• 대기
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• 제26권4호
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• pp.617-633
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• 2016

Jangbogo station is located in Terra Nova Bay over the East Antarctica, which is often affected by individual storms moving along nearby storm tracks and a katabatic flow from the continental interior towards the coast. A numerical simulation for two strong wind events of maximum instantaneous wind speed ($41.17m\;s^{-1}$) and daily mean wind speed ($23.92m\;s^{-1}$) at Jangbogo station are conducted using the polar-optimized version of Weather Research and Forecasting model (Polar WRF). Verifying model results from 3 km grid resolution simulation against AWS observation at Jangbogo station, the case of maximum instantaneous wind speed is relatively simulated well with high skill in wind with a bias of $-3.3m\;s^{-1}$ and standard deviation of $5.4m\;s^{-1}$. The case of maximum daily mean wind speed showed comparatively lower accuracy for the simulation of wind speed with a bias of -7.0 m/s and standard deviation of $8.6m\;s^{-1}$. From the analysis, it is revealed that the each case has different origins for strong wind. The highest maximum instantaneous wind case is caused by the approach of the strong synoptic low pressure system moving toward Terra Nova Bay from North and the other daily wind maximum speed case is mainly caused by the katabatic flow from the interiors of Terra Nova Bay towards the coast. Our evaluation suggests that the Polar WRF can be used as a useful dynamic downscaling tool for the simulation and investigation of high wind events at Jangbogo station. However, additional efforts in utilizing the high resolution terrain is required to reduce the simulation error of high wind mainly caused by katabatic flow, which is received a lot of influence of the surrounding terrain.

• 한국측량학회지
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• 제32권1호
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• pp.19-27
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• 2014

2012년 5월 발사된 다목적 실용위성 아리랑 3호는 단일 패스 상에서 0.7m의 공간해상도로 스테레오 영상을 획득할 수 있어 기존의 아리랑 2호에 비해 고품질의 Digital Elevation Model(DEM) 추출이 가능하다. 통상적으로 DEM 추출을 위해서는 영상 전반에 걸쳐 골고루 취득된 정밀한 기준점을 사용하여 센서모델링을 수행하고, 스테레오 매칭을 수행해야하나, 해외 지역이나 접근이 힘든 지역 등 GPS측량이 쉽지 않은 지역의 경우에는 무기준점 또는 기준점을 최소화하거나 기 구축된 공간 데이터를 활용하는 등의 방법으로 DEM을 추출해야 한다. 따라서 본 연구에서는 아리랑 3호 데이터로부터 무기준점 기반, 상대표정 기반, 단일 기준점 등 여러 가지 Rational Polynomial Coefficients(RPC) 처리 조건에 따라 DEM을 생성하고 정확도를 평가하였다. 기 구축된 공간영상인 Digital Orthophoto Quadrangle(DOQ) 와 Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)을 기준점 자료로 활용하여 미국지역 아리랑3호 스테레오 데이터를 대상으로 DEM을 생성하였으며, LiDAR DEM을 이용하여 정확도를 평가하였다. 실험 결과 무기준점인 경우 상대표정을 통해 의미 있는 정확도 향상을 얻을 수 있었고, DOQ와 SRTM 조합의 단일 기준점으로도 영상 전반에 걸쳐 기준점을 획득한 경우에 근접하는 7m 정도의 DEM 정확도를 확보할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.441-450
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• 2014

