• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1089-1098
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• 2020

본 연구에서는 적조 Cochlodinium Polykrikoide를 기계학습 방법과 정지궤도 해색위성 영상을 활용하여 탐지하는 방법을 제안한다. 기계학습 모형을 학습시키기 위해 GOCI Level2 자료를 활용하였으며, 국립수산과학원의 적조 속보 자료를 활용하였다. 기계학습 모델은 로지스틱 회귀모형, 의사결정나무 모형, 랜덤포래스트 모형을 사용하였다. 성능 평가 결과 기계학습을 사용하지 않은 전통적인 GOCI 영상 기반 적조 탐지 알고리즘(Son et al.,2012) (75%)과 비교해보았을 때 약 13~22%p (88~98%)의 정확도 향상을 확인할 수 있었다. 또한 기계학습 모형 간 탐지 성능을 비교 분석해본 결과 랜덤 포레스트 모형(98%)이 가장 높은 탐지 정확도를 보였다. 이러한 기계학습 기반 적조 탐지 알고리즘은 향후 적조를 조기에 탐지하고 그 이동과 확산을 추적 모니터링하는데 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권3호
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• pp.265-272
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• 2002

동한난류 주변 해역의 해색전선과 수온전선의 공간적 분포 특성을 CZCS와 AVHRR 위성자료를 이용하여 살펴보았다. 동한난류 주류의 난수 streamer 주변 해역의 색소농도와 SST의 공간적 분포를 살펴본 결과, 식물플랑크톤의 흡수보다는 황색물질이나 용존유기물질과 같은 부유물질에 의해 높은 색소농도를 나타낸 연안냉수해역, 연안의 부유물질에 의한 영향과 식물플랑크톤에 의한 영향이 혼합된 특성이 나타난 색소농도가 높은 수온전선의 냉수해역, 외해수의 특성과 유사한 순수한 식물플랑크톤의 영향에 의해 색소농도가 높은 난수중첩해역, 식물플랑크톤의 홉수에 의해 지배를 받고 있으나 색소농도가 적은 난수해역, 식물플랑크톤의 흡수에 의한 영향으로 색소농도가 높은 외해해역의 5개 범주로 구분할 수 있었다. 동해안을 따른 연안냉수해역의 높은 색소농도의 확장은 동한난류의 흐름에 크게 영향을 받고 있으며, 동한난류의 난수 내부에 있는 낮은 색소농도와 분리된다. 또한, 동한난류해역 주변의 색소 농도와 SST 사이의 관계는 전체적으로, 색소농도가 높은 곳은 수온이 낮은 곳에 나타나고 있으며, 색소농도가 낮은 곳은 수온이 높은 곳에서 나타났다. 색소농도가 가장 높게 나타난 것은 수온전선해역 냉수쪽에서 가장 높은 550nm 반사와 비교적 높은 443nm 흡수와 일치하는 일반적인 연안수와 같이 식물플랑크톤 단독으로 나타나는 것이 아니라 부유물질과 동시에 나타났다. 그리고, 또 다른 색소농도의 높은 농도가 외해수에서 나타난 것과 유사하게 난수 streamer 내부에서 나타났으며, 이것은 연안의 부유물질의 영향은 거의 받지 않은 식물플랑크톤에 의해 색소농도가 높은 것을 알았다. 동한난류 해역과 같이 색소농도가 높은 해역에서 SST와 색소농도 영상만으로 복잡한 물리 생물학적인 현상에 기인한 모든 현상을 이해하기는 어렵지만, 광범위한 해역에서 이러한 현상을 이해하는데 위성자료는 효과적인 수단으로 판단된다. 또한, 현재 운용중인 NASA의 Seastar에 탑재된 SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of·view Sensor)에 의한 보다 정확한 식물플랑크톤 색소농도 자료는 현장에서 측정된 관측자료와 더불어 동한난류 해역의 물리$\cdot$생물학적인 시공간변동을 이해하는데 많은 도움을 줄 것이라 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_1호
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• pp.959-974
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• 2021

