• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권4호
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• pp.313-318
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• 2016

Purpose: This study measured and analyzed the PTO (power take off) torque of a transplanter according to the planting conditions during field operation. Methods: A torque measurement system was constructed with torque sensors to measure the torque of a PTO shaft, a measurement device to acquire sensor signals, and a power controller to provide power for a laptop computer. The field operation was conducted at four planting distances (26, 35, 43, and 80 cm) and two planting depths using the transplanter on a field with similar soil conditions. One-way ANOVA with planting distance and Duncan's multiple range test at a significance level of 0.05 were used to analyze the PTO torque. The torque ratio was calculated based on the minimum torque using the average PTO torque measured under each planting condition. Results: The average torques on the PTO shaft for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a low planting depth were 11.05, 9.07, 7.04, and 3.75 Nm, respectively; the same for planting distances of 26, 35, 43, and 80 cm at a middle planting depth were 12.20, 9.86, 7.94, and 4.32 Nm, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at a low planting depth increased by 88, 142, and 195%, respectively. When the planting distance decreased by 43, 35, and 26 cm, the torque ratio at the middle planting depth increased by 84, 128, and 182%, respectively. Conclusions: PTO torque fluctuated by planting distance and depth. Moreover, the PTO torque increased for short planting distances. Therefore, farmers should determine the planting conditions of the transplanter by considering the load and durability of the machine. The results of this study provide useful information pertaining to the optimum PTO design of the transplanter considering the field load.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권4호
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• pp.257-263
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• 2018

본 연구는 도시의 열섬을 저감하기 위해 그린인프라시설의 표면온도 저감 성능시험 장비를 개발하고, 대표적인 그린인프라시설 제품을 포함하여 실험을 수행하였다. 기존문헌을 고찰하여 장비를 개발하였으며, 개발된 장비의 특징은 다음과 같다. 표면온도의 측정방법은 비접촉식인 적외선온도센서를 활용하였으며, 시편의 중앙 온도만 측정하는 것이 아닌 모서리 부분 온도를 포함하여 전체적인 평균온도를 측정하도록 개선하였다. 개발된 장비 (GSTM)를 활용하여 대조군인 아스팔트와 그린인프라시설 제품을 비교하여 성능평가를 수행하였다. 그 결과 식생블록이 $18.4^{\circ}C$의 높은 차이를 보이며, 표면온도 저감에 기여하는 것으로 나타났다.

• 한국자원공학회지
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• 제55권6호
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• pp.576-587
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• 2018

광물찌꺼기적치장 안전 모니터링을 위한 적치장 안전에 영향을 미치는 요소를 분석하고 이러한 요소를 감시할 수 있는 계측장비를 검토하였다. 또한, 이러한 결과를 국내 광물찌꺼기 적치장(20개소, 18개 광산)에서 발생되는 결함에 대해 적용 가능한 계측장비를 선정하였다. 요소분석은 표면 침식, 파이핑 및 사면 불안정으로 구분하여 평가하였으며, 이를 다시 세분하여 표면 침식은 식생, 복토층 및 광물찌꺼기, 파이핑은 차수층, 우수배제시설 및 침출수, 사면불안정은 사면, 콘크리트 옹벽 및 석축으로 구분하여 결함의 지표 및 계측항목을 설정하였다. 계측은 주로 상시 및 변위계측이 가능한 CCTV의 활용이 높게 평가되었으며, 전기비저항탐사, 음향계측기, 다점온도모니터링, 구조물경사계, 강우량계 및 유량계 등의 활용도가 높은 것으로 평가되었다. 또한, 국내 적치장에서 발생되는 결함에 적용한 결과, 주로 파이핑과 관련된 차수층, 우수배제시설 및 침출수에서 결함이 주로 발견되어 이와 관련된 계측장비의 활용이 높은 것으로 평가되었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.169-169
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• 2022

