• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-254
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• 2022

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제55권1호
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• pp.174-187
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• 2022

본 연구는 가정 내의 식품구매와 조리를 주로 담당하는 주부를 대상으로 나트륨 줄이기 영양교육프로그램을 개발하고 전국적인 교육을 실시한 후 설문지로 교육전·후환경적·인지적·행동적 요인의 변화와 행동변화 단계 분포를 조사하여 교육효과를 분석하였다. 교육에 참여하여 분석된 대상자는 387명으로 평균연령 54세, 고졸이상 학력이 87.6%였다. 교육 후 나트륨 줄이기와 관련된 사회적 노력과 영양표시에 대한 인지 비율이 증가하고 소금, 간장, 치즈, 스낵 및 칩 등의 저나트륨 제품 구매경험이 높아졌다. 나트륨 섭취 줄이기의 긍정적 결과로 골다공증 예방에 대한 기대가 높아졌고, 부정적 장애요인의 평균점수가 낮아졌는데 특히 '가족이나 친구와 함께 식사할 때 사회적 관계의 제한으로 혼자 저나트륨식을 실천하기 어려움', '저나트륨식은 맛이 없음', '나트륨 줄이기 실천을 위한 기술, 정보, 방법을 모름', '국, 찌개 등의 국물음식 선호' (p <0.05)의 항목들이 유의미하게 개선되었다. 나트륨 섭취 줄이기와 관련된 인식 및 영양지식은 모든 항목에서 향상되었으나 나트륨 섭취 줄이기 실행과 관련된 자아효능감은 '가공식품과 인스턴트 식품보다는 신선식품을 구매하겠음' 항목만 유의미한 점수향상을 보였다 (p < 0.05). 또한 교육 후 나트륨 섭취 줄이기와 관련된 식행동도 '국, 찌개나 국수류의 국물을 다 먹는 편이다' (p < 0.05)와 '식품구매나 외식할 때 영양표시의 나트륨 함량을 확인하는 편이다' (p < 0.001)의 항목만 개선되어 한계가 있었다. 나트륨 줄이기 행동변화 단계는 행동전단계가 교육 전 43.2%에서 교육 후 21.5%로 감소하고, 행동단계는 교육 전 19.6%에서 교육 후 43.5%로 증가되었다. 특히 교육 전 행동전단계인 대상자들은 교육 후 모든 부분의 점수가 향상되어 가장 뚜렷한 효과가 나타났다. 결론적으로 나트륨 섭취 줄이기를 위한 식품구매와 조리에 집중하여 주부 대상으로 개발된 본 영양교육 프로그램은 단기간임에도 나트륨 섭취 줄이기에 대한 결과기대와 인식, 영양지식을 향상시키고 나트륨 섭취 줄이기 실행단계를 개선시켜 집단의 행동변화 유도에 효과적이었으며, 식행동개선을 위한 후속 연구의 기초자료를 제공한 점에서 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제43권1호
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• pp.49-57
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• 2023

본 연구는 영국의 학교 생명과학 교육을 위한 왕립생물학회(RSB)의 생명과학 교육과정을 분석하고, 한국의 생명과학 교육에 대한 시사점을 살펴보고자 하였다. 영국 RSB 학교 생명과학 교육과정은 3개의 차원(생명과학의 실천, 생명과학의 개념 및 생명과학의 응용)과 7개의 대질문(big questions)으로 구성된다. 영국 RSB 학교 생명과학교육과정은 5-11세, 11-16세, 16-19세의 연령별로 구성되어 체계화되어 있었다. 생명과학의 실천 차원에서 영국 RSB 학교 생명과학 교육과정은 생명과학 활동이 다른 공동체와 연계, 증거 기반 토론 등을 통해 소통하고 공유되어야 한다고 강조한다. 영국 RSB 학교 생명과학 교육과정의 개념 차원은 5-7세, 7-11세, 11-14세, 14-16세, 16-19세의 학교 수준과 연령을 고려하여 내용을 구체적으로 체계화되어 있었다. 우리나라 국가교육과정 생명과학의 핵심 개념과 비교할 때, 영국 RSB 생명과학 교육과정은 인간의 건강, 생물학적 구조와 기능, 생물학적 성장과 재생산, 생물학적 공존 등의 내용 요소들은 상당한 차이를 보였다. 영국 RSB 학교 생명과학 교육과정의 응용 차원에서는 보건 및 환경복지 증진을 위한 응용 방법 개발, 생명과학 지식의 영향평가 및 응용 등 3가지 주제가 학교 수준이나 연령에 상관없이 모든 학생에게 공통적으로 적용되고 있었다. 영국 RSB 생명과학 교육과정의 내용 체계를 고려하여 볼 때, 우리나라 생명과학 교육과정의 내용 체계를 연령이나 학교 수준은 물론 차원과 대질문을 고려한 연계성 강화를 위한 재구성 방안 연구의 필요성을 시사한다.

