• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제12권4호
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• pp.262-268
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• 2008

A compact imaging spectrometer (COMIS) for use in the STSAT3 microsatellite is currently under development. It is scheduled to be launched into a low Sun-synchronous Earth orbit (${\sim}700km$) by the end of 2010. COMIS was inspired by the success of CHRIS, which is a small hyperspectral imager developed for the ESA microsatellite PROBA. COMIS is designed to achieve nearly equivalent imaging capabilities of CHRIS in a smaller (65 mm diameter and 4.3 kg mass) and mechanically superior (in terms of alignment and robustness) package. Its main operational goal will be the imaging of Earth's surface and atmosphere with ground sampling distances of ${\sim}30m$ at the $18{\sim}62$ spectral bands ($4.0{\sim}1.05{\mu}m$). This imaging will be used for environmental monitoring, such as the in-land water quality monitoring of Paldang Lake, which is located next to Seoul, South Korea. The optics of COMIS consists of two parts: imaging telescope and dispersing relay optics. The imaging telescope, which operates at an f-ratio of 4.6, forms an image (of Earth's surface or atmosphere) onto an intermediate image plane. The dispersion relay optics disperses the image and relay it onto a CCD plane. All COMIS lenses and mirrors are spherical and are made from used silica exclusively. In addition, the optics is designed such that the optical axis of the dispersed image is parallel to the optical axis of the telescope. Previous efforts focused on manufacturing ease, alignment, assembly, testing, and improved robustness in space environments.

• 한국물환경학회지
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• 제37권2호
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• pp.114-127
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• 2021

Water pollution in the lower reaches of the Namhan River is getting worse due to drought and a decrease in water quantity due to climatic changes and hence is affecting the water quality of Paldang Lake. Accordingly, we have used a water quality index (WQI) and statistical analysis in this study to identify the characteristics of the water quality in the lower reaches of the Namhan River, the main causes of water pollution, and tributaries that need priority management. Typically, 10 items (WT, pH, EC, DO, BOD, COD, SS, T-N, T-P, and TOC) were used as the water quality factors for the statistical analysis, and the matrix of data was set as 324 × 10·1. The correlation analysis demonstrated a strong correlation between Chemical Oxygen Demand (COD) and T-P with a high statistical significance (r=0.700, p<0.01). Furthermore, the result of principal component analysis (PCA) revealed that the main factors affecting the change in water quality were T-P and organic substances introduced into the water by rainfall. Based on the Mann-Kendall test, a statistically significant increase in pH was observed in SH-1, DL, SH-2, CM, and BH, along with an increase in WQI in SH-2 and SM. BH was identified as a tributary that needs priority management in the lower reaches of the Namhan River, with a "Somewhat poor" (IV) grade in T-P, "Fair" grade in WQI, and "Marginal" grade in summer.

• 한국물환경학회지
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• 제35권1호
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• pp.19-27
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• 2019

The purpose of this study is to evaluate the water quality and phytoplankton community in Bukhan River which account for 44.4 % of the total inflow into Lake Paldang, using multivariate statistical techniques (i.e., correlation analysis, principal component analysis (PCA)/factor analysis (FA)). Water samples were collected from March to November 2015 and the following parameters measured; water temperature, pH, DO, EC, SS, BOD, Chl-a, COD, TN, $NO_3-N$, $NH_3-N$, TP, DTP, $PO_4-P$, and phytoplankton community. The water quality of the main stream and the tributaries were not significantly different apart from the relatively high concentration of BOD, COD and nutrients recorded in MH. The highest cell density of Stephanodiscus hantzschii and Merismopedia glauca dominated phytoplankton was observed in PD. Based on the correlation analysis, total phytoplankton and cyanophyceae were highly correlated with BOD, COD and nutrients. PCA/FA resulted in four main factors accounting for 82.240 % of the total variance in the water quality dataset. The group of component 1 (TN, DTN, DO, $NO_3-N$, water temperature) and component 2 ($PO_4-P$, T-P, DTP, SS) were classified as nutrient element factor whereas component 3 (Chl-a, COD, BOD, $NH_3-N$, pH) was related to organic substances. Hence, the identification of the main potential environmental pollution factors in Bukhan River will help policy makers make better and more informed decisions on how to improve the water quality.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.234-234
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• 2023

