• 한국지리정보학회지
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• 제17권2호
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• pp.156-172
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• 2014

본 연구는 미기후 분석 프로그램인 ENVI-met 모델의 정확도를 검증하기 위해 경상남도 창원시를 대상으로 도시지역의 주요 토지이용 유형별 공간특성을 고려하여 선정된 조사구역의 현장측정 기상자료와 비교하였다. 현장측정은 주간시간대 2일, 야간시간대 1일 총 3일간이동식으로 측정하였고, ENVI-met 모델링은 현장측정과 동일한 시간대로 설정하여 수행하였다. 측정항목별 분석결과에 따르면, 주간시간대의 순복사에너지는 ENVI-met 모델링이 현장측정값보다 약 $300Wm^{-2}$ 정도 높았고, 야간시간대는 현장측정값이 $200Wm^{-2}$ 정도 더 높았다. 기온은 주간 및 야간 시간대 모두 현장 측정값이 약 $3{\sim}6^{\circ}C$ 정도 더 높은 것으로 분석되었다. 표면온도도 현장측정값이 ENVI-met 모델링보다 약 $7{\sim}13^{\circ}C$ 더 높았다. 풍속은 ENVI-met 모델링과 현장측정값 간의 차이가 매우 큰 것으로 나타났다. 회귀분석 결과에서는 기온자료의 $R^2$값이 약 0.6정도로 비교적 높게 나타난 반면에, 나머지 순복사에너지와 표면온도, 풍속은 낮은 상관성을 보였다. 이는 ENVI-met 모델링이 태양 및 지구복사에너지를 과대 또는 과소 예측하고 있으며, 모델링 및 현장측정을 위해 선정된 조사구역들을 둘러싸고 있는 인접한 주변 지역의 공간구조적, 미기후적 특성 차이에 의한 영향으로 판단된다. 따라서 향후 이에 대한 보다 면밀한 실증적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제8권1호
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• pp.30-36
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• 1989

벼 생육(生育)에 기온(氣溫)과 더불어 밀접(密接)한 영향(影響)을 주는 논의 수온(水溫) 환경(環境)의 생육시기별(生育時期別) 변화(變化)를 대기(大氣)의 온도(溫度), 습도(濕度)) 일사량(日射量)과 군락(群落)의 엽면적지수(葉面積指數)로써 추정(推定)하고자 1984년(年)에 수원(水原)과 진부(珍富)에서 측정조사(測定調査)하여 분석(分析)한 후 그 추정(推定) 수온(水溫)을 실측치(實測値)와 비교검토(比較檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 등음과 같다. 1. 벼 생육초기(生育初期)의 수온(水溫)은 대기기온(大氣氣溫)보다 최고(最高)${\cdot}$최저온도(最低溫度)가 모두 $1{\sim}2^{\circ}C$ 정도(程度)높았다. 2. 수면(水面)에 도달(到達)되는 순복사량(純輻射量)은 엽면적지수(葉面積指數)의 지수함수(指數函數)로 표현(表現)된다. 3. 벼의 엽면적지수(葉面積指數)가 $3{\sim}4$이상(以上)이 되면 수면(水面)에 도달(到達)되는 광량(光量)의 감쇠(減衰)로 논의 수온(水溫)은 대기기온(大氣氣溫)보다 낮아졌다. 4. 평야지(平野地)인 수원지방(水原地方)의 보통논에서는 조합법(組合法)을 이용(利用)한 추정수온(推定水溫)은 실측치(實測値)와 비슷한 경향(傾向)을 나타내어 대기기상(大氣氣象)에 의(依)한 논의 수온추정(水溫推定)이 가능(可能)한 것으로 판단(判斷)되었다. 그러나 산간고랭지(山間高冷地)인 진부(珍富)의 사질답(砂質畓)에서는 이 조합법(組合法)을 이용(利用)한 수온예측모형(水溫豫測模型)은 적용(適用)이 불가능(不可能)하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.123-132
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• 2016

