• 제목/요약/키워드: Phase Estimation

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In-depth exploration of machine learning algorithms for predicting sidewall displacement in underground caverns

  • Hanan Samadi;Abed Alanazi;Sabih Hashim Muhodir;Shtwai Alsubai;Abdullah Alqahtani;Mehrez Marzougui
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제37권4호
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    • pp.307-321
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    • 2024
  • This paper delves into the critical assessment of predicting sidewall displacement in underground caverns through the application of nine distinct machine learning techniques. The accurate prediction of sidewall displacement is essential for ensuring the structural safety and stability of underground caverns, which are prone to various geological challenges. The dataset utilized in this study comprises a total of 310 data points, each containing 13 relevant parameters extracted from 10 underground cavern projects located in Iran and other regions. To facilitate a comprehensive evaluation, the dataset is evenly divided into training and testing subset. The study employs a diverse array of machine learning models, including recurrent neural network, back-propagation neural network, K-nearest neighbors, normalized and ordinary radial basis function, support vector machine, weight estimation, feed-forward stepwise regression, and fuzzy inference system. These models are leveraged to develop predictive models that can accurately forecast sidewall displacement in underground caverns. The training phase involves utilizing 80% of the dataset (248 data points) to train the models, while the remaining 20% (62 data points) are used for testing and validation purposes. The findings of the study highlight the back-propagation neural network (BPNN) model as the most effective in providing accurate predictions. The BPNN model demonstrates a remarkably high correlation coefficient (R2 = 0.99) and a low error rate (RMSE = 4.27E-05), indicating its superior performance in predicting sidewall displacement in underground caverns. This research contributes valuable insights into the application of machine learning techniques for enhancing the safety and stability of underground structures.

설비공학 분야의 최근 연구 동향: 2014년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research: A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2014)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제27권7호
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    • pp.380-394
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    • 2015
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2014. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of heat and mass transfer, cooling and heating, and air-conditioning, the flow inside building rooms, and smoke control on fire. Research issues dealing with duct and pipe were reduced, but flows inside building rooms, and smoke controls were newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for thermal contact resistance measurement of metal interface, a fan coil with an oval-type heat exchanger, fouling characteristics of plate heat exchangers, effect of rib pitch in a two wall divergent channel, semi-empirical analysis in vertical mesoscale tubes, an integrated drying machine, microscale surface wrinkles, brazed plate heat exchangers, numerical analysis in printed circuit heat exchanger. In the area of pool boiling and condensing, non-uniform air flow, PCM applied thermal storage wall system, a new wavy cylindrical shape capsule, and HFC32/HFC152a mixtures on enhanced tubes, were actively studied. In the area of industrial heat exchangers, researches on solar water storage tank, effective design on the inserting part of refrigerator door gasket, impact of different boundary conditions in generating g-function, various construction of SCW type ground heat exchanger and a heat pump for closed cooling water heat recovery were performed. (3) In the field of refrigeration, various studies were carried out in the categories of refrigeration cycle, alternative refrigeration and modelling and controls including energy recoveries from industrial boilers and vehicles, improvement of dehumidification systems, novel defrost systems, fault diagnosis and optimum controls for heat pump systems. It is particularly notable that a substantial number of studies were dedicated for the development of air-conditioning and power recovery systems for electric vehicles in this year. (4) In building mechanical system research fields, seventeen studies were reported for achieving effective design of the mechanical systems, and also for maximizing the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included energy performance, HVAC system, ventilation, and renewable energies, piping in the buildings. Proposed designs, performance performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment was mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment were related to the evaluation of work noise in tunnel construction and the simulation and development of a light-shelf system. The subjects of building energy were worked on the energy saving of office building applied with window blind and phase change material(PCM), a method of existing building energy simulation using energy audit data, the estimation of thermal consumption unit of apartment building and its case studies, dynamic window performance, a writing method of energy consumption report and energy estimation of apartment building using district heating system. The remained studies were related to the improvement of architectural engineering education system for plant engineering industry, estimating cooling and heating degree days for variable base temperature, a prediction method of underground temperature, the comfort control algorithm of car air conditioner, the smoke control performance evaluation of high-rise building, evaluation of thermal energy systems of bio safety laboratory and a development of measuring device of solar heat gain coefficient of fenestration system.