본 연구에서는 합리적인 수질관리를 위해서 하천의 자정능력을 고려하여 안성천 유역 내 유해성분 중 ABS(음이온 계면활성제)성분에 대해서 QUAL2E모형을 이용하여 위해성평가를 실시하였다. 수질모의결과 안성천과 진위천에서 BOD, ABS의 실측치와 예측치가 비교적 잘 일치함을 보여주고 있으며, DO에 대해서는 예측값과 실측값 사이에 오차가 발생하지만 농도변화의 추이는 잘 나타내고 있었다. 위해성지수는 오염물질의 예상 노출농도(PEC)와 하천수질에 영향을 주지 않는 예상무영향농도(PNEC)를 통해 계산하였고 위해성 비를 산정하여 위해성 지수를 평가하였다. ABS가 하천의 자정작용에 미치는 영향 분석 결과는 안성천[0.0003(Bressan), 0.06(환경부기준)], 진위천[0.0002(Bressan), 0.04(환경부기준)], ABS가 하천의 수생생태계에 미치는 영향에 대한 분석 결과는 안성천[0.0667(Bressan), 0.005(환경부기준)], 진위천[0.1(Bressan), 0.0075(환경부기준)]으로 국립환경과학원고시 제2012-30호에서 제시되어 있는 위해성이 있다고 판단되는 위해성 비의 기준치 값 1보다 작아 하천의 자정능력과 하천의 수생생태계에 영향을 주지 않은 것으로 분석되었다. 본 연구에서 적용된 방법은 간단하며 현재 환경부 수질기준보다 상세히 유해성분에 대한 정보를 줄 수 있다고 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권3호
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• pp.259-271
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• 2019

동해 연안지역의 고해상도 파랑예측을 위하여 통계적 규모축소화 방안을 적용하여 고해상도 동해 연안 파랑예측시스템을 구축하였다. 예측시스템을 구축하기 위하여 기상청 현업에서 예측된 동해 및 남해 연안파랑예측모델과 전구파랑예측모델의 예측결과를 이용하였다. 3일까지는 연안파랑예측모델들의 결과를 그대로 활용하였고 3일 이후 7일까지는 전구파랑예측모델의 예측결과를 통계적 규모축소화 방안(역거리 가중 내삽방법과 조건부합성방법)을 적용하여 예측하였다. 예측된 고해상도 연안예측시스템을 이용하여 예측된 파고의 2차원 공간분포는 연안예측모델의 초기장(분석장)과 자기상관관계를 이용하여 검증하였고 부이 등 해양관측소 자료를 이용하여 파고 및 풍속 예측을 검증되었다. 수치모델의 예측성능과 유사하게 초기시간에는 예측성능이 높게 나타났으나 시간이 지남에 따라 예측성능이 점진적으로 감소되었다. 전체 기간의 파고 예측결과를 파고 관측자료를 이용하여 검증하였을 때 역거리 가중 내삽과 조건부합성방법 적용에 따른 상관계수와 평균 제곱근 오차는 0.46과 0.34 m에서 0.6과 0.28 m로 개선되었다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권1호
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• pp.227-238
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• 2022

본 연구의 목적은 예비유아교사 양성과정의 '유아 교재교구 연구 및 지도법' 교과목의 비대면 교수-학습 사례를 통해 비대면 수업 및 다양한 교수법의 발전에 기여하고자 함이다. 연구는 2021년 1학기 유아 교재교구 연구 및 지도법 강의를 수강하는 C지역의 B대학교 학생, 즉 예비유아교사 18명을 대상으로 비대면 교수-학습 전략을 실시하고, 그 과정에서 나타난 예비유아교사의 교재교구제작과 경험을 탐색하였다. 비대면 교수-학습 전략을 위하여 동영상강의, 실시간 zoom 수업, 빈번한 피드백과 상호작용을 통한 다양한 형태의 '소통'과 예비유아교사들의 '참여'활동이 수행되었다. 예비유아교사들의 참여활동을 위한 교수-학습 전략으로 교재교구 관련 발문에 대한 댓글 달기, 반성적 저널 및 참관보고서 작성을 통한 교재교구에 대한 깊이 있는 성찰, 그리고 교재교구제작 계획, 과정, 결과의 단계별 발표 활동이 수행되었다. 예비유아교사들의 교재교구제작 경험을 탐색한 결과, '시행착오를 통한 성장 경험', '유아의 입장에서 생각하기', '소통을 통한 효율성 증가와 부담감 감소', '결과보다는 과정', '비대면 수업 시 소통과 상호작용의 중요성'이라는 요인들을 발견할 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권3호
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• pp.155-163
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• 2022

