• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.632-645
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• 2021

위성 해수면온도 합성장은 수치예보모델의 입력 자료 및 지구온난화와 기후 변화 연구에 활용되는 중요한 자료이다. 본 연구에서는 2007년부터 2018년까지 6종류의 위성 해수면온도 합성장 자료를 수집하여 한반도 주변 해역에서 각 해수면온도 합성장 자료의 공간 분포 특성을 분석하였다. 기상청 해양기상부이 실측 수온 자료와 해수면온도 합성장 자료의 시계열을 비교하고 오차의 최대값 및 최대값이 나타나는 시기를 분석하였다. 황해 연안에 위치한 덕적도와 칠발도 부이에서 위성 해수면온도 합성장과 실측 수온의 차는 1년주기 또는 반년주기의 높은 변동성을 보였다. 포항 부이에서는 강한 용승에 의해 냉수대가 발생한 2013년 여름철에 높은 수온 차가 나타났다. 해수면온도 자료의 시계열을 활용하여 스펙트럼 분석을 수행한 결과, 일별 위성 해수면온도 합성장은 약 1개월 이상의 주기에서는 실측 자료와 유사한 스펙트럼 에너지를 보였다. 반면 위성 해수면온도 합성장과 실측 수온의 스펙트럼 에너지의 차는 시간 주파수가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 이는 위성 해수면온도 합성장 자료가 연안 부근 수온의 시간적 변동성을 적절하게 표현하지 못하였을 가능성을 시사한다. 위성 해수면온도 영상의 해양 전선은 공간 구조와 강도의 측면에서 위성 해수면 온도 합성장 자료 간 차이점을 보였다. 해수면온도 합성장에서 표현되는 공간 규모 또한 공간 스펙트럼 분석을 통해 조사하였다. 그 결과 고해상도 해수면온도 합성 영상이 저해상도 해수면온도 영상보다 상대적으로 중규모 해양 현상의 공간 구조를 더 잘 표현하였다. 따라서 실제 중규모 해양 현상을 보다 구체적으로 표현할 수 있는 위성 해수면온도 합성장 생산을 위한 고도의 기술 개발이 필요하다.

• 한국음향학회지
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• 제18권5호
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• pp.68-77
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• 1999

본 논문에서는 고강도 집속형 초음파의 주파수 특성(파형)에 따른 초음파 공동 현상을 억 제하는 효과를 살펴보았다. 본 연구에서는 세가지 파형, 즉, 정현파(1 MHz, 5 MPa), 주파수 변조파(10 ㎲ 동안 1 MHz에서 6 MHz까지 선형적으로 증가, 5 MPa), 비대칭 충격파(기 본 주파수 1 MHz, 양압 12 MPa, 음압 -4 MPa)를 고려하였다. 동일한 강도(833 W/㎠)를 가지는 각 초음파에 노출된 초기 반경이 1 ㎛인 물 속에 있는 공기 기포의 반응을Gilmore bubble dynamic model 및 Church's rectified gas diffusion equation을 이용하여 예측하였다. 기포 진동의 크기는, 정현파에 노출된 경우와 비교하여, 주파수 변조된 초음파의 경우 현저히 감소하였고, 비대칭 충격파의 경우 약간 감소함을 볼 수 있었다. 흥미롭게도 주파수 변조파에 대한 기포의 반응은 변조된 초음파의 주파수 성분이 기포의 공진 주파수(3 MHz) 이상에서는 거의 동일하게 유지되는 것으로 나타났다. 이 사실은 주파수 변조를 현재의 1 MHz부터 6 MHz까지에서 1 MHz부터 3 MHz까지로 줄여도 유사한 공동 억제 효과를 얻을 수 있음을 암시한다. 실용적으로, 비교적 좁은 밴드 폭을 가지는 범용 초음파 변환기를 이 용하여 초음파의 공동 현상 억제 효과를 얻기 위한 주파수 변조를 구현할 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 초음파의 적절한 주파수 성분 조절로 초음파의 공동 현상을 일정 수준 억제할 수 있음을 시사한다.