• 서비스연구
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• 제13권3호
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• pp.160-171
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• 2023

본 연구는 국민디자인단 사례를 분석하여 공공 영역에서의 디자인 활용 확대와 지속가능한 공공서비스디자인 전략을 제안하는 것이다. 본 연구의 시간적 범위는 국민디자인단이 시행된 2014년부터 2021년까지이며, 내용적 범위는 국민디자인단의 과제이나 2014년 시범사업 과제부터 2021년까지 진행된 모든 사례를 확인하기에는 한계가 있어, 광화문1번가 홈페이지 및 국민디자인단 사례집에서 확인할 수 있는 과제를 연구의 대상으로 한정하였다. 본 연구는 다음과 같이 진행하였다. 첫째, 디자인정책과 공공서비스디자인에 대한 문헌을 참고하여 공공정책 개발 단계에서 디자인의 역할 규명과 활용방안에 대한 시사점을 찾아내고, 둘째, 주요 시사점을 바탕으로 공공정책에 서비스디자인을 활용한 대표적 사례인 국민디자인단 추진 과제를 대상으로 과제명과 추진내용을 중심으로 분석하였다. 문헌연구와 사례연구를 바탕으로 다양한 공공분야에 디자인이 활용 가능하다는 시사점을 발견하였으며 공공 영역에서의 지속가능한 디자인 활용 확대를 위해 제안하는 정책적 시사점은 다음과 같다. 첫째, 공공정책 및 서비스에서 서비스디자인의 인식 제고를 통해 시민참여를 넘어 시민들의 자발적인 행동변화를 이끌어내는 역할로서 디자인의 활용이 확장되는 기회를 지속적으로 마련한다. 둘째, 공공서비스디자인의 적극적 활용의 산물인 국민디자인단 성공사례에 대한 보다 적극적인 홍보가 필요하다. 셋째, 공공서비스디자인의 효용성과 실효성을 검증하기 위해 보다 구체적인 평가체계를 도입하여야 한다. 이를 통해 우리 사회가 직면한 다양한 문제를 디자인을 활용하여 정책 전달의 오차를 축소하고 시민 중심 공공서비스를 실현하는데 크게 기여할 것이라 기대한다.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.45-56
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• 2023

본 연구는 저서성 대형무척추동물을 이용한 RIVPACS 유형의 국내 실정에 맞는 수생태계 예측 및 평가모델을 구축하기 위한 사전 연구로서 수행되었다. 자연상태의 하천인 887개의 참조하천을 선정하고, 참조하천을 저차하천과 고차하천으로 구분한 뒤 random forest 알고리즘을 이용하여 각각의 과에 대하여 예측모델을 구축하였다. 저차하천은 학습과 검증 데이터를 7 : 3의 비율로 나누어 구축하였으며, 고차하천의 경우에는 leave-one-out 방법을 이용하였다. 예측모델에 사용된 환경변수는 비계량 다차원 척도법(NMDS)을 이용하여 선정되었으며, 고도, 경사각, 평년평균기온, 숲의 비율, 하폭, 여울 비율, 하상 구조의 큰돌의 비율로 7개의 변수가 선택되었다. 3,224개의 조사대상 지점을 하천차수에 따른 유형에 따라 구분한 뒤, 각각의 유형에 해당하는 모델을 이용하여 30개 과에 대한 과 단위의 생물상을 예측하였다. 예측된 생물상(E)은 실제 생물상(O)과 생물지수를 이용하여 비교되었다. 생물지수는 BMWPK 지수를 과의 수로 나눈 ASPT를 이용하였다. 그 이후 EQR 지수(O/E)를 이용하여 각 조사지점의 건강성을 평가하였다. 마지막으로, EQR 값을 기존에 이용되고 있는 BMI 값과 비교하였다. 건강성 점수 평가 결과, 실제 군집은 0~20과, 예측된 군집은 0~19과 범위로 예측되어 유사하게 나타났다. 실제 ASPT는 평균 4.82 (±2.04 SD), 예측된 ASPT는 6.30 (±0.79 SD)으로 예측된 값이 더 높게 나타났다. ASPT와 BMI의 비교 결과, 대체로 EQR이 BMI 지수보다 높은 값을 보였다. 이는 참조하천 선정에 있어서 조금 교란된 지점도 자연상태로 가정하여 참조하천으로 이용되었기 때문으로 보인다. RIVPACS 모델은 생태학적 상태에 대한 단순하지만 명확한 진단을 제공해줌으로써 국내 하천 관리에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구는 연구가 미진하였던 우리나라 실정에 맞는 RIVPACS 유형의 평가법을 개발하는 선행 연구로서의 의의가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.231-238
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• 2023

