• Spatial Information Research
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• 제22권1호
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• pp.55-63
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• 2014

수문학, 기상학 및 기후학 등에서 필수적인 자료중의 하나인 지상기온 자료는 최근 보건, 생물, 환경 등의 다양한 분야로까지 활용영역이 확대되고 있어 그 중요성이 커지고 있으나 지상관측을 통한 지상기온자료의 취득은 시공간적인 제약이 크기 때문에 실측된 기온자료는 시공간 해상도가 낮아 높은 해상도가 요구되는 연구 분야에서는 활용성에 큰 제약을 갖게 된다. 이를 극복하기 위한 하나의 대안으로 상대적으로 높은 시공간 해상도를 가지고 있는 위성영상자료에서 얻을 수 있는 지표면온도 자료를 이용하여 지상기온을 추정하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 본 연구는 이러한 연구의 일환으로써 기상청에서 제공하고 있는 AWS(Automatic Weather Station)에서 취득된 2010년 지상 온도 자료(AWS data)를 바탕으로 대표적인 지표면 온도자료인 MODIS Land Surface temperature(LST data:MOD11A1)와 지상기온에 영향을 미칠 수 있는 Land Cover Data, DEM(digital elevation model) 등의 보조 자료와 함께 다양한 지구통계 기법들을 이용하여 남한 지역의 지상기온을 추정하였다. 추정 전 2010년 전체(365일) LST자료와 AWS자료와의 차이에 대한 RMSE(Root Mean Square Error)값의 계절별 피복별 분석결과 계절에 따른 RMSE값의 변동계수는 0.86으로 나타났으나 피복에 따른 변동계수는 0.00746으로 나타나 계절별 차이가 피복별 차이보다 큰 것으로 분석 되었다. 계절별 RMSE 값은 겨울철이 가장 낮은 것으로 나타났으며 AWS자료와 LST자료와 보조자료를 이용한 선형 회귀분석결과에서도 겨울철의 결정 계수가 가장 높은 0.818로 나타났으며, 여름철의 경우에는 0.078로 나타나 계절별 차이가 매우 크게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 지구통계 기법들의 대표적인 방법론인 크리깅 방법 중 일반적으로 많이 사용되고 있는 정규 크리깅, 일반 크리깅, 공동 크리킹, 회귀 크리깅을 이용하여 지상기온을 추정한 후 모델의 정확도를 판단할 수 있는 교차 검증을 실시한 결과 정규 크리깅과 일반 크리깅에 의한 RMSE 값은 1.71, 공동 크리깅과 회귀 크리깅에 의한 RMSE 값은 각각 1.848, 1.63으로 나타나 회귀 크리깅 방법에 의한 추정의 정확도가 가장 높은 것으로 분석되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권1호
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• pp.13-18
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• 2003

본 실험은 감자괴경에 특이적으로 나타나는 patatin promoter에 의한 외부 도입 유전자의 발현 양상을 파악하고자 수행되었다. Patatin promoter에 의하여 GUS 유전자의 발현이 조절되도록 pATGUS 벡터를 제작한 후 Agrobacterium tumefaciens LBA4404를 이용하여 감자의 잎 절편에 형질전환하였다. 대조구로 GUS 유전자의 상시발현 벡터인 pBI121을 사용하였으며, 항생제를 포함한 재분화 배지에서 개체를 유도한 결과 8주 후부터 신초를 관찰할 수 있었다. NPTII 유전자의 삽입여부를 PCR로 검정한 후, 선별된 형질전환체의 소괴경 형성을 위해 sucrose 농도를 높인 배지에서 1주일 간격으로 줄기의 하단 부분을 배양하였다. 주별로 시료를 채취한 후, RNA gel blot 분석을 해 본 결과 CaMV35S promoter에 의한 GUS 발현은 소괴경의 전단계에서 고르게 발현되는 반면, 괴경-특이적인 patatin promoter의 경우 감자 줄기에서는 관찰이 어려웠고, 주별 발현율은 1주부터 5주까지는 점점 증가하다가 그 이후부터는 점차 감소함을 알 수 있었다. 또한, GUS의 효소활성 역시 mRNA의 발현율과 비례함을 알 수 있었다. 제시된 실험결과들로 보아 감자 괴경에서의 patatin promoter에 의한 GUS 유전자의 발현은 5주경에 가장 높게 나타났으며, 이러한 결과들로 보아 patatin promoter에 의해 감자 소괴경내로 도입된 외래 유전자의 발현을 확인하기 가장 좋은 시기는 소괴경 형성 후 5주째임을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.589-599
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• 2014

