• 제목/요약/키워드: Spatial gradient

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거대 수소 이온화 영역 CTB 102와 연관된 분자운의 고분해능 관측 (High-Resolution Observations of the Molecular Clouds Associated with the Huge H II Region CTB 102)

  • Kang, Sung-Ju;Marshall, Brandon;Kerton, C.R.;Kim, Youngsik;Choi, Minho;Kang, Miju
    • 천문학회보
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    • 제44권1호
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    • pp.71.1-71.1
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    • 2019
  • We report the first high-resolution (sub-arcminute) large-scale mapping $^{12}CO$ and $^{13}CO$ observations of the molecular clouds associated with the giant outer Galaxy H II region CTB 102 (KR 1). These observations were made using a newly commissioned receiver on the 13.7-m radio telescope at the Taeduk Radio astronomy Observatory (TRAO). Our observations show that the molecular clouds have a spatial extent of $60{\times}35pc$ and a total mass of $10^{4.8}-10^{5.0}$ solar mass, Infrared data from WISE and 2MASS were used to identify and classify the YSO population associated with ongoing star formation activity within the molecular clouds. Moving away from the H II region, there is an age/class gradient consistent with sequential star formation. The infrared and molecular line data were combined to estimate the star formation efficiency (SFE) of the entire cloud as well as the SFE for various sub regions of the cloud.

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노후 경사주거지 쇠퇴지표로서의 유휴공간 발생패턴 연구 (A Study on the Occurrence Pattern of Vacant Spaces as the Decline Index in Old Hillside Residential Area)

  • 정인아;우신구
    • 대한건축학회논문집:계획계
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    • 제34권3호
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    • pp.93-104
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    • 2018
  • This study is about occurrence pattern of vacant spaces as a urban decline indicator to consider a decline of old hillside residential area from spatial structure perspective. For investigation based upon vacant space and the street structure, this study selects Ami Chojang-dong in Seo-gu, Busan, of which 79.7% of total area is over a gradient of $10^{\circ}$. Focused on relationship between occurrence pattern of vacant spaces and 'vertical alleys(link)' serving as main movement path of local residents in hillside residential area, the length, numbers, slopes, and use characteristic of vertical alleys were analyzed using Arc GIS 9.3 program to classify characteristic zone types of spacial structure in hillside residential area. After the occurrence pattern of vacant space are interpreted in relation with building density, vertical alleys' number length slope, the social and economic issues have been considered as well. After analyzing the occurrence pattern of vacant space, this study argues that the occurrence pattern of vacant space in old hillside residential area is rather affected by street structure system consisting of vertical alleys than the impacts of social economical issues.

Enhanced 3D Residual Network for Human Fall Detection in Video Surveillance

  • Li, Suyuan;Song, Xin;Cao, Jing;Xu, Siyang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권12호
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    • pp.3991-4007
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    • 2022
  • In the public healthcare, a computational system that can automatically and efficiently detect and classify falls from a video sequence has significant potential. With the advancement of deep learning, which can extract temporal and spatial information, has become more widespread. However, traditional 3D CNNs that usually adopt shallow networks cannot obtain higher recognition accuracy than deeper networks. Additionally, some experiences of neural network show that the problem of gradient explosions occurs with increasing the network layers. As a result, an enhanced three-dimensional ResNet-based method for fall detection (3D-ERes-FD) is proposed to directly extract spatio-temporal features to address these issues. In our method, a 50-layer 3D residual network is used to deepen the network for improving fall recognition accuracy. Furthermore, enhanced residual units with four convolutional layers are developed to efficiently reduce the number of parameters and increase the depth of the network. According to the experimental results, the proposed method outperformed several state-of-the-art methods.

초분광영상과 머신러닝을 이용한 백제보 상류구간 조류 공간분포 특성분석 (Analysis of algal spatial distribution characteristics using hyperspectral images and machine learning in upstream reach of Baekje weir)