자율주행을 위한 센서들이 인지할 수 있는 공간적 영역은 한계가 존재하기 때문에, 안전하고 효율적인 자율주행을 위해 LDM (Local Dynamic Map)과 같은 디지털 도로·교통정보의 보완적 활용을 제안하고 있다. 비록 자율주행 차량의 센서들로부터 수집되는 정보량에 비해 이러한 도로·교통정보의 양은 상대적으로 미미할 수 있지만, 자율주행 자동차(Autonomous Vehicle, AV)의 효율적 정보처리를 위해 도로·교통 정보의 효율적 관리는 불가피하다. 본 연구는 LDM 기반 정적 도로·교통정보의 활성화 구간(electronic horizon 혹은 e-horizon)의 확장에 따른 자율주행 차량의 정보 이용과 정보처리 시간의 효율성을 분석하고자 하였다. 분석을 위해 미시적 시뮬레이션 모델인 VISSIM과 VISSIMCOM을 적용하였다. 시뮬레이션을 위해 이질적 교통류(연속류, 단속류)는 물론 다양한 도로 기하구조가 포함된 부산광역시 주요 구들을 포함한 약 9 km × 13 km 영역을 선정하였다. 또한, 자율주행 차량에서 활용되는 LDM 정보는 ISO 22726-1 기반으로 구축된 자율주행 전용 정밀 지도(High-definition Map, HDM)를 참고하였다. 분석 결과, e-horizon 영역이 증가함에 따라 단속류 도로에서 짧은 링크들이 집중적으로 인식되고 링크 길이의 합이 증가하는 반면, 연속류 도로에서는 인식되는 링크의 개수는 상대적으로 적지만 소수의 긴 링크들이 인식됨에 따라 링크 길이의 합이 크게 나타나고 있다. 따라서, 본 연구는 저속의 단속류 도로에서는 12개 링크를 기준으로, 그리고 고속의 연속류 도로에서는 링크 길이의 합 10 km를 기준으로 HDM 데이터의 수집, 가공, 처리를 위한 e-horizon의 영역은 각각 600 m와 700 m가 가장 적절한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.407-415
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• 2010