유해 남조 대발생(Harmful Algal blooms, HABs)이 담수호에 발생하면 마이크로시스틴과 같은 독성물질과 맛·냄새 물질을 생성하여 상수원이용과 친수활동을 방해한다. 그래서 유해 남조 대발생 전 유해남조 세포수를 예측하여 선제적 대응하는 것은 중요하다. 따라서 본 연구는 머신러닝기반 Random Forest(RF)를 활용하여 팔당댐 앞의 유해남조 세포수를 예측하는 모델을 개발하고 성능을 평가하고자 한다. 모델 구축을 위해 2012년 4월부터 2021년 12월까지의 팔당호(삼봉리, 경안천) 및 남북한강(의암댐~이포보)권역의 조류, 수질, 수리/수문, 기상 자료를 수집하여 입력 및 출력 자료로 이용하였다. 수집된 데이터에는 다양한 입력변수들이 있어 남조 세포수 예측 성능 비교를 위한 전체 26개 변수 적용과 통계학적으로 상관관계가 높은 12개 변수 적용을 통해 모델을 구축하였다. 입력, 출력 자료로 이용한 유해남조 세포수는 로그변환된 값으로 사용하였으며 일반적인 조류 시료 채취기간이 7일이므로 7일 후를 예측하기 위한 모델을 구축하였다. 구축한 모델의 성능은 실측데이터와 예측데이터의 R²로 산출하여 평가하였다. 전체 26개 입력변수로 모델 구축 후 학습 및 검증 수행 결과 R²의 학습 0.803, 검증 0.729로 나타났고, 유해남조 세포수와 유의미한 상관관계를 보이는 12개 입력변수로 모델 구축 후 학습 및 검증 수행 R²은 학습 0.784, 검증 0.731로 나타났다. 두 모델의 성능을 살펴본 결과 입력변수 개수의 변화에 따른 성능차이는 크지 않은 것으로 나타났으며, 남조세포수 예측을 위한 모델로서 활용가능함을 알 수 있었다. 향후 연구에서는 Random Forest 외 다른 기계학습 모델들과 딥러닝 모델을 통해 남조세포수 예측 성능이 높은 모델을 구축해볼 필요성이 있다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.350-363
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• 2009

부영양 저수지의 수질개선을 목적으로 연속형 유기물제어(CROM)기술을 이용하여 이미 제어능이 밝혀진 국내산 이매패 말조개와 펄조개를 대상으로 이종간 또는 동종간의 유기물 섭식 특성을 비교 조사하였다. CROM은 매일 저수지 표층수를 직접 실내로 유입하였으며 저장소 및 조절조, 처리조, 분석조 등으로 구성하였다. 섭식실험은 온도와 광도가 일정하게 조절된 실험실에서 실시하였으며, 패류 처리 후 여과율, 제어능, 수질(영양염) 및 배설물 생산량 등을 측정하였다. 실험결과 패각길이가 비슷할 경우 이종간에 유기물 제어능은 서로 비슷하였으나 여과율의 경우에는 말조개가 더 높게 나타났다. 동일종(동밀밀도)내에서는 패각길이가 긴 개체들이 더 높은 제어능을 나타냈으며, 반대로 여과율은 패각길이가 짧은 개체가 높았다. 한편 동일종에서 처리밀도가 다를 경우 저밀도 처리군이 고밀도 처리군 보다 더 높은 여과율을 나타냈다. 배설물 생산은 여과율과 유사한 패턴을 보였으며 처리밀도와 먹이농도 변화가 배설물 생산에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 두 종류의 패류는 평균 70% 이상의 뚜렷한 유기물(Chl-$\alpha$, SS) 제어율을 나타냈으며 섭식활동에 따른 $NH_4$-N나 $PO_4$-P과 같은 무기영양염의 배출량은 패각길이나 처리밀도에 따라 크게 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 결론적으로 CROM기술을 이용한 부영양 저수지의 유기물 제어는 적절한 패류의 종류나 밀도의 결정을 통하여 충분히 현장에 적용 가능한 생물학적 기법으로 판단되며, 부산물 처리 및 자원화를 비롯한 추후 연구가 필요하다고 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.103-109
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• 2007

