• 대한공간정보학회지
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• 제12권4호
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• pp.3-12
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• 2004

농촌지역의 신규 수자원개발과 지속가능한 물의 사용과 배분을 위해서는 수자원의 관리가 매우 중요하다. 본 고는 안성지역을 중심으로 하여 다중 시기의 ETM 위성영상을 이용하여 토양습도를 분석하는 것을 목적으로 한다. Landsat 위성영상은 다목적 실용위성과 융합하여 용수구역도의 배경으로 사용되는 것을 원래 목적이었으나 세 시기에 걸친 영상분석의 결과를 통해 보다 높은 해상도의 토양수분도를 작성할 수 있었다. 2001년 4월의 영상분석결과는 논의 상태는 인공지물과 같이 매우 낮은 반사도 값을 보여준 반면에 5월과 6월에 촬영된 영상의 습도지수는 상당히 높게 나타났으며 이는 이앙기를 지나면서 토양의 습도의 변화를 반영한 것으로 해석된다. 본 연구에서도 산지지역의 경우에는 습윤지수의 변화는 거의 나타나지 않고 있으며 호수와 하천의 경우에는 보유유량에 따라 매우 급격한 변화값을 보여주었다. 위의 결과를 토대로 하여 농업지역의 토양의 습도 상태에 대한 지도제작을 수행하고 가뭄에 민감한 정도가 시간의 변화에 따라 상이한 정도로 표시되는 주제도를 작성할 수 있었다. 이로써 ETM영상과 다목적 실용위성영상의 융합을 통한 습윤지수 지도는 경제적이면서도 빠른 의사결정을 지원할 수 있으며, 수문학적 가뭄과 기후학적 가뭄 자료와 더불어 가뭄 민감도 지도생성을 통한 합리적인 용수 배분에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제43권3호
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• pp.385-399
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• 2010

본 연구는 금강 수계의 83개 하천 지점에서 이 화학적 수질의 시 공간적 변이를 파악하기 위하여 2003~2007년까지 측정된 환경부의 수질자료를 분석하였다. 이용된 수질 변수는 수온, 용존산소량(DO), 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 부유물(SS), 총질소(TN), 총인(TP) 및 전기전도도(EC)의 8개 항목으로 이들의 수질특성은 토지이용도, 연별, 계절별, 조사지점별로 큰 변이를 보였다. 각 지점들은 토지이용도에 따라 크게 산림형 하천(Forest stream, Fo), 농지형 하천(Agricultural stream, Ag), 도심형 하천(Urban stream, Ur)의 3가지 유형으로 구분하였다. 대부분의 수질변수들은 장마기인 7~8월 동안 접종강우로 인하여 계절적 변이 폭이 큰 것으로 나타났다. 장마기에 이온 희석현상의 지표로 이용되는 전기전도도와 영양염류인 총질소와 총인은 장마기 강우량과 역상관관계를 보이는 것으로 나타났다. BOD와 COD는 장마기에 크게 감소하는 것으로 나타났으며, 전기전도도, TN, TP 농도의 최소값도 여름철 장마기에 나타났는데, 이는 집중강우로 하천 유량이 증가하여 이온 및 영양염류가 희석되었기 때문으로 사료된다. 이에 반하여 계절별 SS의 농도는 여름철 강우기 동안에 주로 유입되는 것으로 나타났다. 토지이용도에 따른 계절별 수질 특성을 분석한 결과, BOD, COD, TN, TP 및 SS의 농도에서는 괄목할만한 차이를 보였으며, 농지형 하천(Ag)이 산림형 하천(Fo)과 도심형 하천(Ur)에 비하여 BOD, COD, SS의 농도가 더 높은 것으로 나타났으며, 도심형 하천에서 TN, TP의 농도가 더 높게 나타나 수질악화가 심각한 것으로 나타났다. 수계의 수질과 밀접한 상관성을 보이는 것으로 나타났으며, 또한 대전 및 청주의 도심에서 흘러나오는 지천인 갑천과 미호천 등 도심형 하천이 금강 수계 하류의 수질악화에 큰 영향을 주는 것으로 나타나 이런 지류부에서의 효율적인 수질관리가 시급한 것으로 사료되었다.

