• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.903-913
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• 2021

홍수기 하천에서 유량측정은 예산, 인력, 안전 및 측정 시 편의성 등의 이유로 측정에 제한이 많다. 특히, 태풍 등으로 인한 호우사상 발생 시 위와 같은 문제로 홍수량 측정에 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 드론(Drone)과 전자파표면유속계(Surface velocity doppler radar)의 기능을 조합하여 최소 인력으로 짧은 시간에 간편하고, 안전하게 홍수기에 하천유량을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다. 기존 드론을 이용한 유량측정 연구에서 도출된 바람, 강우 등 기상 요인에 의한 드론의 기계적인 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 IP56 등급의 방진·방수 성능, 최대 36 km/h의 풍속에서 안정적인 비행능력과 최대 10 kg을 탑재할 수 있는 드론을 개발하였다. 또한 전자파표면유속계 측정에 있어서 주요 제약 요소인 진동을 제거하기 위해 드론과 전자파표면유속계를 결합하는 댐퍼플레이트를 개발하였다. 이들 비행장비와 유속계를 결합시킨 유속계 DSVM (Dron and Surface Veloctity Meter using doppler radar)을 제작하였으며, 봉황천(금강 제1지류)에 위치한 금산군(황풍교)지점에서 DSVM을 운용하여 홍수량을 측정한 결과 ±3.5%의 오차가 발생하였다. 또한 측정된 표면유속으로부터 평균유속을 산정할 때 정확도 향상을 위해 ADCP를 이용하여 동시 측정하고, 평균유속을 비교하여 평균유속환산계수(0.92)를 산정하였다. 본 연구에서는 드론과 전자파표면유속계를 결합해 측정한 유량과 ADCP 및 봉부자를 이용해 측정한 유량을 비교하고, DSVM의 적용 및 활용 가능성을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권2호
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• pp.179-188
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• 2022

지구온난화는 기후변화를 야기하며 전지구적으로 이상기상 현상을 유발하고 있다. 우리나라에서도 폭염, 가뭄과 같은 이상기상 현상이 증가하고 있는 상황이다. 이상기상 감시를 위하여 지표면온도(Land Surface Temperature, LST), 온도상태지수(Temperature Condition Index, TCI), 식생활력지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), 식생상태지수(Vegetation Condition Index, VCI), 식생건강지수(Vegetation Health Index, VHI) 등의 위성자료가 활용되고 있다. TCI와 VCI를 이용하여 계산되는 VHI는 온도, 강수와 같은 기상 요인에 의한 식생 스트레스를 나타내며, 기후변화 상황에서 가뭄 평가에 주로 활용되고 있다. TCI, VCI는 날짜 및 장소에 따른 LST, NDVI의 과거 평년치를 참조해서 산출되기 때문에, 아직 2년여의 자료밖에 없는 천리안위성 2A호(GK2A) AMI (Advanced Meteorological Imager) 자료로부터 TCI, VCI, VHI를 산출하는 것은 현재로서는 쉽지 않은 일이다. 본 연구에서는 대안적인 방법으로 VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) 센서의 LST, NDVI를 이용하여 GK2A의 VHI 산출 가능성을 모색하였다. GK2A와 VIIRS의 LST, NDVI는 상당히 높은 상관성을 보이기 때문에, GK2A에 존재하지 않는 과거 평년치를 VIIRS 자료로 대체하는 방식을 택하였다. 8일 간격으로 GK2A 격자에 해당하는 LST, NDVI의 최소·최대값 조견표를 구축하여 TCI, VCI, VHI를 산출하였고, 최근 우리나라 이상기상 현상에 대한 해석을 수행하였다. GK2A VHI는 2020년 3월과 6월의 폭염, 4월과 7월의 저온, 8월의 폭우 등으로 인한 식생 스트레스의 변화를 잘 표현하는 것으로 나타났지만, 미국 해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)의 VHI 산출물은 그렇지 않았다. 본 연구에서 제시한 GK2A VHI는 향후 LST, NDVI의 과거 평년치에 대한 통계적으로 엄밀한 보완을 거친다면 폭염, 가뭄으로 인한 식생 스트레스 감시에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.193-205
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• 2023