본 연구에서는 서해 명사십리 일대의 제 4기 극한재해 퇴적기록 보존지역을 선정하기 위해, 1918년 일제 강점기 지형도, 2000년 수치지형도, 1976년 항공사진 및 2012년 항공사진을 이용하여 작성한 수치표고모델과 지표이용도를 순차 비교 분석하여 연구지역의 퇴적환경 및 지표환경 변화를 고찰하였다. 연구지역의 지형적 특징은 지난 100여 년간 큰 변화가 없었으나 연구지역의 북부와 남부에는 고도의 변화폭이 상대적으로 큰 구릉지가 위치하고 해안에 평행하게 사구가 발달하며 연구지역 남부 사구의 후면으로 내륙에 평탄한 저지대가 위치한다. 연구지역 유수 및 퇴적물의 이동 방향을 분석한 결과 사구에서 내륙으로 이동하는 흐름과 내륙의 높은 지대에서 해안으로 이동하는 흐름이 연구 지역 중부를 가로지르는 하천을 향하여 이동하며 중남부 용정리와 남부 자룡리의 평탄한 저지대에 각각 $0.2km^2$의 넓이를 가지는 저수지역을 형성할 수 있다. 또한 연구지역 해수면 변화기록을 보존하는 지역을 찾기 위하여 해수면을 상승시킨 결과 해수면이 3 m 상승했을 때 침수되는 지역은 1918년 $3.4km^2$, 2000년 $3.64km^2$으로 저수지역이 형성되는 위치와 중첩되며 남부의 평탄한 저지대가 해수범람 퇴적층의 형성이나 퇴적물의 집적에 용이한 환경임을 지시한다. 100여 년간 인간의 활동으로 인한 지표 환경 변화가 제한적이었던 지역은 약 $3.51km^2$의 면적으로 연구지역 중부에서 남부에 분포하며 1918년에는 점토 퇴적지, 논으로 활용되었고 2012년에 이르러서는 모두 논으로 이용되고 있다. 연구지역의 퇴적환경과 지표이용변화를 중첩 분석한 결과, 제4기 퇴적기록을 보존하고 있을 가능성이 가장 높은 지역은 연구지역 중부에 약 $0.15km^2$, 남부에 $0.09km^2$의 면적으로 존재하며 이 지역을 중심으로 과거 이상기후 퇴적기록을 연구하는 것이 효과적일 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-139
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• 2024

기후변화에 따라 폭염, 폭우 및 가뭄을 포함하여 극단적인 기상 현상의 빈도가 증가하고 있다. 가뭄은 다른 자연재해와 달리 점진적으로 진행되고 장시간에 걸쳐 피해가 증가하는 특징을 갖고 있기 때문에 가뭄 발생의 특징을 이해하는 것이 매우 중요하다. 농업 가뭄, 특히 밭가뭄은 토양 수분의 부족으로 인해 농작물이 필요로 하는 물의 공급이 부족해짐으로써 발생한다. 이에 농업 가뭄에 영향을 미치는 주요 변수로 토양 수분을 활용하고 있다. 본 연구는 토양, 기상 및 작물 데이터를 통합한 모델을 활용하여 토양유효수분율을 산정함으로써 한반도 가뭄의 시공간적 분포와 경향성을 분석하였다. 또한, 기상인자와 토양유효수분율의 상관관계를 분석하여 기상 특성이 가뭄 발생 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 콩 재배기간 동안의 평균 토양유효수분율은 2018년에 88.6%로 가장 낮았으며, 2021년에는 103.2%로 가장 높았다. 콩 생육단계별 토양유효수분율 공간 분포를 분석한 결과, 2018년 개화기(S3), 2019년 잎 경엽신장기(S2), 2020년 유묘기(S1), 2021년 개화기(S3)와 2022년 유묘기(S1)에 가장 낮았다. 콩 생육단계별 평균 토양유효수분율을 기준으로 밭가뭄 빈도수를 평가한 결과 2018년 개화기(S3)에 22회로 빈도수가 가장 높았다. 토양유효수분율이 가장 낮을 때는 강우량과 증발산량과의 가장 큰 부(-)의 상관관계를 나타낸 반면, 토양유효수분율이 가장 높을 때는 강우량과 상대습도와 가장 큰 정(+)의 상관관계를 보였으며, 기준증발산량과는 가장 큰 부(-)의 상관관계를 나타냈다.

