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고정기구 재질로써 탄소 섬유와 아크릴의 방사선량 감쇄 영향 비교 (Carbon Fiber as Material for Radiation Fixation on Device : A comparative study with acrylic)

  • 지의규;박장필;허순녕;홍세미;박석원;김인아;우홍균;김재성;강위생;김일한;하성환;박찬일
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제30권1호
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    • pp.1-7
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    • 2005
  • 방사선치료용 고정기구 재질로 사용되는 아크릴을 탄소 섬유로 대체할 목적으로 양 재질의 특성을 방사선량 감쇄와 모의촬영 및 고에너지 확인 영상 측면에서 비교 분석하였다. $30{\times}30cm$ 크기의 2mm 두께의 탄소 섬유판과 6mm 두께의 아크릴판을 선형가속기의 차폐 선반 위치 및 폴리스티렌 팬톰 표면에서 0cm, 5cm, 10cm에 위치시키고, 0.6cc Farmer형 이온전리함으로 측정을 시행하였다. $10{\times}10cm$ 조사야에 4W 광자선을 이용하여 선량을 300MU/min로 50MU를 조사하였다. 선원-팬톰 거리는 120cm였으며, 선량보강은 1cm이었다. 각각의 위치에서 각 재질을 두께를 달리하는 중침 조건에서 3회 반복측정 하였으며, 각각의 경우 대조군인 개방 조사야에 대한 투과율을 얻었다. 영상소견은 통상적 모의촬영조건에서 비교하였다. 동일 두께의 탄소 섬유는 아크릴 보다 방사선 감쇄율이 약 1% 정도 높으나, 동일 강도에서는 방사선 감쇄율이 낮았다. 탄소 섬유는 아크릴과 비교하여 팬톰 표면에 밀착된 경우 선량을 약 2%정도 증가시키나, 표면에서 떨어져있는 경우에는 아크릴에 의하여 작게는 $2{\sim}3%$ 많게는 $5{\sim}7.5%$ 정도 감소된 체내 방사선량 분포를 $97{\sim}99%$ 정상화시켰다. 임상적으로 아크릴판 20 mm 판 2장이 중첩된 고정기구 부분을 방사선이 통과하는 상황이 존재하며, 이 경우 탄소 섬유 8 mm의 방사선 투과율은 폴리스티렌 팬톰 표면 0, 5, 10 cm에서 각각 1.008, 0.991, 0.976이며 아크릴 40mm는 각각 0.916, 0.855, 0.815으로, 아크릴에 의해 $8{\sim}18.5%$ 정도 감소된 체내 방사선량 분포를 2.4% 이내 감소로 호전시켜 $87{\sim}100%$ 정상화시킴을 확인하였다. 탄소 섬유의 모의촬영 영상이 통상 영상소견에 주는 악영향은 없었다. 탄소 섬유는 아크릴에 비하여 고정기구 재질로서의 두께 및 무게 감소, 강도유지, 체내 방사선량 감쇄 측면에서 월등하므로 향후 적극 이용되어야 하겠다.

아선약 추출물의 matrix metalloproteinase-1(MMP-1) 억제 및 제1형 프로콜라겐 합성 촉진 활성 (Matrix metalloproteinase-1 suppression and type-1 procollagen synthesis promoting effects of Uncaria gambir)

