• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.30-39
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• 2023

국가의 중요 방재시설인 대형 댐 시설물은 노후화와 홍수, 지진 등의 위험으로 디지털 전환 기술을 적용한 보다 나은 댐 안전점검 및 진단이 필수적이다. 종래의 인력에 의한 육안 안전점검 방식은 인력 접근의 어려움과 고소작업의 위험성, 노하우 중심의 점검에서 오는 데이터의 신뢰성 등의 문제가 있었다. 본 연구에서는 2개 대규모 댐 시설물을 대상으로 드론 photogrammetry에 의한 디지털 데이터 기반 댐 안전점검의 적용성을 검토하고, 지속적 활용을 위한 데이터 관리 방법론을 제시하였다. 댐 높이 42 m 및 99.9 m의 댐들에 대해 수면 및 전자기장 간섭, 심한 고저차에도 불구하고 평면적 더블그리드 및 수동 촬영 방식으로 GSD 2.5 cm/pixel 이내의 양호한 3D 디지털 모델을 생성하였다. 생성된 3D 메쉬 모델, 정사영상, 수치표면모형으로 as-built 조건의 종단 및 횡단 선형을 손쉽게 추출하여 댐의 변형 모니터링에 효과적임을 확인하였다. 댐 여수로 등 콘크리트 시설물에 대한 디지털 3D 모델로부터 균열 및 손상부를 효과적으로 검출하고 시각화하였으며, 이는 고소작업의 위험성 및 접근 제약 시설의 안전점검에 활용가능하다. 또한 댐의 안전점검 시 외관 조사망도를 3D 디지털 모델 상에서 매핑하는 방법과 손상 정보 이력 관리를 위한 관계형 데이터베이스 구조화 방안을 제안하였다. SYG댐 여수로 안전점검에 대한 투입 노동력과 시간을 실측한 결과, 드론 photogrammetry 방법은 기존 인력 육안점검에 비해 48%의 생산성 향상 효과를 확인하였다. 드론 photogrammetry 기반 댐 안전점검 디지털 전환은 업무의 생산성과 데이터 신뢰성 향상에 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• 디지털융복합연구
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• 제15권11호
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• pp.245-250
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• 2017

돌발홍수는 강우유출수가 하천으로 모여드는 유역이 좁은 지역에 집중호우로 인해 유입되는 물의 양이 급증하여 나타난다. 돌발홍수는 유속이 빠르고 홍수를 대비할 수 있는 시간이 부족하므로 인명과 재산상의 피해를 발생시킨다. 본 연구에서는 돌발홍수를 예보를 위한 빅데이터 분석방법을 수행하였다. 연구 자료는 2009년에서 2012년까지 국민안전처 국가재난정보센터에 보고된 38건의 홍수 피해 자료와 지표수문모형(TOPLATS)에 의해 생성된 수문기상정보인 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량이다. 돌발홍수 발생 선행 6시간의 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량 데이터를 요인분석을 통해 토양수분 상태, 장기요인에 의한 강우량과 지표유출량, 단기요인에 의한 강우량과 지표유출량으로 축소하였다. 빅데이터 분석 방법으로는 유형분석인 의사결정나무, 랜덤포레스트, 나이브베이즈, 서포트벡터머신, 로지스틱 회귀모형을 사용하였다. 돌발홍수 사고발생 자료가 38건으로 한정되어 있기 때문에 예측성능 정확도 판단이 중요하다. 예측성능 정확도 평가방법으로 kappa계수, TP Rate, FP Rate, F-Measure를 이용하였다. 이 외에 돌발홍수 발생 선행 시점별 재현성 평가와 과거 4년간 돌발홍수 경보 횟수를 통해 최적 유형분석 방법을 제시하였다. 연구결과 로지스틱회귀모형과 랜덤포레스트가 돌발홍수 예보를 위한 예측 성능이 가장 좋았다. 사고발생 자료가 2009년부터 2012년까지 38건으로 한정되어 있어 분석을 위한 훈련자료와 검증자료 구축에 한계가 있었다. 장기간의 자료가 수집된다면 더욱 정확한 빅데이터 분석을 수행할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.545-552
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• 2018

지반접지선은 남극 빙하 및 빙붕의 취약성을 나타내는 가장 핵심적인 척도로 물질균형의 증거로 사용된다. 본 연구에서는 SAR와 레이더 고도계 위성을 이용하여 빙하와 빙붕의 고해상도 수치고도모델을 제작하고, 이를 이용하여 동남극의 Campbell 빙하의 지반접지선의 위치를 추정하고 시공간적 변화를 관찰하였다. 2013년 6월 21일과 2016년 9월 10일에 획득된 TanDEM-X 와 TerraSAR-X 자료와 촬영날짜 대비 15일 이내의 CryoSat-2 레이더 고도계 자료의 조합을 이용하여 고해상도 수치고도모델을 제작 후 지반접지선을 추정하였으나 3년 동안 큰 변화를 관찰하지 못하였다. 지반접지선 추정 시 사용된 얼음의 평균 밀도는 정확하게 알려져 있기 않기 때문에 얼음의 밀도를 변화시킨 지반접지선의 변화를 분석하였다. DDInSAR로 추정된 지반접지선과는 공간적으로 큰 차이가 있었지만 광학위성의 표면 특징을 이용하여 추정된 지반접지선과는 얼음의 밀도가 약 $880kg/m^3$일 때 가장 유사하였다. 본 연구는 해저지형의 수직적 정확도에 따라서 결과의 신뢰도가 변할 수 있지만 얼음의 지반접지선 지역의 유체정역학적 얼음 두께가 더욱 큰 영향을 끼칠 것으로 고려되며 동일한 오차를 포함한 두 시기의 지반접지선을 비교하였기 때문에 상대적 변화는 의미가 있다고 고려된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권3호
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• pp.95-106
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• 2003

