원격탐사 분야에서 물체의 특성을 정략적으로 추정할 수 있는 분광센서에 대한 관심이 늘어나고 있으며, 특히, 최근 드론에 탑재하여 운영할 수 있는 경량 다분광 카메라의 활용이 주목받고 있다. 정량적 원격탐사를 위해서는 카메라 또는 센서에서 획득된 복사량의 정확도가 중요하지만, 저가의 다분광 카메라의 경우 복사정확도에 대한 독립적인 검증이 충분히 수행되지 않았다. 본 연구에서는 최근 농작물 모니터링, 식생 분석, 수질 분석 등에 다양하게 활용되고 있는 MicaSense사의 RedEdge-MX 카메라에 대한 복사 정확도 분석을 수행하였다. 미국 NIST 표준에 따라 교정된 초분광 센서인 TriOS RAMSES를 이용하여, RedEdge-MX 센서의 복사휘도 및 복사조도에 대한 상대 보정계수를 산출하였다. 분석결과, RedEdge-MX의 복사휘도는 밴드별로 RAMSES보다 5~16% 가량 낮게 나타났고, 복사조도 역시 1~20% 가량 낮은 것이 확인되었다. 본 연구에서는 RedEdge-MX의 관측값을 RAMSES에 상응하는 값으로 변환시키기 위한 보정계수를 1차 그리고 3차 회귀분석을 통하여 제공한다.
적색경계밴드(red-edge band)가 식물의 생물리적 특성과 밀접한 관계를 가지고 있다고 알려지고 있으며, 이에 따라 최근 적색경계밴드를 포함한 위성영상센서가 증가하고 있다. 본 연구는 향후 농림업중형위성에 적색경계밴드 탑재를 계획하고 있는 점을 감안하여, 적색경계밴드와 관련된 연구 현황과 활용 가치를 분석하고자 한다. 수관울폐도가 높은 우리나라 산림의 엽면적지수(Leaf Area Index, LAI) 추정에 있어서 적색경계밴드의 효과를 분석하였고, 더 나아가 LAI 추정을 위한 최적의 파장폭과 파장영역을 도출하고자 하였다. LAI가 5 이상인 갈참나무와 리기다소나무를 대상으로 4월부터 10월까지 시계열 분광반사 측정자료를 이용하여 LAI와의 상관관계를 분석하였다. 분광반사측정자료에서 5개의 파장폭(10 nm, 20 nm, 30 nm, 40 nm, 50 nm)과 71개의 중심파장(680 nm부터 750 nm까지 1 nm 간격)을 달리하여 모두 355개의 적색경계밴드를 모의 생성했다. 적색경계밴드를 기반으로 하는 두 개의 분광지수 NDRE(normalized difference red-edge index)와 CIRE(chlorophyll index red-edge)를 산출하여 LAI와 상관관계를 분석하였다. 적색경계밴드 기반의 분광지수인 NDRE 및 CIRE는 수관울폐도가 높은 갈참나무와 리기다소나무의 LAI와 높은 상관관계를 얻을 수 있었다. 이는 수관울폐도가 높은 국내 산림에서 일반적으로 사용되는 NDVI가 LAI와의 상관관계가 낮게 나타났던 한계를 해결할 수 있는 가능성을 보여주었다. 10 nm부터 50 nm까지 적색경계밴드의 파장폭 효과는 산림의 LAI와 관계에서 큰 차이를 보이지 않았다. LAI와 최대 상관관계를 보이는 적색경계밴드의 중심파장은 갈참나무에서는 720 nm 부근, 그리고 리기다소나무에서는 710 nm 주변으로 나타났다. 우리나라 농작물 및 산림의 식생정보 획득과 모니터링을 위한 최적의 적색경계밴드의 파장폭과 파장영역을 결정하기 위해서는 다른 생물리적인자(엽록소, 질소, 수분함량, 생체량 등)와의 관계도 충분히 고려하여야 한다.
A trace amount of 4-biphenylcarboxylate having a pre-twisted biphenyl moiety was attached to a poly(methyl methacrylate) side chain and the fluorescence properties of the chromophore were investigated in various solvents such as ethyl acetate and butyl chloride. At room temperature, the polymer exhibited a distinct red shift of the short wavelength emission (325 nm) and an enhanced emission intensity around 430 nm upon excitation at the absorption red edge. The temperature dependence of the intensity ratio (R) of the 325 nm emission to the 430 nm emission was observed when exciting at the red edge over the temperature range between -20 and 60 ℃. However, the temperature dependence was not observed when exciting at the shorter wavelength. The Arrhenius plot of the R value shows the activation energy of 6.0 kJ/mol which is in good agreement with the energy required for the twist of the biphenyl moiety. Together with the results of red edge excitation effects it was concluded that the pre-twisted geometry of the biphenyl moiety is preserved by the restriction of the polymer chain to facilitate the formation of the twisted intramolecular charge transfer (TICT) state upon excitation.
