• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.235-250
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• 2021

본 연구에서는 '한국 김제의 전형적인 벼 경작 시스템이 기후스마트농업(CSA)의 삼중 도전에 어떻게 부합하고 있는가?'라는 질문에 답하기 위해, (1) 벼 경작 시스템의 에너지, 물, 탄소 및 정보의 흐름을 직접 관측하였고, (2) 생산성/효율성, 온실가스 방출/흡수 및 회복성을 평가할 수 있는 다양한 측정도구(metrics)를 사용하여 기후스마트농업의 관점에서 평가하였다. 국내 플럭스 관측망인 KoFlux 관측지의 하나인 김제의 대표적인 벼 경작 시스템에서 3년간(2011, 2012, 2014)의 생육기간 동안 에디공분산 기술을 사용하여 에너지, 물, 이산화탄소 및 메탄 플럭스의 흐름을 모니터링하였다. 생산 효율성 평가를 위해서는 총일차생산량(GPP), 생태계 호흡량(RE), 곡물 수확량, 빛사용효율(LUE), 물사용효율(WUE), 및 탄소흡수효율(CUE)을 지표로 사용하였다. 온실가스 정량화를 위해서는, 이산화탄소 플럭스(F_CO2)와 메탄 플럭스(F_CH4)의 경우 직접 관측한 자료를 사용하였고, 아산화질소 플럭스(F_N2O)는 IPCC지침에 따라 간접적으로 산출한 자료를 사용하였다. 회복성 평가를 위해서는 자기-조직화(self-organization, S) 지표를 사용하였으며, 벼 경작 시스템에서 가장 포괄적인 세 과정(총일차생산, 메탄플럭스, 증발산)을 대상으로 정보이론을 사용하여 정량화 하였다. 결과에 따르면, 3년 간의 생육 기간 중 2011년이 상대적으로 CSA 삼중 목표를 모두 성취하였으나, 이어지는 2012년과 2014년에 모두 생산량이 감소하고 온실가스 방출이 크게 증가하여 기후스마트 한 관리가 이루어지지 않은 것으로 보인다. 3년 생육기간을 평균한 CSA 지표의 값과 범위의 경우, 생산성에 관련된 지표들은 문헌에 보고된 다른 연구 결과와 비교할 때 대부분 중-상위의 범위에 속했으나, 온실가스 완화의 경우 평균 이하였고, 회복성은 높았지만 보고된 자료가 없어 비교하지 못했다. 기후스마트한 벼재배를 위해서는, 1) 이해 관계자들이 함께 목적에 맞게 목표의 우선순위를 정하고('거버넌스'), 2) CSA 지표를 분석한 결과로부터 얻어진 되먹임(feedback) ('모니터링') 정보를 기반으로, 3) 상황에 맞는 적절한 개입('관리'), 즉 거버넌스/관리/모니터링의 삼합으로 이루어지는 비저니어링이 필요함을 시사한다.

• 지능정보연구
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• 제28권2호
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• pp.237-262
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• 2022

본 연구는 개인투자자들의 투자의사결정에 도움을 주고자, 증권신고서의 TF-IDF 텍스트 분석과 기계학습을 이용해 공모주의 상장 5거래일 이후 주식 가격 등락을 예측하는 모델을 제시한다. 연구 표본은 2009년 6월부터 2020년 12월 사이에 신규 상장된 691개의 국내 IPO 종목이다. 기업, 공모, 시장과 관련된 다양한 재무적 및 비재무적 IPO 관련 변수와 증권신고서의 어조를 분석하여 예측했고, 증권신고서의 어조 분석을 위해서 TF-IDF (Term Frequency - Inverse Document Frequency)에 기반한 텍스트 분석을 이용해 신고서의 투자위험요소란의 텍스트를 긍정적 어조, 중립적 어조, 부정적 어조로 분류하였다. 가격 등락 예측에는 로지스틱 회귀분석(Logistic Regression), 랜덤 포레스트(Random Forest), 서포트벡터머신(Support Vector Machine), 인공신경망(Artificial Neural Network) 기법을 사용하였고, 예측 결과 IPO 관련 변수와 증권신고서 어조 변수를 함께 사용한 모델이 IPO 관련 변수만을 사용한 모델보다 높은 예측 정확도를 보였다. 랜덤 포레스트 모형은 1.45%p 높아진 예측 정확도를 보였으며, 인공신공망 모형과 서포트벡터머신 모형은 각각 4.34%p, 5.07%p 향상을 보였다. 추가적으로 모형간 차이를 맥니마 검정을 통해 통계적으로 검증한 결과, 어조 변수의 유무에 따른 예측 모형의 성과 차이가 유의확률 1% 수준에서 유의했다. 이를 통해, 증권신고서에 표현된 어조가 공모주의 가격 등락 예측에 영향을 미치는 요인이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.655-667
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• 2023

