• 제목/요약/키워드: GEMS model

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인공지능 기반의 GEMS 산불연기 및 황사 탐지 (Artificial Intelligence-Based Detection of Smoke Plume and Yellow Dust from GEMS Images)

  • 정예민;윤유정;김서연;강종구;최소연;임윤교;서영민;유정아;성경희;김상민;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_2호
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    • pp.859-873
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    • 2023
  • 산불은 오랜 기간동안 사회 및 경제적으로 지구에 많은 피해를 야기하며, 이러한 산불은 자연적 혹은 인위적으로 발생되어왔다. 이로 인해 여러 실험들에서 산불로 인한 악영향에 관한 연구들을 진행하였으며, 동시에 산불 발생 시 빠른 대처를 위한 산불탐지 및 오염배출 물질 탐지 등과 같은 연구들도 수행되었다. 그러나 현재까지 한국 및 동아시아 영역을 배경으로 한 연구는 부족한 실정이고 산불 탐지에 활용되는 자료들의 정확도에 한계가 있었다. 본 연구에서는 정지궤도 환경위성(Geostationary Environment Monitoring Spectrometer, GEMS) 영상에 위색합성기법을 활용해 새로운 산불연기 탐지 산출물을 생성하고 해당 영상을 U-Net 모델링에 활용해 기존의 연구들에서 산불 탐지시에 활용했던 가시광선 채널 영상의 한계를 보완하였다. 그리고 U-Net 모델링을 통해 산출된 산불연기 영역으로부터 황사 픽셀 필터링을 수행하는 분류모델을 구축하여 순수 산불연기 탐지 영상을 산출하였으며, 이는 GEMS 기반의 재난감시에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

GEMS모델을 이용한 선박충돌사고의 인적과실 유형 분석 (Classification of Human Errors in Ship′s Collision using GEMS Model)

  • 양원재;고재용;금종수
    • 한국항해항만학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.161-167
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    • 2004
  • 지금까지(1988∼2000년) 국내 해양안전심판원에서 재결한 선박충돌사고의 원인분류 통계데이터를 살펴보면 전체 2,290건의 인적과실(Human Error) 중에서 상대선박에 대한 경계의무소홀이 929건으로 약 40.6%나 되는 가장 많은 비중을 차지하고 있는 것으로 파악되고 있다. 선박충돌사고는 좌초사고와 더불어 인적과실로 기인한 수많은 인명피해와 재산피해 및 해양환경오염을 유발하는 심각한 해양사고로서 이에 대한 사고원인을 철저히 분석하고 그 예방대책 마련이 무엇보다 중요한 과제가 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 선박충돌사고의 인적과실을 분석하기 위한 목적으로 목포해양안전심판원에서 재결한 선박충돌사고(1990∼2002, 65건)에 대하여 상대선 경계의무소홀이나 동정감시 불충분으로 기인하여 발생한 충돌사고를 조사항목별로 분석하고, GEMS 동적모델을 이용하여 선박충돌사고의 인적과실 유형을 체계적으로 분류하였다.

GEMS 영상과 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지 (Detection of Wildfire Smoke Plumes Using GEMS Images and Machine Learning)

  • 정예민;김서연;김승연;유정아;이동원;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_3호
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    • pp.967-977
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    • 2022
  • 산불의 발생과 강도는 기후 변화로 인하여 증가하고 있다. 산불 연기에 의한 배출가스 대기질과 온실 효과에 영향을 미치는 주요 원인 중 하나로 인식되고 있다. 산불 연기의 효과적인 탐지를 위해서는 위성 산출물과 기계학습의 활용이 필수적이다. 현재까지 산불 연기 탐지에 대한 연구는 구름 식별의 어려움 및 모호한 경계 기준 등으로 인한 어려움이 존재하였다. 본 연구는 우리나라 환경위성 센서인 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS)의 Level 1, Level 2 자료와 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지를 목적으로 한다. 2022년 3월 강원도 산불을 사례로 선정하여 산불 연기 레이블 영상을 생성하고, 랜덤 포레스트 모델에 GEMS Level 1 및 Level 2 자료를 투입하여 연기 픽셀 분류 모델링을 수행하였다. 훈련된 모델에서 입력변수의 중요도는 Aerosol Optical Depth (AOD), 380 nm 및 340 nm의 복사휘도 차, Ultra-Violet Aerosol Index (UVAI), Visible Aerosol Index (VisAI), Single Scattering Albedo (SSA), 포름알데히드, 이산화질소, 380 nm 복사휘도, 340 nm 복사휘도의 순서로 나타났다. 또한 2,704개 픽셀에 대한 산불 연기 확률(0≤p≤1) 추정에서 Mean Bias Error (MBE)는 -0.002, Mean Absolute Error (MAE)는 0.026, Root Mean Square Error (RMSE)는 0.087, Correlation Coefficient (CC)는 0.981의 정확도를 보였다.