비정질 파이로프의 저온 압축에 따른 구조 변화를 이용한 멀티 앤빌 프레스의 상온 압력-부하 보정 (Pressure-load Calibration of Multi-anvil Press at Ambient Temperature through Structural Change in Cold Compressed Amorphous Pyrope)

  • 이주호;김용현;이아침;김은정;이서영;이성근
    • 광물과 암석
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    • 제35권1호
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    • pp.65-73
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    • 2022
  • 지구/행성 내부의 다양한 지질학적 과정을 이해하기 위해서는 고온-고압 환경에서 지구 내부 구성물질의 특성을 이해하는 것이 필수적이다. 이러한 고압환경을 생성하기 위하여 사용되는 멀티 앤빌 프레스(multi-anvil press)는 주로 상부맨틀조건의 극한 상황을 재현하는데 사용된다. 멀티 엔빌프레스의 지질학적 사용을 위한 필수 보정 과정 중 하나는 압력을 생성하기 위한 프레스의 유압과 실제로 시료에 가해지는 압력 사이의 관계인 압력-부하 보정(pressure-load calibration)이다. 압력-부하 보정은 일반적으로 고온-고압 조건에서는 결정질 물질의 상전이를 이용해서 이루어지는데, 고온에서의 경우와 달리 저온(상온)의 경우 상전이 과정이 상대적으로 비효율적이므로 압력-부하 보정의 다른 방법론이 요구된다. 본 연구에서는 파이로프 조성(Mg3Al2Si3O12)의 비정질(비정질 파이로프)의 상온에서의 압축(cold compression)에 따라 발생하는 영구적인 고밀도화 현상(permanent densification)과 그 기원이 되는 알루미늄 배위 환경의 변화를 고해상도의 27Al MAS 및 3QMAS NMR 분광분석을 통해 정량화하고, 이로부터 압력에 따른 알루미늄의 배위수 변화를 이용해 14/8 HT 조립세트(assembly set)와 1,100톤 멀티 앤빌 프레스에 대한 상온에서의 압력-부하 보정을 수행하였다. 본 연구는 NMR분광분석을 이용하여 압력보정을 수행한 최초의 연구결과이며, 비정질 파이로프의 압축-감압에 따른 원자 단위에서의 비가역적 구조 변화는 섭입대 환경과 같은 저온 고압 환경에서 비정질 물질이 겪는 변화와 그에 따른 지질학적 현상의 이해고양에 실마리를 제공한다.

하나의 이상구간을 가지는 테스팅 단계에서의 소프트웨어 신뢰도 성장 모형화 (Software Reliability Growth Modeling in the Testing Phase with an Outlier Stage)