Forel-Ule Index (FUI)는 자연에 존재하는 담수 및 해수의 색을 남색부터 고동색까지 21 가지의 등급으로 구분하는 지표이다. FUI는 여러 선행연구에서 수계의 부영양화 지수, 수질인자, 광 특성 등과 연관 지어 분석되었으며, 여러 수질인자의 광학적 정보를 동시에 가지고 있는 새로운 수질 지표로써의 가능성이 제시되었다. 본 연구에서는 500 m의 높은 공간해상도를 가지는 정지궤도 해양위성해색탑재체(Geostationary Ocean Color Imager; GOCI) 관측 자료와 Random Forest (RF) 기계학습 기법을 활용하여 Ocean Colour-Climate Change Initiative(OC-CCI) 기반의 4 km FUI 자료를 공간 상세화 시켰다. 이를 활용하여 우리나라 연안 해역에 대한 수질인자와의 상관관계와 주요 해역에 대한 FUI의 공간적 분포 및 계절별 특성 변화를 분석하였다. 검증 결과 RF 기법으로 추정한 RF FUI는 결정계수(R²)=0.81, 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error; RMSE)=0.7784로, Pitarch의 OC-CCI FUI 알고리즘을 적용하여 계산한 GOCI FUI 추정 정확도(R²=0.72, RMSE=0.9708) 대비 향상된 결과를 보였다. RF FUI는 총 질소(Total Nitrogen), 총 인(Total Phosphorus), 클로로필-a(Chlorophyll-a), 총 부유물질(Total Suspended Solids), 투명도(Secchi Disk Depth)를 포함하는 5가지 수질인자와 각각 0.87, 0.88, 0.97, 0.65, -0.98의 상관계수로 강한 상관성을 보였다. 산출된 FUI의 시간적 패턴 역시 여러 수질인자와의 물리적 관계를 반영하며 유의미한 계절적 패턴의 변화를 보였다. 본 연구의 결과로 한반도 연안 수질 관리에서 고해상도 FUI의 활용 가능성을 제시하였다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.50-64
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• 2019

본 연구에서는 낙동강 5개 보의 상류 및 하류 총 6개 지점(상주보, 강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보 상류와 합천창녕보 하류)에서 서식 생물의 탄소 및 질소 안정동위원소 비를 분석, 낙동강 생태계 구조를 정량적으로 파악하고자 하였다. 대상 생물은 식물플랑크톤을 포함하는 입자성유기물(부유 및 부착), 동물플랑크톤, 저서성 대형무척추동물 및 어류를 포함하며, 강우 전 갈수기(6월) 와 강우 직후(9월), 두 차례에 걸쳐 시료를 채집, 안정동위원소 비를 분석하였다. 채집된 생물의 탄소 안정동위원소 비의 범위를 비교하고 질소 안정동위원소 비를 이용하여 각 생물의 영양단계를 산출, 시공간 분포를 분석하였다. 동물플랑크톤과 저서성 대형무척추동물은 상류에 위치한 상주보에서 높은 값을 나타낸 후 점차 감소하여 하류의 창녕함안보에서 다시 증가하는 경향을 나타냈다. 이들 값은 홍수 전과 후, 상이한 값을 나타내어 하절기 홍수로 인한 육상 기원 유기물의 영향을 받는 것으로 조사되었으나, 그 반응은 생물군에 따라 상이한 것으로 분석되었다. 질소 안정동위원소 비를 이용해 계산된 각 생물들의 영양단계는 그 기준(baseline)으로 POM보다 동물플랑크톤을 이용하는 것이 보다 타당한 범위를 보이는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 생태계 먹이망 구조 해석에 대한 정략적 접근에 요구되는 주요 생물군의 생태정보를 제공하여 향후 생태계 반응을 평가, 예측하는 다양한 연구분석에 활용될 수 있도록 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.297-306
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• 2023

