• 한국수자원학회논문집
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• 제40권9호
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• pp.743-754
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• 2007

본 연구에서는 레이더 강우의 ground-truth를 위해 가능한 3가지 비교방법, 즉 3가지 ground-truth설계를 이론적으로 검토하였다. 이론적인 결과는 먼저, WGR강우모형으로 모의된 3차원 강우장에 적용하여 검토하였으며, 아울러 실측자료인 관악산 레이더 자료 및 레이더 관측영역 내 건설교통부 관할 지상관측소 강우 자료에 적용하여 평가하였다. 전체적인 적용결과는 이론적인 분석내용 및 모의 강우를 이용하여 수행한 내용과 유사함을 확인하였다. 결론적으로 레이더 및 우량계 강우가 양(+)인 경우만을 비교하는 형태는 심각한 설계편의를 유발하여 레이더 강우의 ground-truth에 적절하지 못함을 확인할 수 있었다.

• 대기
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• 제17권1호
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• pp.87-99
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• 2007

Simulation results of Asian Dust Aerosol Model (ADAM) for the period of April 7-9, 2006 were analyzed, comparing with observed PM10 data. ADAM simulated around ten times lower than on-site PM10 concentration in the source regions: Zhurihe, Tongliao, Yushe, Dalian and Huimin. As the result of this low concentration, transported amounts of Asian Dust were under-estimated as well. In order to quantify a forecasting accuracy, Bias and RMSE were calculated. Even though remarkably negative Biases and high RMSEs were observed, ADAM simulation had followed well up the time of dust outbreak and a transported path. However, the emission process to generate dust from source regions requires a great enhancement. The PM10 concentration at the surface reached up to $2,300{\mu}gm^{-3}$ at Baeknyoungdo and Seoul (Mt. Gwanak), up to $1,750{\mu}gm^{-3}$ at KGAWO about 18:00 LST in April 8, respectively; however, ADAM did not simulate the same result on its second peak. It is considered that traveling Asian dust might have been lagged over the Korean peninsula by the blocking of surface high pressure. Moreover, the current RDAPS's 30 km grid resolution (which ADAM adopts as the meteorological input data) might not adequately represent small-scale atmospheric motions below planetary boundary layer.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.19-29
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• 2007

본 연구에서는 레이더 강우의 지상보정(ground-truth)을 위해 사용가능한 기상청(KMA), AWS 및 건설교통부(MOCT) 강우 자료를 다양한 지상보정 설계에 적용하여 비교 평가하였다. 본 연구에서는 동일 기간의 KMA, MOCT, AWS의 우량계 자료와 관악산 레이더 강우 자료를 이용하였으며, 각각 두 관측방법 사이의 차이(오차)를 편의(bias)의 유무 및 크기의 관점에서 평가하였다. 추가로 호우 사상의 특성에 따른 차이도 함께 검토하였다. 그 적용 결과 지상우량계 자료별 편의의 차이는 확연하게 부각되지는 않았으나, 통계 특성치에서는 어느 정도의 차이가 존재함을 확인하였다. 전체적으로 보면 MOCT 우량계 자료를 이용하는 경우가 다른 강우 자료를 이용하는 경우에 비해 편의의 규모가 가장 작은 것으로 파악되었다. 호우 사상별로는 강우의 공간적 간헐성이 가장 큰 장마 기간의 경우가 태풍이나 대류성 강우에 비해 설계편의가 작게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제26권1호
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• pp.46-58
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• 2016