  • 이재민;김동희;이은우;권현주;김병우;조재현;김현주;김태훈
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.93-99
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    • 2017
  • 건조한 아선약을 80% 메탄올로 침지 추출하여 얻어진 추출물에 대해 Diaion HP-20 수지를 충진제로 사용한 칼럼크로마토그래피를 수해하여 6종의 용리액을 얻었으며, 얻어진 추출물에 대하여 MMP-1 저해 및 type-1 procollagen 합성 촉진 활성을 평가하였다. 먼저 MMP-1 저해활성은 총페놀성 화합물의 함량이 상대적으로 높은 40% 메탄올 용리액에서 $IC_{50}$값이 $15.6{\pm}1.3{\mu}g/mL$으로 positive control로 녹차의 주름개선 성분인 (-)-EGCG의 $IC_{50}$값인 $38.4{\pm}2.3{\mu}g/mL$ 보다 우수한 활성이었다. 또한 type-1 procollagen 합성촉진 활성은 총페놀성 화합물 함량이 가장 높은 40% 메탄올 용리액에서 우수한 $EC_{50}$값이 $6.9{\pm}0.7{\mu}g/mL$을 나타내었으며, 양성대조구인 (-)-EGCG의 효능과 동등한 활성이었다. 본 실험에 사용된 아선약 시료의 경우 다양한 화합물이 공존하는 추출물 및 용리액 상태이며 이들 시료에 우수한 효능의 성분의 존재 및 추출물에 존재하는 화합물의 우수한 상승효과의 가능성을 시사하였다. 향후 각종 칼럼크로마토 그래피를 활용한 이들 주름개선 효능 관련 물질의 분리를 통한 활성물질의 구조 결정 및 활성 기작에 대한 연구를 수행할 예정이며, 본 연구결과는 천연물 유래의 우수한 MMP-1 저해 및 type-1 procollagen 합성 촉진 활성을 가지는 새로운 천연 소재 발굴을 위한 기초자료로 활용 가능할 것으로 사료된다.

고욤잎 추출물과 분획물의 항산화 및 alpha-glucosdiase 저해 활성 및 플라보노이드 화합물의 정량 (Anti-oxidant and α-Glucosidase Inhibition Activity of Extracts or Fractions from Diospyros lotus L. Leaves and Quantitative Analysis of Their Flavonoid Compounds)

  • 김선영;김상준;김지애;김다혜;곽설화;정창호;전인화;장선일;정승일
    • 생명과학회지
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    • 제24권9호
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    • pp.935-945
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    • 2014
  • 고욤잎은 주로 음료로 소비되지만 아시아 지역에서는 민간약품으로서 사용되었다. 본 연구의 목적은 고욤나무 잎 추출물의 생리 효능을 평가하고자 하였다. n-Hexane, $CHCl_3$, EtOAc (EA), n-BuOH을 포함한 다양한 용매 분획을 고욤잎의 MeOH 추출추출부터 얻었다. 식물성 페놀과 플라보노이드의 함량은 강력한 생물학적 활성과 의약소재 결정에서의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서, EA 분획의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량이 다른 분획에 비해 높았다. 고욤잎 추출물의 생리 효능으로서 항산화 효능은 DPPH, ABTS 라디칼 소거능과 SOD 활성을 통하여 확인하였고, 항당뇨 효능은 ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제를 통해 확인하였다. 높은 총 폴리페놀과 총 플라보 노이드 함량을 보인 EA 분획에서 높은 항산화 활성과 ${\alpha}$-glucosidase 억제활성을 보였다. EA 분획은 컬럼 크로마토그래피로 추가 정제하여 8개의 분획을 얻었다. 극성이 높은 분획물에서 항산화 효능 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성 이 높게 확인되었다. 효능이 높게 확인된 분획 및 정제물에서 quercetin-3-rutinoside, kaempferol-3-O-glucoside, myricetin, luteolin, kaempferol을 포함한 플라보노이드 함량을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 이러한 결과는 고욤잎 추출물이 항산화 및 항당뇨 효능을 가지며 천연 건강 제품의 소재로서 가능성을 제시하는 것이다.