Over the past 100 years, the global average temperature has risen by 0.75 ℃. The Korean Peninsula has risen by 1.8 ℃, more than twice the global average. According to the RCP 8.5 scenario, the CO₂ concentration in 2100 will be 940 ppm, about twice as high as current. The National Institute of Crop Science(NICS) is using the SPAR (Soil-Plant Atmosphere Research) facility that can precisely control the environment, such as temperature, humidity, and CO₂. A Python-based colony photosynthesis algorithm has been developed, and the carbon and nitrogen absorption rate of rice is evaluated by setting climate change conditions. In this experiment, Oryza Sativa cv. Shindongjin were planted at the SPAR facility on June 10 and cultivated according to the standard cultivation method. The temperature and CO₂ settings are high temperature and high CO₂ (current temperature+4.7℃ temperature+4.7℃·CO₂ 800ppm), high temperature single condition (current temperature+4.7℃·CO₂ 400ppm) according to the RCP8.5 scenario, Current climate is set as (current temperature·CO₂400ppm). For colony photosynthesis measurement, a LI-820 CO₂ sensor was installed in each chamber for setting the CO₂ concentration and for measuring photosynthesis, respectively. The colony photosynthetic rate in the booting stage was greatest in a high temperature and CO₂ environment, and the higher the nitrogen fertilization level, the higher the colony photosynthetic rate tends to be. The amount of photosynthesis tended to decrease under high temperature. In the high temperature and high CO₂ environment, seed yields, the number of an ear, and 1000 seed weights tended to decrease compared to the current climate. The number of an ear also decreased under the high temperature. But yield tended to increase a little bit under the high temperature and high CO₂ condition than under the high temperature. In addition, In addition to this study, it seems necessary to comprehensively consider the relationship between colony photosynthetic ability, metabolite reaction, and rice yield according to climate change.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.469-477
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• 2020

염분은 해양의 밀도를 결정하는 중요한 변수이자 전지구 물의 순환을 나타내는 주요 인자 중 하나이다. 해상염분 관측은 선박을 이용한 현장조사, Argo 플로트, 부이를 통한 조사가 주로 수행되어 왔다. 2009년 염분관측 인공위성이 발사한 이래로, 위성 염분자료를 이용하여 전 지구 해역에서 표층 염분 관측이 가능해졌다. 그러나 위성 염분자료는 다양한 오차를 포함하기 때문에 연구 자료로 활용하기에 앞서 정확도 검증과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2015년 4월부터 2020년 8월까지 Soil Moisture Active Passive (SMAP) 위성 염분자료와 이어도 해양과학기지에서 제공하는 실측 염분자료 간의 정확도 및 오차특성을 비교 분석하였다. 총 314개의 일치점을 생산하였으며, 염분의 평균제 곱근오차 및 평균편차는 각각 1.79, 0.91 psu로 제시되었다. 전반적으로 위성 염분이 실측 염분보다 과대추정 되는 것으로 나타났다. 위성 염분의 오차는 계절, 표층 수온, 풍속과 같은 다양한 해양 환경적 요인에 의존성을 보였다. 여름철 위성 염분과 실측 염분의 차이는 0.18 psu 이하로 저수온보다는 고수온에서 위성 염분의 정확도가 증가하였다. 이는 센서의 민감도에 따른 결과였다. 마찬가지로 5m s^-1 이상 풍속 조건에서 오차가 줄어들었다. 본 연구결과는 연안에서 위성 염분자료를 활용할 경우에는 특정한 연구 목적에 적합한지 확인하여 제한적으로 사용하여야 함을 제시한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_1호
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• pp.883-893
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• 2019

본 연구에서는 두 가지 방법으로 작물계수를 산정하고, 그 결과를 평가하였다. 첫 번째 방법에서는 GLDAS 자료를 청미천 플럭스타워의 증발산량 실측값과 비교하여 적정성을 평가한 뒤 GLDAS 기반 실제증발산량을 잠재증발산량으로 나눠 작물계수(GLDAS K_c)를 산정하였으며, 두 번째 방법에서는 MODIS기반 식생지수(NDVI, EVI, LAI, SAVI)와 플럭스타워에서의 토양수분 실측치를 이용해 다중선형회귀분석으로 작물 계수(SM&VI K_c)를 산정하였다. 전체기간에 대한 두 가지 작물계수(GLDAS K_c, SM&VI K_c)를 통계(mean, bias, RMSE, IOA)를 통해 비교해 본 결과 평균값은 각각 0.412와 0.378, bias는 0.031과 -0.004, RMSE는 0.092와 0.069, 적합도 지표(IOA)는 0.944와 0.958로 두 방식 모두 전반적으로 실측값과 유사한 패턴을 보여주었다. 그라나 SM&VI 회귀모형 방식이 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 벼의 생장 단계별로 GLDAS K_c와 SM&VI K_c에 대한 통계적 평가를 수행해본 결과 초기와 중기에는 GLDAS 기반의 K_c가 더 우수했으며, 후기에는 SM&VI 기반의 K_c가 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 봄철에는 황사, 여름철에는 비구름으로 MODIS 센서의 정확성이 감소했기 때문인 것으로 판단된다. 향후 연구를 통해 MODIS 센서의 관측 정확성이 향상된다면, SM&VI 기반 작물계수 산정방식의 정확성 역시 향상될 것으로 판단되며, 미계측 유역의 작물계수 산정이나 작물계수의 예측에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제64권4호
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• pp.344-352
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• 2019