집중강우 시 육상으로부터 다량으로 유입된 부유쓰레기는 사회, 경제적 및 환경적으로 부정적인 영향을 주고 있으나 부유쓰레기 집적 구간 및 발생량에 대한 모니터링 체계는 미흡한 실정이다. 최근 인공지능 기술의 발달로 드론 영상과 딥러닝 기반 객체탐지 모델을 활용하여 수계 내 광범위한 지역을 신속하고 효율적인 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 육상기인 부유쓰레기의 효율적인 탐지 기법을 제시하기 위해 드론 영상뿐만 아니라 다양한 이미지를 확보하여 You Only Look Once (YOLO)v5s와 최근에 개발된 YOLO7 및 YOLOv8s로 학습하여 모델별로 성능을 비교하였다. 각 모델의 정성적인 성능 평가 결과, 세 모델 모두 일반적인 상황에서 탐지성능이 우수한 것으로 나타났으나, 이미지의 노출이 심하거나 수면의 태양광 반사가 심한 경우 YOLOv8s 모델에서 대상물을 누락 또는 중복 탐지하는 사례가 나타났다. 정량적인 성능 평가 결과, YOLOv7의 mean Average Precision (intersection over union, IoU 0.5)이 0.940으로 YOLOv5s (0.922)와 YOLOvs8(0.922)보다 좋은 성능을 나타냈다. 데이터 품질에 따른 모델의 성능 비교하기 위해 색상 및 고주파 성분에 왜곡을 발생시킨 결과, YOLOv8s 모델의 성능 저하가 가장 뚜렷하게 나타났으며, YOLOv7 모델이 가장 낮은 성능 저하 폭을 보였다. 이를 통해 수면 위에 존재하는 부유쓰레기 탐지에 있어서 YOLOv7 모델이 YOLOv5s와 YOLOv8s 모델에 비해 강인한 모델임을 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 딥러닝 기반 부유쓰레기 탐지 기법은 부유쓰레기의 성상별 분포 현황을 공간적으로 파악할 수 있어 향후 정화작업 계획수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1B호
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• pp.41-51
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• 2010

본 연구에서는 대구광역시 서구 비산7동 지역을 배수구역으로 선정하여 집중호우발생시 유출특성을 모의하고, 침수피해를 저감시키기 위한 방안으로 지하저류조의 설치에 따른 침수피해 저감효과에 대한 분석을 실시하였다. SWMM 모형을 적용하여 2003년 태풍 '매미' 사상에 대한 유출해석을 실시하였으며, 유출해석을 통하여 계산된 월류량에 대한 2차원 침수모형을 적용한 침수해석을 통하여 2003년 당시의 침수흔적도와 침수해석 결과의 비교 및 검증을 실시하여 침수지역의 공간적 분포가 매우 유사한 양상을 보이고 있는 것을 확인하였다. 또한 지하저류조의 설치에 따른 침수피해 저감효과를 분석하기 위하여 동일한 강우조건을 가지고 대상유역에 대한 유출해석을 실시하여 월류된 유량에 대한 2차원 침수해석을 실시하여 침수피해 저감효과를 분석하였다. 지하저류조의 설치 및 크기에 따른 침수피해 저감효과를 분석한 결과 지하저류조의 높이가 1.7 m($120m{\times}180m{\times}1.7m$)인 경우 월류체적은 72%, 침수면적은 40.1% 감소하였고, 높이가 2.0m($120m{\times}180m{\times}2.0m$)인 경우 월류체적은 84.8%, 침수면적은 50.6% 감소하였으며, 높이가 2.2 m($120m{\times}180m{\times}2.2m$)인 경우 월류체적은 94%, 침수면적은 91.2% 감소하였고, 높이가 2.5 m($120m{\times}180m{\times}2.5m$)인 경우는 월류가 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 지하 저류조의 크기와 위치에 따른 침수피해 저감영향에 대한 정량적 분석을 통하여 제시된 연구결과는 침수피해 방지를 위하여 경제적이고 사회적으로도 활용가치가 높은 지하저류조의 설치를 위한 충분한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권8호
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• pp.533-548
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• 2024

