• Title/Summary/Keyword: Scientific Areas

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다중시기 항공 LiDAR를 활용한 도시림 개체목 수고생장분석 (Analysis of the Individual Tree Growth for Urban Forest using Multi-temporal airborne LiDAR dataset)

  • 김성열;김휘문;송원경;최영은;최재용;문건수
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.1-12
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    • 2019
  • It is important to measure the height of trees as an essential element for assessing the forest health in urban areas. Therefore, an automated method that can measure the height of individual tree as a three-dimensional forest information is needed in an extensive and dense forest. Since airborne LiDAR dataset is easy to analyze the tree height(z-coordinate) of forests, studies on individual tree height measurement could be performed as an assessment forest health. Especially in urban forests, that adversely affected by habitat fragmentation and isolation. So this study was analyzed to measure the height of individual trees for assessing the urban forests health, Furthermore to identify environmental factors that affect forest growth. The survey was conducted in the Mt. Bongseo located in Seobuk-gu. Cheonan-si(Middle Chungcheong Province). We segment the individual trees on coniferous by automatic method using the airborne LiDAR dataset of the two periods (year of 2016 and 2017) and to find out individual tree growth. Segmentation of individual trees was performed by using the watershed algorithm and the local maximum, and the tree growth was determined by the difference of the tree height according to the two periods. After we clarify the relationship between the environmental factors affecting the tree growth. The tree growth of Mt. Bongseo was about 20cm for a year, and it was analyzed to be lower than 23.9cm/year of the growth of the dominant species, Pinus rigida. This may have an adverse effect on the growth of isolated urban forests. It also determined different trees growth according to age, diameter and density class in the stock map, effective soil depth and drainage grade in the soil map. There was a statistically significant positive correlation between the distance to the road and the solar radiation as an environmental factor affecting the tree growth. Since there is less correlation, it is necessary to determine other influencing factors affecting tree growth in urban forests besides anthropogenic influences. This study is the first data for the analysis of segmentation and the growth of the individual tree, and it can be used as a scientific data of the urban forest health assessment and management.

지도학습을 이용한 새로운 선형 쇄파지표식 개발 (A Proposal of New Breaker Index Formula Using Supervised Machine Learning)

  • 최병종;박창욱;조용환;김도삼;이광호
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.384-395
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    • 2020
  • 연안에서 천수변형에 의해 발생하는 쇄파는 표사이동, 연안류의 생성, 충격파압의 발생 등과 같은 연안역의 다양한 물리현상과 밀접한 관계를 갖고 있다. 따라서, 연안구조물의 설계 시 쇄파파고 및 쇄파수심과 같은 쇄파지표를 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 과거부터 많은 연구자들에 의해 쇄파현상을 규명하고 예측하기 위한 많은 과학적인 노력들이 이루어져 왔다. 대표적인 쇄파에 연구들은 주로 수리모형실험을 통해 쇄파지표 예측을 위한 많은 경험식이 제안되어 왔다. 하지만, 기존의 쇄파지표에 대한 경험식은 일정한 방정식의 가정하에 자료의 통계적 분석을 통해 가정한 방정식의 계수들을 결정하고 있다. 본 논문에서는 회귀 혹은 분류문제와 관련된 다양한 연구분야에 있어서 높은 예측성능을 보여주는 대표적인 선형기반의 지도학습 머신러닝 기법을 적용하였다. 적용된 머신러닝 기법을 기반으로 기존의 쇄파에 대한 실험자료로부터 쇄파지표 예측을 위한 모델을 개발하고, 학습된 모델로부터 쇄파예측을 위한 새로운 선형식을 제시하였다. 새롭게 제안된 쇄파지표식은 단순한 선형식임에도 불구하고 기존의 경험 공식에 비해 유사한 예측성능을 보였다.