구룡산(九龍山)(옥천(決川)) 함(含)우라늄 흑색(黑色) 점판암(粘板岩)의 지화학(地化學) 및 성인(成因) (Geochemistry and Genesis of the Guryonsan(Ogcheon) Uraniferous Back Slate)

  • 김종환
    • 자원환경지질
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    • 제22권1호
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    • pp.35-63
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    • 1989
  • 구룡산(九龍山)(또는 옥천(沃川)) 함(含)우라늄 흑연질점판암(黑鉛質粘板岩)은 옥천대(沃川帶) 서북부(西北部)에 따라 증상(層狀) 또는 부딘상(狀)으로 90km이상(以上) 연장(延長) 분포(分布)한다. 함(含)우라늄점판암(粘板岩)의 오토레디오그라프에 나타나는 퇴적(堆積), 속성(續成), 변성구조(變成構造)는 우라늄과 동시퇴적물(同時堆積物)로서 속성작용과정(續成作用過程)에서 전혀 이동(移動)하지 않고 황성변성(廣域變成) 초기(初期)에 제자리에서 미립(微粒)우라니나이트로 재결정(再結晶)하였음을 보여준다. 동시(同時)에 유기물(有機物)은 미세환장흑연(微細環狀黑鉛)으로 되었다. 라미나구조(構造)의 발달(發達)과 평균(平均) 19.64% C, 2.32% S의 함유(含有)는 함(含)우라늄흑니(黑泥) 퇴적(堆積)의 일반조건(一般條件)으로서의 극(極)히 낮은 퇴적화(堆積比), 고유기물함유(高有機物含有), 염기성황경등을 충족(充足)하였으며 Th/U가 0.07로서 해수원(海水源)임을 뜻한다. 지역별(地域別) CaO, $P_2O_5$의 평균치(平均値)가 매우좁은 범위(範圍)의 일정치(一定値)이며 높은 CaO 평균치(平均値)를 나타내어 전퇴적(全堆積)분지를 통(通)하여 동일(同一) pH(7.8-8.0)조건(條件)의 환경(環境)에서 퇴적(堆積)하였음을 나타낸다. 함(含)우라늄점판암(粘板岩)은 같은 성인(成因)의 타산장(他産狀)에 비(比)하여 미량원소(微量元素) 부화도(富化度)가 매우 높다. 고부화(高富化)의 중요(重要)한 원인(原因)으로서 미량원소(微量元素)의 소스(source)인 해수(海水)의 주기적(週期的) 교체(交替)가 요구(要求)되는데 사이크릭퇴적구조(堆積構造)는 그러한 현상(現象)을 뒷받침하여 준다. 흑니(黑泥)의 성인별(成因別) 구성광물(構成鑛物)과 원소(元素)의 수반관계(隨伴關係)에서 쇄설성광물(鑛物)에는 Si, Al, K, Na, Ti, Zr, Th, Be, B, Li, 유기물(有機物)후락숀에, U, Ni, Cu, Co, Zn, Ag, Mo, Pb, Sn, Cd, S, Fe, V, Cr, Y, 탄산염광물(炭酸鹽鑛物)에 Ca, Mg, Mn, P, Ba가 높은 상관(相關)을 나타낸다. 유기물(有機物)의 우라늄고정심전능력(固定沈澱能力)에 있어 사프로페릭(Sapropelic)형(型)보다 휴믹(Humic)형(型)에서 더 높다. 육성식물(陸性植物)의 분해물(分解物)인 휴무스(Humus)는 고대성(古生代) 중기(中期)에 출현(出現)한다. 우라늄 함유(含有) 흑니(黑泥)는 이 시대(時代)의 형성물(形成物)로서 이런 형(型)의 광상(鑛床)은 생물상(生物相)의 진화(進化)에 규제(規制)된 광화작용(鑛化作用)의 산물(産物)이다.

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인터넷 기반 중재프로그램을 통한 성인 당뇨 환자의 HbA1c 중재효과: 메타분석 (Effectiveness of Internet-based Interventions on HbA1c Levels in Adult Patients with Diabetes: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials)