• 한국음향학회지
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• 제28권8호
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• pp.697-705
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• 2009

본 논문에서는 단일 채널 다성 음악에서 리듬 악기 신호를 블라인드 (blind) 방식으로 추출하는 방법을 제안한다. 상업적으로 판매되는 음악 신호는 대부분 2개 이하만의 혼합된 채널 형태로 사용자에게 제공되는 반면, 그 혼합 채널 신호에는 각각 가창 음원 (vocal)을 비롯한 많은 종류의 악기가 포함되어 있는 형태이다. 따라서, 혼합 신호의 개수가 음원 개수와 같거나 더 많은 상황을 가정하는 기존의 음원 분리 방법처럼, 혼합 환경이나 신호의 통계적 특성을 모델링하는 것 보다는, 특정 음원의 고유 특성을 활용하는 것이 이처럼 적은 개수의 혼합 신호만을 가지고 있는 환경 (underdetermined)에 더욱 적합하다. 본 논문에서는 다른 화성 악기와 혼합되어 있는 상창에서 리듬 악기 음원만을 추출하는 것을 목표로 한다. 비음수 행렬 인수분해 (NMF: Nonnegative Matrix Factorization)의 변형된 알고리즘인 비음수 행렬의 부분적 공동 분해 (NMPCF: Nonnegative Matrix Partial Co-Factorization)가 입력 행렬의 시간적인 속성과 주파수적인 속성에서 다양한 관계성을 분석하기 위해 활용된다. 또한 특정 시간 단위로 입력 신호를 파편화 (segmentation)하고, 파편들에서 반복적으로 발생하는 성분을 리듬 악기가 공통적으로 포함하고 있는 특성이라고 가정한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 일반적으로 받아들여질 수 있을 정도의 성능을 보여주지만, 기본적으로는 사전 정보를 활용하는 타악기 음원 분리 방식보다 우수하지는 않다. 그러나 블라인드 방식의 특성상, 사전 정보를 획득한기에 용이하지 않은 경우, 또는 사전 정보와 현격히 다른 리듬 악기가 연주되는 경우 등에 보다 유연하게 대응할 수 있다.

• 한국해양학회지
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• 제30권6호
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• pp.550-564
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• 1995

공간적으로 평활화하고 저주파 필터를 적용한 1978년부터 1987년까지 10년간의 일별 해상풍 자료를 이용하여 한국 주변해역에서의 해상풍의 시 ${\cdot}$ 공간적 분포특성을 연구하였다. 종관적 분포형태를 위해 해상풍의 연평균과 월평균 분포특성을 검토하였고, 시간적 변동성과 공간적 상관성을 위해 스펙트럼 분석을 하였다. 연평균 wind stress와 curl의 공간형태는 겨울철 월평균 형태와 매우 닮았다. 일년 및 반년주기성이 뚜렷하다. 연구해역에서 종관적 바람은 일년 및 반년 주기에서 공간적 상관성이 매우 높으나 각 해역별로 특징적 공간분포를 보인다. 예를들면, 겨울철 바람은 동해북부, 황해와 동중국해 북부에서는 북풍이 우세한 반면, 동해남부에서는 북서풍이, 동중국해 남부에서는 북동풍이 우세하다. 또한 curl의 경우는 동해북부와 동중국왜 남부에서는 양의 값을 보이나 동해남부와 황해 그리고 동중국해 북부에서는 음의 값을 보인다. 한편, 세력이 대단히 약해지는 여름철 바람은 겨울철 바람과 아주 다르고 열대성 저기압의 빈번한 통과로 동중국해 해상에서 시간변동이 커진다. 시베리아 고기압이 큰 영향을 끼치는 연변동은 북동에서 남서로, 즉 동해북부에서 동해남부 및 황해와 동중국해로 전파되는 경향을 보이나, 반년변동은 반대방향인 남서에서 북동으로 전파되는 점은 주목할 만하다. 반년 주기성은 한반도를 서에서 동으로 횡단하는 온대성 저기압이 봄과 가을에 발달하는 것을 나타내는 것으로 판단된다. 단주기 영역에서는 뚜렷한 주기성이 나타나지 않지만, 0.1 cycles per day (cpd) 이상에서는 황해와 동해의 지역풍이 공간적 상관성이 높고 위상도 주파수에 선형적으로 증가한다. 이러한 선형적 증가는 0.1, 0.3 cpd에서 550, 730 km/d의 위상속도에 해당하며 위상속도는 한반도를 서${\cdot}$동로 통과하는 온대성 저기압의 이동속도와 외형적으로 일치한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권8호
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• pp.623-634
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• 2022