본 연구에서는 최근 도시계획, 수자원 및 방재 분야에서 높은 관심을 가지고 연구중인 항공레이저측량기법을 활용하여 시가지의 건축밀도를 평가하였다. 먼저, 레이저스캐너인 LiDAR(light detection and ranging)로 취득한 표고자료로부터 DEM(digital elevation model)과 DSM(digital surface model)을 구축하였으며, 건물의 높이를 계산하기 위해 DEM에는 ZONALMEAN 필터, DSM에는 ZONALMAJORITY 필터를 적용하였다. 필터링 과정으로부터 계산한 층수와 현지조사의 층수를 비교한 결과 표준오차 ${\pm}0.199$층을 확보할 수 있었다. 또한 건물 연면적 레이어와 구획 레이어를 중첩하여 통계분석함으로서 도시 구획별 용적률을 제시할 수 있었다. 항공레이저측량 자료를 이용하여 계산한 용적률과 현지조사로부터 계산한 용적률의 비교 결과, 용적률의 표준오차를 ${\pm}2.68%$로 확보할 수 있었다. 따라서, 항공레이저측량 자료는 향후 토지이용계획을 수립하는 의사결정자에게 매우 유용한 자료를 제공해 줄 것으로 기대한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권2호
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• pp.229-239
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• 2019

모든 식생 군락은 각자 층위구조를 가지고 있다. 이를 '식생층위구조'라 부른다. 요즈음은 이 층위구조가 산림의 활력도, 다양성, 그리고 환경영향을 평가하는데 중요한 식별자로 작용하기 때문에 산림조사에 있어서 식생층위구조는 필수적으로 조사되어야한다. 그런데, 식생층위구조는 일종의 내부구조이므로 일반적으로 산림조사는 현장조사를 통해 이루어지는데, 이는 전통적인 방식으로 시간과 예산이 많이 든다. 따라서 본 연구에서는 산림의 층위구조를 조사하는데 드는 시간과 예산을 줄이기 위해 넓은 지역 탐사에 효과적인 원격탐사기법 중 항공촬영 사진과 대량의 데이터 마이닝(Data Mining)이 가능한 머신러닝(Machine Learning)기법 이용한 층위구조의 분류 방법을 제시한다. 칼라 항공사진, LiDAR(Light Detection and Ranging) DSM(Digital Surface Model)과 DTM(Digital Terrain Model)을 이용하여 Support Vector Machine(SVM) 머신러닝 기법을 이용하여 층위분류 연구를 진행하였다. 현장조사 자료를 참조하여 SVM기법 분류 결과와 비교했을 때 픽셀수에 기반한 정확도는 66.22%로 확인 되었다. 층위 분류 정확도는 단층과 다층의 구분은 비교적 높게 나타났으나, 다층끼리의 분류는 어렵다는 결론이 나타났다. 이러한 연구결과는 향후 다양한 식생데이터와 영상자료를 수집한다면 식생구조에 대한 머신러닝 연구분야에 더욱 발전이 가능할 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.360-371
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• 2007

이 논문은 GIS 기반의 수리학적 모델링을 통하여 시공측면에서 효과적으로 지표수를 제어하여 배수제어와 사면의 안정성에서의 적용에 관한 것이다. 본 논문에서는 인도네시아 파시르 노천광을 대상으로 연구를 수행한 결과를 제시한다. 신뢰할 수 있는 DEM 자료의 획득을 위하여 상세한 지형측량이 이루어 졌으며, DEM 자료로 부터 빗물의 흐름방향, 누적 흐름양, 집수구역 등의 배수 시스템의 특성을 도출하기 위하여 ArcGIS 9.1 소프트웨어가 제공하는 Hydrology 분석 도구를 사용하였다. 수리학적 모델링과 지형적인 분석의 결과는 현재의 배수처리 설비가 적당하지 않으며 또한 집중되는 지표수의 흐름으로 벤치사면에서 많은 침식이 일어날 수 있음을 보여주고 있다. 마지막으로 배수설비설계의 최적화와 물의 흐름의 제어를 통한 사면의 안전성의 증가와 사면을 감시하기 위한 방법을 제시하였다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제53권1호
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• pp.21-26
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• 2023

