동화 알고리즘은 121(11×11)개의 매개변수 조합에 따른 2차원 흐름해석결과 중 유속모의결과의 오차값을 비교하여 가장 정확한 조합을 손쉽게 결정하도록 구성되었다. 오차가 가장 작은 매개변수의 최적조합을 자동화 알고리즘의 적용을 통해 신속하고 간단하게 결정할 수 있다는 측면에서 높은 활용가치가 있을 것으로 기대된다.

서비스회복 공정성이 고객의 잔여감정에 미치는 영향: 브랜드관계품질의 조절효과 (The Impact of Service Recovery Justice on Customers' Residual Emotions: Focusing on the Moderating Role of Brand Relationship Quality)

  • 김상희
    • 산업융합연구
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    • 제21권12호
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    • pp.11-23
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    • 2023
  • 본 연구는 서비스회복 공정성, 잔여감정, 그리고 고객행동의 관계에 관한 것으로 서비스회복에 대한 공정성이 잔여 감정에 영향을 미치고 이러한 잔여감정은 고객의 부정적 행동에 영향을 미친다는 것을 실증적으로 검증하고 있다. 또한 본 연구는 고객-브랜드관계품질을 감정적 관계품질과 인지적 관계품질로 구분하고 어떤 유형의 관계품질인가에 따라 분배, 절차, 상호작용공정성이 잔여감정에 미치는 영향정도가 상이할 수 있음을 검증하고자 한다. 설문지를 통해 자료를 수집하였으며 구조방정식 모형으로 가설을 검증하였다. 연구결과 서비스회복 공정성 중 절차, 상호작용 공정성은 잔여감정에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났고, 잔여감정은 재방문의도, 부정적 구전의도에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 분배공정성, 절차공정성이 잔여감정에 미치는 영향은 인지적 관계품질이 감정적 관계품질보다 더 높은 것으로 나타났고, 상호작용공정성이 잔여감정에 미치는 영향은 감정적 관계품질이 인지적 관계품질보다 더 높은 것으로 나타났다.

서울 소매업 상권의 공간적 의존성 분석 : 코로나19 전후 변화를 중심으로 (Exploring Spatial Dependencies of Retail Market Areas in Seoul : Economic effects of COVID-19)

  • 이민주;전재식;강승범
    • 지역연구
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    • 제40권1호
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    • pp.3-17
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    • 2024
  • 코로나19가 장기화되며 국내 경기 위축과 생활 양상 변화에 따른 상권에 관한 다양한 논의는 이루어져 왔지만, 상권 간 관계 및 관계 변화에 관한 분석은 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구는 코로나19로 인한 서울지역 소매업 상권에 대한 영향을 파악하는 데 있어 소매업 상권의 지리적 의존성과 상호작용을 고려하여 공간적 의존성을 파악하고 코로나19의 영향으로 의존관계가 어떻게 변화하였는지 실증적으로 알아보는 것을 연구의 목적으로 한다. 이를 위해 서울시 소매업종의 발달상권을 대상으로 2019년부터 2021년까지의 4분기 데이터를 활용하였으며 연립방정식 모형의 추정기법인 3단계 최소제곱법(3 Stage Least Squares, 3SLS)을 통해 분석을 진행하였다. 분석 결과 서울시 소매업 상권 간 공간적 의존성이 확인되며, 발달상권이 인근 상권에 미치는 영향이 음(-)의 방향으로 나타났다. 또한 코로나19 이후 공간적 의존성이 변화하였으며 이는 코로나19의 영향으로 발달상권의 상업활동이 감소한 것으로 해석된다. 본 연구의 공간적 의존성을 고려한 분석을 통해 서울시 소매업 상권에 대한 새로운 시사점을 제공한다는 점에서 의의가 있다. 이는 정부, 지자체, 소상공인 등 다양한 이해관계자들이 상권 간 관계를 고려하여 상권 변화에 적절히 대응할 수 있는 기반을 제공한다는 데서 시사점을 가진다.

