• 제목/요약/키워드: Environmental gradient

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머신러닝을 사용한 단층 탐지 기술 연구 동향 분석 (Research Trend Analysis for Fault Detection Methods Using Machine Learning)

  • 배우람;하완수
    • 자원환경지질
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    • 제53권4호
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    • pp.479-489
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    • 2020
  • 단층은 근원암에서 형성된 석유 가스 등의 탄화수소가 이동하는 통로이자 탄화수소를 가두는 덮개암의 역할을 할 수 있는 지질구조로, 탄화수소가 축적된 저류층을 찾기 위한 탄성파 탐사의 주요 대상 중 하나이다. 하지만 기존의 유사성, 응집성, 분산, 기울기, 단층가능성 등 탄성파 자료의 측면 방향 불연속성을 활용하는 단층 감지 방법들은 전문지식을 갖춘 해석자가 많은 계산 비용과 시간을 투자해야 한다는 문제가 있다. 따라서 많은 연구자들이 단층 해석에 필요한 계산 비용과 시간을 절약하기 위한 다양한 연구를 진행하고 있고, 최근에는 머신러닝 기술을 활용한 연구들이 활발히 수행되고 있다. 단층 해석에는 다양한 머신러닝 기술들 중 서포트백터머신, 다층퍼셉트론, 심층 신경망, 합성곱 신경망 등의 알고리즘이 사용되고 있다. 특히 합성곱 신경망을 활용한 연구는 독자적인 구조의 모델을 사용한 연구뿐만 아니라, 이미지 처리 분야에서 성능이 검증된 모델을 활용한 연구 및 단층의 위치와 주향, 경사 등의 정보를 함께 해석하는 연구도 활발히 진행되고 있다. 이 논문에서는 이러한 연구들을 조사하고 분석하여, 현재까지 단층 위치 및 단층 정보 해석에 가장 효과적인 기술은 영상 처리 분야에서 검증된 U-Net 구조를 바탕으로 한 합성곱 신경망인 것을 확인했다. 이러한 합성곱 신경망에 전이학습 및 데이터 증식 기법을 접목하면 앞으로 더욱 효과적인 단층 감지 및 정보 해석이 가능할 것으로 기대된다.

내염성 식물의 탐색 및 생물학적 염해 모니터링 기술의 개발 1. 염해지 식생분석 및 식물종의 내염성 평가 (Screening of saline tolerant plants and development of biological monitoring technique for saline stress . 1. Survey of vegetation in saline region and determination of saline tolerance of the plant species of the region.)

  • 강병화;심상인
    • 한국환경농학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.26-33
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    • 1998
  • 우리나라 염해지의 식생 현황과 식물의 염분에 대한 내성 정도를 알아보기 위해 본 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 간척지를 비롯한 염해지의 주요 우점초종은 명아주과의 나문재, 칠면초, 해흥나물, 퉁퉁마디와 국화과의 갯개미취 등이었으며 탈염이 진행된 곳에는 부들, 갈대, 갯꾸러미풀 등의 화본과 식물이 우점하였다. 염해지의 우점 초종은 양액에 NaCl을 200mM로 첨가하여 실시한 사경재배에서도 강한 내염성을 나타내어 간척지의 식생과 이들의 내염성과는 일치성을 나타냈다. 내염성 식물인 명아주과의 나문재, 해흥나물, 가는갯는쟁이, 칠면초와 갯개미취 등이 내염성이 강한 식물종이었으며, 마디풀과의 개여뀌, 큰개여뀌, 털여뀌와 국화과의 별꽃아재비, 진득찰 등은 내염성이 매우 약한 종으로 나타났다. 갯벌 간척 후 탈염이 진행됨에 따라 초기에는 명아주과의 나문재, 해흥나물, 칠면조 등이 우점하고 이후에는 갯개미자리, 갯질경, 갯골풀, 갯꾸러미풀 등이 우점하게되고 이후에는 물대, 갈대 등이 우점하게될 것으로 추정되었다.