  • 정창숙;노현정;구민정;김이영;이순영
    • Journal of health informatics and statistics
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    • 제43권4호
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    • pp.307-317
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    • 2018
  • 목적: 본 연구의 목적은 메타분석을 이용하여 2000년 이후 국내외 당뇨병을 가진 성인을 대상으로 수행된 인터넷 기반 중재 프로그램의 효과를 검증하고 실무 적용의 타당성을 확인하기 위함이다. 방법: 2000년 1월부터 2015년 12월까지 시행된 연구 중 국내외 학술지에 게재된 연구 논문을 대상으로 체계적 검토를 시행하였으며, 이중 분석 대상 기준에 적합한 최종 9편의 논문을 선정하였다. 자료 분석은 Internet-based Intervention의 실험군과 대조군에 따른 효과성을 파악하기 위하여 오픈 소스 통계 소프트웨어인 R 3.5.0을 사용하여 분석하였다. 결과: 분석 결과 성인 당뇨 환자의 HbA1c 조절을 위한 인터넷 기반 중재 프로그램의 효과 크기에 관한 연구는 국외 8편, 국내 1편이었다. 연구에 사용된 중재는 Internet-based Management가 7편(77.8%)으로 가장 많았고, Internet-based Education이 2편(22.2%)이었으며, 중재 프로그램 적용기간은 6개월이 4편(33.4%)으로 가장 많았다. 선행연구와의 중재 효과 비교에서는 모바일 전용 중재에서의 HbA1c 조절에 대한 가중평균 차이(WMD -0.20%, 95% CI: -0.43-0.03; p = 0.09)의 효과는 통계적으로 유의하지 않았으며, 모바일과 인터넷을 기반으로 한 중재를 통합했을 경우 가중평균 차이(WMD 0.54%, 95% CI: 0.72-0.37; p< 0.001)의 효과를 나타냈다. 본 연구의 메타분석 결과에서도 인터넷을 기반으로 한 중재활동에서 통계적으로 유의한 효과를 보였다. 중재기간에 따른 효과 크기 분석 결과에서는 약 89%인 8편에서 3개월, 6개월, 12개월 모두 인터넷을 기반으로 한 중재활동 시행 시, 실험군에서 높은 효과를 보였으나, 중재 지속 기간의 증가에 따라 중재 효과는 감소하는 경향을 나타내었다. 결론: 본 연구의 결과에서는 인터넷 기반 중재 프로그램의 효과를 확인할 수 있었으며, 이는 인터넷을 기반으로 한 중재활동이 성인의 대표적 만성질환인 당뇨관리를 위한 HbA1c 및 혈당조절에 효과적임을 의미한다. 이와 함께 만성질환인 당뇨의 꾸준한 관리를 위한 인터넷 중재 프로그램의 활용 방안에 대한 연구와 중재활동의 구체적인 지침, 프로토콜 수립의 필요성이 제기된다.

PaaS 클라우드 컴퓨팅 환경에서 전자정부 표준프레임워크 성능평가: 공간영상 정보처리 사례 (A Performance Evaluation of the e-Gov Standard Framework on PaaS Cloud Computing Environment: A Geo-based Image Processing Case)

  • 김광섭;이기원
    • 한국지리정보학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.1-13
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    • 2018
  • 클라우드 컴퓨팅 서비스 모델 중 하나인 PaaS(Platform as a Service)와 행정안전부 전자정부 표준프레임워크는 모두 웹 서비스 개발자가 개발 목적을 만족하는 핵심 기능 개발에 집중할 수 있도록 기본 공통자원을 제공하기 위한 컴퓨팅 환경이다. 웹 기반 공간정보 서비스를 구축하는 경우에도 이러한 기술들을 사용하면 미들웨어 소프트웨어 또는 플랫폼 공통 기능들을 바로 활용할 수 있다. 그러나 공간정보 서비스 개발 분야에서 이러한 기반 기술들의 적용 가능성을 검토하거나 적용 시스템의 성능을 평가한 연구는 아직 발표된 사례가 없다. 따라서 이번 연구에서는 공간정보 서비스에 대한 적용 가능성을 살펴보고자 성능평가 실험을 수행하였다. 실험 대상 시스템은 OGC WPS 2.0 표준을 적용한 공간영상 정보처리 서비스를 대상으로 하였다. 실험 시스템은 Cloud Foundry 오픈소스를 이용한 PaaS 환경을 구축한 뒤 전자정부 표준프레임워크를 적용한 웹 서비스로 설계, 구축하였다. 실제 성능 평가실험은 영상처리 기능을 PaaS 클라우드 환경에서 구동하는 경우와 PaaS에 전자정부 표준프레임워크를 같이 적용한 경우를 비교하는 방식으로 수행하였다. 실험 조건은 300명과 500명에 해당하는 동시 사용자가 3,600초 동안 이 시스템에 접속하여 정보처리를 요청하고 실험 환경으로 구축한 웹 서비스가 이에 대하여 응답하는 시간을 기록하는 방식으로 하였다. 성능 측정 결과 PaaS 클라우드 환경에서 전자정부 표준프레임워크를 기반으로 시스템 구축하였을 때 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 앞으로 공공 부분의 웹 기반 공간정보 응용 서비스 구축에서 PaaS 클라우드 컴퓨팅과 전자정부 표준프레임워크가 중요한 요소가 될 것으로 기대한다.