To understand the function of edges in perception of moving objects, we defined four questions to answer. Is the focus point in visual motion detection of a moving object: (1) the body or the edge of the object, (2) the leading edge or trailing edge of the object, (3) different in scotopic, mesopic and photopic luminance levels, or (4) different for colored objects? We measured the Optomotor Response (OMR) and Edge Triggering Response (ETR) of goldfish. We used a square and sine wave patterns with black and red stripes and a square wave pattern with black and grey stripes to generate OMR's and ETR's in the goldfish. When we used black and red stripes, the black leading edges stimulated an ETR under scotopic conditions, red leading edges stimulated an ETR under photopic conditions, and both black and red leading edges stimulated an ETR under mesopic luminance levels. For black and gray stripes, only black leading edges stimulated an ETR in all three light illumination levels. We observed less OMR and ETR results using the sine wave pattern compared to using the square wave pattern. From these results, we deduced that the goldfish tend to prefer tracking the leading edge of the pattern. The goldfish can also detect the color of the moving pattern under photopic luminance conditions. We decided that ETR is an intriguing factor in OMR, and is suitable as a method of behavioral measurement in visual system research.
산림 벌채 후 형성되는 가장자리 효과의 발생 여부과 회복 과정을 이해하는 것은 생태계 천이와 경관 및 서식지의 공간 영향을 분석하고 이해하는 필수 요소임에도 불구하고, 우리나라에서 관련 주제의 실증 연구는 찾아보기 어렵다. 본 연구는 강원 남부 지역의 소나무림 벌채 후 1, 3, 10, 16년이 경과한 장소에 형성된 벌채지 및 임내 가장자리에서 비생물 및 생물 요인의 변화 양상을 선 (20개) 및 방형구 (340개) 조사법을 병용하여 조사하였다. 벌채 후 초기(3년 이내)는 가장 자리에서 인접 숲 내부 방향으로, 15m 깊이까지 식생 피도, 풍부도, 수관 열림도, 그리고 대기 온도 및 습도가 급격하게 변화하였다. 가장자리 형성 이후, 비생물 요인 및 식물 풍부도의 안정화는 각각 10년 및 16년이 소요되었다. 교목종이 초본식물에 비하여 가장자리 환경에서 더 높은 증가 양상을 나타내었고, 교목종의 높은 증가는 하층식생의 동태에 영향을 주었다. 본 연구 결과를 통해 벌채에 의한 직 간접적인 서식지 변화는 최소 인접 산림의 15 m에서 20 m까지, 그리고 16년 수준까지 지속적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 경관 및 서식지 패치 평가에 필수적인 가장자리 효과의 깊이에 대한 첫 국내 첫 실증 연구자료로 친환경벌채 기준제시 등 활용성이 높다.
A computationally efficient implementation of the progressive edge-growth algorithm is presented. This implementation uses an array of red-black (RB) trees to manage the layered structure of check nodes and adopts a new strategy to expand the Tanner graph. The complexity analysis and the simulation results show that the proposed approach reduces the computational effort effectively. In constructing a low-density parity check code with a length of $10^4$, the RB-tree-array-based implementation takes no more 10% of the time required by the original method.
신속하게 면단위(2-Dimension)로 하천의 녹조 우심지역을 관측하기 위해 드론 다중분광영상을 이용한 분석기법을 연구하였다. 드론은 항공기나 위성에 비해 관측 면적이 작지만 높은 공간해상도와 현장접근 및 데이터 획득 용이성, 대기에 의한 간섭 저감, 다중분광센서를 이용한 신속한 자료처리로 녹조 모니터링 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 보고 있다. 이러한 드론의 다중분광센서 영상으로 하천의 녹조발생 현황을 모니터링하기 위해 광합성 색소에 의한 분광특성을 반영하는 분광지수들을 비교 분석하고 Chlorophyll-a(Chl-a) 농도 추정식에 적용 가능성을 평가하였다. 주로 Red-edge 밴드를 포함하는 분광지수가 Chl-a 농도와 높은 상관성을 보였는데, 그 중에서도 3-Band Model(3BM), Normalized Difference Chlorophyll Index(NDCI)가 각각 비슷한 수준으로 가장 높은 통계적 유의성(R2=0.86, RMSE=7.5)을 나타내었다. NDCI의 경우에는 두 개의 분광밴드만 적용되는 간결한 수식과 정규화된(Normalizing) 결과값으로 신속하고 표준화된 프로세싱이 가능할 것으로 보이며 드론 녹조 모니터링에서 적용성이 높을 것으로 기대된다. 3BM의 경우에는 Red-edge 영역에서 두 개의 파장대를 적용해야 하나 본 연구에서 사용한 드론 센서에는 한 개의 Red-edge 밴드만 포함되어서 근적외선으로 대체하여 수식을 적용하였는데 Red-edge 파장영역이 세밀한 분광센서를 활용할 경우에 NDCI 보다 높은 정확도를 나타낼 수 있을 것으로 보인다.