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지하수 오염 가능성 평가 -수리지질 및 부지특성 조사와 경험적 평가 방법을 이용한 지하수 요염 가능성- (An Assessment of Groundwater Pollution Potential of a Proposed Petrochemical Plant Site in Ulsan, South Korea Hydrogeologic and site characterization and groundwater pollution potential by utilizing several empirical assessment methodologies)

  • 한정상;한규상;이영동;유대호
    • 자원환경지질
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    • 제23권4호
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    • pp.425-452
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    • 1990
  • 지하수 환경의 오염 가능성에 대한 정량적인 전산분석을 실시하기 이전 단계로 경험적인 평가방법을 이용하여 조사대상 지역 지하수환경의 오염 가능성을 광범위한 수리지질 및 수리분산 실험을 실시하여 평가하였다. 그 결과 최상위 대수층은 포화 비고결 퇴적물과 풍화대 및 수리적으로 연결성이 양호한 상부 파쇄암으로 구성되어 있다. 최상위 대수층의 대표적인 수리전도도는 $2.88{\times}10^{-6}m/s$, 저유계수(비산출률)은 0.09, 지하수의 주흐름 경로에서 다시 안 유속은 0.011m/d, 비반응 오염 용질의 공극유속은 0.12m/d, 지하수의 동수구배는 4.6%이다. 취득한 제반 수리지질 자료를 이용하여 조사대상 지역의 자하수환경 오염 가능성을 경험적인 평가법으로 평가한 바, 1) DRASTIC 분석 결과에 의하면, 본 지역은 "지하수 오염 가능성에 취약성이 희박하거나, 오염에 민감하지 않은 지역"으로 나타났으며, 2) Legrand 수치법 분석법을 이용하여 입지 적합성과 오염 가능성을 평가한 바, 본 지역은 "B" grade에 해당하는 "오염 가능성이 없기 때문에 대체적으로 입지로 적합하나, 부분적으로 적합지 않을 수도 있는 지역"으로 분류되었고, 3) 폐기물-토양 입지 연관성 행열 평가법에 의하면, 본 부지는 8군에 속하는 것으로 평가되었다.

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RCP 8.5 기후변화 시나리오를 적용한 논 서식 애물땡땡이 (Sternolophus rufipes)와 잔물땡땡이(Hydrochara affinis)의 비행시기 예측 (Prediction of the Flight Times of Hydrochara affinis and Sternolophus rufipes in Paddy Fields Based on RCP 8.5 Scenario)

  • 최순군;김명현;최락중;어진우;방혜선
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.16-29
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    • 2016
  • 우리나라 농경지 중 논은 약55%로 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 논에 서식하는 생물 중 논 환경변화에 민감하고 일정한 방향의 반응을 보이는 생물종은 생물지표로 활용할 수 있다. 생물계절 및 서식범위 등 생물지표를 이용한 분석은 기후변화의 영향을 직관적이고 정량적으로 판단할 수 있는 수단으로 평가된다. 따라서 논에 서식하는 수서생물의 온도변화에 따른 생물반응 연구는 논 생태계의 생물다양성 보전을 위한 계획 수립과 기후변화 감시를 위한 기초자료로서 활용된다. 본 연구에서는 생물계절을 관측하기 위하여 일 단위 관측이 가능한 무인관측시스템을 구축하였다. 무인관측시스템은 유인부, 촬영부, 전원공급부로 구성되며 위도를 고려하여 해남, 부안, 당진, 철원에 설치하였다. 관측자료를 분석한 결과 철원을 제외한 세 지역에서 잔물땡땡이(Hydrochara affinis)와 애물땡땡이(Sternolophus rufipes)의 개체 수를 계측할 수 있었다. 계측 값을 바탕으로 비행시기의 유효적산온도를 판별하였으며 KMA 기후변화 시나리오를 이용하여 2020년대, 2050년대, 2080년대 평년의 비행시기의 변화를 예측하여 비교하였다. 그 결과 2020년대에 비하여 2080년대는 비행시작시기가 15일 이상 앞당겨졌으며 최대 비행시기가 22일, 최종 비행시기가 27일 이상 빨라지는 것으로 나타났다. 서식 위치에 따라서는 내륙보다 해안, 도심보다 도외지, 평야보다 곡간지 논의 비행시기 변화가 뚜렷하였다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 잔물땡땡이와 애물땡땡이를 기후변화 지표종으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