지상 라이다를 활용한 트렌치 단층 단면 3차원 영상 생성과 웹 기반 대용량 점군 자료 가시화 플랫폼 활용 사례 (Application of Terrestrial LiDAR for Reconstructing 3D Images of Fault Trench Sites and Web-based Visualization Platform for Large Point Clouds)

  • 이병우;김승섭
    • 자원환경지질
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    • 제54권2호
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    • pp.177-186
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    • 2021
  • 한반도 지진 재해 대비를 위해 지난 5년간 활성 단층 조사가 수행되어 왔다. 특히 피복 활성단층 조사는 항공 LiDAR 기반 지형 분석, 지표 지질 조사, 지구 물리 탐사 결과를 종합하여 피복된 단층면에 대한 트렌치 조사를 수반한다. 하지만 이러한 트렌치 조사에 의해 발견된 단층면은 한시적으로 연구된 후 복구되기 때문에 트렌치 단층면 현장에 대한 정보는 논문 및 보고서 등과 같은 정성 자료로 남게 된다. 이와 같은 한시적 지질 연구의 한계를 보완하기 위하여 이 연구에서는 지상 LiDAR를 활용하여 트렌치 단층면에 대한 3차원 점군 자료를 생성하고 디지털 공간상에서 트렌치 현장을 복원하였다. 지상 LiDAR 탐사는 양산 단층 지역에서 수행된 두 곳의 트렌치 조사 지점에서 수행되었으며, LiDAR 점군의 기본 속성값인 진폭과 반사도 이외에도 디지털 카메라를 활용하여 트렌치 단층면의 색상 정보도 측정하였다. 측정된 자료는 평균 0.003 m의 정합 오차를 가지는 3차원 점군 자료로 변환되어 트렌치 형상을 정교하게 복원하였다. 하지만 LiDAR 스캔 위치에 따라 점군의 진폭과 반사도 값이 변화되었으며, 햇빛 노출 정도에 따라서 트렌치 단면의 색상 정보가 다르게 형상화 되어 후처리 과정의 고도화가 필요함을 시사하였다. 이러한 점군 자료는 대용량 파일로 존재하고 점군 자료 가시화 방법 또한 제한적이기 때문에 3차원 점군 자료에 대한 연구자 간 공유가 어렵다. 이에 대한 대안으로 오픈소스 플랫폼인 Potree를 활용하여 트렌치 점군 자료를 웹 상에서 가시화하는 방법을 제안하였다. 이와 같이 우리는 시간적 그리고 공간적 제약 조건이 따르는 지질 현장 조사에서 지상 LiDAR 자료가 주요 지질 대상에 대한 재현성을 높일 수 있는 동시에 연구자 및 미래 후속 세대에 의해 손쉽게 활용될 수 있음을 보여주고자 한다.