새만금호는 우리나라 최대의 인공호수로 호수의 수질은 갈수록 악화되어 가고 있어 호수의 특성에 맞는 새로운 수질관리 대책이 필요하다. 이에 새만금호의 국가수질측정망 자료를 이용하여 통계분석 기법에 의한 새만금호의 시공간적 수질특성을 분석하였다. 수질항목간의 상관성에서 수온과 TP는 상관성이 있고, 염분과 TN, 그리고 pH와 COD가 상관성이 높았다. 그 외 항목들 간에는 낮은 상관성을 나타내어 관련성이 낮았다. 주성분 분석을 이용한 새만금호의 공간적 수질특성을 보면, 크게 4개의 그룹으로 구분되었는데, 담수 영향구역과 해수 영향구역, 해수와 담수가 혼합되는 중간 수역이 2개 그룹으로 구분되어 각각 다른 수질특성을 나타내었다. 주성분분석을 이용한 시간적 수질특성은 계절적으로 4가지 그룹으로 구분되었다. 그룹I은 늦봄과 초여름에 해당되는 5, 6월이고, 그룹 II는 계절적으로 초봄(3, 4월)과 늦가을(11, 12월)에 해당되는 시기로 나타났으며, 그룹 III은 낮은 수온에 의한 용존산소의 증가가 나타나는 계절인 겨울철(1, 2월)의 수질 특성을 보였고, 그룹 IV는 하계(7, 8, 9, 10월) 성층의 발달로 저층 퇴적물의 높은 인농도와 하계 고수온의 상관성을 가지는 그룹으로 구분되었다. 이는 새만금호가 인위적으로 조성된 호수로써 상류 만경강과 동진강의 유입 영향을 받는 것과 동시에 새만금 방조제에 설치된 가력과 신시갑문을 통한 외해수 유입의 영향을 받음으로써 수질의 변동요소가 달라진 것으로 평가된다. 새만금호의 목표수질을 달성하기 위해서는 상류 유역의 오염원 관리 대책과 함께 새만금호의 수질관리 대책을 수립할 필요가 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권3호
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• pp.174-193
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• 2023

우리나라는 지형적으로 바다로 둘러싸여 있으며 내륙 곳곳에 바다로 이어지는 강들이 분포한다. 이러한 지형 특성에 의해 예로부터 바다를 통하여 세계 여러 나라와 교류 및 해전이 있었으며 강에서는 나루터를 두어 세금으로 지불되는 곡식, 물품을 운송하는 선박 운항 및 승객 수송을 하는 등 바다와 강은 과거부터 우리나라의 삶에 많은 영향을 주었다. 그로 인해 바다나 강 속에는 많은 문화유산이 존재하고 있을 것으로 예상되며 이러한 문화유산은 과거의 사회와 문화 이해 및 한 국가의 정체성을 나타내므로 이를 찾기 위한 노력이 계속되고 있다. 하지만, 수중문화유산은 바다나 강 속에 있어 육안 관찰의 어려움과 접근이 제한된 환경으로 인해 발견하기가 매우 어렵다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해 지구물리탐사 기법을 활용할 수 있다. 지구물리탐사 기법은 탄성파의 반사와 굴절의 물리적 성질을 이용해 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사를 수행하여 수중에 있는 물체나 지층이 갖는 물리적 특성을 감지하고 그 차이를 분석하여 수저면 위에 놓여 있거나 매장되어 있는 수중문화유산을 조사한다. 수중지형 조사에는 음향측심기를 사용하고 수중저면조사에는 측면주사음파탐지기를 사용해 수저면에 놓여 있거나 일부 노출된 수중문화유산을 탐사할 수 있다. 지층조사는 탄성파지층탐사기를 사용해 해저에 매장되어 있는 수중문화유산을 찾을 수 있다. 다만, 현재까지는 국내에서 발견된 수중문화유산은 어로 작업 중이던 어부나, 낙지잡이, 잠수사에 의해 우연히 발견되었다. 본 연구에서는 수중문화유산 탐사를 목적으로 수행된 지구물리탐사 기반의 수중지형조사, 수중저면조사 및 지층조사에 대한 최신 해외 연구 동향을 분석 정리해 국내의 수중문화유산 탐사 기법 연구에 기여하고자 한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권4호
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• pp.292-302
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• 2012