본 연구에서는 벼의 생물계절 예측 모형을 예시로 하여 해당 모형의 구동에 필요한 맞춤형 앙상블 상세기후예측자료를 구축하고 해당 자료의 보정방법을 고도화 하였을 때 농업적 활용 분야에서 가지는 부가가치를 확인해 보았다. 이를 위해, 벼의 생물계절 모의를 위해 집중적으로 필요한 기상자료인 1~10월의 일 평균/최저/최고 기온의 앙상블 장기(6개월) 전망자료를 생산하고 해당자료의 질을 높이기 위해 분위사상법 기반의 보정방법의 개선을 수행하였다. 그 결과 최저/최고/평균 기온 모두 대부분의 월에서 20일을 버퍼기간으로 선정하였을 때 4.51~15.37%까지 RMSE가 감소하는 것을 확인하였으며, 8~10월은 변수 및 월 별로 최적 버퍼기간이 다른 것을 확인하였다. 또한, 이러한 기상학적 변수의 개선은 벼의 생육단계별 시작일 예측이 모든 단계에서 7.82~10.60% 감소하였으며, 61개 ASOS 지점 가운데서도 생육단계에 따라 75~100%의 지점에서 RMSE가 감소하는 결과를 확인하였다. 본 연구 결과는 벼의 생물계절뿐만 아니라 감자, 고구마, 옥수수 등 타 작물로의 적용도 가능할 것으로 생각된다. 나아가, 일조시간, 습도, 풍속과 같은 예측변수들의 보정자료가 구축되면 농산물 작황전망, 병해충 예찰 등 다양한 분야의 학제간 연구에 적용하여 더 많은 부가가치 창출이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1691-1707
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• 2022

한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.218-233
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• 2022

본 연구에서는 Pusan National University Coupled General Circulation Model-Weather Research and Forecasting (PNU CGCM-WRF)에서 생산된 hindcast 자료(1986~2020)를 이용하여 우리나라의 주요 곡물 중 하나인 콩의 생육단계별 고온해 및 저온해 발생일수의 예측성을 평가하였다. 예측성을 평가하는 방법으로는 Normalized Standard Deviations (NSD), Root Mean Square Error (RMSE), Hit Rate (HR), Heidke Skill Score (HSS)이다. 이를 위해 먼저 콩의 고온해 및 저온해를 정의하는 변수인 일 최고기온(Tmax) 및 일 최저기온(Tmin)의 모의성능을 검증하였다. 그 결과 1~5월(01RUN~05RUN)의 초기조건을 가지고 시작하는 월에 따라 다소 차이가 있지만, Variance Scaling 방법을 적용하여 보정한 결과가 보정전보다 관측과 유사하게 나타났으며, 보정한 3~10월의 Tmax 및 Tmin에 대한 모의성능은 전반적으로 01RUN~05RUN에 Simple Composite Method (SCM)을 적용하여 평균한 결과(ENS)에서 높게 나타났다. 또한, 콩의 생육시기별 고온해 및 저온해 발생일수의 지역적 패턴과 특성을 관측과 비교하였을 때 모형이 잘 모의하고 있다. ENS에서 콩의 고온해(저온해)에 대한 HR과 HSS는 생육시기 별로 0.45~0.75, 0.02~0.10(0.49~0.76, -0.04~0.11)의 범위를 가진다. 결론적으로, PNU CGCM-WRF chain의 01RUN~05RUN 및 ENS는 우리나라 콩의 생육시기별 고온해 및 저온해를 예측할 수 있는 성능을 가지고 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권1호
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• pp.69-77
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• 2012