본 연구는 최근 세계적인 기후변화로 인해 기상이변이 생기면서 우리나라의 경우 2012년 이후로 꾸준히 이앙기인 5~6월에 비가 거의 오지 않고 평년보다 온도가 상승하는 봄 가뭄 현상이 나타나고 있다. 유묘기 한발에 의한 피해양상과 그로 인한 수량감소와 미질특성 변화를 구명하고자 2017년부터 2018년까지 2년간 수행한 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 한발처리시기에 따른 벼의 초기 생육특성을 확인한 결과 초장의 경우 모든 시험구가 무처리구에 비해 감소하였고 경수의 경우 이앙 후 3일, 10일 경부터 한발처리한 시험구에서 30%가량 감소하였다. 이앙 후 20일 경부터 한발 처리한 시험구에서는 감소율이 3.7%로 20일 이후에 한발피해 시 경수 감소는 적은 것으로 사료된다. 2. 한발처리시기에 따른 벼 후기 생육과 수량구성요소 조사 결과 이앙 후 3일 경부터 한발처리한 시험구에서 피해가 가장 컸고 수수의 경우 이앙 후 3일부터 한발처리한 시험구에서 약 30% 감소피해를 입은 반면 이앙 후 20일부터 한발처리 한 경우 뿌리활착 이후에 한발피해를 받아 수수에는 영향을 크게 받지는 않았으나 등숙비율이 감소하였다. 수당립수는 무처리에 비해 모두 감소하였고 천립중은 무처리구에 비해 초기 한발피해가 크지 않았다. 3. 품종별 한발처리시기에 따른 생육 및 수량구성요소를 분석해본 결과 조생종인 해담쌀이 초기 한발피해에 따른 수량감소가 30%로 가장 크게 나타났으며 이는 조생종이 중만생종에 비해 기본영양생장기가 짧아 초기 피해를 출수 전에 회복하지 못하여 유효분얼수 등 수량구성요소 전반에 걸쳐 피해를 입기 때문인 것으로 사료된다. 4. 쌀의 경점도를 분석한 결과 무처리구와 이앙 후 20일 경에 한발피해 받은 시험구는 초기에 한발피해를 받은 시험구에 비해 경도와 단백질 함량이 낮고 강하점도는 높으며 치반점도는 낮아지는 등 밥맛이 양호한 특성을 나타내었다. 그러므로 한발피해를 초기에 받으면 미질에도 영향을 주는 것으로 사료된다.

• 한국조경학회지
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• 제38권2호
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• pp.1-8
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• 2010

도시 옥외공간에서 조경 포장면의 종류에 따른 하절기 옥외공간의 온열쾌적성 차이 발생 여부를 차광과 통풍이 배제된 조건에서 실제 온도와 상대습도의 측정을 통하여 검증하였다. 잔디, 석재잔디블럭, 중공잔디블럭, 석재블럭, 사고석, 소형고압블럭, 점토벽돌, 나지, 쇄석, 수밀콘크리트 등 총 10가지 의 인공적으로 조성된 포장면을 대상으로 저항측정식 센서들을 이용하여 2009년 6월부터 9월까지 매 분 단위로 측정하고, 기상청 관측자료를 기준으로 일 최고 기온이 $30^{\circ}C$ 이상인 26일 동안의 정오부터 오후 3시까지의 자료를 분석하였으며, 주요 내용은 다음과 같다. 지면 온도는 포장재의 종류에 따라서 차이가 발생하였는데, 잔디면의 온도가 가장 높았고, 콘크리트의 온도가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 전체 시험구의 평균 지면온도는 $40.1^{\circ}C$로 분석되었는데, 이는 기상대 관측 최고 기온보다 $9^{\circ}C$ 이상 높은 것이었으며, 최고 온도는 약 $50^{\circ}C$ 이상까지 상승하는 것으로 나타났다. 지면으로부터 1.2m 높이의 온열쾌적성지수인 습구흑구온도(Wet-Bulb Grlobe Temperature: WBGT)는 포장재에 따라서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었으며, 잔디포장면이 가장 높게 나타났고, 석재 또는 콘크리트블럭과 잔디를 혼합한 포장면이 가장 낮게 나타났다. 그러나 이들 측정값은 인간이 느끼는 쾌적한 온도 범위를 심각한 수준으로 넘어선 상태의 값으로 실제 환경에서의 체감 온열쾌적성과 직접 연관시키기는 곤란하다. 이러한 결과는 이상고온에 견디지 못하는 잔디의 생육 특성과 통풍과 차광이 배제된 시험구의 특성, 그리고 남중고도 가 높은 한낮의 데이터만을 분석 대상으로 삼은 점 등이 복합적으로 영향을 미친 결과로 해석되었다. 결론적으로 본 연구를 통해서 통풍과 차광이 배제된 하절기 한낮의 옥외공간에서는 인간이 체감하는 온열쾌적성에 포장재 변화가 미치는 영향은 미미하며, 오히려 통풍과 차광이 미치는 영향이 매우 중요하다는 것을 파악할 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권2호
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• pp.69-78
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• 2011