전 세계적으로 녹조 대발생은 빈번하게 보고되고 있으며, 국내에서도 매년 녹조로 인한 심각한 수질 오염 문제가 발생하고 있다. 지속적인 관리와 신속한 대응을 통한 수생태계 보호가 필요하다. 녹조 발생의 지표인 chlorophyll-a (Chl-a) 농도를 예측하기 위해 위성 영상을 이용한 연구가 많이 이루어지고 있다. 하지만 수계에 따라 변하는 분광특성과 대기 보정 오류로 인해 정확한 Chl-a 산출에 어려움이 있어 최근 머신러닝 모델을 활용하고 있다. 위성 분광지수 뿐만 아니라 녹조에 영향을 미치는 인자들에 대한 복합적인 고려가 필요하다. 따라서, 본 연구는 수질, 수문 및 기상 인자와 Sentinel-2 영상을 복합적으로 고려하여 데이터셋을 구축하였다. 최근 5년간 낙동강에 위치한 8개 보 구간의 Chl-a 농도 예측에 대표적인 앙상블 모델 random forest (RF)와 extreme gradient boosting (XGBoost)을 활용하였다. 모델 평가 지표로 r-squared score (R²), root mean square errors(RMSE), mean absolute errors (MAE)를 사용하였으며, XGBoost의 R²가 0.810, RMSE가 6.612, MAE가 4.457로 유의미한 결과를 얻은 것을 확인하였다. Shapley additive explanations (SHAP) 분석을 통해 두 모델 모두 수질 인자 suspended solids (SS), biochemical oxygen demand (BOD), dissolved oxygen (DO)과 red edge 밴드를 활용한 밴드비가 높은 중요도를 보인 것을 알 수 있었다. 다양한 입력 데이터는 모델 성능 향상에 도움을 주는 것을 확인할 수 있었으며, 국내외 녹조 탐지에 적용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.151-164
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• 2024

상수도 공급을 위한 정수장에서 전염소 또는 중염소 공정이 도입된 수처리 공정의 염소농도 관리에 필요한 공정제어를 위하여 AI 기술을 활용한 수질예측 기법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 정수장 수처리 공정에서 실시간으로 관측, 생산되고 있는 수량·수질자료를 이용하여 염소소독 공정제어 자동화를 목적으로 침전지 후단의 잔류염소 농도를 예측하기 위한 AI 기반 예측모형을 개발하였다. AI 기반 예측모형은 과거 수질 관측자료를 학습하여 이후 시점의 수질에 대한 예측이 가능한 기법으로, 복잡한 물리·화학·생물학적 수질모형과 달리 간단하고 효율적이다. 다중회귀 모형과 AI 기반 모형인 랜덤포레스트와 LSTM을 이용하여 정수장의 침전지 후단 잔류염소 농도를 예측하여 비교하였다. 최적의 잔류염소 농도 예측을 위한 AI 모형의 입출력 구조로는 침전지 전단의 잔류염소 농도, 침전지 탁도, pH, 수온, 전기전도도, 원수의 유입량, 알칼리도, NH₃ 등을 독립변수로, 예측하고자 하는 침전지 유출수의 잔류염소 농도를 종속변수로 선정하였다. 독립변수는 침전지 후단의 잔류염소에 영향이 있는 정수장에서 확보가 가능한 관측자료중에서 분석을 통해 선별하였으며, 분석 결과 연구대상 정수장인 정수장에서는 중회귀모형, 신경망모형, 모델트리 및 랜덤포레스트 모형을 비교한 결과 랜덤포레스트에 기반한 모형오차가 가장 낮게 도출되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 제시하는 침전지 후단의 적정 잔류염소 농도 예측값은 이전 처리단계에서 염소주입량의 실시간 제어가 가능토록 할 수 있어 수처리 효율 향상과 약품비 절감에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.152-171
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• 2019