The importance of energy saving technology for managing greenhouse was recently highlighted. For practical use of energy in greenhouse, it is necessary to simulate energy flow precisely and estimate heating/cooling loads of greenhouse. So the main purpose of this study was to develope and to validate greenhouse energy model and to estimate annual/maximum energy loads using Building Energy Simulation (BES). Field experiments were carried out in a multi-span plastic-film greenhouse in Jeju Island ($33.2^{\circ}N$, $126.3^{\circ}E$) for 2 months. To develop energy model of the greenhouse, a set of sensors was used to measure the greenhouse microclimate such as air temperature, humidity, leaf temperature, solar radiation, carbon dioxide concentration and so on. Moreover, characteristic length of plant leaf, leaf area index and diffuse non-interceptance were utilized to calculate sensible and latent heat exchange of plant. The internal temperature of greenhouse was compared to validate the greenhouse energy model. Developed model provided a good estimation for the internal temperature throughout the experiments period (coefficients of determination > 0.85, index of agreement > 0.92). After the model validation, we used last 10 years weather data to calculate energy loads of greenhouse according to growth stage of greenhouse crop. The tendency of heating/cooling loads change was depends on external weather condition and optimal temperature for growing crops at each stage. In addition, maximum heating/cooling loads of reference greenhouse were estimated to 644,014 and $756,456kJ{\cdot}hr^{-1}$, respectively.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권4호
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• pp.23-32
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• 2019

Increasing crop production with the same amount of resources is essential for enhancing the economy in agriculture. The first prerequisite is to understand relationships between the resources. The concept of WEF (Water-Energy-Food) nexus analysis was first introduced in 2011, which helps to interpret inter-linkages among the resources and stakeholders. The objective of this study was to analyze energy-water nexus in greenhouse cultivation by estimating reference evapotranspiration and heating load. For the estimation, this study used the physical model to simulate the inside temperature of the agricultural greenhouse using heating, solar radiation, ventilated and transferred heat losses as input variables. For estimating reference evapotranspiration and heating load, Penman-Monteith equation and seasonal heating load equation with HDH (Heating Degree-Hour) was applied. For calibration and validation of simulated inside temperature, used were hourly data observed from 2011 to 2012 in multi-span greenhouse. Results of the simulation were evaluated using $R^2$, MAE and RMSE, which showed 0.75, 2.22, 3.08 for calibration and 0.71, 2.39, 3.35 for validation respectively. When minimum setting temperature was $12^{\circ}C$ from 2013 to 2017, mean values of evapotranspiration and heating load were 687 mm/year and 2,147 GJ/year. For $18^{\circ}C$, Mean values of evapotranspiration and heating load were 707 mm/year and 5,616 GJ/year. From the estimation, the relationship between water and heat energy was estimated as 1.0~2.6 GJ/ton. Though additional calibrations with different types of greenhouses are necessary, the results of this study imply that they are applicable when evaluating resource relationship in the greenhouse cultivation complex.

• 한국지리정보학회지
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• 제18권1호
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• pp.90-104
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• 2015

본 연구의 목적은 위성영상을 이용해 시공간 증발산량을 모의할 수 있는 증발산량 산정 모형을 구축하고, 플럭스 타워 실측 증발산량과 비교를 통해 적용성을 평가하는데 있다. 증발산량 산정 모형은 SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)을 구축하였으며, 모형 내 일부 알고리즘을 수정하여 적용하였다. SEBAL 모형의 위성 입력 자료로는 2개년(2012-2013)의 MODIS Normal Distribution Vegetation Index(NDVI), Albedo, Land Surface Temperature(LST) 영상을 500m의 공간해상도로 구축하였으며, 유역주변 기상청 기상관측소(5개 지점)의 풍속, 풍속측정높이, 일사량 자료를 내삽(Interpolation)하여 활용하였다. 모형의 적용성 평가를 위하여 금강유역의 용담댐을 대상으로 공간 증발산량을 산정하여 유역 내에 위치한 덕유산 플럭스 타워의 산림 증발산량과 비교분석하였다. 모형 매개변수 중 Albedo와 NDVI, 지표 거칠기(Surface roughness) 순으로 민감한 것으로 분석되었으며, 모형의 보정을 위해 최종적으로 Albedo와 NDVI는 월별 평균값을 적용하였다. 모의 기간 동안의 결정계수($R^2$)는 0.45이었다. SEBAL 모형은 특히 지형적 특성을 반영하므로 유역내에서 고지대에 비해 저지대에서 증발산량이 높게 산정되는 경향을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2B호
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• pp.219-231
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• 2010

Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET)는 ASCE 및 FAO 기준증발산량을 포함한 총 17개의 FAO Penman-Monteith (PM) 방정식의 연산을 동시에 수행할 수 있는 프로그램으로서, 본 연구에서는 REF-ET에 대한 상세한 소개와 함께 기상관측소의 관측자료를 이용하여 REF-ET의 효용성을 논하였다. REF-ET는 각종 PM 방정식들에 대한 시일 월 단위 모의와 지역적 특성의 반영 및 결측자료에 대한 보정 등이 가능하다. REF-ET를 이용하여 서울 기상관측소의 29년간 증발산량을 모의한 결과, 일복사량에 주로 좌우되는 FAO24-Rd 식과 1957-Makk 식의 상관계수가 각각 0.89와 0.88로 높게 나타났으며, 이는 소형증발접시를 이용한 기준증발산량 관측값이 공기 동력학적 증발량만을 주로 반영하기 때문인 것으로 사료된다. 또한 RMSE/bias 분석을 통해 기준증발산 방정식들에 의한 계산값이 증발접시로부터의 기준증발산량에 비해 다소 과대평가되는 현상을 나타내었으나, 이 경우에도 1957-Makk 식이 가장 정확한 것으로 나타났다. 일단위 시계열 분석시 1957-Makk 식은 여름철의 증발산량을 저평가하는 경향을 나타내었으나, 전체적으로 1.06 mm/day의 오차로 증발산량을 모의 가능하였다. 차후 기상관측자료의 정확도를 높이는 연구들과 REF-ET를 병행한다면, 해당 지역 및 기간에 대한 증발산량 모의 및 관련 특성인자를 파악하는 연구에 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_4호
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• pp.1179-1194
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• 2020

본 연구에서는 지상기상센서가 설치되지 않은 미 관측지점의 기온정보를 추정하기 위하여 K-최근접 이웃, 랜덤 포레스트, 신경망 알고리즘을 대상으로 위성영상을 이용하여 기온자료를 산출하고 그 정확성을 평가·분석하고자 하였다. 위성영상자료는 2019년에 취득된 Landsat-8과 MODIS Aqua/Terra을 이용하였으며, 기상자료는 기상청과 산림청의 AWS/ASOS 자료를 이용하였다. 또한 추정 정확도를 향상시키기 위하여 수치표면 모델, 일사량, 경사방향, 경사도를 생성하여 이용하였다. 머신러닝 알고리즘 정확도 비교는 10-fold 교차검증을 통하여 R²(결정계수) 및 RMSE(평균제곱근오차)의 통계량을 계산하여 대상지역별 추정결과를 비교하였다. 그 결과 신경망 알고리즘이 R²=0.805, RMSE=0.508로 세 알고리즘 중 가장 안정적인 결과를 나타내었다. 신경망 알고리즘을 구축된 위성영상 데이터셋에 적용하여 2019년 6월부터 9월까지의 평균기온 지도를 생성할 수 있었으며 세밀한 기온 정보를 관측할 수 있음을 확인하였다. 연구 성과는 폭염 대응 정책, 열섬완화 연구 등 국가재난안전 관리에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.57.4-58
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• 2021

Asteroids have undergone various processes such as impacts, space weathering, and thermal evolution. Because they expose their surfaces to space without atmosphere, these evolutional processes have been recorded directly on their surfaces. The remote-sensing observations have been conducted to reveal these evolutional histories of the target asteroids. For example, crater and boulder distributions are unambiguous evidence for past nondestructive impacts with other celestial bodies. Multiband and spectroscopic observations have revealed space-weathering history (as well as compositions). Whereas most physical quantities have been examined intensively using spacecraft and telescopes, only a little has been studied on "the grain size". It is one of the fundamental physical quantities for diagnosing the collisional and thermal history of asteroids. Our group has conducted polarimetric research of asteroids (as well as Moon [1]) to determine the particle size and further investigate the evolutional histories of target asteroids [2],[3]. For example, the existence of regolith on an S-type asteroid, Toutatis, was suggested almost twenty years before space exploration [4]. Moreover, we reported that near-Sun asteroids indicate a signature of submillimeter grains, which could be created by a thermal sintering process by solar radiation [5]. However, it is important to note that in-situ polarimetry has not been reported on the asteroid surface, although the Korean Lunar Exploration Program aims to do polarimetry on the lunar surface [6]. Therefore, it is expected that the polarizer mounted on the Korean Apophis spacecraft can make the first estimate of the grain size and its regional variation over the Apophis surface. In this presentation, we outline research of S-type asteroid surfaces through remote-sensing observations and consider the role of polarimetry. Based on this review, we consider the purpose, potentiality, and strategy of the polarimetry using the onboard device for the Apophis spacecraft. We will report a possible polarization phase curve of Apophis estimated from ordinary chondrites and past observational data of S-type asteroids, taking account of the space weathering effect. Based on this estimation, we will consider the strategy of how to determine the particle size (and space weathering degree) of the Apophis surface. We will also mention the detectability of dust hovering on the surface.