본 연구는 LIDAR라고 불리는 레이져 스캐너를 이용하여 관악산 주변 암반 불연속면을 스캔하여 얻은 삼차원 점군 데이터로부터 삼각망을 구성하고 이로부터 암반 불연속면의 방향을 검출하는 내용을 다루고 있다. 각 불연속면의 방향정보를 획득하는 데 Ball Pivoting, Wrap 알고리즘 두 가지 방법을 사용하고 점군의 샘플링 간격을 원간격, 2, 5, 10 cm로 다운샘플링 하였을 때의 방향 검출 효율성을 확인하였고 각각으로부터 얻어지는 방향정보를 퍼지 K-평균 클러스터링 기법을 이용하여 평사투영망 위에서 비교 분석하였다. 투영방향에 의존적인 Delaunay 삼각망 구성방법보다 Ball Pivoting, Wrap 알고리즘이 암반 불연속면 정보 검출에 더 적합함을 확인하였고, 샘플링 간격이 5 cm일 때 Ball Pivoting, Wrap 알고리즘 모두 가장 많은 패치를 검출해내었고 또한 가장 넓은 패치들의 면적을 검출해냄을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권4호
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• pp.303-320
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• 2017

본 연구의 목적은 과학적 모델의 사회적 구성 수업을 적용한 야외지질학습에서 학생들이 만드는 조별 모델 구성 과정에 대해 제약조건을 중심으로 이해하는 것이다. S 영재원 지구과학분과 3조, 12명의 학생들을 대상으로 진행하였다. '관악산은 어떻게 형성되었을까?'를 주제로 야외지질답사 2차시, 과학적 모델의 사회적 구성 수업 3차시로 진행하였다. 조별 모델 구성과정에 관해서는 Nersessian (2008)이 제시한 제약조건을 이론적 근거로 하여 반-구조화된 인터뷰, 야외지질답사, '과학적 모델의 사회적 구성 수업'의 모든 담화, 활동지를 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫 번째 야외지질학습에 적용한 과학적 모델의 사회적 구성 수업에 나타난 제약조건의 출처는 과학 이론, 야외지질답사에서 관찰한 내용, 과학적 모델의 사회적 구성 수업에서 추가로 제공된 것이 있었다. 두 번째 조별 모델링에 영향을 미치는 3가지 종류의 제약조건이 있다. 조별 모델에는 조별 구성원 모두가 동일하게 가지고 있던 것으로 '공통적인 제약조건', 조별 구성원 일부가 가지고 있던 것 중 조별 모델에 반영된 '채택된 제약조건', 마지막으로 초기 모델에는 없었으나 조별 모델 구성과정에서 새롭게 나타난 '생성된 제약조건'이 있었다. 이번 연구는 학교 과학에서 제약조건을 기반으로 조별 모델이 만들어지는 과정을 이해할 수 있을 뿐만 아니라 야외지질학습이라는 수업 사례를 보여줌으로서 실제 적용하는데 이바지 하고자 하였다는 점에서 의의가 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제68권1호
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• pp.37-45
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• 1985

황폐(荒廢)가 극심(極深)한 암석산지(岩石山地)인 관악산(冠岳山)에서 발생(發生)한 지표화(地表火)가 삼림식생(森林植生) 및 토양(土壤)에 미치는 초기영향(初期影響)을 조사(調査), 보고(報告)한데 이어서 2년(年)째의 결과(結果)와 몇 수종(樹種)의 내화성(耐火性)에 대해 연구(硏究)가 실시(實施)되었다. 토양수분함량(土壤水分含量), 유기물함량(有機物含量) 및 치환성염기(置換性鹽基)를 비롯한 대부분(大部分)의 토양양료(土壤養料)는 산불발생직후(發生直後) 일시적(一時的) 증가(增加)를 보이다가 감소(減少)하여 일년(一年)이 경과(經過)한 후(後)에는 큰 변화(變化)를 보이지 않았다. 하층토(下層土)의 pH는 산불발생(發生) 1년후(年後)에도 계속적(繼續的)인 증가경향(增加傾向)을 보이나 유효인산(有効燐酸)은 반대로 감소(減少)하여 산불이 발생(發生)하지 않은 임지(林地)와 비슷한 상태(狀態)에 도달하였다. 수관(樹冠)의 산불에 대한 내화력(耐火力)은 싸리류(類), 병꽃나무류(類)가 가장 약(弱)하나 재생력(再生力)은 크며 진달래류(類)는 내화력(耐火力), 재생력(再生力) 모두 큰 것으로 나타났다. 산불발생(發生) 후(後) 2년간(年間)의 계속적(繼續的)인 식생조사(植生調査)에 의해 Increasers, Decreasers, Invaders 및 Neutral species의 보다 정확(正確)한 구분(區分)이 가능(可能)하였으며, 군락간(群落間)의 유사성(類似性)을 비교(比較)한 결과(結果), 산불발생지(發生地)의 식생구성(植生構成)이 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 원상태(原狀態)로 서서히 회복(回復)됨을 보였다.