최근 기후변화와 이상기후로 인해 지금까지 경험하지 못했던 극한 강우의 발생이 빈번해지고 있다. 홍수 피해 자체를 완벽히 예측하거나 제거하는 것은 한계가 존재하여 기존의 예방 중심의 대응보다는 신속히 이전의 상태로 복구하거나 더 나은 상태로 개선하는 능력을 의미하는 '회복력(Resilience)' 개념이 중시되고 있다. 본 연구에서는 1) 4R (가외성(Redundancy), 내구성(Robustness), 신속성(Rapidity), 자원부존성(Resourcefulness))을 기반으로 국내 홍수회복력 지표를 개발하였다. 특별재난지역을 대상으로 적용성 평가를 수행하였으며 개발된 홍수회복력 지표의 적합성을 확인하기 위해 다중공선성 분석을 수행하였다. 분석 결과 20개 지표 모두 공차 한계 0.1 이상, VIF (Variance Inflation Factor) 10 미만으로 다중공선성이 존재하지 않아 인자로서의 적합성을 갖는 것으로 판단하였다. 또한 각 지표의 상대적 중요도를 판단하기 위해 AHP 분석 방법을 활용하였다. 분석 결과, 지표별 중요도는 내구성 0.46, 신속성 0.22, 가외성 0.17, 자원동원력이 0.16으로 내구성이 가장 큰 중요도를 나타냈다. 4R의 항목별로 가장 큰 영향을 미친 세부 지표의 경우 내구성은 하천제방 정비, 신속성은 보건의료서비스, 자원동원력은 지방자치단체 재정자립도, 가외성은 배수시설로 나타났다. 본 연구는 특별재난지역을 대상으로 회복력에 영향을 미치는 요인을 분석함으로써 국가에서 홍수의 예방 및 대응을 전략적으로 관리할 수 있는 기초를 마련하였다는 점에서 의의가 있다.

• 한국잡초학회지
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• 제5권2호
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• pp.202-210
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• 1985

