• 물과 미래
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• 제27권3호
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• pp.45-54
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• 1994

물수지 모델을 사용하여 발생시킨 시계열에 대해서 프랙탈(Fractal) 차원의 기본 이론이 소개 및 적용되었고 물수지 방정식이 넓은 지역에 대해 계절 시간 규모로 분석하였다. 중간 규모 순환의 발생과 변화에 있어 강우의 국부 재순환과 토양 수분의 동력학적 영향이 명시적으로 포함되어 있고 지체 시간 또한 분석에서 고려되었다. 시스템은 전개에 있어 변수 값들에 따라 고정점, 한계주기 그리고 카오스(Chaos)적인 행태와 같은 서로 다른 결과를 보여 주었다. 발생된 시계열의 추계학적인 행태는 궤적들이 초기 조거넹 매우 민감한 한정된 수의 방정식을 가지는 비선형 동력학 시스템으로부터 발생하는 확정론적 카오스 때문이다. 강우의 특성으로부터 발생하는 잡음은 어트랙터(Attractor)의 조직화된 구조를 파괴시키는데, 잡음의 존재에도 불구하고 어트랙터가 존재한다는 것은 시스템의 전개의 다기 예측에 있어 매우 중요하다고 할 수가 있다. 이러한 비선형 동력계가 가지고 있는 의미는 수문자료나 현상들의 해석과 모델링에 있어 중요하다.

• 대한지리학회지
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• 제40권3호
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• pp.296-309
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• 2005

본 연구는 공주지역의 지표변화를 분석하기 위해 우도비 기반의 베이지안 예측모델을 이용하여 지리공간 정보와 지표변화와의 연관성 및 미래의 지표변화를 탐지하였다. 지표변화 지역은 위성사진을 토지피복분류 한 후 선분류 후비교법을 이용하여 변화지역을 추출하였다. 지표변화와 관련이 있는 지리공간 정보는 GIS 환경에서 구축하였으며, 우도비를 이용하여 지표변화 예측도를 작성하였다. 분석결과, 도시지역 및 농업지역 지표변화에 가장 큰 영향을 미치는 주제도는 고도, 하계망, 인구밀도, 도로, 인구이동, 총사업체수, 지가 등이다. 또한 산림지역 지표변화에 영향을 미치는 주제도는 고도, 경사도, 인구밀도, 인구이동, 지가 등이다. 지표변화 분석결과, 도시지역은 금강을 중심으로 구도심과 신도심지역의 도시 확산이 이루어지고, 인터체인지 및 국도를 따라 시가화 지역이 확산 될 것으로 예측되었다. 농업지역은 금강의 소지류 및 인접지역과 연결되는 국도주변 지역이 변화가 일어날 확률이 높다. 산림지역은 대부분 남동쪽에 위치하고 있는데, 그 원인은 밤나무 재배단지가 본 지역에 넓게 나타나면서 산림훼손이 일어날 확률이 높은 것으로 예측되었다. 예측비율 곡선을 이용하여 검증한 결과, 지표변화가 일어날 확률이 가장 높은 상위 $10\%$지역에서 도시지역은 $80\%$, 농업지역은 $55\%$, 산림지역은 $40\%$정도의 예측능력을 보였다. 따라서, 본 통합 모델은 산림지역 예측에는 부적합한 것으로 볼 수 있어서, 향후 새로운 주제도 선정 및 예측모델 등이 필요하다. 결론적으로 본 방법은 향후 토지피복 변화 연구를 위한 효과적인 방법 중의 하나로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.525-525
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• 2015

국립기상과학원은 국가 물관리를 효율적으로 지원하기 위하여 TOPLATS(TOPmodel based Land-Atmosphere Transfer Scheme) 지면모델 기반을 활용한 전국 수문기상 분석 및 예측정보 생산체계를 구축하였다. TOPLATS 지면모델에서는 토양, 식생 등을 표현하기 위한 다양한 매개변수들이 사용되고 있으며, 그 중에서도 토양 속성과 관련 매개변수들은 토양수분, 증발산 등의 수문기상요소 생산에 큰 영향을 미치고 있어 현실적인 토양 특성에 대한 고려가 요구된다. 본 연구는 국립농업과학원의 토양도 정보를 이용하여 TOPLATS 지면모델에서 요구되는 토양 속성 및 관련 매개변수를 산정하고 이를 모델에 적용하고자 하였다. TOPLATS 모델에 사용되는 토양 매개변수는 총 22개 이며, 본 연구에서는 국립농업과학원에서 제공한 총 405개의 토양통에 대한 매개변수를 각각 산정하였다. TOPLATS 모델을 강제하기 위한 기상자료는 동네예보 분석자료, KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System) 분석자료, 입사 단 장파 복사량은 ASOS 관측자료를 기반으로 한 5km 해상도의 남한 격자자료이며, 2010~2013년 기간의 토양수분, 증발산량에 대한 검증 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과는 기존의 11개 토양속성정보로 산출된 결과와 비교 분석하여 추후 제시할 예정이며, 본 연구에서 산출된 국내 토양 특성을 반영한 고해상도 수문기상정보는 향후 홍수 예측 및 가뭄 평가에 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권2호
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• pp.59-66
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• 2013