중증 장애우용 음성구동 휠체어를 위한 강인한 음성인식 알고리즘 (Robust Speech Recognition Algorithm of Voice Activated Powered Wheelchair for Severely Disabled Person)

  • 석수영;정현열
    • 한국음향학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.250-258
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    • 2007
  • 현재의 음성인식 기술은 하드웨어 기술의 발전과 더불어 여러 분야에 응용되고 있지만 음성구동 휠체어와 같은 고신뢰성이 요구되는 응용분야에서는 아직도 그 성능이 불충분하다. 실 환경에서 음성을 통해 안전하게 휠체어를 제어하기 위해서는 도로의 소음 등과 같은 주변잡음의 영향에 의한 음성인식 성능의 저하, 사용자의 기침소리나 숨소리 등과 같은 비음성 입력시의 오동작, 명령어의 불명확한 발성과 일반인과는 다른 발성 속도 및 발성 주파수 등을 고려한 인식시스템이 필요하다. 이를 위하여 본 논문에서는 비음성 입력시의 오동작을 방지하기 위해 인식기의 전처리 단에서 YIN 기본주파수 추출방법을 적용한 후 프레임 별 신뢰도에 기반한 고정도로 음성/비음성을 판별할 수 있는 방법을 제안하고, 불명확한발성에 대한 인식 성능 향상을 위해 화자 적응화 방법 및 개인적인 발성 변이를 표현할 수 있는 다중 후보 단어사전을 구성하여 인식성능 제고를 도모하였다. 잡음이 포함된 실 환경하에서 수집한 데이터를 대상으로 인식실험을 수행한 결과 기존의 켑스트럼 방법에서는 오류 없이 비음성을 찾아내는 재현율은 62%로 나타났으나 본 논문에서 제안한 YIN방법에 기반을 둔 신뢰도 측정방법에서는 95.1%를 나타나 우수한 성능을 나타내었다. 실 환경에서 수집된 2211개의 불명확한 발성을 대상으로 인식실험을 수행한 결과 2000상태 16 혼합수 HMnet 모델을 이용한 경우 인식률이 78.6%로 나타났으나 MAP적응화 방법 및 다중 후보 인식사전을 적용한 결과 99.5%의 인식 성능을 나타내어 제안한 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.

B2C 물류서비스 이용자의 프라이버시 위험, 프라이버시 신뢰, 프라이버시 우려, 정보보호정책 준수의지에 대한 실증연구: 인지밸런스이론 접근 (An Empirical Study of B2C Logistics Services Users' Privacy Risk, Privacy Trust, Privacy Concern, and Willingness to Comply with Information Protection Policy: Cognitive Valence Theory Approach)

  • 임세헌;김단종
    • 경영정보학연구
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    • 제22권2호
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    • pp.101-120
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    • 2020
  • 본 연구는 B2C 물류서비스 이용자의 프라이버시 심리를 조사하였다. 본 연구에서는 인지밸런스이론을 이용해 이론적 프레임워크를 개발하였고, 이 프레임워크를 이용해 물류보안지식, 프라이버시 신뢰, 프라이버시 위험, 프라이버시 우려, 개인정보보호를 위한 컴플라이언스 행동의지에 대한 연구모델을 제안하였다. 그리고, B2C 물류서비스 이용자들을 대상으로 설문조사를 통해, 151부의 유효한 응답을 획득하였고, 구조방정식 소프트웨어를 이용해 실증분석을 하였다. 실증분석 결과를 살펴보면, 물류보안지식은 프라이버시 신뢰와 위험에 영향을 미쳤고, 프라이버시 신뢰는 컴플라이언스 행동의지에 영향을 미쳤다. 그러나, 물류보안지식은 컴플라이언스 행동의지에 영향을 미치지 않았다. 본 연구결과는 물류서비스에서 정보보안과 프라이버시 보호가 중시되는 현 시점에서 연구자들에게 물류보안 연구를 위한 이론적 시사점을 제공해 줄 것이고, 실무자들에게는 보다 안전한 물류서비스 개발을 위한 시사점을 제공해 줄 것이다.