• 환경생물
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• 제24권4호
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• pp.392-407
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• 2006

2004년 2월, 5월, 9월 11월의 총 4회에 걸쳐 거제도 남동부 연안에 총 26개의 정점을 선정하고 저서동물 군집의 특성을 파악하였다. 표층 퇴적물의 입도 조성은 대체적으로 연안에서 다소 조립하였고 외해로 갈수록 세립화 되었으며, 연구 해역의 주요 퇴적상은 mud로 구성 되었다고 볼 수 있었다. 전체 연구기간동안 평균 저서동물의 서식밀도는 1,067개체 $m^{-2}$이었다. 이 중 모든 계절에서 우점하는 동물군은 다모류로서 4계절 평균 871개체 $m^{-2}$의 서식밀도를 나타내었으며, 전체 저서동물의 출현개체수 중 $77.3{\sim}87.0%$를 차지하여 높은 우점도를 보였다. 전반적으로 다모류 서식밀도의 공간적 분포는 뚜렷한 차이를 보여 지세포항 인근 해역과 북쪽 해역에서 상대적으로 높은 서식밀도를 나타내었으나, 계절적 변동은 유의한 차이를 나타내지 않았다. 4계절동안 우점한 다모류는 Magelona japonica, Ampharete arctica, Heteromastus filiformis, Lumbrineris longifolia, Tharyx sp. 등이었다. 집괴분석의 결과 본 연구 해역은 지세포항 인근 연안역의 정점군, 진해만의 입구와 인접한 북쪽 해역의 정점군 그리고 남쪽 해역의 정점군과 같이 크게 3개의 정점군으로 구분이 가능하였다. 또한 대체적으로 외해의 정점군에서는 생태그룹 II에 속하는 종들이, 연안의 정점군에서는 생태그룹 IV의 기회종들이 특징종으로 나타나 각 정점군의 유사성에 대한 높은 기여율을 보였다. 생태그룹 II와 III의 출현비율은 계절적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나 생태그룹 I, IV의 각 정점별 출현 비율은 시 공간적으로 뚜렷한 변동을 보였으며 AMBI 역시 공간적, 계절적으로 뚜렷한 차이를 나타내었다. AMBI는 대체로 지세포항 인근 해역에서 매우 높았고 외해역에서 다소 낮은 경향이었으며 지세포항 내에 위치한 정점은 '심각한 교란(heavily disturbed)'을 나타내기도 하였으나 연구 해역 전반적으로 '경미한 교란(slightly disturbed)'을 나타내고 있었다. 지세포항 인근 연안역의 저서생태계는 다소 불안정하거나 교란된 군집을 형성하고 있다고 볼 수 있으나 연구 해역 전반적으로는 계절적으로 큰 변동 없이 비교적 안정된 군집을 형성하고 있다고 보여진다.

• 생태와환경
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• 제47권3호
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• pp.186-193
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• 2014

본 연구는 MODIS 위성영상을 이용하여 광역적으로 진행되고 있는 식물계절학적 특징을 분석하고자 수행하였다. 위성영상을 이용한 식물계절학적 특징 분석은 현장 관찰 자료의 분석을 위한 전반적인 식물계절 경향성 및 변동성에 필요한 정보를 제공해 줄 수 있으며, 현장 관찰 값과 광역 식물계절 관측 값의 연결을 통하여 광역 수준에서 보다 정밀도 높은 식물 계절현상 모니터링을 가능하게 한다. 본 연구의 기반이 된 MODIS EVI 자료는 Timesat Algorithms의 double logistic function으로 평활화시켜 분석하였다. 제주${\rightarrow}$남해안${\rightarrow}$지리산${\rightarrow}$소백산${\rightarrow}$설악산의 위도 분포에 따라 식물계절 시작일은 늦어지는 경향을 보였다. 그러나 11년간 주요 산림 지역에서의 식물 계절 시작은 해마다 시작일에 다르게 나타나는 연변동의 특징을 보였다. 변동 자료를 고차다항식으로 변형한 결과, 제주도는 연간 0.38일, 소백산지역은 0.174일 계절 시작이 늦어지고, 남해안은 0.32일, 지리산은 0.239일, 설악산 지역은 0.119일 개엽일이 빨라지고 있는 것으로 나타났다. 우리나라 전체 식물계절 시작 시기의 특징을 공간적으로 살펴보면, 주요 산림 지역은 늦어지고, 분지나 산록의 남사면지역에는 빨라지는 것으로 나타났다. 지역적으로 살펴보면, 제주도의 남서해안 및 북동해안 사면지역, 동남해안 지역이 빠른 경향을 보였다. 행정구역별 식물계절 시작 시기를 분석한 결과, 2001년에는 서울과 경기도, 동해안, 남해안, 마산, 창원, 밀양, 대구, 제주도를 중심으로 빠르게 시작되었다. 이는 서울, 경기도, 마산, 창원, 밀양, 대구 등의 도시지역은 도시화에 따른 기온상승의 영향인 것으로 해석된다. 이 같은 경향은 2005, 2010년에도 같은 경향으로 보이고 있어 도시화가 식물계절 변화에 중요한 영향을 미치고 있는 것으로 해석할 수 있다. 본 연구의 시간적 규모인 10년 이내에서는 기후변동에 따른 식물계절 현상의 변이성을 잘 나타내었으며, 이러한 식물계절 모니터링 기법은 30년 이상의 보다 장기적인 자료를 축적을 통하여 기후변화 양상에 따른 생물 계절 현상 변화와 해석에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.86-92
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• 2022