상재하중과 체적변형을 고려한 불포화화강풍화토의 함수특성곡선 (The Influence of Overburden Pressure and Volume Change on the Soil-water Characteristic Curve of Unsaturated Weathered Granite Soil)

  • 이영휘;김태한;문석준
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.53-60
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    • 2010
  • 불포화토의 역학적 성질을 규명하기 위한 가장 기본적인 요소인 함수특성곡선을 연구하기 위하여 대구 팔공산 지역의 화강풍화토를 대상으로 함수특성곡선시험을 수행하였다. 기존의 함수특성곡선 실험은 상재하중과 체적변형의 고려없이 실시하였지만, 본실험은 두요소를 고려하기 위하여 기존의 실험장비인 압력판 추출기를 개량하여 함수특성곡선 실험을 실시하였다. 시험과정에 있어 상재하중은 0, 25, 50, 75, 100kPa을 가하였으며, 체적변형은 각 단계마다 측정하였다. 본 실험의 시료를 통한 함수특성곡선 실험 결과는 상재하중의 증가에 따라 동일한 모관흡수력에서 낮은 체적함수비를 가졌으며, 공기함입치는 증가하였다. 또한 전이영역 구간의 기울기는 감소하는 결과를 나타내었으며 이력현상은 줄어드는 결과를 보였다. 포화도는 상재하중의 증가에 따라 동일한 흡수력에서 큰 값을 나타내었으며 건조과정보다는 습윤과정이 큰 값을 나타내었다. 체적변화를 고려한 함수특성곡선은 미고려한 함수특성곡선보다 미세하게 큰 값을 나타낸다. 본 실험의 실측치와 Fredlund와 Xing(1994)의 이론식은 잘 부합하는 결과를 나타내었으며, 상수값 a, n, m값은 상재하중에 따라 기존의 연구결과와 비슷한 양상을 보였다.

해양퇴적물내에서의 황산염 환원과 황의 안정동위원소 분화 (Sulfate reduction and sulfur isotopic fractionation in marine sediments)

  • 한명우
    • 한국환경과학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.43-49
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    • 1993
  • 두개의 서로 다른 해양환경에서 수거된 토적물의 공극수로부터 황산염 농도와 황산염의 황 안정 동위원고값$({\delta}^{34}SO_4_){pw}$이 측정되었다. 한지역은 북동태평양 심해(ST-1)이었고, 다른 한 지역은 황해 경기만의 연안역(ST-2)이었다. 두 개의 시추 코아 공히 공극수 황산염의 농도가 김이세 따라 감소하는 것을 보였는데, 이것은 황산염 환원작용이 두 지역 퇴적환경에서 모두 일어나고 있음을 시사한다. 정점 ST-2에서 공극수 황산염의 감소가 더욱 현저한 것은 이곳에서 환산염 환원이 더욱 빠르게 일어나고 있음을 나타내는 것이며, 이것은 심해환경에 비해 연안환경에서 퇴적속도가 훨씬 빠르다는 사실을 고려할 때 예측된 결과이다. 공극수 황산염의 황 안정동위원소 측정값 $({\delta}^{34}SO_4_){pw}$ 들은 Rayleigh 동위원소 분화방정식이 예측한 값들과 매울 잘 일치하고 있다. 측정갑들은 정점 ST-2에서 26.7%~61.3%의 범위를 보이는데 이것은32.4%~97.8%의 분포를 보인 정점 ST-1에 비하면 적은 값들이다. 정점 ST-2에서 공극수 황산염의 농도변화가 훨씬 더 컷음에도 불구하고 동위원소값들은 적은 규모로 증가하였다. 황산염 농도변화와 동위원소값의 변화 사잉에 이와같은 역비례 관계는 다음과 같은 두가지 연속적인 요일들에 의해 설명될 수 있다. 황산염 환원이 진행됨에 따라 공극수에 남아있는 황산염내 황에는 무거운 $^{34}S$가 점차 농축되는 반응효과가 첫째 요인이며, 이러한 반응효과가 커지면 커질수록 최종값인 $({\delta}^{34}SO_4_){pw}$ 는 오히려 줄어들게 하는 Rayleigh 방정식 자체의 구조효과가 둘째 요인이다.