SSI를 적용한 인공지능 교양 교과목 개발 연구 (A Study on the Development of Artificial Intelligence in a Liberal Arts Applying SSI)

  • 이경희
    • 융합정보논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.229-235
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    • 2021
  • 기술의 발전과 사회적 요구의 변화에 따라 인공지능 기술이 전 영역에 걸쳐 영향력을 미치고 있다. 이에 국내 대학에서는 전공뿐 아니라 교양 교육에서도 인공지능의 중요성을 강조하며 관련 수업을 활발하게 진행하고 있다. 그러나 인공지능 교양 교육이 초창기이기 때문에 교육 방법과 교육 프로그램 개발에 관한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 더 효과적인 AI 교육이 될 수 있는 SSI를 적용한 교과목 방향을 설계하고자 한다. SSI는 과학과 관련된 사회적, 윤리적 문제를 창의적, 합리적으로 해결책을 제시할 수 있는 열린 문제에 적용할 수 있는 교육이다. 본 연구에서는 다음과 같은 세 가지 목적을 가지고 SSI를 적용한 인공지능 교양 교과목을 개발하였다. 첫째, 교육 대상의 지능정보 사회의 행위 주체로서 특징을 고려하여 접근할 수 있도록 설계한다. 둘째, 인공지능 프로그램을 직접 경험해보고 실생활의 다양한 사례를 중심으로 과학 기술과 사회 관련성을 심도 있게 다룰 수 있도록 접근하고 설계한다. 셋째, 공동의 문제해결을 목적으로 참여해 협력할 수 있도록 하여 협력적 문제해결 능력을 기를 수 있도록 접근하고 설계한다.

증강현실을 활용한 국내·외 과학교육 연구 동향 분석 - 초등과학교육 연구를 위한 시사점을 중심으로 - (Analysis of Domestic and Foreign Science Education Research Trends using Augmented Reality - Focusing on Implications for Research in Elementary Science Education -)

  • 나지연;윤회정
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제40권1호
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    • pp.22-35
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    • 2021
  • In order to investigate the trends in science education research using AR (Augmented Reality) and derive implications for elementary science education, we analyzed 71 research articles on AR application in science education published in both Korea and abroad from 2010 to August 2020. In quantitative aspects, the number of published articles has steadily increased. For domestic researches, the number of papers targeting for elementary school students was higher than that of middle & high school students. In the research method aspects, qualitative methods were most frequently used. In particular, papers regarding the development of AR program and verification of its effectiveness were most frequently published. The researches using mixed method in domestic field were smaller in number than that of the research in abroad. There were similar trends in research targeting elementary school students. In the aspects of the contents, more researches were performed on biology and earth science areas than others. In case of researches for elementary school students, the proportion of researches on biology and earth science was even higher. Domestically the proportion of studies on the convergence of science and non-science subjects was higher than that of foreign studies. The number of researches exploring the effectiveness on 'non-scientific attitude domain', 'cognitive domain', and 'program domain' were relatively higher than that on 'inquiry & practice domain' and 'science-related attitude domain'. For types of AR contents, 'observation manipulation type' was mostly studied, followed by 'experimental activity type', and 'learning guide type'. In case of studies on elementary school students, the ratio of 'observation manipulation type' contents was higher than that of others, whereas studies on 'field problem solving type' were relatively less reported than others. In addition, studies on 'simple interaction' were most frequently reported. Particularly, there were relatively few studies on 'linear and nonlinear interactions' in domestic field. As a result of analyzing key words, we found that the key words related to the characteristics and implementation of AR frequently occurred, and the key words related to elementary education and the merits of AR had many direct connections with other key words.