• 환경영향평가
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• 제25권5호
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• pp.345-356
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• 2016

본 연구에서는 GA와 QUAL2K를 통합한 QUAL2Kw 모형을 이용해서 수질모형 매개변수의 자동 보정 방법을 비교 분석하였다. 발전 속도가 빠른 원주시의 배출 오염부하의 영향을 크게 받는 섬강에 QUAL2Kw 모형을 적용하였고, 전 구간 단일 매개변수를 적용하는 방법과 구간별 매개변수를 적용하는 두가지 방법으로 자동보정 방법을 비교 분석하였다. CV(RMSE)의 오차와 GA의 적합도 분석결과 구간별 매개변수 방법이 단일 매개변수 방법보다 정밀도가 다소 높은 것으로 나타났으므로 본 연구에서는 구간별 매개변수 방법으로 계산한 자동보정 결과를 채택하였다. 검보정된 QUAL2Kw 모형을 섬강 수질관리를 위한 세가지 시나리오에 대해 적용해서 수질 개선 효과를 분석하였다. 원주하수처리장 방류수질을 개선하는 시나리오 1에서는 중권역 대표지점인 섬강 4-1지점의 BOD와 TP 농도가 각각 17.7%, 29.1% 감소되었고, 원주천 유입직후 섬강에서는 BOD와 TP 농도가 각각 50.4%, 40.5% 감소하여 섬강 수질 개선효과가 크다. 원주취수장을 폐쇄하고 섬강 이외의 수계에서 원주 일대에 광역상수도를 공급하는 시나리오 2에서는 섬강 중하류부의 유량이 증가함에 따라 섬강 본류의 수질이 소폭 개선된다. 원주천 합류 직후 섬강에서 BOD가 0.18mg/L, TP가 0.0063mg/L 감소하였다. 시나리오 3에서는 시나리오 1과 시나리오 2의 대안을 동시에 계획하는 것으로서 시나리오 1보다 섬강 수질이 소폭 더 개선된다. 시나리오별 수질 예측결과 원주하수처리장의 방류수질을 개선하는 것이 섬강 수질개선에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 특히 원주천 합류직후 섬강 수질이 크게 개선된다. 원주취수장을 폐쇄하고 타 수계에서 광역상수도를 통해 원주 지역에 상수도를 공급하는 방안도 섬강 수질을 소폭 개선할 수 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.221-230
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• 2016

유속이 낮은 정체수역에 대하여 부영양화에 의한 녹조발생을 미연에 방지하고 수질개선을 도모하기 위하여 기존 인공식물섬 운영기술에 다양한 요소기술을 도입한 다기능 인공식물섬을 개발하였고 개발기술에 대한 성능검증을 위하여 경기도에 소재하는 하천에서 여름철과 겨울철 동안에 모니터링 하였다. 본 연구의 다기능 인공식물섬은 수질정화 기능을 높이기 위해서 정수식물 기반의 식생여과 공정 위주의 일반 인공식물섬 기술에 미세기포 공정과 인공여재에 의한 인 흡착/여과 공정을 추가하여 운영하였다. 개발기술에 대한 계절에 따른 오염물질 (COD, T-P) 제거율 변화로부터 오염부하가 낮은 겨울철 (15.9%, 20.0%)보다는 부하가 높은 여름철 (40.9%, 45.7%)에 높은 처리효율을 갖는 것으로 나타났고 공정별 제거율 (SS, Chl-a)에서는 미세기포 공정은 여름철 (33.1%, 39.2%)에, 인 흡착/여과 인공여재 및 식생여과 공정은 겨울철 (76.5%, 59.5%)에 높은 제거효율을 갖는 것으로 분석되어 다기능 인공식물섬의 정화능은 계절별 변화 또는 오염부하 정도에 따라서 적용 기술별로 제거능을 나타내어 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되었다. 또한, 인공식물섬 주변의 생태변화 분석결과, 식물섬 저부에 미세기포의 공급으로 용존산소가 증가됨으로써 혐기화에 의한 물질환원 현상을 방지하고 수류순환을 유도하여 친환경적인 새로운 수생태계가 조성되는 것을 확인하였고 이러한 결과들을 통하여 다기능 인공식물섬에 의하여 정체수역의 수질이 개선되고 다양한 동식물의 성장으로 정체수역 저부의 물질순환이 개선될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 물과 미래
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• 제13권2호
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• pp.35-47
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• 1980