  • 장원진;김진욱;정지훈;박용은;김성준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.89-89
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    • 2021
  • 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 발생하는 녹조의 과도한 발생은 하천 생태계 훼손, 동식물의 건강, 담수의 오염 등 환경 사회 경제적으로 큰 피해를 준다. 현재 수질 측정망은 정해진 지점에서 Chlorophyll-a(Chl-a), Phycocyanin(PC)을 대표농도로 산정하고 조류경보에 활용하고 있으나, 일주일에 한번씩 샘플링을 통해 Chl-a 및 PC를 측정하여 시공간적인 신뢰성의 문제가 제기될 수 있다. 본 연구에서는 기존 점단위 조류 모니터링의 한계점을 개선하기 위해 초분광영상 자료를 머신러닝 기법에 적용하여 Chl-a 및 PC 산정 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 Chl-a와 PC의 최대 흡수, 반사 파장대, 주요 물 흡수 파장대 자료를 조합하여 9개의 파장비를 구축하였으며, 기존 연구에서 활용한 머신러닝 기법인 Partial Least Square, Random Forest, Gradient Boosting, Support Vector Machine, K-Nearest Neighbor, Artificial Neural Network를 검토하여 최적 모델을 선정하였다. 학습된 머신러닝의 성능을 R2, NSE, RMSE 목적함수를 이용해 평가하였으며, 그 결과 ANN이 각각 PC 0.801, 0.755, 11.774 mg/m3, Chl-a 0.733, 0.622, 8.736 mg/m3로 가장 우수한 성능을 보였다. 최적화 된 ANN 모델을 백제보 상류 2016-2017년 항공 초분광영상에 적용하여 시공간에 따른 조류 분포변화를 평가하고자 한다.

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GWR을 활용한 NDVI와 지형·태양광도의 상관성 평가 : 금강산 지역을 사례로 (Exploring NDVI Gradient Varying Across Landform and Solar Intensity using GWR: a Case Study of Mt. Geumgang in North Korea)

  • 김준우;엄정섭
    • 대한공간정보학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.73-81
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    • 2013
  • 식생의 분포와 지형 태양광도의 상관성을 규명하는 것은 공간적 이질성을 내포하는 공간데이터의 분석이지만 기존의 많은 선형모델들은 이들 데이터가 갖는 공간적 특성을 고려하지 못하고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 금강산을 대상으로 식생분포를 정량적으로 나타내는 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)와 일사량, 일조시간, 고도, 경사에 대하여 지리가중회귀분석(GWR : Geographically Weighted Regression)을 실시하였다. GWR 은 전역적 모형인 OLS(Ordinary Least Squares)에 비해 모형의 설명력과 적합성이 확연히 높아졌으며, 잔차의 공간적 자기상관성 또한 해소된 것으로 나타났다. OLS 분석결과는 NDVI에 미치는 지형 태양광도의 영향력을 연구지역에서 단일하게 추정하였으나, GWR은 각 인자가 NDVI에 미치는 영향력을 국지적으로 보다 세밀하게 추정하여 공간단위에 따른 각 인자의 영향력을 보다 확연히 나타내었다. 국지적 차원에서 추정된 NDVI와 지형 태양광도의 상관성은 식생분포를 조사하는 과정에서 보다 객관적이고 세밀한 분석을 위한 중요한 참고자료로 사용될 수 있을 것이다.

위성영상의 형태추출을 통한 지도화 : 고빈도 공간필터 사용을 중심으로 (The Line Feature Extraction for Automatic Cartography Using High Frequency Filters in Remote Sensing : A Case Study of Chinju City)

  • 정인철
    • 한국지역지리학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.183-196
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    • 1996
  • 지도의 형태는 전통적으로 항공사진이나 위성사진을 이용한 수작업에 의해 추출되어 왔으나, 최근의 원격탐사 기술의 발달은 지도의 형태추출에 새로운 혁신을 가져다 주었다. 공간필터기법을 이용하면 지도형태 추출의 자동화가 가능한데, 특히 선의 추출을 고빈도필터를 이용하여 가능하다. 본 연구에서는 먼저 필터와 지도화의 관계에 대해 이론적으로 고찰한 다음 지도의 선형화와 관련하여 유용하다고 알려진 필터들을 소개하였다. 그리고 이 필터들을 진주시의 SPOT Panchromatic 영상에 적용하였다. 적용한 결과 본고에서 소개한 필터적용 영상이 전반적으로 초기영상보다 개선되어 선형화작업에 매우 유용함을 확인하였다. 특히 초기영상이 포함된 필터영상들의 해석이 용이하였고 선형화가 명확하였다. 그러나 문헌에서 유용성이 인정된 필터라도 일부 필터는 진주시의 경우 선형화작업이 전혀 불가능하였다.