본 연구는 한남금북정맥과 금북정맥을 대상으로 정맥에서 생성되는 찬공기의 특성을 분석하고 이를 관리하기 위한 방안을 마련하였다. 또한 한남금북정맥에 위치한 청주시를 대상으로 상세 찬공기 흐름을 파악한 후 관리전략을 제안했으며, 청주시 내에 설치된 지상기상관측소의 관측자료를 이용하여 정맥의 야간기온저감 특성을 분석하였다. 찬공기 특성 분석을 위해서 독일에서 개발된 KALM(Kaltluftabflussmodell) 모형을 활용하여 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 풍속, 그리고 찬공기 층 높이를 파악하였다. 분석 결과, 시간이 경과함에 따라 정맥에서 생성되는 찬공기는 강해졌으며, 특히 한남금북정맥의 서쪽과 금북정맥의 북쪽에서 뚜렷하게 나타났다. 찬공기 생성 360분 경과 후에는 평균적으로 약 0.45m/s의 찬공기 풍속이 분석되었으며, 최대 2.70m/s의 풍속이 관찰되었다. 찬공기 층 높이는 평균적으로 104.27m, 최대 255.00m의 두께로 쌓였다. 청주시의 찬공기 흐름의 풍속은 상당구가 0.51m/s로 평균적으로 높게 나타났으며, 찬공기 층의 높이는 흥덕구가 48.87m로 높게 분석되었다. 야간기온저감 효과 분석 결과는 찬공기 층이 높은 청남대관측소($-3.8^{\circ}C$)에서 저감정도가 가장 크게 나타남으로써, 정맥에서 생성된 찬공기의 영향이 야간기온저감에 효과를 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 찬공기 특성 분석 결과를 바탕으로 찬공기 생성이 활발한 정맥의 주요 산지 일대를 '온도조절기능 보전지역'으로 지정하여 현재의 산림 및 지형 보전에 대해 제안했으며, 생성된 찬공기의 흐름을 원활하게 해주는 지역을 '온도조절기능 확대지역'으로 지정하여 정맥의 기능을 보완할 수 있도록 제안하였다. 본 연구의 결과는 한남금북정맥과 금북정맥의 체계적인 관리계획을 수립하고, 향후 청주시의 바람길 계획 수립시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.415-426
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• 2021

연구목적: 본 연구에서는 대형재난사고의 주요한 요인으로 지적되는 국민들의 재난안전의식을 활성화 시킬 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 연구방법:본 연구에서는 재난관리 및 안전의식에 관한 이론적인 검토를 실시하고, 재난사고의 원인을 도출하기 위해 '재난관리평가 국민안전 체감도의식' 조사 결과 및 대형재난사고 사례들을 분석하여 선진 재난안전의식 활성화 방안을 제시하였다. 연구결과: 재난관리평가 국민안전 체감도 조사를 통해 재난관리 4단계 중 '대응'차원은 잘 수행되고 있으나, '복구'차원이 미흡한 국민들은 인식하고 있었고, 특히 '예방' 차원에서 재난안전에 대한 교육이 매우 부족하다고 느끼고 있었다. 국민 안전의식 조사를 통해서는 대피시설에 대한 인지 수준이 매우 낮았고, 감염병과 붕괴사고에 대한 정보가 부족한 것으로 나타났으며, 특히 일상생활에서의 안전수칙 준수에 대한 인식이 미흡한 것으로 드러났다. 대형재난사고(코로나19, 밀양세종병원 화재, 2004년 동해안 산불)에 대한 사례를 분석한 결과, 안전불감증과 같은 안전의식의 결여가 피해규모의 확대를 유발시킨 주요한 원인임을 도출하였다. 결론:재난사고를 예방·감소시킬 수 있는 가장 근본적인 요소는 선진 재난안전의식의 활성화이며, 이를 제고하기 위한 세 가지 방안을 제시하였다. 먼저, 안전교육 및 안전홍보 활동의 확대를 통한 안전문화운동의 확산이 필요하다. 두 번째로는 재난대응에 대한 실효성을 향상시키기 위해 일반인들을 대상으로 하는 재난대비훈련을 시행해야 한다. 마지막으로 안전에 대한 개개인의 인식 전환이 필요하다. 이러한 요소들이 체계적으로 이루어져야만 선진 재난안전의식이 제고될 수 있을 것이며, 궁극적으로 우리 사회의 재난사고들이 감소될 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제77권4호
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• pp.429-444
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• 1988