본 종설논문은 살오징어의 기존 및 최근에 새롭게 적용되고 있는 계군 분석방법들을 비교 분석하여 각 분석방법의 장단점과 분석방법간의 상호보완에 대하여 고찰하였다. 살오징어는 북서태평양의 넓은 지역을 회유하는 어종으로 생태계 및 상업적으로 중요한 자원이다. 살오징어는 해양환경변화의 생물학적 지표로서의 가능성을 평가 받고 있으며, 장단기적인 어획량 및 분포역의 변화가 환경 변화와 함께 나타난다. 예를 들어, 1987/1988 무렵에 발생한 기후체제전환 이후 한류성 어종으로 분류되는 명태의 어획량은 급감하여 현재까지 그 영향이 지속되고 있는 반면, 살 오징어 어획량은 크게 증가하였다. 현재까지 명태 어획량의 감소에 대하여 남획과 기후변화에 초점이 맞추어진 해석이 있으나, 뚜렷한 원인 분석은 이루어지지 않고 있다. 그 이유 중 한 가지는 계군 분석에 근거한 생태, 환경적 측면에 대한 정확한 원인 분석이 이루어지지 않고 있는 것과 관련이 된다. 계군은 유사한 생물학적 특징을 가진 개체들이 제한된 영역 내에서 유성생식과정을 통하여 동일한 유전자 풀(gene pool)을 공유하는 집단으로, 동일 계군을 형성하는 개체들은 산란에서 자원으로 가입 후 다시 재생산 과정에 이르기까지 시간 및 공간적으로 각기 다른 환경의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 종에 대한 정확한 계군 분석은 자원의 효과적인 관리 및 급격한 변화에 대한 중요한 대응 방안의 역할을 할 수 있다. 살오징어 계군 분석에 적용된 주요 방법은 크게 4가지로 형태학적 방법, 생태학적 방법, 표지방류법, 유전학적 방법이 있다. 형태학적인 방법은 분석방법이 가장 간단하고 다수의 개체를 비교적 쉽게 분석할 수 있지만 각 형질들은 성장기간 동안 환경에 의해 영향을 많이 받게 되어 개체간의 차이가 생긴다. 생태학적 방법은 주로 개체의 생리적인 변화와 분포 및 회유상태, 기생충의 기생상태나 종류 및 기생률 등을 분석, 산란장의 차이를 알아보는 연구이며, 현재 활발히 연구되고 있는 방법으로 유사한 환경에서 생활하는 집단을 알 수 있지만 유전적으로 같은 집단인지는 알기 어렵다. 표지방류법은 직접적인 방법으로 계군의 회유 및 분포, 산란장의 위치를 파악할 수 있지만 수거가 어렵고 초기 단계에는 표식을 하기 어렵다. 수산생물의 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 자원관리학적 연구에 관한 기본적 정보를 제공해 왔다. 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 이에 사용하는 유전자 마커(marker)의 감도에 따라 결정되며, 유전자 마커의 다형성이 높은 것을 선택해야 한다. 계군 분석을 위한 유전자 마커로는 오랜 기간 동안 동위효소 다형이 사용되어졌으며, 최근에는 mitochondria, microsatellite와 같이 DNA 염기배열 중에서도 변이성이 높은 영역을 선택하여 마커로 이용한 연구가 증가되고 있다. 기존의 형태학적 방법, 표지방류법, 생태학적인 방법들은 살오징어의 생활사, 회유경로, 산란장의 변화 등을 밝혀내어 계군을 파악하는데 많은 기여를 하였지만 여전히 각 해역에 분포하는 살오징어의 계군을 파악하기에는 어려움이 있다. 최근에는 기존의 계군 분석이 지닌 장단점을 비교 분석하여 복합적인 방법의 계군 분석이 이루어지며, 이러한 정보들을 바탕으로 유전학적 방법을 보완한다면 살오징어 자원의 변동에 대한 관리 방안을 마련하는데 도움을 줄 것이다.

• 한국석유지질학회지
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• 제8권1_2
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• pp.1-43
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• 2000