GEMS 위성관측에 기반한 지면반사도 산출 시에 오차 유발 변수에 대한 민감도 실험 (Sensitivity Experiment of Surface Reflectance to Error-inducing Variables Based on the GEMS Satellite Observations)

  • 신희우;유정문
    • 한국지구과학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.53-66
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    • 2018
  • 지면반사도 정보는 열평형 및 환경/기후 모니터링에 중요하다. 본 연구에서는 정지궤도위성의 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS) 관측에서 300-500 nm 파장 영역의 지면반사도 산출 시에 오차 유발 요소에 대한 민감도를 조사하였다. 장차 GEMS 지면반사도 산출 시에 오차 분석을 위하여 극궤도 위성의 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS; 공간 해상도 $1km{\times}1km$) 자료 및 Ozone Mapping Instrument (OMI; $12km{\times}24km$) 자료 그리고 복사전달모델 수치실험도 분석에 사용하였다. 본 연구에서 오차 유발 요소는 구름, 레일리 산란, 에어로졸, 오존 그리고 지면 특성이다. GEMS 저해상도($8km{\times}7km$)에서의 구름 탐지율은 MODIS 대비 약 79%이었으나, GEMS 화소의 운량이 40% 이하에서는 상대적으로 낮았다. 이러한 경향은 구름 이외의 다른 효과(에어로졸, 지면 특성)로 인하여 주로 발생하였다. RGB 영상과 복사전달모델 계산을 기초로 조사된 레일리 산란 효과는 육지에 비하여 해양 지역에서 뚜렷하였다. 지면반사도가 0.2보다 작은 경우에 위성관측 대기상단 반사도는 에어로졸 양에 비례하였으나, 0.2보다 큰 경우에는 그 반대 경향을 보였다. 또한 에어로졸 양에 의한 지면반사도 산출 오차는 자외선 영역에서 파장에 따라 급격하게 증가하였으나, 가시광선에서는 일정하거나 다소 감소하였다. 오존 흡수는 자외선 영역(328-354 nm) 중 328 nm에서 가장 크게 나타났다. 지면반사도가 0.15인 육지 경우에 음의 오존전량 아노말리(-100 DU)로 인한 지면반사도 산출 오차는 +0.1이었다. 본 연구는 GEMS 위성관측을 이용한 지면반사도 원격탐사의 정확도를 높이는데 기여할 수 있다.

자수정(Amethyst) 보석을 응용한 장신구 조형과 Interior Jewel Modeling의 디자인 개발 (The ornaments modeling applied of amethyst gems and design development of interior jewel modeling)

  • 김은주
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.170-177
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    • 2012
  • 자수정(Amethyst) 보석은 원적외선을 방출하여 온열 효과를 나타내고, 체내에서 신진대사를 촉진시키는 친환경 인테리어 재료로서 주목을 받고 있다. 본 논문은 세공 장식(Jeweling)의 가치를 높이는 보랏빛 자수정을 특징적 모티프로 응용하여, Design Model로 개발하고자 하였다. Rhino CAD의 Data에 생성된 유기적 입체 형상은 정밀하고 표면이 깨끗한 왁스(Wax) 적층 가공이 가능하였고, 'Golden Ratio'를 적용한 Brooch 및 Necklace 작품으로 제작, 완성하였다. 이러한 장신구를 비롯하는 장식품 가운데, 자수정 세공 장식의 Interior Jewel Modeling의 활용 사례를 제안하였으며, 본 논문의 연구 결과가 귀금속 제조업체의 생산성 향상에 일조할 수 있을 것으로 기대된다.

WaterGEMS모형을 이용한 상수관망 블록시스템의 비상급수계획 평가 (Evaluation of Emergency Water Supply Plan for Block System of Water Network using WaterGEMS)

  • 백천우;전환돈;김중훈;유도근;이광춘
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.15-20
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    • 2008
  • 상수관망의 수리해석 방법은 demand-driven analysis와 pressure-driven analysis로 구분할 수 있으며, 급작스런 용수수요증가, 관거파괴 등과 같이 비정상운영상태인 용수공급시스템의 수리모의에 demand-driven analysis를 사용할 경우 비현실적인 결과를 줄 수 있다. 특히 현재 국내에서는 비상상황에 대한 비상급수계획 수립 시에 demand-driven analysis를 사용하고 있으나, pressure-driven analysis의 적용을 통한 비상급수계획의 적정성 평가가 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 pressure-driven analysis를 위해 최근 개발된 WaterGEMS모형을 이용하여 2007년 수도정비 사업을 계획한 J시의 비상급수계획의 적정성을 평가하였다. 적용 결과 소블럭의 용수공급 안정성 향상을 위한 방안 제시가 가능하였으며, 수립된 비상급수계획이 적합한 것으로 판단되었다.