2005년 6월부터 11월까지 팔당호의 경안천 수역에 설치한 인공수초섬을 대상으로 인공수초섬(AVI)영향권역과 자연수초군락지 (NVA) 그리고 비수초대 (VFA)에서 어류의 분포를 조사하여 인공수초섬이 어류 분포에 미치는 영향을 조사하였다. 조사기간 중 인공수초섬 영향권에서는 11과 23속 24종의 어류가 채집되었고 자연수초군락지에서도 같은 수준인 24종의 어류가 채집되었으나 비수초대에서는 6과 11속 12종의 어류만이 채집되었다. 세조사지점 모두 잉어과 어종이 절대 우점하였으며 인공수초섬 영향권역과 자연수초군락지에서는 소형 어종인 S. japonicus coreanus가 극우점하는 현상을 보였다. 반면 비수초대에서는 중대형 회유성 어종인 H. labeo와 E. erythropterus가 개체수를 기준으로 할 때 58%를 차지하고 있었으며 소형어종은 전혀 채집되지 않았다. 우점도지수는 인공수초섬 영향권역과 자연수초대에서 높게 나타났으며 다양도지수와 균등도는 비수초대에서 높게 나타났고 종풍부도는 인공수초섬 영향권역에서 높게 나타났다. 한국고유종으로는 A. gracilis, S. variegatus wakiyae, S. japonicus coreanus 및 O. interrupta 등이 채집되었으며 외래어종은 C. cuvieri를 포함하여 생태계교란외래생물종으로 지정된 L. macrochirus와 M. salmoides등이 출현하였다. 본 조사의 결과 인공수초섬이 자연수초군락지와 비슷한 수준으로 어류 산란처 및 서식처로써 역할을 할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권4호
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• pp.447-452
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• 2006

대형 수체의 수질 모델 검증 효과를 향상시키기 위하여 원격탐사 기술이 적용되었다. 인공위성 영상은 대형 수체의 넓은 표면을 한꺼번에 파악할 수 있으므로 모델의 보정 및 검증에 사용되는 관측 자료의 부족함을 보완할 수 있다. 이 논문은 2000년 4월 29일과 9월 4일에 촬영된 Landsat FTM+영상을 분석하여 팔당호 표층 수온 검증 연구를 제시하고 있다. 영상으로부터 계산된 수온과 모델의 표층 수온의 자료를 획득하여 3가지 방법으로 영상에 의한 수온과 모델의 결과를 비교하였다. 4월 29일 영상의 경우 모델 결과를 기준으로 오차율이 0.13이며 9월 4일에는 오차율이 0.04로 모델의 표층 수온이 영상으로부터 계산된 수온과 잘 일치함을 알 수 있다. 그러나 영상촬영 시점의 대기의 간섭을 고려하지 못한 것이 4월 29일 결과의 오차를 발생시킨 주요 원인으로 사료된다. 그러므로 정확한 수질자료를 얻기 위해서는 영상촬영 시점의 대기의 효과를 고려한 대기보정이 필요할 것이라 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.358-363
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• 2009