  • 박만곤;정은이
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제5권10호
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    • pp.2575-2583
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    • 1998
  • 소프트웨어 산업에서 고신뢰성의 소프트웨어 시스템을 생산하고 그들의 성능을 평가하는 일이 중요한 관심사항이 되어왔다. 소프트웨어의 평가는 주로 소프트웨어 시스템의 신뢰성과 성능의 양쪽 관점에서 수행되어져 왔다. 소프트웨어신뢰도는 소프트웨어 테스팅 단계 동안에 한 고정된 시간구간에서 소프트웨어 오류가 발생하지 않을 확률을 말한다. 이들 이론적인 소프트웨어 신뢰성 모델들은 가끔 어떤 특정한 테스팅 구간에서는 하나의 어떤 소프트웨어 오류가 발생하여 소프트웨어 오류를 디버깅하여도 소프트웨어 고장율이 불완전 디버깅. 비정상적인 소프트웨어 수정 등등의 원인에 의해서 감소되어 실제적인 소프트웨어 테스팅 단계에서는 적당하지 않을 수도 있다. 이와 같이 부적당한 소프트웨어 테스팅 구간은 하나의 이상치 스테이지로 고려되어질 필요성이 있다. 이 이상치 소프트웨어 테스팅 구간에서만은 장애요인에 의해서 소프트웨어 신뢰도가개선이 되지 않는다고 가정한다. 이와 같은 가정아래서본 연구에서는 우선 소프트웨어 신뢰도 성장 모형에서 가장 많이 활용되는 Jelinski-Moranda모델을 변경하여 하나의 미지정된 이상치 소프트웨어 테스팅 구간을 고려하여 베이지안 방법에 의한 소프트웨어 신뢰도를 모형화하고 그 모형에 따른 소프트웨어 신뢰성 측도들을 추정하는 절차를 연구하였다. 그리고 제곱오차 결손함수의 조건아래 사전정보를 가정한 소프트웨어 신뢰도 모수의 베이즈 추정량을 제안하고, 제안된 소프트웨어 신뢰도 성장 모델을 하나의 이상치 소프트웨어 테스팅 구간상에 고려된 장애 모수의 값에 따라서 정확성, 바이어스, 추세 및 노이즈 등의 정량적인 평가 측도들을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 평가하였다.7배 높은 것으로 나타났다. 국내 건강기능식품공전 중 클로렐라 및 스피루리나제품의 엽록소 a b, 및 페오포르바이드 항목의 규격검사를 본 연구의 동시분석법으로 개정함으로써 각 성분 함량의 정량, 분석시간의 단축 및 비용절감 둥 시험방법을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 잔주름 개선에 효과를 볼 수 있을 것으로 생각된다.른 Phenoxyethanol의 유/수 분배 측정 결과, Polarity가 낮은 oil에서는 $70\%$ 이상의 Phenoxyethanol이 수상에 존재한 반면, polarity가 높은 oil에서는 약 $70 {\~} 90\%$의 phenoxyethanol이 유상에 존재하였다. 또한, 미생물에 대한 항균력도 phenoxyethanol이 수상에 많이 존재할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서, 제형 내 oil tomposition을 변화시킴으로써 phenoxyethanol의 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 피부 투과를 감소시켜 보다 피부 자극이 적은 저자극 방부시스템 개발이 가능하리라 보여 진다. 첨가하여 제조한 curd yoghurt는 저장성과 관능적인 면에서 우수한 상품적 가치가 인정되는 새로운 기능성 신제품의 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다. 여자의 경우 0.8이상이 되어서 심혈관계 질환의 위험 범위에 속하는 수준이었다. 삼두근의 두겹 두께는 남녀 각각 $20.2\pm8.58cm,\;22.2\pm4.40mm$으로 남녀간에 유의한 차이는 없었다. 조사대상자의 식습관 상태는 전체 대상자의 $84.4\%$가 대부분이 하루 세끼 식사를 규칙적으로 하고 있었으며

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종합건설사업관리 사업관리비용산정을 위한 방법연구 - 기획단계에서 실시설계 입찰까지 - (A Study on the Method for the Estimate of Construction Management in the Program Management)

  • 백명창;박준모;박길범;김옥규
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.3-12
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    • 2014
  • 종합건설사업관리 발주의 대형화, 복합화로 사업관리 비용산정을 위하여 보다 정확하고 신속한 기법이 요구되나, 대부분의 경우 사업비 추정을 위한 대가산정을 유사사례를 기준으로 사업관리비 산정을 추정함으로써 사업별 특성을 반영할 수 없으며, 사업관리비 산정에 대한 정확성도 떨어지고 그에 따른 정책 및 예산을 반영하기가 어려운 것이 사실이다. 따라서 종합사업관리의 사업비 추정을 위한 프로젝트 기준모델을 개발하여 프로젝트별 특성을 반영한 인자를 적용하여 사업관리 인력 및 비용 산정을 쉽게 할 수 있다. 본 연구에서는 종합사업관리용역 비용 산정을 위하여 기획단계에서 실시설계 입찰단계까지의 기본모델 작성에 대한 각 단계별 세부업무 패키지를 분류하고, 각 패키지의 상세 과업내용에 대한 분야별, 등급별 투입인력을 산정하여 보다 상세하고 객관적인 사업관리 비용을 산정하는 방법론에 대하여 연구하고자 한다. 본 연구의 결과물은 발주자와 사업관리 용역업자 간의 분쟁을 사전에 예방할 수 있으며, 발주자 입장에서는 투명한 사업관리용역 비용산정이 가능해지고, 용역업자 입장에서는 업무성과에 대한 합리적인 대가를 지급받을 수 있는 근거를 제시할 수 있을 것이라고 기대한다.