공방동시통합작전 구현을 위한 종심작전 효과분석 연구 (A study on Deep Operations Effect Analysis for Realization of Simultaneous Offense-Defence Integrated Operations)

  • 조정근;유병주;한도헌
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.116-126
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    • 2021
  • 지상작전사령부는 지상작전수행개념인 "결정적 통합작전" 구현을 위해 작전계획 및 작전수행체계 발전을 지속해서 추진하였고 괄목할 만한 성과를 거두었다. 특히 전쟁 초기부터 공격과 방어를 동시에 실시하여 종심지역의 적을 무력화시켜 아군에게 유리한 여건을 조기에 조성하기 위한 "공방동시통합작전"을 중점적으로 발전시켰다. 그러나 기존의 M&S 체계만으로는 종심작전 효과분석이 제한되어 지휘관에게 과학적이고 합리적인 의사결정 지원이 불가하였다. 본 연구의 목적은 전장관리체계에서 사용 가능한 종심작전 효과분석 모델을 개발하는 것이다. 이를 위해 먼저 종심작전 수행 구성요소인 감시, 물리적타격, 비물리적타격 효과분석에 관한 선행연구를 하여 각각의 특징 및 제한사항을 고찰하고 연구 방향을 제시하였다. 다음으로 전·평시 지구사에서 생산되는 데이터를 활용하여 구성요소 간 상호작용이 반영된 종심작전 효과분석 방법론을 제시하였고, 전투실험 및 자료수집 등을 통해 분야별 입력데이터를 산출하였다. 최종적으로 종심작전효과예측모델 (DECAM)을 구현하고 지구사 및 군단 전투참모단에 배포하여 연합연습 간 활용하였다. 본 연구를 통해 효과분석 방법론 및 개발된 모델의 유용성을 확인할 수 있었으며 지구사 및 군단의 종심작전 수행능력 발전에 기여할 수 있었다.

Information Technologies in the Formation of Environmental Consciousness in Future Professionals

  • Tomchuk, Mykhailo;Khrolenko, Maryna;Volokhata, Kateryna;Bakka, Yuliia;Ieresko, Oleg;Kambalova, Yanina
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권1호
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    • pp.331-339
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    • 2022
  • The global process of transition from industrial to information society, as well as socio-economic changes taking place in Ukraine, require significant changes in many areas of state activity. It is especially connected with the reforms in the sphere of education. Today, national programs provide for the development of education on the basis of new progressive concepts, the introduction of the educational process of new pedagogical technologies and scientific achievements, the creation of a new system of information education, entrance of Ukaine into the transcontinental computer information system. Information technologies are qualitatively changing the key resources of development: this is no longer a space with fixed production, but primarily mobile finance and intelligence. They have a direct impact on the formation of personal growth, professional content and self-organization, emotional and psychological maturity and consciousness, and so on. One of the main factors in ensuring the stability and social education of the country's citizens is the culture of security, the formation and development of which is an urgent problem today. Comprehensive and systematic development of security culture will significantly increase the readiness of the population, the level of environmental, labor and patriotic education, reduce human losses, material damage from emergencies. Ecological education can be carried out more successfully only gradually and in accordance with the socio-psychological periods of one's development: kindergarten - school - college - university. The creation of such a system of environmental education should be enshrined as the basis of state environmental policy as a constitutional norm with the usage of information technology. Graduates of universities, who are the future of our country, after mastering the skills of basic environmental education must have a high level of environmental culture, which is, in turn, part of general human culture, and investigate environmental issues from the standpoint of their profession. It is known that with the help of environmental education the collective intelligence of society is formed, which can predict human activities and processes occurring in nature, and in some way to help with the elimination of crises. It is through environmental education that another system of human values is being formed, which places great emphasis on intangible wealth and solidarity, and great responsibility of humanity for the ecological state of the native country; provides a higher standard of living as a result of sustainable development, through the introduction of information technology in this system. To improve the quality of life, we need better knowledge, which must be implemented through information technology at the international level.