최근(最近)에 급증(急增)하고 있는 P.E. film 피복밀식(被覆密植) 뽕밭에 있어서 조성당년(造成當年) P.E. film을 피복(被覆)한 이랑과 피복(被覆)하지 않은 이랑의 잡초방제(雜草防除)를 위한 제초제(除草劑) 처리효과(處理效果)를 구명(究明)하고자 일반(一般) 뽕밭의 허가약제(許可藥劑)인 simazine 수화제(水和劑) 및 alachlor 유제(乳劑)와 함께 alachlor 입제(粒劑) 및 oxyfluorfen 유제(乳劑)를 공시(供試)하였으며, 각(各) 약제(藥劑)의 처리수준(處理水準)을 표준량(標準量)(simazine 수화제(水和劑), 150g ai/10a ; alachlor 유제(乳劑), 130g : alachlor 입제(粒劑), 200g : oxyfluorfen, 70g)과 이의 반량(半量) 및 배량(倍量)으로 하여 춘기(春期)에는 P.E. film 피복(被服)이랑과 무피복(無被覆)이랑에 처리했고, 하기(夏期)에는 무피복(無被覆)이랑에만 paraquat 49g ai/10a 혼용(混用)하여 각각(各各) 처리(處理)하고 잡초방제효과(雜草防除效果)와 뽕나무 生育 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響)에 관하여 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 방임구(放任區)에 있어서의 춘기(春期) 우점잡초(優占雜草)는 무피복(無被覆)이랑에서는 갈퀴덩쿨, 망초, 며느리밑씻개, 명아주, 바랭이 등(等)이었으나 피복(被覆)이랑에서는 바랭이, 쇠비름이었다. 한편 하기무피복(夏期無被覆)이랑에서는 쇠비름, 망초, 바랭이, 쑥, 메꽃등(等)이 우생(優生)하였으나 피복(被覆)이랑에서는 뽕나무 생장(生長)에 따른 피음(被陰)으로 잡초발생(雜草發生)이 억제(抑制)되었다. 뽕나무 생육은 춘(春) 하기(夏期) 모두 손제초구에 비하여 특히 방임구(坊任區)가 불량(不良)하였으며 제초제(除草劑) 처리구(處理區)에서도 전반적(全般的)으로 약간 저조(低調)하였으며 수량(收量)에서도 같은 경향(傾向)이었다. 잡초(雜草)들은 이른 봄의 경우 피복(被覆)이랑내 잡초(雜草)들이 발생량(發生量)이 많을수록 뽕나무 생육(生育) 및 수량(收量)을 저하(低下)시키는 반면(反面) 하기(夏期)에는 무피복(無被覆)이랑내의 잡초(雜草)들이 영향(影響)을 미쳤다. 2. Alachlor 유제(乳劑) 및 simazine 수화제(水和劑) 표준사용량(標準使用量) 130g 및 150g의 제초효과(除草效果)는 춘기(春期) 무피복(無被覆)이랑에서 비교적(比較的) 양호(良好)하였으며 처리수준(處理水準) 증가(增加)에 따른 효과(效果)가 인정(認定)되었고(simazine 배량제외(倍量除外)), 반량수준(半兩水準)에서의 효과(效果)는 매우 낮았다. 그러나 춘기(春期)의 피복(被覆)이랑에서는 처리수준(處理水準)에 따른 효과(效果)의 차(差)가 뚜렷함이 없이 모두 높은 효과(效果)를 나타내어서 반량처리(半兩處理)로서도 기대효과(期待效果)가 충족(充足)되었다. 위 두 약제(藥劑)의 처리(處理) 후(後) 잔존(殘存)하는 우점잡초(優占雜草)들은 춘기(春期)의 무피복(無被覆)이랑에서는 갈퀴덩쿨, 며느리 밑씻개, 메꽃 등(等)이었으며, 피복(被覆)이랑에서는 바랭이, 띠, 쇠비름, 등(等)으로 약제간(藥劑間) 차이(差異)를 인정(認定)할 수 없었다. 하기(夏期) 무피복(無被覆) 이랑에서의 alachlor 유제(乳劑) 및 simazine 수화제(水和劑)의 제초효과(除草效果)는 방임구(坊任區)에 비하여 다소(多小) 효과적(效果的) 이었지만 처리수준(處理水準)에 따른 효과(效果)의 차이(差異)는 인정(認定)되지 않았다. 한편 하기(夏期) 무피복(無被覆)이랑에서의 우점잡초(優占雜草)는 alachlor 유제(乳劑)의 경우 쇠비름, 명아주, 며느리밑씻개 메꽃등(等)이었고, simazine 수화제(水和劑)의 경우에는 바랭이 쇠비름, 며느리밑씻개 등(等)이었다. 3. Alachlor 입제(粒劑)의 춘하기(春夏期) 피복(被覆) 및 무피복(無被覆)이랑에서의 제초효과(除草效果) 및 잔존우점잡초(殘存優占雜草)는 alachlor유제(乳劑)의 경우와 비슷한 경향(傾向)이었다. 4. Oxyfluorfen의 제초효과(除草效果)는 춘하기(春夏期)에 피복(被覆) 및 무피복(無被覆)이랑에서 모두 타약제(他藥劑)의 경우보다 지속적(持續的)인 우수(優秀)한 효과(效果)를 나타내었으며, 처리수준(處理水準)에 따른 효과(效果)의 차(差)가 있었으나 표준량(標準量)(70g ai/10a)보다 낮은 수준(水準)에서도 기대(期待)하는 효과(效果)가 인정(認定)되었다. 반면(反面) 배량구(倍量區)의 경우는 춘기(春期)에 1회(回) 처리(處理)로서 150일(日)간의 장기간(長期間)에 걸친 지속효과(持續效果)를 나타내었다. 처리(處理) 후(後) 잔존(殘存)하는 잡초(雜草)는 춘기(春期) 무피복(無被覆)이랑에서는 메꽃, 망초, 닭의 장풀 등(等)이었으며, 피복(被覆)이랑에서는 쇠비름, 바랭이 등이었고, 하기무피복(夏期無被覆)이랑에서는 쇠비름, 닭의장풀등(等)이었으나 높은 수준처리구(水準處理區)에서는 쇠뜨기의 발육(發育)도 억제(抑制)하는 강력(强力)한 제초력(除草力)을 보였다.