해저 석유생산시스템에서 유동안정성 확보를 위한 왁스집적 영향요소 분석 연구 (Analysis of Influential Factors on Wax Deposition for Flow Assurance in Subsea Oil Production System)

  • 정선영;강판상;임종세
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권6호
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    • pp.662-669
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    • 2015
  • 해저 석유생산시스템에서 빈번히 발생하는 왁스집적 문제는 안정적인 석유 생산을 방해하고 높은 비용을 발생시키므로 왁스집적 제어에 대한 관심이 증가하고 있다. 왁스집적 제어를 통한 석유의 유동안정성 확보를 위해서는 왁스집적거동을 신뢰성 있게 예측해야 한다. 이 연구에서는 왁스집적 거동에 큰 영향을 미치는 분자확산, 전단응력효과, 왁스경화 메커니즘을 시뮬레이션 기술에 적용하여 불확실도가 높은 변수인 전단응력계수, 왁스고형물의 공극률, 왁스 열전도도, 분자확산계수와 물과 가스 양이 왁스집적 거동에 미치는 영향에 대한 분석을 단상과 다상 유동 시 층류 유동 조건에서 수행하였다. 그 결과 왁스고형물의 공극률과 분자확산계수가 높아질수록, 전단응력계수가 낮아질수록 왁스집적 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있었고 석유의 온도가 왁스집적 위치에 주요하게 영향을 미치는 것으로 판단된다. 물의 양에 따른 왁스집적 시뮬레이션 결과 기존 연구에서 다소 다른 결과들이 존재하나 이 연구 조건에서는 물의 양 40%까지 왁스집적량이 증가하다 감소하는 것을 확인하였고 가스 양이 많아질수록 유체의 액상 내 가벼운 탄화수소 농도 감소로 인해 왁스집적량이 증가하는 것을 파악하였다. 이 연구결과는 향후 현장 또는 현장을 모사한 실험시스템에서의 결과와 시뮬레이션 결과를 매칭하여 해저 유동관에서 왁스집적 거동을 예측하는데 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

Differential Code Bias를 고려한 한반도 전리층 총전자수 지도 생성 (Generation of Korean Ionospheric Total Electron Content Map Considering Differential Code Bias)

  • 이창문;김지혜;박관동
    • 한국측량학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.293-301
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    • 2011
  • 전리층에 의한 신호지연 오차는 2000년 5월 SA해제 후 GPS 측위의 가장 큰 오차 요인이다. 이 연구에서는 전리층 오차를 산출하기 위한 방법으로 국토지리정보원 44개소의 상시관측소로부터 제공된 위상평활코드 의사거리 관측값을 이용하여 전리층 총전자수를 추정하였다. 총전자수를 정확하게 추정하기 위해 위성과 수신기의 하드웨어 바이어스인 DCB(Differential Code Bias)를 산출하여 적용하였으며, 적용 효과를 확인하기 위해 GlM을 기준으로 DCB 적용 전 후의 전리층 총전자수를 비교하였다. 그 결과, DCB를 적용했을 때 약 3~4 TECU, 적용하지 않았을 때 약 35~45 TECU의 RMS 오차를 나타냈다. DCB를 적용하여 $1^{\circ}{\times}1^{\circ}$ 공간해상도의격자형 전리층 총전자수 지도를 생성하였으며, 이때 총전자수 추정에 이용되는 상시관측소의 개소 수 증가에 따른 효과를 분석하기 위해 상시관측소의 개소 수를 10개소, 20개소, 30개소, 44개소 순으로 증가시키며 총전자수를 추정하였다. 각 총전자수 지도를 GIM과 비교하여 RMS 오차를 산출한 결과, 10개소의 상시관측소를 이용한 경우 5.3 TECU에서 44개소의 상시관측소를 이용한 경우 3.9 TECU로 감소하는 것을 확인하였다.

센서리스 위치오차보상기능을 가지고 있는 공기압축기 구동용 영구자석 동기모터의 센서리스 속도제어 (Sensorless Speed Control of PMSM for Driving Air Compressor with Position Error Compensator)

  • 김윤현;김솔
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.104-111
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    • 2018
  • 본 논문은 무급유식 공기 압축기가 널리 확산됨에 따라 영구자석형 동기 모터를 이용한 고효율 공기 압축기의 센서리스 제어에 관한 논문이다. 공기 압축기는 특성상 위치 센서를 설치하기 어려운 문제를 가지고 있다. 영구자석형 동기모터를 가변속 제어하기 위해서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치센서가 필수적이다. 따라서 영구자석형 동기모터를 압축기에 활용하기 위해서는 센서리스제어가 필수적이다. 센서리스제어 방식으로 널리 사용되고 있는 역기전력을 통한 위치추정방식은 정지좌표계의 사용으로 인한 위상지연으로 인한 위치오차가 발생하게 되거나, 동기좌표계의 사용으로 인한 과도상태에서 추정역기전력이 오차를 포함하여 발산의 문제 등이 발생되는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 회전각 추적 관측기를 사용하여 위치와 속도를 추정하고 외란 관측기를 통하여 속도의 리플을 저감시키는 방안을 제시하였다. 프리스케일사의 MPU를 이용하여 실험장치를 구성하고 구현실험을 통하여 제안한 알고리즘의 타당성을 검토하였다. 일정 시점에서 위치오차를 강제로 주더라도 위치보정 값이 위치오차 값을 찾아가며 추정위치가 실제 벡터 위치로 수렴해감을 검증하였다.