본 연구는 유역을 폐선형계로 본 강우와 유출간의 해석으로부터 1시간대표단위유량도를 유도하기 위한 알고리즘을 개발한 것이다. 단위도 유도에 필요한 기저유출과 직접유출의 분리는 본 연구에서 개발된 다변굴곡법에 의하였으며, 종래의 방법들에 비해 비교적 좋은 결과를 주었다. 초과우량의 산정을 위해서는 $\Phi$ index 법의 개념을 각 시간별로 적용하는 수정 $\Phi$ index 법을 개발 적용함으로써 종래의 $\Phi$ index 법의 약점을 보완할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 직접유출과 이에 상응하는 초과우량을 결정한 후 각 호우집단별로 1시간단위도의 시간별 종거를 시산에 의해 결정하되 관측수문곡선을 재연토록 함으로써 구간별 지수함수형의 단위도를 유도하였다. 본 연구의 타당성 검정을 위하여 낙동강의 남하 및 동촌 지점과 금강의 용 담 지점의 1시간대표단위도를 유도하고 그 결과를 합성단위도법 및 Nakayasu 방법에 의한 결과와 비교 검토하였으며, 단위도의 유도에 사용하지 않은 호우사상에 대하여 유도된 1시간 대표단위도를 적용함으로써 관측치와 산정치를 비교하였다. 본 해석의 일반화를 위하여 주 프로그램과 3개의 부 프로그램(초과우량 산정, 회선누적, 크기배열)으로 구성되어진 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 이 프로그램은 타 유역에 그대로 적용이 가능토록 되어 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.68-81
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• 2014

본 연구에서는 지점강우를 면적평균강우로 변환하는데 이용되는 DA(Depth-area)관계를 보다 효율적이고 정확하게 구축할 수 있는 자동 DAD분석기법을 국내의 유역에 적용하고 그 성능을 평가하는데 목적이 있다. 우선, 제안된 자동 DAD분석기법에는 격자기반의 공간강우분포를 호우중심으로부터 추적하는 방법으로 Box-tracking, Point-tracking, Advanced point-tracking으로 구분된다. 세 가지 방법을 용담댐 유역에서 발생한 호우 중 대표적인 10개의 호우사상에 대하여 적용한 결과, Advanced point-tracking을 적용하였을 경우가 다중호우중심을 가진 각 호우분포 형상을 정확히 고려하고, 보다 정확한 누적 시간별 누적 면적별 면적최대강우량(MAAR)을 산정할 수 있음을 확인하였다. 게다가, Advanced point-tracking이 선정된 여러 개의 호우중심으로부터 면적증가에 따른 각각의 MAAR을 동시에 산정하고 비교할 수 있어, 이에 따른 오차를 효과적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 마지막으로, 용담댐 유역의 10개의 호우사상에 대한 DAD 분석을 토대로 해당 유역의 DAD곡선을 누적시간별로 추출하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권1호
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• pp.1-16
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• 2020

APEX 모형은 다양한 영농 활동의 토양과 물환경에 대한 영향을 필지 및 유역 규모로 평가하기 위해 개발된 모형이다. 최근 APEX의 주요 기작을 바탕으로 논에서의 수도작 운영에 따른 물수지, 양분 유출에 대한 모의가 가능하도록 한 APEX-Paddy가 고안된 바 있다. 본 연구에서는 익산 지역의 논 시험포 모니터링 자료를 이용하여 APEX-Paddy 모형의 적용성을 평가하고자 하였다. 2013년과 2014년의 논 유출량과 부하량 자료를 수집하고 자동보정 툴 APEX-CUTE 4.1과 추가적 수동보정을 통해 모형의 모의성능을 검토하고 한계점을 고찰하였다. 연구결과, 논의 물수지와 질소 배출부하량은 대체로 합리적인 수준의 모의성능을 보이는 한편 유사량과 인 배출부하량 모의에 있어 논의 담수상태 유사배출 기작에 대한 고려가 미흡하여 모의성능에 한계가 있는 것으로 분석되었으며 원인에 대해 고찰하였다. 더불어 자동보정 툴의 적용에 있어 매개변수 민감도를 바탕으로 한 수동보정 결과보다 정확도가 다소 떨어지는 경향을 보여 그 활용에 유의가 필요한 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.18-29
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• 2005