• 환경영향평가
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• 제25권6호
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• pp.532-541
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• 2016

국가환경시료은행(NESB)에서는 환경오염물질의 생태계 영향을 모니터링하기 위한 시료로서 8종의 생물시료를 정기적으로 채취하여 초저온(<$-130^{\circ}C$) 저장을 해 오고 있다. 이 중 2 종의 활엽수(느티나무 및 신갈나무 잎)가 중금속 및 잔류성유기오염물질(POPs)과 같은 대기오염물질 모니터링을 위한 환경시료로서 활용되기 위해 채취되고 있다. 한 지역을 대표하기 위해 군락 내 여러 개체에서 시료를 채취하는 과정에서 개체별 차이 및 오염분포 특성에 따른 이질성이 구성 시료의 대표성에 영향을 미치게 되고 따라서 분석을 통한 측정값을 활용한 연구의 신뢰도에 문제를 초래할 수 있다. 따라서 이러한 시료종은 엄격한 표준운영절차(SOP)에 따라 채취됨으로써 대표성을 확보할 수 있고 이를 근거로 오염물질의 지역간, 연도별 비교가 가능하게 된다. 본 연구에서는 표준운영절차(SOP)에 따라 5 지역의 고정구에서 채취된 신갈나무, 느티나무 잎 시료를 대상으로 지역 간 오염물질의 농도차이를 비교하기 위해 주요원소 및 중금속, 그리고 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과인 측정값을 활용하기에 앞서 이에 대한 신뢰도 수준을 평가하기 위한 방편으로 시료채취단계에서 중복 시료를, 시료분석단계에서 중복분석을 수행하여 분산분석(ANOVA)을 수행하였다. 이로써 시료채취 및 분석의 단계별 불확도를 분리하여 산출한 후 측정불확도로 통합한 결과 측정값의 지역 간 연도별 농도비교에 통계적 신뢰도 수준으로 활용할 수 있었다. 아울러 잎표면 대기침적물질 중 강우에 영향을 받는 중금속 및 PAHs 종류를 파악하기 위해 누적강우량과 오염물질의 축적도간 관계를 분석하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-20
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• 2021

이 연구는 과학적 모델을 적용한 두 차례 야외지질학습(관악산과 한탄강 형성과정)에서 학생들이 보여주는 표상적 능력에 대한 이해를 목적으로 하였다. 수도권 소재 대학부설 영재원 10명의 학생들이 자발적으로 참여하였다. 야외학습환경과 교실학습환경에서 학생들이 작성한 서면 자료, 수업 과정에 대한 모든 영상녹음 및 음성 녹음 자료, 수업 종료 후 면담 자료를 수집하였다. 표상적 능력 수준을 구분하는 분석틀로 학생들의 표상 능력의 단계를 구분하고 과학적 모델 형성 과정에서 표상적 능력의 수준과 최종모델과의 결과론적인 해석을 덧붙였다. 그 결과 학생들의 표상적 능력은 1~6수준까지 다양하게 나타났다. 다만, 학생들은 야외학습환경에서 교실학습환경보다 상대적으로 낮은 수준의 표상적 능력을 보였다. 즉, 야외학습환경에서 상대적으로 낮은 수준의 표상적 능력으로부터 시작되어 교실학습환경에서 학생들이 표상적 능력의 수준을 높인 것을 결과론적으로 보였다. 궁극적으로 학생들의 표상적 능력을 이해하는 것은 과학적 모델 형성과정에서 현상을 설명하기 위한 도구로써 학술적인 의미를 지녔다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.133-151
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• 2019