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동해 중부 연안 환경 변화에 따른 명태 개체 크기 및 분포의 시공간적 변화 (Influences of Oceanographic Features on Spatial and Temporal Distributions of Size Spectrum of Walleye Pollock, Gadus chalcogrammus Inhabiting Middle Eastern Coast of Korea)

  • 정해근;이충일;박현제;박주면
    • 한국어류학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.148-159
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    • 2020
  • 본 연구는 동해 중부 연안에 서식하는 명태의 연직 분포와 개체 크기의 계절 및 연간 변화를 분석하였다. 2016년 1월부터 2018년 2월까지 채집된 명태 개체의 전장은 16.6 cm~81.5cm 범위를 나타내었으며, 50~600 m 사이의 수심대에서 어획되었다. 이 중 25~35 cm 그룹이 차지하는 비율은 45.5%, 35~45 cm 그룹이 차지하는 비율은 27.2%를 나타내며 높은 비율을 차지하였다. 평균 전장은 1월에 가장 크고, 6월에 가장 작았으며, 6월 이후 점차 증가하는 계절주기 변동 특성을 나타내었다. 25 cm 미만 그룹은 100~200 m 수심에 서식하는 비율이 겨울철에 가장 높으며, 이후 봄, 여름, 가을에는 보다 깊은 수심으로 주 서식처를 변화하여 400 m 이상 수심에서 서식하는 비율이 40% 이상을 차지하였다. 25~35 cm와 35~45 cm 개체 그룹의 겨울철 연직 분포는 400 m 이상 수심에서 서식하는 비율이 45% 이상을 기록하였으며, 봄과 여름에는 보다 얕은 수심영역으로 서식처를 변화하여 200 m 미만 수심에서 서식하는 비율이 증가하였다. 이후 가을부터는 다시 서식하는 수심대가 깊어져 300 m 이상 수심의 비율이 증가하였다. 45 cm 이상 개체 그룹은 뚜렷한 계절 변동성을 나타내지 않으며 300 m 이상 수심에서 서식하는 비율이 가장 높았다. 이러한 명태의 연직 분포는 서식처의 물리적 환경 변화에 영향을 받는다. 특히, 상층부의 수온이 상승하고 수온약층 아래 100~300 m 수심대의 수온이 하강한 시기에는 300 m 이상의 깊은 수심대에서 어획되는 비율은 감소한 반면, 수온이 하강한 100~300 m 수심대에서 어획되는 비율이 증가하였다.

법성포 와탄천 하구역의 염분과 퇴적환경에 따른 대형저서동물의 공간분포 (Spatial Distribution of Macrozoobenthos Along the Salinity Gradient and Sedimentary Environment in the Watancheon Estuary, Beobseongpo, Southwest Coast of Korea)

  • 홍재상;임현식
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제7권1호
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    • pp.8-19
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    • 2002
  • 서남해역에 위치한 법성포항 인근의 와탄천 하구역에 서식하는 저서동물의 공간 분포 특성을 파악하기 위하여 하구역 입구에서부터 염분 구배에 따라 10개 정점을 설정하였다. 저서동물의 채집을 위해 1998년 6월부터 1999년 1월까지 van Veen grab(0.1m$^{2}$)을 사용하여 각 정점당 3회씩 퇴적물을 채집하였다. 조사 기간 동안 총 114종이 출현하였으며, 이 가운데 다모류가 44종(전체 출현종수의 39%), 갑각류가 34종(30%), 그리고 연체동물이 24종$(21%)을 차지하였다. 평균 밀도는 3,053개체/m$^{2}$로서, 다모류가 2,536개체/m$^{2}$(83%), 갑각류는 439개체/m$^{2}$(14%)였다. 생체량은 58.23g/m$^{2}$로서 다모류와 연체동물이 각각 29.56g/m$^{2}$ 및 23.38g/m$^{2}$로서 전체 생체량의 51% 및 40%를 차지하였다. 기수성 다모류인 Minuspio japonica, 옆새우류인 Corophium sinense, Grandidierella japonica, 이매패류인 Potamocorbula amurensis가 우점적으로 출현하였는데, 이들은 담수가 유입되어 염분이 상대적으로 낮은 정점들에서 집중적으로 출현하는 특징을 보였다. M. japonica는 염분과 G. japonica는 퇴적상과 유의한 상관관계를 보였으나, C. sinense및 P. amurensis는 상관관계를 보이지 않았다. 또한 저층 염분이 낮은 배수갑문 근처의 정점에서는 다모류인 Hediste japonica가 집중적으로 출현하였으며 염분과 음의 상관관계를 나타내었다. 종 다양도는 하구역 입구에서 상대적으로 높았으나 하구역 내로 들어올수록 감소하는 양상이었다. 특히 담수의 영향을 받으며 모래질 퇴적상으로서 입도가 조립한 배수갑문 인접 정점들에서는 빈약한 생물상을 나타내었다. 집괴분석 결과 저서동물 군집은 외해역으로부터 수로를 따라 순차적으로 배열되는 정점군으로 대별되었으며, 각 정점간에는 출현종수와 밀도의 차이가 뚜렷하였다. 이러한 정점군의 배치는 수로를 통해 유입되는 담수로 인한 염분 구배 및 퇴적상에 따라 구획되는 특징을 나타내었다. 결론적으로 하구역에 서식하는 저서동물의 공간분포는 다양한 무기 환경 요소들 가운데 일차적으로 저층수의 염분에 의해 영향을 받으며, 이차적으로 퇴적상에 의해 영향을 받고 있음을 알 수 있다.