황해 및 인접 지역에 위치하는 퇴적 분지들의 구조적 진화에 따른 층서를 이해하기 위한 비교 연구가 통합층서기술을 이용하여 수행되었다. 본 연구의 잠정적 결과로 우리는 각 분지별 퇴적층들의 시$\cdot$공간상의 대비가 가능한 층서틀을 제안한다. 본 연구의 결과로 제안된 층서틀은 향후 황해 및 인접 지역의 석유자원 탐사를 위한 새로운 층서적 사고의 틀로 사용될 수 있을 것이다. 생층서 자료와 결합시켜 수행한 통합층서해석 결과, 캠브로-오오도비스기, 석탄기-트라이아스기, 쥬라기 초기-중기, 쥬라기 말기-백악기 초기, 백악기 후기, 팔레오세-에오세, 올리고세, 마이오세 초기, 마이오세 중기-플라이오세 퇴적층 등 9개의 단위층들이 인지된다. 본 연구를 통해 인지된 9개 단위층들은 구조층서단위로 황해 및 인접 지역 퇴적 분지들의 퇴적 작용 및 분지 형성과 변형에 관련된 구조운동 등에 관한 정보를 제공해 준다 남황해 분지는 고생대 동안 남중국 지괴의 북쪽 연변부에 발달하는 대륙 연변부 분지로 시작되었다 쇄설성 및 탄산염 퇴적물들이 상대적 해수면의 변동에 따라 윤회성을 보이면서 분지 내에 퇴적되었다. 그러나, 데본기 동안의 칼레도니안 조산운동에 의해 분지는 융기되어 침식을 받았으며, 결과로 캠브로-오오도비스기 단위층과 석탄기-트라이아스기 단위층 사이에 부정합이 형성되었다. 북중국 지괴와 남중국 지괴가 충돌될 때인 페름기 말기로부터 트라이아스기 말기 사이에 인도시니안 조산운동이 일어났다. 북중국 지괴와 남중국 지괴의 충돌에 따라 친링-다비-수루-임진강 습곡대가 형성되었으며, 고생대 퇴적층들은 융기된 후 변형을 받게 되었다. 이 후 습곡대에 평행한 대륙전사면이 빠르게 침강하면서 발해 분지 및 서한만 분지와 같은 대륙전사면 분지가 형성되어 쥬라기 초기-중기의 후조산성 퇴적물들이 분지를 충진시켰으며, 지역적으로 피기백 형태의 소규모 분지들이 저각의 역단층을 따라 발달하게 되었다. 이들 대륙전사면 분지나 피기백 형태의 분지들은 쥬라기 말기 동안에 일어나는 앤샤니안 조산운동 (일차)에 의해 변형된다. 그러나, 남황해 분지는 쥬라기 초기 및 중기 동안에 대륙내 침강 분지였던 것으로 보인다. 남황해 분지의 쥬라기 초기 및 중기 단위층은 분급도와 원마도가 양호한 규암역을 포함하는 두꺼운 기저 역암층과 함께 하성 및 호성 환경 하에서 퇴적된 사암 및 셰일들로 구성되어 있다. 한편, 탄루 단층대는 트라이아스기 말기로부터 좌수향의 운동을 시작하였으며, 쥬라기와 백악기를 거쳐 제삼기 초까지 계속되었다. 쥬라기 말기에 들어와 탄루 탄층대를 따라 이차 및 삼차 순위의 주향이동 단층들이 발달되면서 소규모 열개 분지들이 형성되기 시작하였다. 에오세말까지 지속된 탄루 단층의 이동에 의해 남황해 분지는 대규모의 횡압력을 받게되어 소규모 열개 분지들은 인리형 분지로 확장되었다. 그러나 쥬라기 말기와 에오세 말기까지 발해 분지는 융기되어 심한 변형을 받게되었다. 발해 분지의 백악기 초기 이후 에오세 말기까지의 부정합이 앤샤니안 조산운동 (이차 및 삼차)에 의해 형성된 것으로 해석된다. 한편 에오세 말에 이르러 인도판과 유라시아판의 충돌에 의한 히말라얀 조산운동의 영향으로 탄루 단층의 이동방향이 좌수향에서 우수향으로 변환되기 시작하면서 남황해 분지는 구조역전의 현상이 일어났으며, 동시에 발해 분지는 인리형 분지로 발달하게 되었다. 따라서, 올리고세 동안 발해 분지에서는 퇴적작용이, 남황해 분지에서는 심한 구조역전에 의한 분지변형이 동시에 일어났다 올리고세 이후 현재까지, 남황해 분지와 발해 분지들은 간헐적인 해침과 함께 광역적 침강을 유지하면서 안정된 대륙 및 대륙붕 지역으로 전이되었다.