본 연구는 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고, 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천 탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였으며, 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 중랑천 유역의 주요 바람길이 흐르는 곳에 위치해 있는 의정부시는 남쪽 외곽에서부터 유입된 찬공기가 의정부시 전체 바람길 계획의 중요한 부분을 차지하고 있다. 또한, 서쪽의 사패산 일대에서 생성된 찬공기는 시청 인근의 중심상업지구까지 유입되고 있어 도심의 열환경을 조절하는 주요한 역할을 수행하는 것으로 판단된다. 반면, 의정부시 동쪽지역은 바람길 이용이 원활하지 않는 것으로 파악되었다. 동쪽의 관악산과 서쪽의 청계산 등에서 생성된 찬공기 흐름은 과천시의 북쪽 지역에서 가장 활발하였는데, 이 흐름은 안양천 및 양재천 탄천 유역 전체에서도 주요한 바람길이다. 이에 비해, 찬공기 흐름이 원활하지 않은 남쪽지역에 '과천지식정보타운 공공주택지구' 조성이 계획되어 있어 향후 이 지역의 주거환경이 저하될 가능성이 크다. 향후, 이 지역을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1159-1172
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• 2020

본 연구에서는 강우예측을 위해 U-Net과 SegNet에 기반한 합성곱 신경망 네트워크 구조에 장기간의 국내 기상레이더 자료를 활용하여 심층학습기반의 강우예측을 수행하였다. 또한, 기존 외삽기반의 강우예측 기법인 이류모델의 결과와 비교 평가하였다. 심층신경망의 학습 및 검정을 위해 2010부터 2016년 동안의 기상청 관악산과 광덕산 레이더의 원자료를 수집, 1 km 공간해상도를 갖는 480 × 480의 픽셀의 회색조 영상으로 변환하여 HDF5 형태의 데이터를 구축하였다. 구축된 데이터로 30분 전부터 현재까지 10분 간격의 연속된 레이더 영상 4개를 이용하여 10분 후의 강수량을 예측하도록 심층신경망 모델을 학습하였으며, 학습된 심층신경망 모델로 60분의 선행예측을 수행하기 위해 예측값을 반복 사용하는 재귀적 방식을 적용하였다. 심층신경망 예측모델의 성능 평가를 위해 2017년에 발생한 24개의 호우사례에 대해 선행 60분까지 강우예측을 수행하였다. 임계강우강도 0.1, 1, 5 mm/hr에서 평균절대오차와 임계성공지수를 산정하여 예측성능을 평가한 결과, 강우강도 임계 값 0.1, 1 mm/hr의 경우 MAE는 60분 선행예측까지, CSI는 선행예측 50분까지 참조 예측모델인 이류모델이 보다 우수한 성능을 보였다. 특히, 5 mm/hr 이하의 약한 강우에 대해서는 심층신경망 예측모델이 이류모델보다 대체적으로 좋은 성능을 보였지만, 5 mm/hr의 임계 값에 대한 평가결과 심층신경망 예측모델은 고강도의 뚜렷한 강수 특징을 예측하는 데 한계가 있었다. 심층신경망 예측모델은 예측시간이 길어질수록 공간 평활화되는 경향이 뚜렷해지며, 이로 인해 강우 예측의 정확도가 저하되었다. 이류모델은 뚜렷한 강수 특성을 보존하기 때문에 강한 강도 (>5 mm/hr)에 대해 심층신경망 예측모델을 능가하지만, 강우 위치가 잘못 이동하는 경향이 있다. 본 연구결과는 이후 심층신경망을 이용한 레이더 강우 예측기술의 개발과 개선에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 구축한 대용량 기상레이더 자료는 향후 후속연구에 활용될 수 있도록 개방형 저장소를 통해 제공될 예정이다.