Purpose: A fully digital approach to oral prosthodontic rehabilitation requires the possibility of combining (i.e., registering) digital documentation from different sources. This becomes more complex in an edentulous jaw, as fixed dental markers to perform reliable registration are lacking. This validation study aimed to evaluate the reproducibility of 1) intraoral scanning and 2) soft tissue-based registration of an intraoral scan with a cone-beam computed tomography (CBCT) scan for a fully edentulous upper jaw. Materials and Methods: Two observers independently performed intraoral scans of the upper jaw in 14 fully edentulous patients. The palatal vault of both surface models was aligned, and the inter-observer variability was assessed by calculating the mean inter-surface distance at the level of the alveolar crest. Additionally, a CBCT scan of all patients was obtained and a soft tissue surface model was generated using patient-specific gray values. This CBCT soft tissue model was registered with the intraoral scans of both observers, and the intraclass correlation coefficient(ICC) was calculated to evaluate the reproducibility of the registration method. Results: The mean inter-observer deviation when performing an intraoral scan of the fully edentulous upper jaw was 0.10±0.09 mm. The inter-observer agreement for the soft tissue-based registration method was excellent(ICC=0.94; 95% confidence interval, 0.81-0.98). Conclusion: Even when teeth are lacking, intraoral scanning of the jaw and soft tissue-based registration of an intraoral scan with a CBCT scan can be performed with a high degree of precision.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권12호
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• pp.682-691
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• 2004

본 논문에서는 햅틱 인터페이스를 통해 실제 찰흙을 만지는 것처럼 자연스럽게 가상 모델의 일부를 덧붙이거나 제거하여 원하는 모양을 만드는 햅틱 가상 조각 시스템을 소개하고자 한다. 햅틱 렌더링과 햅틱 툴에 의한 가상 모델의 변형은 볼륨 간접 표면 법을 기반으로 이루어진다. 본 시스템에서는 기존의 불륨 데이타 기반의 햅틱 조각 시스템이 갖는 문제점들을 개선하고 빠르고 안정된 알고리즘을 제안하였다. 먼저 가상의 물체를 조각하는 동안 빠른 햅틱 응답 속도(1 KHz)에 비해 훨씬 느린 비쥬얼 프로세싱(~30 Hz)의 속도 차이로 인해 발생되는 문제를 극복하기 위해 조각과정의 연속적인 두 모델의 중간 표면들을 생성하여 부드러운 햅틱 렌더링을 구현하였다. 조각 툴에 의해 변형되는 불륨 간접 표면은 비쥬얼 디스플레이를 위해 메쉬 모델로 컨버전 되는데 이때 메쉬 모델은 표면의 복잡도를 반영하여 적은 폴리곤으로 복잡한 모양을 보여줄 수 있는 비 군일 메쉬 생성 기법을 사용하였다. 실시간 조각과정에서 가상 물체의 다양한 비쥬얼 효과를 위해 메쉬 기반의 솔리드 덱스쳐링, 페인팅, 그리고 모델의 양각/음각기법도 구현하였다.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제1권1호
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• pp.27-36
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• 2014

Similar to the essential components of many mechanical systems, the geometrical properties of the teeth of spiral bevel gears greatly influence the kinematic and dynamic behaviors of mechanical systems. Logarithmic spiral bevel gears show a unique advantage in transmission due to their constant spiral angle property. However, a mathematical model suitable for accurate digital modeling, differential geometrical characteristics, and related contact analysis methods for tooth surfaces have not been deeply investigated, since such gears are not convenient in traditional cutting manufacturing in the gear industry. Accurate mathematical modeling of the tooth surface geometry for logarithmic spiral bevel gears is developed in this study, based on the basic gearing kinematics and spherical involute geometry along with the tangent planes geometry; actually, the tooth surface is a parametric surface defined on a parallelogrammic domain. Equivalence proof of the tooth surface geometry is then given in order to greatly simplify the mathematical model. As major factors affecting the lubrication, surface fatigue, contact stress, wear, and manufacturability of gear teeth, the differential geometrical characteristics of the tooth surface are summarized using classical fundamental forms. By using the geometrical properties mentioned, manufacturability (and its limitation in logarithmic spiral bevel gears) is analyzed using precision forging and multiaxis freeform milling, rather than classical cradle-type machine tool based milling or hobbing. Geometry and manufacturability analysis results show that logarithmic spiral gears have many application advantages, but many urgent issues such as contact tooth analysis for precision plastic forming and multiaxis freeform milling also need to be solved in a further study.

• 물과 미래
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• 제29권6호
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• pp.203-215
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• 1996

Tile drain의 특성을 갖는 농경지 유역에서의 강우-유출 모의를 위한 물리모형이 TOPMODEL 구조로부터 개발되었다. 본 모형은 GRASS 지리정보시스템에 의해서 DEM으로부터 제공되는 세부적인 지형정보를 기초자료로 하여 연구되었다. 9개의 가능한 흐름발생 시나리오가 제안되었고 모형개발 과정에 사용되었다. 토양 메트릭스와 tile 시스템에 있어서의 저류 및 지체효과가 2차 선형 저수지와 함께 모의되었다. 본 연구모형으로부터 tile 흐름, 지표하 흐름 및 지표면 흐름으로부터 야기되는 유출특성을 규명할 수 있었다.