어선사고의 원인분석 및 예방대책에 관한 연구 (Cause Analysis and Prevention of fishing Vessels Accident)

  • 이형기;장성록
    • 한국안전학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.153-157
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    • 2005
  • The injury accidents in fishing vessels account for $67.2\%$ of all marine injury casualties$(1997\~2001)$ and is on an increasing trend every year. Also, it is remarkable for the injury accidents to be basically caused by human errors. This study aims to investigate the human error of injury accidents in fishing vessels and presents the injury preventing program in them. Human errors were analysed by the methods such as SHELL & Reason Hybrid Model, GEMS Model adopted by International Maritime Organization(IMO). Based on the analysis, the following propositions were made to reduce the fishing vessels accidents by human errors : improvement of hazard awareness and quality of personnel, establishment of safety management system, and enforcement of vessels inspection.

Human Error Analysis Technique and Its Application to Marine Accidents

  • Na, Seong;Kim, Hong-Tae;Kim, Hye-Jin;Ha, Wook-Hyun
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.145-152
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    • 2010
  • The management of safety at sea is based on a set of internationally accepted regulations and codes, governing or guiding the design and operation of ships. The regulations most directly concerned with human safety and protection of the environment are, in general, agreed internationally through the International Maritime Organization(IMO). IMO has continuously dealt with safety problems and, recognized that the human element is a key factor in both safety and pollution prevention issues(IMO, 2010). This paper proposes a human error analysis methodology which is based on the human error taxonomy and theories (SHELL model, GEMS model and etc.) that were discussed in the IMO guidelines for the investigation of human factors in marine casualties and incidents. In this paper, a cognitive process model, a human error analysis technique and a marine accident causal chains focused on human factors are discussed, and towing vessel collision accidents are analyzed as a case study in order to examine the applicability of the human error analysis technique to marine accidents. Also human errors related to those towing vessel collision accidents and their underlying factors are discussed in detail.

복사전달모델을 이용한 GEMS 일산화브로민 산출 민감도 시험 (GEMS BrO Retrieval Sensitivity Test Using a Radiative Transfer Model)

  • 정희성;김준;정욱교;박상서;홍재민;안다현;차혜지;이원진;이혜정
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1491-1506
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    • 2021
  • GEMS의 복사 실측 자료로부터 일산화브로민(BrO) 전량 농도를 산출하기에 앞서, 복사전달모델로부터 생성된 모의자료를 이용하여 민감도 시험을 수행하였다. 산출 오차가 갖는 월간 및 일내 변동성을 고려하기 위해, 2013년 7월-2014년 6월 기간 매달 첫째 날의 00-07 UTC에 대해 한 시간 간격의 모의자료를 구성하였다. 최적추정법을 통해 계산된 산출물의 해답 오차는 대기질량인자 증가에 따라 감소하는 반비례 경향을 주로 보였지만, 대기질량인자 값이 5 이상으로 크게 나타나는 범위에서는 비례 경향을 보였다. BrO와 포름알데히드(HCHO) 흡수선 간의 중첩으로 인해 발생하는 BrO 산출물의 간섭 오차는 BrO의 대기질량인자가 작을수록 크게 나타났다. 해답 오차와 간섭 오차의 추정치를 결합하여 계산한 산출물 최종 오차의 평균값은 모든 데이터 샘플에 대해 26.74±30.18%로, 80° 이상의 태양천정각을 갖는 샘플에 대해 60.39±133.78%로 나타났다. 본 연구에서 고려되지 않은 간섭 스펙트럼 및 복사 측정의 오차로 인해, 실제 GEMS의 BrO 산출물이 갖게 될 오차는 추정치와 절대값의 차이를 나타낼 가능성이 있다. 그러나 본 연구에서 제시한 오차 요소들의 변동 특성들은 실제 산출물에서도 나타날 것이다.

고로슬래그가 치환된 시멘트복합체의 열역학적 모델링 (Thermodynamic Modelling of Blast Furnace Slag Blended Cement Composites)

  • 양영탁;차수원
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.488-495
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    • 2017
  • 본 연구에서는 열역학적 평형을 이용한 OPC의 재령에 따른 운동학적 수화 생성물 모델링과 GGBS의 치환률에 따른 수화 생성물의 변화를 모델링하였다. 열역학 데이터는 GEMS의 3rd party 데이터베이스, Cemdata18을 사용하였고, 시멘트 수화 모델링은 Parrot & Killoh 모델을 적용하였다. OPC모델링에서 재령에 따라 Pore solution의 이온 농도와 수화 생성물의 질량 및 부피 변화를 관찰할 수 있었다. GGBS모델링에서는 치환률이 증가함에 따라 장기강도를 지배하는 C-S-H의 생성량은 증가하지만, 내구성에 영향을 미치는 Portlandite의 생성량이 감소하여 탄산화에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.