Since the red grouper stock was initially declared to be overfished by the NMFS in September 2002, the Gulf of Mexico Fishery Management Council must prepare for the red grouper rebuilding plan considering the following alternative management policies: Total Allowable Catch(TAC), 5 - month season closure, 1800 - pound trip limit, and 50 - fathom longline boundary. The first concern the Council has is to evaluate the effects of recommended policies and the second is to analyze the impact of management policies on yellow edge grouper. This is because the fleets harvest red grouper also catch yellowedge grouper, the regulations on red grouper are likely to allow fishing effort to be distributed into yellowedge grouper. Therefore, this study is aimed at evaluating the biological and economic effects of management policies considering simultaneously the impact of red grouper regulations on yellow edge grouper by developing a combined red grouper and yellowedge grouper bioeconomic model. The overall results indicate that management policies for red grouper would adversely affect the yellowedge grouper stock if yellowedge grouper is not protected by its regulations. The TAC policy has the most serious impact on the yellowedge grouper stock, while the 1800 - pound trip limit policy minimizes the reduction in the yellowedge grouper stock. However, the target stock size of red grouper is achieved as well as the largest net present value of returns is gained in the TAC policy.
본 연구에서는 Moderate Imaging Spectroradiometer(MODIS), Sea-viewing Wide Field-fo-view Sensor(SeaWiFS), Medium Resolution Imaging Spectrometer(MERIS) 등의 광역관측 위성영상을 이용한 해수나 연안수의 클로로필 농도 분석을 통해 가능성이 확인되었던 밴드 비를 이용한 비교적 간단한 추정 모델을 수체의 크기와 폭이 현저히 작고 탁도가 있는 하천에 대해 클로로필-a 농도값을 추정하고자 고해상도 위성영상에 Two-band 및 Three-band reflectance 모델을 적용하여 가능성을 파악하였다. 특히 RapidEye 영상을 이용하여 일반적으로 탁도가 있는 수체에 대해 Red와 NIR 영역을 활용하는 이들 모델에 Red-edge(RE) 밴드를 적용하였다. Red와 NIR을 이용한 Two-band Reflectance 모델은 계산식의 결정계수 $R^2$ 값이 0.38로 유의성 없는 결과를 나타내었다. 그러나 RapidEye의 Red-edge (RE) 파장 대를 이용한 Red-RE Two-band 모델과 Red-RE-NIR Three-band 모델을 이용한 계산식에 대해서는, 2차함수에 의한 Three-band 모델의 결과는 Red-RE Two-band 모델의 결과와 통계적인 값이 거의 유사하였고 Two-band와 3차함수에 의한 Three-band 모델 추정식은 각각 0.66, 0.73 의 $R^2$값을 나타내어 Red-edge 밴드의 적용 가능성을 보였고, 실측치와의 Root Mean Square Error (RMSE)는 24.8, 22.4 mg $m^{-3}$, Relative Percent Difference(RPD)는 각각 1.30, 1.29로 1.5 이하의 대략적인 추정(Approximate Prediction) 수준을 나타내었다. 고해상도 위성영상에 Red-RE-NIR Three-band 모델을 적용한 계산식을 이용해 대략적인 추정이지만 가장 유의한 수준의 클로로필-a 농도를 추정할 수 있었다. 영상에서 추정된 클로로필-a 분포를 비교하였을 때 3차함수에 의한 Three-band 모델 추정식이 Two-band 모델에 비해 낮은 값의 분포를 보였다. 향후 하천의 스펙트럼을 실측하여 파장별 부유물질, 유기물과의 상관성 및 클로로필 농도와의 간섭 정도를 시뮬레이션하여 보정식을 산출 적용한다면 탁도가 다소 높은 하천에서의 클로로필-a 농도 계산식의 정확도를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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