현재 국내에서 설계되고 있는 40~70 m 지간의 강도로교 90% 이상이 박스거더교 형식이며 박스거더교는 휨 강성과 비틀림 강성이 뛰어나 장경간이나 곡선을 갖는 교량 형식으로 적합할 뿐만 아니라 가설현장에서의 작업을 최소화 할 수 있어 현장 안전관리 면에서도 유리한 구조형식이다. 그러나 박스거더는 상하 플랜지와 복부판이 수직, 수평보강재로 보강되는 구조로 부재량과 용접량이 많이 소요되어 비경제적인 교량 형식으로 많이 지적되어 왔다. 따라서, 미국이나 일본에서는 상대적으로 부부재를 줄일 수 있는 보다 경제적인 플레이트거더교가 일반적으로 적용되고 있다. 이러한 플레이트거더교의 한 형식인 소수주거더교는 강합성교량의 합리화를 위해 많이 채용되는 형식으로, 주거더 간격을 종래의 3 m 정도에서 2배 정도인 6 m 이상으로 증가하여 주거더의 개수를 최소화시키는 경제적인 교량형식이다. 또한, 거더 단면의 단순화를 위하여 거더의 복부판에 부착되는 수평보강재와 수직보강재를 최대한 생략할 수 있다. 2주거더교는 소수주거더교의 대표적인 형식으로, 유효폭 10 m 전후의 교량에 적합하여 프랑스를 중심으로 유럽에서는 1960년대부터 본격적으로 개발되어왔다. 국내에서는 소수주거더교 적용시 안전율 확보를 위해 유럽이나 일본 등에 비해 많은 강재량을 사용하고 있으며, 설계자들의 친밀도 부족과 박스거더교에 비해 복잡한 설계 등과 같은 여러가지 실무적용 차원에서 적용이 제한되고 있는 실정이다. 이 연구에서는 합리화 강교량 형식인 소수주거더교의 제작방법을 개선하고 구속콘크리트를 활용하여 강교량에서 공사비와 직결되는 강중을 줄일 수 있는 신형식 강합성거더(Turn Over Composite Girder) 구조형식을 제안하고자 한다. 또한 실물 크기인 20 m 단면회전방법을 적용한 강합성 거더시험체 및 교량시험체를 제작하여 제작성을 평가하고 구조성능 실험을 하여 구조안전성을 평가하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.297-306
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• 2023

새만금호는 우리나라 최대의 인공호수로 호수의 수질은 갈수록 악화되어 가고 있어 호수의 특성에 맞는 새로운 수질관리 대책이 필요하다. 이에 새만금호의 국가수질측정망 자료를 이용하여 통계분석 기법에 의한 새만금호의 시공간적 수질특성을 분석하였다. 수질항목간의 상관성에서 수온과 TP는 상관성이 있고, 염분과 TN, 그리고 pH와 COD가 상관성이 높았다. 그 외 항목들 간에는 낮은 상관성을 나타내어 관련성이 낮았다. 주성분 분석을 이용한 새만금호의 공간적 수질특성을 보면, 크게 4개의 그룹으로 구분되었는데, 담수 영향구역과 해수 영향구역, 해수와 담수가 혼합되는 중간 수역이 2개 그룹으로 구분되어 각각 다른 수질특성을 나타내었다. 주성분분석을 이용한 시간적 수질특성은 계절적으로 4가지 그룹으로 구분되었다. 그룹I은 늦봄과 초여름에 해당되는 5, 6월이고, 그룹 II는 계절적으로 초봄(3, 4월)과 늦가을(11, 12월)에 해당되는 시기로 나타났으며, 그룹 III은 낮은 수온에 의한 용존산소의 증가가 나타나는 계절인 겨울철(1, 2월)의 수질 특성을 보였고, 그룹 IV는 하계(7, 8, 9, 10월) 성층의 발달로 저층 퇴적물의 높은 인농도와 하계 고수온의 상관성을 가지는 그룹으로 구분되었다. 이는 새만금호가 인위적으로 조성된 호수로써 상류 만경강과 동진강의 유입 영향을 받는 것과 동시에 새만금 방조제에 설치된 가력과 신시갑문을 통한 외해수 유입의 영향을 받음으로써 수질의 변동요소가 달라진 것으로 평가된다. 새만금호의 목표수질을 달성하기 위해서는 상류 유역의 오염원 관리 대책과 함께 새만금호의 수질관리 대책을 수립할 필요가 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.109-120
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• 2023