• 한국작물학회지
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• 제55권4호
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• pp.284-291
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• 2010

고 고형분함량 감자 생산을 위한 수확시기를 예측하는 데 있어 에너지 소모량의 추정에 대한 연구결과는 다음과 같다. 1. 각 지역별로 포장의 파종시기부터 수확시기까지 최근 5년간(2005년~2009년) 평균기온, 강수량, 상대습도, 일조시간, 바람, 지중온도 등의 농업환경을 조사한 결과 파종기 저온피해와 괴경비대기 장마기간을 회피한다면 가공용 원료감자는 가공품 생산에 필요시마다 물량을 수급하기 때문에 만숙재배를 하지 않아 품종의존도가 낮아 수확시기의 환경에 대한 비중이 큰 것으로 판단되었다. 2. 파종시기부터 출현까지에는 지중온도에 영향을 많이 받아 지역별 편차가 심해 시뮬레이션에서는 출현시기를 기준으로 감자의 수확적기를 예측하는 것이 바람직하였다. 3 수확시기를 예측하기 위한 생장모형은 $Tp=\frac{Tm{\cdot}Wm^{Tp}}{Wm^{Tm}}$를 사용하고, 생장량 Wm을 계상하는 기본 생장모형은 $Wm={\int}^m_tf(x)dt$를 사용하였다. 4. 기본 생장모형을 통해 Wm을 계상할 때는 광합성율(${\Delta}A$)과 식물체내 에너지 소모(${\Delta}E$) 개념을 적용해야 보다 정밀한 수확시기를 예측할 수 있었으며, 식물체내 에너지 소모에 대한 정의는 기후변화에 대응하여 농업환경에 대처하는 식물체내 에너지 소모를 계상하는 것으로 최근 5년간(2005년~2009년) 수확시기에 따라 고형분함량을 측정한 결과 광합성율만 계상할 때 보다 에너지 소모개념을 적용한 것이 효과적이었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권3호
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• pp.301-311
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• 2017

에어로솔의 광학특성과 연직고도는 태양 복사의 반사와 흡수과정을 통하여 지구복사수지에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복사전달모델과 위성관측자료를 이용하여 동북아시아 지역에서 구름의 존재 시 에어로솔 층에 의한 복사특성을 분석하였다. 복사전달 모의 결과는 구름이 하부에 존재하는 경우에 에어로솔 층의 고도가 높아짐에 따라 대기 온난화 효과가 증가하였다. 이러한 관계는 에어로솔의 광 흡수성이 커질수록, 지표 반사도가 증가할수록 비례하는 경향을 나타내었다. 그리고 연구대상지역 ($20-50^{\circ}N$, $110-140^{\circ}E$)에서 주요 에어로솔 이벤트 사례에 대하여, UV Absorbing Aerosol Index (AAI) derived from Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), cloud parameters derived from the Moderate Resolution Imaging Spectro-radiometer (MODIS), with Upward Shortwave Flux (USF) Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) 위성관측자료를 이용하여 광 흡수성 에어로솔에 의한 영향을 정량적으로 분석하였다. 각 사례에 대한 평균적인 복사효과는 약 6 - 26 %에 해당하는 상향 단파 복사량의 감쇄효과가 나타났다. 이러한 결과는 에어로솔에 의한 직접효과와 간접효과를 정량화 하기 위한 중요성을 설명해 준다.