휴지기 뇌파의 구역별 주파수 분석 (Spectral Analysis of Resting EEG in Brain Compartments)

  • 이미경
    • 수면정신생리
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    • 제27권2호
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    • pp.67-76
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    • 2020
  • 목 적 : 뇌가 성숙해감에따라, 비대칭과 편측성역시 기능적, 효율적인 관점에서 볼 때, 성숙과 더불어 정보처리를 효과적으로 하기 위한 과정이라 할 수 있다. 인지적 복잡성이 높아지는 시기인 6~9세와 14~17세 사이의 뇌의 변화를 휴지기 뇌파를 주파수 분석을 하여 알아 본다. 방 법 : 본 연구는 6~9세(n = 24)와 14~17세(n = 26)의 피험자들의 뇌파는 공개된 자료(Multimodal Resource for Studying Information Processing in the Developing Brain, MIPDB)를 분석하였고, 정신과적 질환이 있거나, 잡파가 심한 뇌파의 피험자는 제외하여 최종적으로 6~9세(n = 14)와 14~17세(n = 11)을 대상으로, EEGlab을 이용하여 뇌파를 분석하였고, 적어도 2분이상의 휴지기 뇌파 중 눈을 감은 상태의 뇌파를 이용하여 주파수 분석을 하였다. 뇌의 구역을 총 9구획으로 나눠서 주파수 분석을 하여, 주파수별 비대칭성과 편측성을 측정하였다. 결 과 : 전반적으로 서파의 파워는 나이가 어릴수록 높았으며, 이 현상은 절대파워와 상대파워에 상관없이 나타났다. 베타밴드의 상대파워는 좌우 편측성없이 14~17세 그룹이 높았다. 비대칭성의 경향은 휴지기 뇌파에서 세타밴드와 알파밴드의 상대파워에서만 두 그룹간의 차이가 관찰되었으며, 세타파는 왼쪽 전두엽 구획에서 14~17세군이 오른쪽 전두엽구획에 비해서 높게 측정되었고, 이 현상은 두정엽 구획으로 갈 수록 반대의 경향, 즉 두정엽 구획에서는 오른쪽 세타밴드파워가 왼쪽의 세타밴드파워에비해서 높게 측정되었다. 알파밴드의 상대파워는 두정엽구획에서 왼쪽의 파워가 오른쪽의 파워보다 높게 측정되었다. 편측성을 보이는 주파수는 알파밴드였으며, 절대파워와 상대파워 모두에서 왼쪽의 알파밴드파워가 오른쪽에 비해서 높게 나타났으며 그 차이가 통계적으로 유의미하였다. 결 론 : 6~9세의 피험자들에 비해서 14~17세의 피험자들은 성장기를 거치며 비교적 수준이 높은 인지기능 및 수행기능을 하게 되고, 이 기능과 관련하여 베타밴드와 알파밴드가 이 변화를 반영한다고 볼 수 있다.

다목적실용위성 3A 영상 자료의 지표 반사도 성과 검증: RadCalNet Baotou(BTCN) 자료 적용 사례 (Validation of Surface Reflectance Product of KOMPSAT-3A Image Data: Application of RadCalNet Baotou (BTCN) Data)