본 연구는 수심이 얕은 부영양 저수지에서 동${\cdot}$식물플랑크톤 천이양상을 이해하기 위해 2002년 11원부터 2004년 2월까지 수행하였다. 봄철 규조류와 녹조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였다. 남조류 군집 내 종 조성의 변화는 6월과 12월에 나타났으며, 식물플랑크톤 밀도 증가는 유입부하량이 많았던 7월과11월에 관찰되었다. 남조류는 5월에 Oscillatoria spp.와 Aphanizomenon sp.의 우점 이후 Microcystis spp.가 우점하였으며, 12월 이후에는 Oscillatoria spp.와 Aphanizomenon sp.의 밀도가 증가하였다. 남조류 군집 중 Microcystis spp.가 우점한 6월부터 12월까지 수체 내 TN-TP비는 13 ${\sim}$ 46의 범위 (평균 $27{\pm}5$)였다. 동물플랑크톤 군집 중 Keratella cochlearis, Keratella valga, Polyarthra spp., Conochilus unicornis, Pompholyx complanata와 같은 윤충류의 점유율이 평균 67.8%로 높았다. 동물플랑크톤의 최대 밀도는 Pompholyx complanata (12,388 ind $L^{-1}$)가 우점한 6월에 관찰되었다. 최대 생물량은 Conochilus unicornis ($1,048{\pm}28\;{\mu}gC\;L^{-1}$)가 우점한 5월에 관찰되었고 투명도가 현저히 증가하였다($Z_{eu}/\;Z_m=\;1.1$).본 연구 결과는 수심이 얕은 부영양 저수지에서 식물플랑크톤 군집 변화가 수온, 광도 그리고 영양염 농도의 복합적인 영향으로 이해될 필요가 있고, 윤충류가 식물플랑크톤의 생물학적 조절자로서 중요한 역할을 수행할 수 있음을 제시한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.39-46
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• 2015

본 논문에서는 모바일 환경에서 미세세포 영상으로부터 셀을 자동 검출하고 계수하는 자동화 방법을 제시하였다. 셀 카운팅은 생물학 또는 병리학적 영상분석에 있어서 매우 중요한 과정이다. 과거에는 셀 카운팅은 수동적인 방법으로 진행되어 매우 지루하고 많은 시간을 필요로 하는 작업이었다. 이에 더하여 수동 계수 방법은 정확한 카운팅 결과를 도출하는데 어려움이 있었다. 따라서, 정확하고 일관된 셀 검출과 카운팅 결과를 생물학적인 영상으로부터 획득하기 위해서는 자동화방법이 필요하다. 제안된 다단계 셀 계수방법은 배양된 세포영상으로부터 셀을 자동으로 분할하고 분할된 셀의 위상학적 분석을 통하여 셀을 라벨링 한다. 셀 카운팅의 정확도를 높이기 위하여 워터쉐드 알고리듬에 의하여 서로 덩어리로 뭉쳐진 셀을 서로 분리하고 모폴로지 연산을 통하여 영상으로부터 획득한 개별 셀의 형태를 개선한다. 제안된 시스템은 모바일 환경에서 사용될 수 있도록 개발되었다. 따라서 셀 영상은 모바일 폰의 카메라로 획득하며 미세세포의 통계학적인 분석 데이터는 유비쿼터스 환경의 모바일 장치에 의해 전송 된다. 실험을 통하여 수동으로 계수한 셀의 숫자와 제안된 방법에 의해 자동 카운팅 된 셀의 수를 비교한 결과 제안된 방법이 매우 효과적이고 정확한 결과를 제시한다는 사실을 입증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권10호
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• pp.1029-1040
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• 2013

본 연구에서는 유역의 공간상관성을 고려한 다지점 일단위 강수량을 동시에 모의할 수 있는 일강수량 모의기법을 개발하였다. 기존 Hidden Markov Chain Model(HMM)은 단일지점 강수모의에 적용되어 왔으나 관측지점간의 유역상관성을 충분히 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Chow-Liu Tree (CLT) 모형을 적용하여 다변량(multivariate) 형태로써 유역내에 위치한 강우관측소간의 상호종속성을 고려하기 위하여 기존의 동질성 HMM 강우모의기법과 CLT 알고리즘을 결합한 동질성 CLT-HMM 모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 동질성 CLT-HMM 모형을 사용하여장기간의수문자료를보유하고있는기상청산하의한강유역강수네트워크에대해서 적합성을 검토하였다. 동질성 CLT-HMM 모형을 적용하여 모의된 결과를 보면 일강수량의 계절적 특성뿐만 아니라 일강수량모의 시 강수시계열의 통계적인 특성들까지 우수하게 모의하였다. 추가적으로 상관행렬(correlation matrix)을 이용하여 기상관측소간의 공간상관 재현성을 검토한 결과 관측지점들 사이의 공간상관성도 비교적 우수하게 재현하는 것을 확인할 수 있었다.