유역관리 계획이 하천 수질에 미치는 영향을 분석하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 모델을 경안천에 적용하였다. BASINS 3.1 GIS 프로그램에 DEM (Digital Elevation Model), 토지이용도, 하천도, 환경기초시설 등을 입력하여 경안천 유역을 총 57개 소유역으로 구분하고 모델 입력 자료를 산출하였다. 먼저 관측된 기상 및 하천 수량 자료를 이용하여 수문 모델의 타당성을 확인한 후 수질 모델을 보정하고 검증하였다. 적용한 수질은 수온, DO, BOD, $NO_3-N$, $NH_3-N$, Org-N, TN 그리고 TP이며, 대부분의 경우 측정치와 예측치가 적절히 일치하였다. 보정 및 검증 완료된 모델을 활용하여 소유역의 수질관리 방안에 따른 경안천 본류의 수질개선 효과를 분석하였다. 적용한 시나리오는 세 가지로, 첫째, 유역관리 활동을 통한 지천 수질개선, 둘째, 환경기초시설의 확충과 처리수질 향상, 그리고 셋째, 이 두 가지를 동시에 적용하는 것이다. 예측결과에 따르면 환경기초시설 확충과 처리수질 향상이 유역관리를 통한 지천 수질개선보다 효과적인 것으로 나타났다. 경안천이 만족할 만한 수질로 개선되기 위해서는 두 가지 방안이 모두 적용되어야 하는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제46권2호
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• pp.301-309
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• 2013

2012년 북한강수계 전역에 걸쳐 대발생을 일으킨 남조 Anabaena의 분자생물학적 특성을 검토하였다. 시료는 2012년 7월 13일에 남조 Anabaena 밀도가 높았던 3개 호소- 의암호, 청평호, 팔당호에서 각각 채집하였다. 분석은 선행연구 문헌을 근거로 하는 형태학적 분석, 16S rRNA 염기서열 분석을 통한 분자계통학적 분석을 동시에 실시하였다. 결과를 종합하면 북한강수계 3개 호소에서 조류 대발생을 일으킨 남조 Anabaena는 모두 동일종 Anabaena crassa (Lemmermann) Komark.-Legn. & Cronberg이며, 동시에 출현하고 본 종과 형태 및 분자생물학적으로 매우 유사한 A. circinalis는 환경요인에 따라 형태변이가 쉽게 일으키는 동일종으로 밝혀졌다.

• 생태와환경
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• 제33권2호통권90호
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• pp.136-144
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• 2000

팔당호 주변에서 자생하는 식물체를 이용하여 실험실 내에서 배양된 남조류에 투여하여 조류증식 억제 효율을 조사하였다. 조류 성장 억제 효과에 있어 육상식물을 이용하는 경우 조류 밀도가 10$^{4}$ cells/ml 범위에서의 0.5g/l 투여량은 전혀 효과를 나타내지 못했던 반면, 2.5 g/l 투여량에서는 95% 이상의 효과를 보였다. 조류 밀도가 10$^{6}$ cells/ml 범위에서의 육상식물 투여량은 2.5 g/l 이상이 필요했다. 조류성장 억제에 육상식물은 잣잎, 수생식물은 애기마름이 큰 효과를 보였다. 애기마름 투여조는 조류 밀도가 10$^{6}$ cells/ml 범위에서도 2.5 g/l 투여량으로 50%의 억제 효율이 나타났다. 식물을 이용한 조류 증식 억제 효과는 식물 투여 후 7일째 후 가장 효과가 좋은 것으로 나타났다. 습체, 건체, 추출물 비교시 추출물이 가장 효과가 좋은 것으로 육상식물 투여조의 경우 1.25 g/l 투여량에 비해 2.5 g/l 투여량에서 현저한 효과를 보였고, 애기마름은 1.25 g/l 투여량에서도 99%의 효과를 보였다. 건체식물은 습체식물에 비해 초기에도 높은 효과를 보였다. 조류의 비증식속도로 보았을 때도 식물체 추출물을 투여했을 때 가장 효과가 좋았고 다음으로 건체, 습체식물 투여순으로 조류 증식억제 효과를 나타내었다.