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동해 울릉분지 남서부 해저지형 및 표층퇴적물 분포 (Seafloor Morphology and Surface Sediment Distribution of the Southwestern Part of the Ulleung Basin, East Sea)

  • 구본영;김성필;이광수;정공수
    • 한국지구과학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.131-146
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    • 2014
  • 울릉분지 남서부의 대륙붕-대륙사면 해저지형과 지질 특성을 규명하고, 이들에 영향을 주는 지질학적 요인을 파악하기 위하여 다중빔 음향측심자료와 표층퇴적물 입도를 분석하였다. 연구지역의 대륙붕은 약 ($0.5^{\circ}$의 경사로 수심 100 m 이내에서 나타나는 내대륙붕과 약 $0.2^{\circ}$의 경사로 수심 100-300 m 이내에서 나타나는 외대륙붕으로 구분할 수 있다. 대륙사면에는 다양한 규모(~121 $km^2$)와 경사(최대 $24.3^{\circ}$)를 갖는 8개의 사면붕괴 지형이 관찰된다. 각 사면붕괴 지형은 서로 인접해 있으며, 해저 지진과 전지구적 해수면 변동의 강한 영향 하에서 연속적으로 발생된 해저사태 기원으로 추정된다. 내대륙붕과 대륙사면은 세립질 퇴적물이 우세하지만, 외대륙붕은 조립질 퇴적물이 우세하다. 표층퇴적물 분포양상은 해수면 변동으로 인한 영향을 주로 받은 것으로 해석된다. 외대륙붕은 저해수면 시기 동안 퇴적된 조립질 잔류 퇴적물로, 내대륙붕은 고해수면 시기동안 퇴적된 현생의 세립 퇴적물로 피복되어 있다. 대륙사면의 표층퇴적물은 저해수면 시기에도 깊은 수심에서 반원양성 대류작용으로 공급된 세립퇴적물로 구성된다.

생물학적 폐수처리 공정에서의 계절 및 유입수 성상 변화에 따른 미생물 군집 특성 변화 (Changes of Microbial Community Structure According to a Changes of Season and Influent Characteristics in Biological Wastewater Treatment)

  • 손형식;손희종;김미아;유은연;이건;이상준
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권8호
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    • pp.780-786
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    • 2010
  • 실험기간 동안 생물학적 처리공정에서의 BOD와 COD의 제거율은 각각 83.1~98.6%, 67.2~85.2%였으며, 단위 공정별로 미생물 군집 변화에서는 가을과 겨울의 경우 호기조, 산소조 및 무산소조에서 전체적으로 비슷한 군집양상을 나타내었다. RRP 그룹의 경우는 무산소조에서 3배 정도 증가하여 DGGE 밴드결과에서 새로운 밴드들이 나타난 것과 일치하는 경향을 보였다. 또한 비슷한 분포를 나타내었지만, 가을엔 ${\alpha}$-Proteobacteria가 우점하였고, 겨울엔 CF 그룹이 우점을 보였다. 봄에 분석한 DGGE와 FISH의 결과에서는 유입수의 성상변화에 따른 미생물의 군집 패턴이 가을과 겨울의 경우에 비해 완전히 다른 패턴을 보였으며, FISH 결과에서 others 그룹의 증가와 DGGE 밴드결과에서 새로운 밴드들이 나타난 것과 일치하는 경향을 보였다. Eubacteria는 $1.7{\sim}7.6{\times}10^9\;cells/mL$. 정도를 보였으며, 전체적인 미생물 군집을 평가하는데 FISH와 DGGE는 매우 효과적이었고, 계절별 및 공정별 군집의 변화에 대해 유용한 평가가 가능하였다.