  • 김광섭;이기원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권6_2호
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    • pp.1509-1521
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    • 2020
  • 다목적실용위성(KOMPSAT-3A: Korea Multi-Purpose Satellite 3A)으로부터 산출된 지표 반사도 성과의 검정 작업을 위하여 분광 반사도 측정값을 제공하고 있는 포털인 Radiometric Calibration Network(RadCalNet)에서 제공하는 4 개의 사이트 자료 중에서 중국 바오터우(Baotou: BTCN) 데이터를 이용한 실험을 수행하였다. 실험을 위한 반사도 성과는 대기 반사도와 지표 반사도를 일괄적으로 처리할 수 있도록 재설계하고 구현한 오픈소스 Orfeo ToolBox(OTB)의 확장 프로그램(Extension)을 이용하여 생성하였다. 절대 대기 보정에 적용되는 두 가지의 센서 모델 변수를 고려하여 2016년, 2017년, 2018년 자료 1개씩 총 3개의 영상 자료를 실험에 적용하였다. 한편 각각 USGS LaSRC 알고리즘과 SNAP Sen2Cor 프로그램을 이용하여 Landsat-8과 Sentinel-2B 영상정보로부터 산출한 반사도 성과와의 비교 검증 작업을 수행하여 센서 별 차이를 확인하고자 하였다. 대기 반사도와 지표 반사도를 대상으로 절대 대기 보정을 위한 필수 입력 값인 Gain과 Offset에 대한 센서 모델 변수 값을 적용한 결과로, 2019년에 발표된 변수 값을 사용한 성과에 비하여 2017년 변수 값을 사용한 성과가 RadCalNet BTCN 자료에 비교적 잘 부합되는 것으로 나타났다. RadCalNet BTCN 자료를 기준으로 KOMPSAT-3A 영상정보의 지표 반사도 성과와의 차이는 밴드 별로 B 밴드(-0.031 ~ 0.034), G 밴드(-0.001 ~ 0.055), R 밴드(-0.072 ~ 0.037), NIR 밴드(-0.060 ~ 0.022)로 일치도가 높은 것으로 나타났고, Landsat-8 영상과 Sentinel-2B 영상의 지표 반사도의 경우도 KOMPSAT-3A 영상의 지표 반사도 성과의 정확도와 유사한 수준인 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 고해상도 위성에서 지표 반사도 값에 대한 분석 대기 데이터(Analysis Ready Data: ARD) 적용 가능성을 확인한 것에 의미가 있다.

도로터널에서 수소 연료차 수소탱크 폭발시 폭발압력에 대한 기초적 연구 (A basic study on explosion pressure of hydrogen tank for hydrogen fueled vehicles in road tunnels)

  • 류지오;안상호;이후영
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.517-534
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    • 2021
  • 수소연료는 환경오염문제를 해소하고 에너지 불균형 및 비용을 절감할 수 있다는 점에서는 화석연료를 대체하는 에너지원으로 부각되고 있다. 수소는 친환경적이나 폭발성이 강하기 때문에 수소연료차의 화재, 폭발 사고에 대한 우려가 매우 높은 실정이다. 연구결과에서 수소사고는 일반적인 화재의 경우 비교적 안전하나, 폭발이 발생하면 매우 위험한 것으로 인식되고 있다. 특히, 터널과 같은 반밀폐공간에서는 위험도가 보다 증가할 것으로 예측되기에 이에 대한 예측방법 및 대책을 마련하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 터널에서 수소폭발시 안전성을 평가하기 위해서 등가 TNT모델의 적용성과 수치해석 방법에 대한 검토를 수행하였다. 6개의 등가 TNT모델과 Weyandt의 실험결과의 폭발압력을 비교·검토하여 모델의 적용성을 평가한 결과, Henrych식이 13.6%의 편차로 가장 근접하는 것으로 나타났다. 수치해석을 이용하여 수소탱크 용량(52, 72, 156 L)과 터널 단면적(40.5, 54, 72, 95 m2)이 폭발압력에 미치는 영향에 대한 검토한 결과, 터널에서 폭발 압력파는 초기에는 대기중에서와 마찬가지로 반구형 형태로 전파되나 벽체에 도달하면 반사파가 형성되며, 일정 거리 이상에서는 평면파로 변형되어 아주 완만한 감쇄율로 전파하는 것으로 나타났다. 등가 TNT모델인 Henrych식은 폭발압력이 급격하게 감소하는 구간에서는 수치해석 결과와 잘 일치하나 폭발압력파가 변형된 이후에는 큰 폭으로 과소평가하는 것으로 나타났다. 수소탱크용량이 동일한 경우에는 터널 단면적이 증가할수록 폭발압력이 감소하며, 단면적이 동일한 경우에는 수소탱크 용량이 52 L에서 156 L로 증가하면 폭발압력은 약 2.5배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 인체에 영향을 미치는 한계거리에 대한 평가결과, 수소탱크용량이 52 L인 경우 사망에 이르는 한계거리는 약 3 m, 중상에 이르는 거리는 단면적별로 차이가 있으나 28.5~35.8 m로 나타났다.