본 연구는 급격한 가격변동으로 소비자 물가에 직접적인 영향을 미치고 있는 배추와 무를 선정하여 단위면적당 수확량과 기상요소의 관계를 밝히고자 하였다. 기존에 농작물과 기상요소의 관계를 분석한 연구들은 넓은 지역을 대표하는 특정 지점의 기상자료를 사용하였으나 본 연구에서는 개별 농경지에서 가장 가까운 지점의 기상자료를 사용하였다. 특히 지역의 계약재배 담당자들과의 인터뷰에 기반하여 수집된 농업자료를 그대로 사용하지 않고, 농업과 기상자료의 가공을 통해 좀 더 세부적인 분석을 시도하였으며, 도출된 유의한 기상요소들은 기존의 연구들에서 제시한 상관계수들보다 높게 나타나 농산물의 단수추정에 기상요소가 중요하게 활용될 수 있음을 보였다. 분석 결과 월동배추 무의 생육기간 동안 각각 최저기온과 최고기온이 단수와 관련이 많은 것으로 드러났는데, 향후 기상청과 같은 기상정보 제공자들은 재배 지역에 농업기상정보를 제공하고자 할 때, 농산물과 지역의 특성을 고려한 세부기상요소를 중점적으로 제공하면 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권1호
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• pp.57-81
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• 2019

Satellite images can be integrated into a crop model to strengthen the advantages of each technique for crop monitoring and to compensate for weaknesses of each other, which can be systematically applied for monitoring inaccessible croplands. The objective of this study was to outline the productivity of paddy rice based on simulation of the yield of all paddy fields in North Korea, using a grid crop model combined with optical satellite imagery. The grid GRAMI-rice model was used to simulate paddy rice yields for inaccessible North Korea based on the bidirectional reflectance distribution function-adjusted vegetation indices (VIs) and the solar insolation. VIs and solar insolation for the model simulation were obtained from the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) and the Meteorological Imager (MI) sensors of the Communication Ocean and Meteorological Satellite (COMS). Reanalysis data of air temperature were achieved from the Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS). Study results showed that the yields of paddy rice were reproduced with a statistically significant range of accuracy. The regional characteristics of crops for all of the sites in North Korea were successfully defined into four clusters through a spatial analysis using the K-means clustering approach. The current study has demonstrated the potential effectiveness of characterization of crop productivity based on incorporation of a crop model with satellite images, which is a proven consistent technique for monitoring of crop productivity in inaccessible regions.

• 대기
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• 제34권1호
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• pp.69-81
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• 2024

In this paper, Annual flux variations in the Boseong Tall Tower (BTT) from 2016 to 2020 were analyzed using data from three levels (2.5 m, 60 m, and 300 m). BTT was installed in Boseong-gun, Jeollanam-do in February 2014 and continued to conduct energy exchange observations such as CO2, sensible heat, and latent heat using the eddy covariance method until March 2023. The BTT was located in a very flat and uniform paddy field, and flux observations were conducted at four levels: 2.5 m, 60 m, 140 m, and 300 m above ground. Surface energy balance was confirmed from observed data of net radiation flux, soil heat flux, sensible heat flux, and latent heat flux. Additionally, 2.5 m height surface fluxes, which are most influenced by agricultural land, were compared with data from Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS) of the Korea Meteorological Administration to evaluate the accuracy of LDAPS flux data. The correlation coefficient between LDAPS flux data and observed values was 0.95 or higher. Excluding summer latent heat flux data, there was a general tendency for LDAPS data to be higher than observed values. The footprint areas estimated below 60 m height mainly covered agricultural land, and flux observations at 2.5 m and 60 m heights showed typical agricultural characteristics. In contrast, the footprint estimated at 300 m height did not show agricultural characteristics, indicating that observations at this height encompassed a wide range, including mountains, sea, and roads. The analysis results of long-term flux observations can contribute to understanding the energy and carbon dioxide fluxes in agricultural fields. Furthermore, these results can be utilized as essential data for validating and improving numerical models related to such fluxes.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2008년도 공동추계학술대회
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• pp.153-161
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• 2008