광해역의 표층 해수유동을 준 실시간으로 측정하는 장비인 해양 고주파 레이다(High Frequency Radar, HFR)는 특정 전파대역(HF)의 주파수를 해수면으로 발사하고 후방으로 산란된 전파를 분석하여 표층 유속 벡터를 측정한다(Crombie, 1955; Barrick, 1972). 본 연구에서 사용되는 Codar사의 Seasonde HF radar의 경우, 무지향성 안테나에서 송·수신한 전파의 브래그 피크(Bragg peak)의 강도와 다중신호분류(Mutiple Signal Classification, MUSIC) 알고리즘을 통하여 방사형 해류(Radial Vector)의 속도와 위치를 결정하게 된다. 이때 생산된 해류는 관측 전파 수신 환경의 특성이 고려되지 않은 이상적인 전파환경(Ideal Pattern)이 적용된 자료로써 이를 보정하기 위하여 안테나 패턴 측정(Antenna Pattern Measurement, APM)을 시행하여 보정된 방사해류장(Measured Radial Vector)을 계산하게 된다. APM의 관측원리는 안테나로부터 수신되는 각 위치별 신호 강도값을 측정하여 해류의 위치 및 위상 정보를 수정하는 것으로 일반적으로 선박에 안테나를 설치하여 실험을 진행한다. 하지만 선박을 활용할 시, 기상조건과 해양 상황 등 다양한 환경에 의해 최적의 APM 결과를 산출하기까지 많은 제약이 따른다. 따라서 APM 실험에 대하여 해상 상황에 대한 의존도를 낮추고 경제적인 효율성을 높이기 위하여 무인항공기인 드론을 이용한 APM 활용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 전남 완도군 당사리 당사도등대에 설치된 고주파레이다를 활용하여 선박을 활용한 APM 실험과 드론을 활용한 APM 실험을 진행하였으며 선박과 드론으로 관측된 결과가 적용된 방사형 해류와 계류된 고정부이를 활용하여 그 결과를 비교 분석하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_4호
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• pp.1173-1183
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• 2023

한국의 전체 수출입 물동량은 지난 20여년 동안 연평균 약 5.3%씩 증가하였고, 약 99%가량의 화물이 여전히 해상을 통해 운송되고 있는 것으로 나타났다. 최근 해상 물동량 증가, 코로나 및 전쟁 등의 이유로 해상 물류가 혼잡해지고 예측이 어려워지고 있어 지속적인 항만의 모니터링이 중요하다. 다양한 지상 관측 시스템과 automatic identification system (AIS) 정보를 이용하여 항만을 모니터링하고 항만 내 컨테이너 터미널의 효율적 운영과 물동량 예측을 위한 많은 선행 연구가 진행되었다. 하지만, 소형 무역항이나 개발도상국의 무역항의 경우 대형 항만에 비해 환경 문제와 노후화된 인프라 등의 이유로 항만을 모니터링하기에 어려움이 있다. 최근 인공위성의 활용성이 높아짐에 따라 광범위하고 접근하기 어려운 지역에 대해 위성 영상을 이용하여 지속적인 해상 물동량 데이터 수집 및 해양 감시체계 구축을 위한 선행 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 고해상도 위성영상을 이용하여 부산 신항을 대상으로 항만 내 컨테이너 터미널에 존재하는 선석에 정박한 선박을 육안으로 탐지하고 선석 활용률을 정량적으로 평가하고자 한다. 국토위성, 아리랑위성 3호, PlanetScope, Sentinel-2A를 이용해 항만 내 선석에 정박하고 있는 선박을 육안으로 탐지하였고 선석에 정박 가능한 전체 선박의 수를 이용하여 선석 활용률을 산출하였다. 산출 결과 2022년 6월 2일의 경우 0.67, 0.7, 0.59로 변화하는 것을 보였으며, 영상 촬영 시각에 따라 선박의 수가 변화한 것으로 확인되었다. 2022년 6월 3일의 경우 0.7로 동일한 것으로 나타났고 이는 선박의 종류는 변화하였으나 촬영 시각에 선박의 수는 동일한 것으로 확인이 되었다. 선석 활용률은 값이 클수록 해당 선석에서의 작업이 활발하게 이루어지고 있는 것을 의미하고 있으며, 이는 선석이 혼잡하여 정박지에서 대기하고 있는 다른 선박의 대기시간이 길어지고 운임료가 증가할 수 있기 때문에 선석 활용률을 이용하여 기초적인 새로운 선박 운항 계획 수립에 도움이 될 것으로 판단된다. 선석에서의 작업시간은 수시간에서 수일이 소요되는데 영상의 촬영 시간 차이에 따른 선석에서의 선박의 변화율을 산출한 결과 4분 49초의 시간차이에도 선박의 변화가 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 관측 주기가 짧고 고해상도 위성영상을 모두 이용한다면 항만내 지속적인 모니터링이 가능할 것으로 사료된다. 그리고 항만 내 선박의 변화를 최소 시간 단위로 확인할 수 있는 위성 영상을 활용하면 항만 관리가 이루어지지 않는 소형 무역항이나 개발도상국의 무역항 등에서도 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.