편백(扁栢) (Chamaecyparis obtusa)은 1924년(年) 일본(日本)에서 도입(導入)된 후(後) 한국(韓國) 남부지방(南部地方)의 주요조림종(主要造林種)으로 식재(植栽)되고 있다. 그러나 현존(現存)하는 편백림(扁栢林)의 대부분(大部分) 유령림(幼令林)에 속(屬)하고 있으며 임목(林木)의 다각적(多角的) 용도(用途) 개발(開發)이라는 최근(最近)의 추세(趨勢) 고려(考慮)할 때, 합리적(合理的)인 경영관리(經營管理)에 필요(必要)한 종합적(綜合的)인 정보구명(情報究明)이 시급(時急)한 과제(課題)라고 할 수 있다. 이러한 관점(觀點)에서 전남(全南) 장성군(長成郡) 삼서면(三西面) 식재(植栽)된 23년생(年生) 편백림(扁栢林)을 대상(對象)으로 83본(本) 표본목(標本木)을 선정대목(選定代木)하여 각종(各種) 수간장성인자(樹幹長成因子)들을 측정(測定)한 후(後) 정준상관분석법(正準相關分析法), 주성분분석법(主成分分析法) 및 인자분석법(因子分析法)을 적용(適用)하여 성장(成長) 특성(特性), 성장인자간(成長因子間)의 관계(關係), 잠재적(潛在的) 및 종합적(綜合的) 정보구명(情報究明)을 위하여 조사분석(調査分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면, 간재적(幹材積)과 질적성장인자(質的成長因子)의 정준상관분석(正準相關分析)에서 정준상관계수(正準相關係數) $0.988^{**}$이며, 정준변량(定準變量) 계수(系數)에서 비대성장인자(肥大成長因子)에서는 흉고직경(胸高直徑), 상장성인자(上長成因子)에서는 수고(樹高)가 유력(有力)한 인자(因子)로 밝혀 졌으며, 흉고직경(胸高直徑)과 수고(樹高)를 1조(組)로 선형(線形) 종합(綜合)한 정준변량(正準變量)과 간재적간(幹材積間)의 상관(相關)을 분석(分析)한 결과(結果)는 간재적((幹材積)에 대한 영향력(影響力)은 흉고직경(胸高直徑)이 수고(樹高)에 비(比)하여 높았다. 12개(個)의 수간(樹幹) 제성장인자(諸成長因子)들에 대(對)한 주성분(主成分) 분석결과(分析結果)에서 설정(設定)된 유효목표(有效目標) 85.00%에 합당(合當)하도록 채택(採擇)된 제(第)1~(第)2 주성분(主成分)까지의 누적기여율(累積奇與率)은 88.16%이며, 제(第)1, 제(第)2 주성분(主成分)은 각각(各各) "크기인자(因子)", "형상인자(形狀因子)"로 해석(解釋)되었다. 유효주성분(有效主成分) 각변량(各變量)에 대한 기여율(奇與率)은 수관직경(樹冠直徑), 지하고(枝下高) 및 망고(望高)를 제외(除外)한 모든 변량(變量) 정보(情報)가 87.00% 이상(以上)을 설명(說明)해 주었다. 상관행렬(相觀行列) 대각선요소(對角線要素)를 SMC로 하여 얻어진 고유치(固有値) 의(衣)해서 공통인자(共通因子)를 2개(個)로 정하였으며 $f^*_1$은 수간(樹幹) 비대성장계(肥大成長系)의 $f^*_1$은 상장성장수(上長成長系)의 형질인자(形質因子)의 잠재적인자(潛在的因子)로 해석(解析)되었다. 각종성장인자(各種成長因子)의 내재현상(內在現像)은 지하고(枝下高), 수관직경(樹冠直徑)을 제외(除外)한 공통성(共通性)이 78.62~98.30%의 높은 설명력(說明力)을 가진다. 공시목(供試木) 83본(本)은 인자득점(因子得點)의 표준편차(標準偏差)(1)를 반경(半徑)으로 한 원내(員內)의 표준목(標準木)은 중간형(中間型)으로 그리고 제(第) 1, 2, 3, 4 상한별(象限別)의 수간형질분류(樹幹形質分類)는 각각(各各) 비대(肥大), 수고성장(樹高成長)의 총합형(總合型), 세장형(細長型) 왜소형(矮小型) 및 단비형(短肥型) 등(等)의 5개유형(個類型) 분류(分類)할 수 있다.