Agriculture and forest are basis for livelihood in Nepal while both sectors constitute around 40 percent of the national product and over two-thirds of the economically active population is dependent on agriculture. However, radical changes in land use, depletion in crops production and food availability are major threats due to loss of soil fertilityand severe environmental degradation. In this study, we used time series data from 1986/87 to 2005/06 about food crop production and population published by Government of Nepal, Ministry of Agriculture and Cooperatives and Central Bureau of Statistics. Descriptive statistics and ArcGIS were used to assess and map the food security status of Nepalese Terai based on the local food demand and supply system. Food supply to demand ratio(FSDR) was the main idea of assessment. Our results showed that out of 20 districts, only 8 districts were categorised under secured food districts whereas 5 districts were still under food unsecured situation. The analysis further revealed that 7 districts had faced food deficit more than 8-16 times during the last 20 year periods. Data further showed that there was surplus food supply relative to the requirements dictated by FSDR. However, the average FSDR was less than 1.2(less than 20% surplus) exploring fact that most of the districts were not producing sufficient food to cope up the food shock and after 1995 it was relatively stagnant. Our prediction reveals that food supply in Terai even in the future would remain at almost the same level as now, and there will not more than 16-17% surplus by 2021 considering medium vibrant population growth. The findings thus, indicate that Terai may not be a food secure region in the future, even though the region is considered as a food storage house of Nepal. In addition, this paper suggests ways to make future comprehensive case studies more widely comparable in Terai, Nepal.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.877-885
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• 2005

반 밀폐형 공간에서 발생되는 비등온 고농도의 연무를 제거하기 위해 필요한 배연량 산정을 위한 실형과 모형사이의 Froude 상사연구를 시행하였다. Zukoski의 연무상승 방정식을 기반으로 하는 무차원 상사방정식을 구성한 다음 체적 $1\;m^3(1\;m\;{\times}\;1\;m\;{\times}\;1\;m)$인 모형 A와 체적 $0.125\;m^3(0.5\;m\;{\times}\;0.5\;m\;{\times}\;0.5\;m)$인 모형 B를 사용하여 기하학적 상사성에 따른 파라메터인 무차원 에너지방출량과 무차원 질량유량과의 상관관계를 실험적으로 평가하였다. 실험적 결과는 고농도 배연에 관련하며 구성된 이론적 상사가 타당함을 보여주었고 본 연구에서 구성된 이론적 방정식이 범용으로 적용될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구의 실험조건에서 제어공간에 투입된 최대 에너지량은 $20\;kW/m^3$이며 이 범위 이하의 열량 투입조건에서 배연량 대비 에너지 투입양 간의 상사가 잘 이루어졌다. 연구 범위의 에너지 투입조건에서 열적영향에 의한 필요 배연량의 증가는 단순한 양론적 추정 배연량에 비해 20-30% 추가되는 것으로 나타났다. 본 연구 자료를 바탕으로 고농도 비등온 조건에서 열부력 및 확산효과에 의해 이탈되는 제어대상 연무를 효율적으로 제어하기 위한 국소배기시스템의 설계 개선을 가져 올 수 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권2호
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• pp.100-106
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• 2022

섬진강 수계 210개 지방하천을 대상으로 하천연장과 보 밀도 대비 어류 출현종 현황을 분석하였다. 하천연장에 따른 어류 출현종수는 비선형지수함수 (Nonlinear exponential relationship) 관계를 보였다. 모델에 따른 계수값 (b)은 0.03이며, 결정계수(R²)은 약 59.0%인 것으로 나타났다. 모델식에 따른 예측기대종수는 실제 출현종수와 차이를 보였으며, 대상하천 가운데 약 110개 하천 (약 52.4%)에서 실제 출현종수는 예측기대종수보다 낮게 나타났다. 한편 섬진강 수계 하천에서 나타난 평균 보 밀도는 약 2.7개/km였으며, 이는 타 수계 하천과 비교시 월등히 높은 수치였다. 보 밀도 지표 (Index of Weir's Density, IWD)에 따른 어류출현종수간의 2-DKS 분석 결과 어류 다양성에 영향을 주는 보 밀도 역치값 (Threshold value)은 약 2.5개/km인 것으로 나타났다 (D_max=0.048, p<0.05). 실제 보 밀도 지표가 역치값 이상인 경우 어류 출현종수 대비 기대 종수비율은 70% 미만으로 낮아졌다. 따라서, 향후 수생태계 연속성 확보를 위한 보 밀도는 역치값 이하로 관리하는 것이 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.253-259
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• 2006

기존의 거의 모든 수문학적 연구에 있어서, 시스템의 특성을 파악한 뒤 예측을 실시하는 표준접근법이 채택되어왔다. 그러나 최근 들어 시스템의 특성분석에 앞서 예측을 실시하고, 상태공간 매개변수가 시스템의 특성분석단계가 아닌 예측단계에서 평가되는 가역접근법이 제안되었다. 본 연구에서는 최근에 제안된 가역접근법과 기존에 널리 적용되어온 표준접근법을 이론적 카오스 시계열과 Idaho주 Bear강의 일유출량 자료에 적용함으로써, 가역접근법의 적용성을 검토하고 카오스 시계열의 특성을 알아보았으며, 카오스이론이 적용된 비선형 예측기법으로는 부분근사화 기법을 이용하였다. 카오스 특성 분석을 통해, 이론적 카오스 시계열과 Idaho주 Bear강의 일유출량 시계열 자료 모두에서 카오스 특성이 나타남을 알 수 있었다. 200일에 대한 1, 3, 5일 예측 결과, 가역접근법이 표준접근법에 비해 우수함을 알 수 있었다.