표면도달일사량은 전 지구시스템에 대한 기후 연구에 가장 중요한 요소 중 하나다. 기후 연구에서는 동일 지역을 관측하는 두 개 혹은 그 이상의 위성자료로부터 넓은 공간적 범위를 가지는 장기간의 데이터를 사용하는 것이 필요하다. 시간적 연속성을 가지는 서로 다른 위성으로부터 산출 된 표면도달일사량의 연속성과 일관성을 향상시키는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 물리적 모델을 이용하여 GOES-9과 MTSAT-1R 위성의 중복 관측 기간 동안의 표면도달일사량을 산출하고, 두 위성의 채널자료와 실측치 비교를 통해 위성간의 연속성과 일관성을 향상시키는 방법을 연구하였다. 두 위성의 적외 채널 온도는 매우 잘 일치하는 경향을 보였다 : RMSE=5.595 Kelvin; Bias=2.065 Kelvin. 반면에, 가시채널은 다른 값의 분포를 보였지만 비슷한 경향을 보였다. 그리고 두 위성으로부터 산출 된 표면도달일사량은 실측치와 일치성이 낮았다. 표면도달일사량의 품질 향상을 위해 구름감쇠계수 조정을 통해 표면도달일사량 산출물을 재생산하였다. 그리고 채널 자료의 비교 분석을 통해 GOES-9 위성을 위한 구름감쇠계수를 생산하였다. 그 결과, 구름 효과를 고려한 GOES-9의 표면도달일사량 산출물은 MTSAT-1R과 실측치에 대해 매우 높은 일치성을 보였다 : RMSE=$83.439W\;m^{-2}$; Bias=$27.296W\;m^{-2}$. 구름감쇠계수 조정을 통해 향상 된 정확도는 두 개 이상의 위성으로부터 산출 된 표면도달일사량 산출물의 연속성과 일관성을 향상 시킬 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.151-164
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• 2024

상수도 공급을 위한 정수장에서 전염소 또는 중염소 공정이 도입된 수처리 공정의 염소농도 관리에 필요한 공정제어를 위하여 AI 기술을 활용한 수질예측 기법이 연구되고 있다. 본 연구에서는 정수장 수처리 공정에서 실시간으로 관측, 생산되고 있는 수량·수질자료를 이용하여 염소소독 공정제어 자동화를 목적으로 침전지 후단의 잔류염소 농도를 예측하기 위한 AI 기반 예측모형을 개발하였다. AI 기반 예측모형은 과거 수질 관측자료를 학습하여 이후 시점의 수질에 대한 예측이 가능한 기법으로, 복잡한 물리·화학·생물학적 수질모형과 달리 간단하고 효율적이다. 다중회귀 모형과 AI 기반 모형인 랜덤포레스트와 LSTM을 이용하여 정수장의 침전지 후단 잔류염소 농도를 예측하여 비교하였다. 최적의 잔류염소 농도 예측을 위한 AI 모형의 입출력 구조로는 침전지 전단의 잔류염소 농도, 침전지 탁도, pH, 수온, 전기전도도, 원수의 유입량, 알칼리도, NH₃ 등을 독립변수로, 예측하고자 하는 침전지 유출수의 잔류염소 농도를 종속변수로 선정하였다. 독립변수는 침전지 후단의 잔류염소에 영향이 있는 정수장에서 확보가 가능한 관측자료중에서 분석을 통해 선별하였으며, 분석 결과 연구대상 정수장인 정수장에서는 중회귀모형, 신경망모형, 모델트리 및 랜덤포레스트 모형을 비교한 결과 랜덤포레스트에 기반한 모형오차가 가장 낮게 도출되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 제시하는 침전지 후단의 적정 잔류염소 농도 예측값은 이전 처리단계에서 염소주입량의 실시간 제어가 가능토록 할 수 있어 수처리 효율 향상과 약품비 절감에 도움이 될 것으로 기대된다.