• 한국전통조경학회지
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• 제31권2호
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• pp.1-19
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• 2013

역사공간의 진정성 제고와 보존관리에 활용될 기초자료 제공을 목적으로 국가지정 문화재인 경상북도 소재 안동 하회마을, 경주 양동마을, 성주 한개마을 등 3개 민속마을의 외래식물 분포현황을 조사 분석한 결과는 아래와 같다. 1. 민속마을의 전체식물상은 127과 430속 614종 5아종 100변종 33품종으로 총 752분류군이 확인되었으며, 그 중에 목본식물은 263분류군(35.0%), 초본식물은 489분류군(65.0%)으로 나타났다. 하회 양동 한개마을의 전체 식물상은 각각 총 534 479 408분류군이 확인되었고, 외래식물률은 30.1 38.2 37.0%로 나타났다. 유형별로는 관상외래식물이 135분류군, 풍치외래식물이 21분류군, 경작외래식물이 64분류군 그리고 귀화외래식물이 80분류군 으로 나타나, 관상외래식물의 비율이 탁월하게 높았다. 마을별로는 하회마을 161분류군(30.1%), 양동마을 183분류군(38.2%), 한개마을 151분류군(37.0%)으로 양동마을에서 가장 높은 비율의 외래식물이 확인되었다. 2. 하회마을내 단위문화재로 지정된 고택 정원에 식재된 관상외래식물은 총 30분류군이고, 옥연정사(8분류군) 양 진당(7) 하동고택(6) 충효당(5) 등의 순으로 외래식물수가 높았으며, 백목련 능소화의 식재율이 탁월하였다. 양동마을에서는 총 51분류군이 관찰되었는데, 두곡고택(16분류군) 수졸당(14) 무첨당(13) 상춘헌고택(12) 등의 순으로 나타났으며, 수국 불두화 상사화 등의 출현율이 높았다. 그리고 한개마을의 관상외래식물은 총 62분류군으 로 진사댁(35분류군), 교리댁(25) 한주종택(20) 하회댁(16) 등의 순이었으며, 골담초 뚝향나무 백목련 불두화 산당화 등의 출현률이 높았다. 3. 정원 외부를 살펴보면 하회마을에서는 만송정 숲 하부에는 환경부 지정 생태계교란식물인 돼지풀이 높은 우점도로 생육하고 있어, 겸암정사 인근의 가시박과 함께 제거대책의 마련이 시급하다. 또한 만송정숲 주변 낙동강 하상으로는 아까시나무림과 양버들군락 등의 풍치외래식물이 하안식생으로 띠숲을 이루고 있다. 양동마을에서는 마을 안길에 자연 발생한 가죽나무군락과 아까시나무와 족제비싸리가 비향토식생경관으로 인지된다. 또한 한개마을 외곽에 산발적으로 분포하는 가죽나무와 아까시나무의 세력 확산이 문제점으로 드러났다. 민속마을 간 발생 외래식물의 유사도는 47.0~48.6%로 이와 같은 이유는 연구대상지가 모두 경상북도에 위치하여 있는 관계로 식물의 생육조건이 유사하며, 관상용으로 판매되는 외래식물이 제한적이기 때문으로 판단됨에 따라 외래식물에 대한 마을별 관리대책과 공통 관리대책의 병행이 요구됨을 암시하였다.

• 한국측량학회지
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• 제24권1호
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• pp.89-97
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• 2006

토양침식은 지구상에 존재하는 자원의 기반을 위협하는 중요한 환경문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 토양 침식모형중 GIS와의 연계가 가능하고 중규모유역에서 범용적으로 활용가능한 RUSLE 침식모형을 선정하여 모형에 입력되는 인자들을 GSIS 공간분석기법을 활용하여 추출하였다. 먼저 댐 유역의 토양침식량 평가를 위해 토양도, DEM, 토지피복도와 같은 GIS 자료와 2003년 태풍매미 강우사상을 적용하고, 상하류 유역특성을 고려한 토양침식의 변화를 분석하고자 토양침식인자, 지형인자 그리고 식생피복인자를 분석한 결과, 상류유역에서는 산림의 높은 비율로 인해 토양침식인자와 지형인자의 평균값이 하류유역에 비해 높게 나타났고, 반면 하류유역에서는 완만한 경사의 농경지의 영향으로 식생피복인자의 평균값이 높게 나타남을 알 수 있었다. 그리고, 상하류 유역특성을 고려한 토양침식량 평가 결과, 상류유역의 단위토양침식량이 하류유역보다 약 4.3배 높게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 토양침식 저감을 위한 유역대책 수립시 상류유역을 중점 대상지역으로 선정하는 것이 효과 적임을 알 수 있었다.