• 생태와환경
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• 제37권2호통권107호
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• pp.180-192
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• 2004

본 연구는 2002년 11월부터 2004년 2월까지 수심이 얕은 부영양상태의 저수지에서계절에 따른 수질변화와이에 대한 유입 부하량 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 수심간의 수온차가 $1^{\circ}C\;m^{-1}$ 이상의 수온약층이 5월에 형성되었고, 심층에서 2 mg $O_2\;L^{-1}$ 이하의 낮은 산소농도가 5월부터 9월까지 관찰되었다. $Z_{eu}/Z_{m}$은 0.2${\sim}$l.1의 범위로 수온약층 형성으로 혼합 층이 수심 4m근처이고 유광대 층이 수심 4.3m였던 5월을 제외하고는 대부분의 기간 동안에 유광대층에 비해 혼합층의 수심이 깊은 것으로 나타났다. 수체내 질소는 1.1 ${\sim}$ 4.5 mg N $L^{-1}$ 의범위로, 대부분이 용존 형태(Avg. 58.7%)로 존재하고 있었으며 결빙된 수표면의 해빙 시에 암모니아성 질소와 질산성질소가 증가하였다. 저수지내 총인 농도는43.g${\sim}$126.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$범위로 대부분은 입자성인의 형태(Avg. 80%)로 존재하고 있었다. 용존무기인 농도는 심층에서의 일시적인 증가가 관찰된 7월과 8월을 제외하고는 10 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$ 이하였다. 엽록소 a 농도의 뚜렷한 증가는인 유입부하량이 많았던 7월 (99 ${\mu}g\;L^{-1}$)과 11월 (109 ${\mu}g\;L^{-1}$)에 관찰되었고 수체내 총인과 양의 상관성을 보였다(r=0.55, P<0.008, n=22).수층간의 평균 엽록소 a 농도는11월 8일에 84.5${\pm}$29.0 ${\mu}g\;L^{-1}$으로 가장 높았고 2월에13.5${\pm}$ 1.0 ${\mu}g\;L^{-1}$로 가장 낮았다. 유입수량이 증가할 수록유입수내 층인 농도도 증가하는 경향을 나타냈으며(r=0.69,P<0.001), 1년 중 강우량이 많았던 7월 25일 하루동안에 연간 총인 유입부하량의 40.5%가 유입되었고, 11월 8일에도 17.1%가 유입되었다. 유역으로부터 유입되는총인 부하량은 159.0kg P $yr^{-1}$였고, 식물플랑크톤에 의해직접 이용 될 수 있는 용존무기인 부하량은 126.3 kg P $yr^{-1}$로 총인의 77.7%에 해당하였다. 총 질소 부하량은 5.0 ton $yr^{-1}$로 총 인 부하량(159.0 kg P $yr^{-1}$)에 비해 30배 정도 많았으며, 총질소 부하 중 무기질소 부하량은3.9 ton $yr^{-1}$로 총 질소의 78%였다. 인 임계 부하량은 1.6 g ${\cdot}$ $m^{-2}$${\cdot}$$yr^{-1}$으로 과잉임계부하량을 상회하는 수준 이였다. 본 연구결과 저수지의 유역으로부터 유입되는 많은양의 유입 인 부하는 저수지 수질의 계절적인 변화 뿐 만아니라 부영양화의 가장 큰 원인으로 나타났으며, 중영양상태의 수질을 유지하기 위해서는 총인 유입부하량(159 kg $yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.