소변 중 4-hydroxyproline 분석에 관한 연구 (Determination of Free 4-hydroxyproline with Dansylchloride by HPLC in Human Urine)

  • 이규원;조영봉;이경종
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제35권4호
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    • pp.282-286
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    • 2002
  • Objectives : The level of 4-hydroxyproline (4-Hyp) in human urine was measured using high performance liquid chromatography (HPLC) with a fluorescence detector. This method is useful for medical examinations and investigating the radicals induced by physical, chemical, mental stresses. This method is superior to many published several methods in terms of its low cost and ability to analyze many samples. Methods : The urine from workers in a tire manufacturing company (22 male pre- and post-shift workers) and 18 office-workers as controls were analyzed. Data concerning age, the cumulative drinking amount and the cumulative smoking amount was collected with a questionnaire. The optimum applied amount of dansyl-Cl, the optimum reaction temperature and time, the recoveries and the optimum pH of the eluent and buffer were determined.4-Hyp from human urine was derivatized with dansyl-Cl (dimethylamino-naphthalene-1-sulfonyl chloride) after removing the a-amino acid by a treatment with phthalic dicarboxaldehyde (OPA) and cleaned with Bond Elut C18 column. The 4-Hyp derivatives were separated on a reversed phase column by gradient elution with a phosphate buffer (5 mmol, pH 8.0) and acetonitrile, and detected by fluorescence measurements at 340 nm (excitation) and 538 nm (emission). Results : The detection limit for the urinary free 4-Hyp was $0.364{\mu}mol/l$. The recovery rate of 4-Hyp was 99.7%, and the effective pH of the phosphate buffer and borate buffer were 3.0 and 8.0, respectively. From statistical analysis, age, drinking and smoking did not affect the urinary free 4-Hyp in both the controls and workers. The range of urinary 4-Hyp in the controls, pre-shift, and post-shift workers were 0.33-16.44, N.D-49.06, and $0.32-56.27{\mu}mol/l$. From the pared-sample t-test, the urinary 4-Hyp levels in post-shift workers ($11.82{\pm}6.73\;nmmol/mg\;Cre$) were 2-fold higher than in pre-shift workers ($5.36{\pm}5.53\;nmol;/mg\;Cre$) and controls ($4.91{\pm}4.89\;nmol;/mg\;Cre$). Conclusions : This method was developed with high sensitivity, accuracy, and precision. The present method was effectively applied to analyze the urinary free 4-Hyp in both controls and workers.

줄리아 언어를 이용한 고성능 해양모델의 개발 (Development of a High Performance Ocean Model using Julia Language)

  • 권민선;김종구
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제24권2호
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    • pp.187-207
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    • 2019
  • 고성능 해양모델을 개발하기 위하여 적시 컴파일(Just-In-Time) 언어인 줄리아 언어를 사용하였고, 운동량 방정식의 해를 구하기 위해 연속완화법으로 푸아송 방정식을 푸는 코드를 작성하였다. 다음으로, 줄리아 계산 코드를 시험하기 위하여 두 가지의 모델을 구축하였다. 첫 번째로, 일정한 유량의 생성/소멸(source/sink) 조건을 시험하기 위해 단순한 수로 형태를 모델링하였고, 두 번째로, 조석 외력(tidal forcing) 및 전향력(Coriolis force), 난류확산계수로 인한 효과 등을 시험하기 위해 황해(Yellow Sea)를 단순화하여 모델링하였다. 모델은 두 가지 시나리오 안에서 총 8개의 실험안으로 테스트되었다. 테스트 결과, 시나리오 1에서 3가지 실험안의 수심 평균된 유속은 이론 값에 완벽하게 수렴하였고, 해저마찰로 인한 수직적 유속 구배를 잘 보여주었다. 또한 시나리오 2에서는 황해의 무조점과 우리나라 서해 중부와 남부 연안의 조석 특성을 잘 재현하였고, 전향력과 수직 난류확산계수에 따른 결과의 차이를 잘 보여주었다. 따라서, 줄리아 언어를 이용한 해양모델을 개발하는 데에 성공하였다고 판단되며, 이는 해양모델이 고전적인 컴파일 언어에서 적시 컴파일 언어로 성공적으로 넘어가는 단계에 오게 됐다는 것을 시사한다.