최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권2호
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• pp.102-117
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• 2009

본 조사는 유기물과 미량금속 오염이 의심되는 울산만에서 저서환경의 교란 유무와 정도를 파악하기 위해 수행되었다. 현장조사는 울산만 안팎에 선정된 9개 정점에서 2006년 2월부터 11월까지 계절별로 저서환경과 대형저서동물군집에 대해 동시에 이루어졌다. 유기물 함량(TOC)은 평균 1.7% 이었으며 미량금속 중 As, Cu, Pb, Zn의 농도는 거의 모든 정점에서 최소영향수준(ERL)을 초과하였다. 저서동물군집의 총 출현종수는 199종, 평균 서식밀도는 4,578 개체/$m^2$ 이었으며 다모류가 가장 우세한 동물군이었다. 주요 우점종은 Aphelochaeta monilaris(22.6%), Ruditapes philippinarum(17.1%), Magelona japonica(12.2%), Lumbrineris longifolia(9.9%) 등이었으며 정점별 환경 특성에 따라 뚜렷이 다른 분포 양상을 보였다. 다변량분석 결과, 울산만 상단, 내만역, 내만역 중 태화강과 고사천이 만나는 지점 그리고 외해역에서 서로 다른 4개의 군집이 확인되었으며 특히 울산만 내의 군집 이질성이 두드러지게 나타났다. SIMPER 분석 결과, 4개 군집에서는 각각 R. philippinarum-Capitella capitata, A. monilaris-Balanoglossus carnosus, Sinocorophium sinensis-Cyathura higoensis 그리고 M. japonica-Ampharete arctica가 특징적으로 출현하였다. 전체 군집의 종조성과 밀도의 시.공간적 변화에 대해 가장 밀접한 상관성을 보인 환경 요인은 수심, 입도, 유기물 함량이었으며 중금속 중 Zn도 주요 항목에 포함되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.333-346
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• 2024

수량과 수질 및 수생태를 동시에 고려한 수자원 관리를 위해서는 신뢰도 높은 중기 유량 예측 기술이 필수적이다. 이를 위해서는 기상자료의 특성에 대한 이해와 더불어, 시공간 해상도가 낮은 기상예측 정보를 고해상도 분포형 수문모형에서 효과적으로 활용하는 기술이 중요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형 WRF-Hydro와 선행시간 288시간까지의 기상정보를 제공하는 Global Data Assimilation and Prediction System (GDAPS)를 활용해 고해상도 중기 유량 예측을 수행하고 적용성을 검토하였다. 이를 위해 대상 유역인 낙동강 지류 금호강 유역에 대해 100 m 공간해상도의 WRF-Hydro모형을 구축하고 기상지상관측자료 Automatic Weather Stations (AWS)& Automated Synoptic Observing Systems (ASOS), 기상수치예보모형 GDAPS, 기상재분석자료 Global Land Data Assimilation System (GLDAS)를 입력자료로 적용한 유량 예측 모의 결과를 비교하였다. 2020~2022년 기간 3개의 강우사상에 대해 유역 평균 누적 강우량을 분석 결과, AWS&ASOS대비 GDAPS는 36%~234%, GLDAS 재분석자료는 80%~153% 범위의 과소 및 과대 산정되었음을 확인하였다. AWS&ASOS입력자료로 한 유량 예측 결과는 KGE, NSE지표가 유역 말단 강창교 지점 기준 0.6이상이었으나, GDAPS 기반 유량 모의는 강우 사상에 따라 KGE 값이 0.871~-0.131로 큰 변동성이 확인되었다. 한편, 첨두 유량 오차는 GDAPS가 GLDAS보다 크거나 비슷했지만, 첨두 홍수 발생시간의 오차는 AWS&ASOS, GDAPS, GLDAS가 각각 평균 3.7시간, 8.4시간, 70.1시간으로, 첨두 발생시간 측면에서는 GDAPS의 오차가 GLDAS보다 적었다. GDAPS를 입력자료로 한 WRF-Hydro 고해상도 중기 유량 예측은 첨두 유량의 불확실성은 크지만, 첨두 유량 발생시점에 대한 정확도는 상대적으로 높아 수자원 시설 운영에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.