하구 순환 유지 여부에 따른 하구 주요 생물 군집별 다양성 특성 연구: 열린하구와 닫힌하구에서의 γ-, α- 및 β-다양성 비교 (Comparative Analysis of Diversity Characteristics (γ-, α-, and β-diversity) of Biological Communities in the Korean Peninsula Estuaries)

  • 오혜지;장민호;김정희;김용재;임성호;원두희;문정숙;권순현;장광현
    • 생태와환경
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    • 제55권1호
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    • pp.84-98
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    • 2022
  • 하구 생태계는 담수와 해수의 혼합으로 형성되는 전이수역(transitional waters)이라는 특이성을 가지며, 염분 및 영양염 농도와 같은 수질 환경이 서로 다른 다양한 서식처를 구성하고 있어 생물 다양성 측면에서 매우 중요하게 여겨진다. 하구 순환은 수질은 물론 하상과 같은 물리학적 환경의 구배(gradient)를 유발하여 최종적으로 생물 군집 조성에 영향을 주는 주요 기작으로, 순환이 단절될 경우 기수역 형성을 저해하고 생물의 이동을 차단하게 되어 생물상의 공간 분포, 즉 다양성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 하구 수생태계 건강성 평가 대상 지점 중 상류부터 하류까지 공간 구배에 따른 생물 다양성 평가가 가능한 복수 지점들로 구성된 하구를 선별하여 부착돌말류, 저서성 대형무척추동물 및 어류 군집을 대상으로 α-, γ- 및 β-다양성을 산출, 그 경향을 파악하여 열린하구와 닫힌하구 간 비교를 통해 하구 순환 유지·단절에 따른 하구 구간 내 종 다양성 변동 경향을 파악하였다. 그 결과, 모든 분류군에서 하구를 포함한 하천 구간 전체의 종 다양성을 나타내는 γ-다양성이 닫힌하구와 비교했을 때 열린하구에서 평균적으로 높은 경향이 나타났으며, 구간 내 지점 간 종 다양성 변동을 의미하는 β-다양성의 경우, 저서생물에서만 열린·닫힌하구 간 차이가 비교적 뚜렷하게 나타나 하구 순환 단절이 하구 구간 내 지점들 간 저서생물 종 조성 및 풍부도의 공간적 이질성(heterogeneity)을 감소시키는 요인으로 작용한 것으로 판단된다. 수질 환경 구배에 따른 각 생물 군집의 하구 구간 내 지점별 α-다양성 및 β-다양성에 기여하는 정도(LCBD, LCBDt, LCBDn)의 반응을 파악하고자 상관관계 분석을 실시한 결과, 열린하구 대비 닫힌하구에서 대체로 보다 높은 상관계수(r)가 분석되었으며 두 하구 유형에서 보여지는 상관관계가 상반되는 경향을 보였으나, 대부분 r 값이 ±0.4 이하로 지점별 다양성 지수와 환경 요인 간에는 뚜렷한 상관성은 나타나지 않았다. 향후 생물 기능군(functional group), 생활사와 같은 군집별 특성을 고려하여 다양성에 영향을 줄 수 있는 서식처 환경요인(예: 유속, 하상)들과의 추가적인 관계 분석을 통해 하구 순환 유지 여부에 따른 생물 군집의 반응을 이해한다면 생물 다양성 관리에 활용 가능할 것으로 판단된다. 한편, 본 연구에서는 분석 대상 하구의 생물 다양성 현황을 바탕으로 형산강 및 교성천 하구에서 부착돌말류, 발안천 하구에서 저서생물, 교청선, 불갑천 및 판교천(서천) 하구에서 어류 군집의 γ- 및 β-다양성이 낮게 나타나는 것을 파악하였으며, 이러한 현황 파악은 지속적으로 하구 수생태 모니터링을 수행하는데 있어 생물 다양성 측면에서 건강성 유지를 위한 하구 생태계 관리에 중요한 자료로 활용될 수 있도록 하였다.

Landsat 위성 영상으로부터 Modified U-Net을 이용한 백두산 천지 얼음변화도 관측 (Observation of Ice Gradient in Cheonji, Baekdu Mountain Using Modified U-Net from Landsat -5/-7/-8 Images)

  • 이어루;이하성;박순천;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1691-1707
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    • 2022
  • 한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.