벼는 전 세계 주요 식량 자원 중 하나이며, 특히 아시아 지역에서 벼 경작이 활발히 이루어지고 있다. 벼를 경작하기 위한 논은 다른 작물과 달리 모내기전에 논에 물을 가둬두며, 많은 양의 물이 관개용수로 사용된다. 따라서 신뢰도 있는 관개시기 및 논의 탐지는 효율적인 수자원 관리 및 물 수지 분석을 위해 반드시 필요한 요소이다. 본 연구에서는 MODIS 자료로부터 산출된 개선된 식생지수(Enhanced Vegetation Index, EVI)와 지표수분지수(Land Surface Water Index, LSWI)를 활용하여 관개시기와 논의 공간분포탐지를 실시했다. 한국의 이천 연구지와 일본 Mase 연구지를 대상으로 MODIS 기반의 관개시기 탐지 결과 관측자료와 각각 1일과 8일정도의 차이를 나타냈다. 이 결과는 MODIS 8일 단위 자료의 오차범위 내에서 신뢰도 있는 관개시기 탐지 결과를 나타낸 것으로 판단된다. 또한 관개시기 탐지 결과를 토대로 한국 전체를 대상으로 MODIS 기반의 논을 탐지하고 환경부 토지피복도의 논과 비교하였다. 그 결과, 논이 넓게 분포한 지역에서는 MODIS가 과대평가하는 결과를 나타냈으며, 규모가 작은 논에 대해서는 과소평가하는 결과를 나타냈다. 이는 MODIS 자료의 공간해상도(500m)가 한국 논의 규모를 표현할 정도로 세밀하지 못한 점과 산림, 도시, 호수 및 강 등을 제거하는 과정에서 오차가 발생했을 것으로 판단된다. 또한 Xiao et al.(2005)이 제안한 LSWI에 대한 임계값(+0.05)은 중국을 대상으로 개발된 값으로, 한국 논의 토지피복 복잡성을 잘 반영하지 못하여 오차를 발생시킨 것으로 사료된다. 따라서 신뢰도 있는 관개시기 및 논 탐지를 위해서는 한국 논의 규모 및 토지피복의 이질성을 체계적으로 고려한 LSWI의 임계값을 개발하여 적용할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.845-859
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• 2020

최근 기후변화와 여름철 고온 등으로 인한 녹조현상, 사고발생으로 인한 화학물질 및 유류 유출 등 수질오염과 관련된 사회적 관심이 높아지고 있다. 수질오염 사례 중 화학사고로 인한 유해화학물질 유출은 인체에 접촉시 인체에 악영향을 끼치며, 대기·수질·토양을 오염시키고 주변 농작물의 변색이나 괴사를 유발하는 등 생태환경에 직접적인 피해가 발생한다. 하천으로 유출가능성이 있는 화학물질은 무색의 수용성인 경우가 많아 육안으로 유출 사실을 확인하기가 어렵다. 화학사고 발생시 화학물질의 탐지는 간이접촉식탐지장비를 이용하거나 화학물질의 유출이 우려되는 곳에 검출센서를 설치해 사고를 감시하고 있다. 이러한 접촉식 센서는 현장인력에 의존적이고, 설치식 검출센서 또한 제한적으로 설치되어 미설치 지역에 대한 능동적 탐지가 어렵다는 한계가 있다. 한편 최근 초분광 영상을 활용하여 물질 고유의 분광특성을 분석함으로써 토지피복, 식생, 수질 등의 식별에 활용되고 있다. 따라서 초분광 센서를 활용한 화학물질 감지 가능성도 보여주고 있지만 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 수계로 유출되는 유해화학물질을 식별하기 위하여 접촉식 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있는 원격탐사기법과 최신 센서기술을 활용하였다. 유해화학물질 18종을 대상으로 초분광 영상을 이용한 상호 구분이 가능한 지 확인하고자 해당 유해화학물질의 초분광 영상을 촬영하여 분광라이브러리를 구축하였다. 향후 연구를 통해 유해화학물질 분광라이브러리 데이터베이스를 확대하고, 하천 적용에 대한 검증을 실시한 후 실시간 모니터링에 적용할 경우 신속한 화학사고 발생여부 감지 및 대응에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.