최근 천문학 연구 키워드와 천체 분야 교육과정 내용 요소 비교 분석 (A Comparative Analysis of Keywords in Astronomical Journals and Concepts in Secondary School Astronomy Curriculum)

  • 신현정;권우진;가석현
    • 한국과학교육학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.289-309
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    • 2022
  • 힉스입자 발견, 블랙홀 이미지 촬영, 외계행성 탐사, 깊은 우주탐사, 중력파 관측 등 최근 천문학은 매우 빠르게 성장하고 있으며, 학생들도 상대적으로 흥미가 높은 분야이다. 본 연구의 목적은 최근 10년간 천문학 연구 저널에서 높은 빈도로 등장한 키워드들과 중고등학교 과학 교육과정에 포함된 천문학 내용 요소를 7개 영역별로 비교하여 천문학 교육과정 개선에 대한 시사점을 얻는 것이다. 우선 선정된 4개 저널-ApJ, ApJL, A&A, MNRAS-에 2011년부터 2020년까지 게재된 모든 논문의 키워드를 R 패키지로 수집하여 연구 동향을 살펴보았다. 교육과정 내용 요소는 7학년부터 12학년 학생이 배우는 과목 중 천문학 내용 요소가 포함된 6개 과목(과학, 통합과학, 지구과학I, 지구과학II, 물리II, 융합과학)의 2015 개정 교육과정 문서에 제시된 내용 체계표, 성취기준, 성취기준해설을 현직 교사들이 코딩한 결과를 종합하여 추출하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 천문학에서 꾸준하게 많이 등장하는 키워드는 'galaxies: formation, galaxies: active, star: formation, accretion, accretion discs, method: numerical'이다. 둘째, 천문학 교육과정은 모든 학생이 배우는 공통 과학 과목 안에서 'High Energy Astrophysical Phenomena' 영역을 제외한 모든 영역을 포함하도록 구성되었으나 키워드 수준에서 보면 과목별, 학년별 내용 요소 배치와 새롭게 도입할 만한 주제에 대한 검토가 필요한 것으로 나타났다. 본 연구는 과목의 근간을 이루는 과학연구 분야와 교육과정을 비교한 탐색적 연구로서, 연구 결과는 향후 천문학 교육과정 개정에 시사점을 줄 수 있는 기초 연구가 되길 기대한다.

National and Patriotic Education of Young Students by Means of Digital Technologies in Distance Learning Environment

  • Bezliudniy, Oleksandr;Kravchenko, Oksana;Kondur, Oksana;Reznichenko, Iryna;Kyrsta, Nataliia;Kuzmenko, Yulia;Tkachuk, Larysa
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권7호
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    • pp.451-458
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    • 2022
  • This article is devoted to the problem of national and patriotic education of young students by means of digital technologies in the conditions of distance learning environment. It is emphasized that national and patriotic education is a powerful means of strengthening the unity and integrity of Ukraine. It is proved that national and patriotic education will be effective under the condition of systematic and purposeful activity on formation of patriotic consciousness in youth, sense of national dignity, necessity of service of ideals and values of the country. Various forms of educational work of national and patriotic orientation at Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, which were conducted by digital technologies: online thematic lectures, educational classes, round tables, workshops, guest online meetings with famous researchers of historical heritage of Ukraine, online tours of historical places, virtual exhibitions of art, participation in the national-patriotic student camp "Diia" (Action) and etc. The activity of the University Library and V. O. Sukhomlinsky State Scientific and Pedagogical Library of Ukraine of the National Academy of Pedagogical Sciences of Ukraine, which has a significant impact on the formation of national consciousness and social and political activity of students by modern means of information and communication technologies. It is determined that the project "Inclusive 3D map" helps to broaden the horizons and deepen the knowledge of young students, education of a true citizen, the formation of cognitive interest in the subjects studied, motivation to study, raising awareness of Ukrainians on historical and cultural heritage. The study showed that young students take an active social attitude: they speak Ukrainian, want to live and work in Ukraine, respect their homeland, its traditions, cultural and historical past, love to travel and they are tolerant of people with special needs. Promising areas of educational work with students based on the use of a wide range of information and communication technologies, namely 3D games, TV tandems, podcasts, social networks, video resources in national and patriotic education of youth.