동해 울릉분지 남서 주변부의 이산화탄소 저장 용량 예비 평가 (A Preliminary Evaluation on CO2 Storage Capacity of the Southwestern Part of Ulleung Basin, Offshore, East Sea)

  • 김유리;이금석;조소현;김민준;김종수;박명호
    • 자원환경지질
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    • 제45권1호
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    • pp.41-48
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    • 2012
  • 이 연구에서는 방대한 양의 2D/3D 탄성파 자료와 시추공 자료에 대한 분석결과를 토대로 국내 최초로 대륙붕 해양분지 내 퇴적환경에 대한 저장 효율 계수를 적용하여 동해 울릉분지 남서 주변부에 대한 이산화탄소 저장 능력을 개략적으로 평가하였다. 저장 능력 평가의 중요 인자인 퇴적체의 부피 계산을 위해 유효 구간(800 m ~ 3,000 m) 내 탄성파 해석을 실시한 결과 지중저장지층으로 활용될 수 있는 5개의 퇴적 단위를 확인하였으며 시추공 자료를 이용하여 심도 보정 후 필요 매개 변수와 함께 저장 능력을 평가하였다. 산정된 이산화탄소 저장 가능 용량은 $P_{50}$ 기준 51억톤으로 이는 동해 울릉분지 남서 주변부 유효구간 내 전체 퇴적체를 대상으로 이산화탄소 지중저장을 가정한 경우이다. 이 연구 결과를 토대로 향후 정밀 분석을 통하여 보다 실증적인 저장 능력이 제시될 것이며, 저장 능력 산정을 위한 이러한 접근 방법은 서 남해 대륙붕에도 동일하게 적용되어 한반도 주변 해역의 이산화탄소 지중 저장 능력 평가를 위한 규격화된 모델을 제시할 것이다.

자연재해 피해정보 산출의 정확도 향상을 위한 최적 영상처리 및 임계치 결정에 관한 연구 (The Study on Optimal Image Processing and Identifying Threshold Values for Enhancing the Accuracy of Damage Information from Natural Disasters)

  • 서정택;김계현
    • Spatial Information Research
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    • 제19권5호
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    • pp.1-11
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    • 2011
  • 본 연구에서는 기존에 구축된 고해상도 항공영상을 이용한 영상변화 탐지과정에서 보다 정확도 높은 풍수해 정보를 추출하는 방법에 대해 연구하였다. 연구 대상지역은 2008년 국지성 호우로 인해 큰 피해를 입은 경상북도 봉화군의 춘양면 일대를 선정하였다. 연구에서 활용된 항공영상은 해상도 30cm의 피해 전 흑백영상과 40cm의 피해 후 칼라 영상을 사용하였다. 영상분석에 있어 전처리 단계로서 피해 전 후 영상의 해상도 차이나 시계열적인 차이로 인한 오차 보정을 위하여 노멀라이징과 대비강조, 이퀄라이징의 기법을 적용하여 오차를 최소화하였다. 피해규모는 피해 전 후 영상을 구성하는 각 화소의 밝기 값을 1:1로 비교하는 방식으로 산정하였으며, 이 과정에서 피해 전 후 화소 밝기의 차이 값을 설정하여 조사자가 원하는 피해규모를 추출할 수 있도록 임계치를 설정하였다. 최적의 영상처리 및 임계치 선정의 결과는 오차매트릭스를 이용하여 확인하였다. 본 연구의 결과는 피해정보 추출 과정에서 동일한 제원을 갖는 항공영상을 이용하여 신속한 자연재해로 인한 피해규모의 산출이 가능하도록 하였다. 아울러 피해 전 후 다중밴드 영상을 추가로 확보하여 활용한다면 보다 다양한 피해항목에 대한 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 나아가 토지피복분류도나 지적도 등 다양한 주제도를 영상변화 탐지에 활용한다면 정량적인 피해규모의 산출도 가능할 것으로 사료된다.