진도 쌍계사 대웅전 벽화의 재질특성 및 제작기법 연구 (Study on the Characteristics of Materials and Manufacturing Techniques for the Mural Paintings in Daeunjeon at Ssanggyesa Temple, Jindo)

  • 이나라;유영경;이화수
    • 보존과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.701-711
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    • 2021
  • 본 연구에서는 진도 쌍계사 대웅전 내부 벽화를 대상으로 현미경 조사, SEM-EDS, XRD, 입도분석 등을 통한 과학적 조사를 실시하여 벽화의 구조 및 재질특성을 파악하였다. 분석결과 벽체는 모래와 풍화토 등 토양을 사용하여 벽체를 제작하였으며, 초벽층, 중벽층, 그리고 마감층의 층위를 구성한 점들을 미루어 볼 때 전형적인 사찰벽화 토벽화 제작양식을 반영하고 있다. 그러나 토벽체 위에 석회로 마감층을 조성하고, 그 위에 징크 화이트를 사용하여 바탕칠한점 등의 특이점이 확인되었다. 또한 채색층의 균열 양상, 화면의 광택, 두께감 있는 붓 터치 등 유화 기법으로 제작된 회화 표면과 유사한 특징들이 관찰되었다. 연구 결과, 진도 쌍계사 대웅전 내부 벽화는 흙으로 벽체를 조성하였으나, 채색층은 건성유를 사용한 서양화 기법이 쓰인 것으로 판단되며, 이는 국내 현존하는 사찰벽화에서 유화 기법이 사용된 최초 연구 사례로 볼 수 있다.

해수침투 해석해 기반 제주 동부 담해저 지하수 유출의 정량적 산정 (Assessment of a fresh submarine groundwater discharge in eastern Jeju Island using analytic seawater intrusion models)

  • 김일환;장선우
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권12호
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    • pp.1011-1020
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    • 2022
  • 기존 해저 지하수 유출의 진단은 국지적으로 많은 양의 해안 유출이 관측되는 곳을 대상으로 수행되었으며, 넓은 영역을 대상으로 해안선을 따라 유출되는 유역 규모의 해저 지하수 유출 진단은 지금까지 국내를 대상으로 연구되어온 적이 없다. 본 연구에서는 제주 동부 지역을 대상으로 해수 침투 진단 및 예측에서 널리 사용되는 해석학적 모형을 기반으로 해저 지하수 유출을 유역별 또는 지역적으로 분석할 수 있는 해저 지하수 유출 진단 모형을 개발하였다. 본 연구에서 연구 방법으로 제안하는 해저 지하수 유출 진단 모형은 이론적으로 개념화된 기존의 해수 침투 경계면 기반 해석식을 발전시켰다. 다수의 관측 지하수위 및 수리 지질학적 자료를 해석식의 입력값으로 활용하기 위해 고안되었으며, 유량 평균 유출 산정식과 단면 평균 유출 산정식으로 구분되는 담해저 지하수 유출량 산정 방법이다. 모형 개발을 위하여 해수 침투의 해석학적 모형의 개념 응용 및 수정, 기존에 보고된 제주 동부의 국지적 해저 지하수 유출 진단 결과를 활용한 보정 및 검증 등을 포함하는 연구를 수행하였다. 연구 결과 성산 유역의 담해저 지하수 유출은 함양량의 약 2.65%에서 9.15%에 이르는 것으로 추정되었다. 본 연구에서는 해석학적 해수침투 모델이 결합된 유역 규모의 해안 유출수의 정량적 평가를 최초로 확립함으로써 보다 합리적인 해안지역 수자원 관리 방안 수립에 대한 과학적 분석 방법 제공이 가능할 것으로 사료된다.