하천 주변 친수구역 조성, 4대강 사업 등과 같은 하천정비 사업으로 인해 하천의 흐름특성은 계속적으로 변동하고 있으며, 각종 오염물질 유입으로 인한 수질사고의 위험이 높아지고 있다. 수질사고 발생시 하천의 흐름특성을 고려해 오염물질의 농도 및 도달시간을 예측해 신속한 방제작업으로 하류로의 영향을 최소화해야한다. 이러한 오염물질의 거동을 추적하기 위해서는 하천의 구간별 확산계수, 분산계수 산정이 필요하며 그중 분산계수는 용존성 오염물질의 확산범위 해석에 사용된다. 오염물질의 거동을 추적하기 위한 기존 실험적 연구사례들은 많은 인력과 비용이 소요되고, 한정적인 장비의 운용으로 공간적으로 높은 해상도의 자료 취득이 어려웠다. 최근에는 RGB드론을 이용한 오염물질의 추적연구가 수행되었지만, RGB영상 역시 분광정보를 한정적으로 수집한다는 한계가 있다. 본 연구에서는 기존 연구들의 한계점들을 보완하기 위해 드론을 활용한 원격탐사 플랫폼에 초분광센서를 탑재하여 기존 접촉식 측정보다 시간적, 공간적으로 고해상도의 자료를 수집하였다. 수집된 시공간(Spatio-temporal) 초분광영상을 활용해 추적자의 농도를 산정하고, 횡분산계수를 도출하였다. 향후 연구를 통해 드론 플랫폼의 한계를 극복하고, 분산계수 산정 기술을 고도화하면 수계로 유출되는 각종 오염물질의 감지 및 다양한 수질항목 및 하천인자의 변화량 감지가 가능할 것으로 기대된다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권6호
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• pp.521-549
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• 2022

Fiber lasers have made remarkable progress over the past three decades, and they now serve far-reaching applications and have even become indispensable in many technology sectors. As there is an insatiable appetite for improved performance, whether relating to enhanced spatio-temporal stability, spectral and noise characteristics, or ever-higher power and brightness, thermal management in these systems becomes increasingly critical. Active convective cooling, such as through flowing water, while highly effective, has its own set of drawbacks and limitations. To overcome them, other synergistic approaches are being adopted that mitigate the sources of heating at their roots, including the quantum defect, concentration quenching, and impurity absorption. Here, these optical methods for thermal management are briefly reviewed and discussed. Their main philosophy is to carefully select both the lasing and pumping wavelengths to moderate, and sometimes reverse, the amount of heat that is generated inside the laser gain medium. First, the sources of heating in fiber lasers are discussed and placed in the context of modern fiber fabrication methods. Next, common methods to measure the temperature of active fibers during laser operation are outlined. Approaches to reduce the quantum defect, including tandem-pumped and short-wavelength lasers, are then reviewed. Finally, newer approaches that annihilate phonons and actually cool the fiber laser below ambient, including radiation-balanced and excitation-balanced fiber lasers, are examined. These solutions, and others yet undetermined, especially the latter, may prove to be a driving force behind a next generation of ultra-high-power and/or ultra-stable laser systems.

• 천문학논총
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• 제26권1호
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• pp.45-54
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• 2011

KASI and Seoul National University developed the Fast Imaging Solar Spectrograph (FISS) as one of major scientific instruments for the 1.6 m New Solar Telescope (NST) and installed it in the Coude room of the NST at Big Bear Solar Observatory (BBSO) in May, 2010. The major objective of the FISS is to study the fine-scale structures and dynamics of plasma in the photosphere and chromosphere. To achieve it, the FISS is required to take data with a spectral resolution higher than $10^5$ at the spectrograph mode and a temporal resolution less than 10 seconds at the imaging mode. The FISS is a spectrograph using Echelle grating and has characteristics that can observe dual bands (H${\alpha}$ and CaII 8542) simultaneously and perform fast imaging using fast raster scan and two fast CCD cameras. In this paper, we introduce briefly the whole process of FISS development from the requirement analysis to the first observations.

• 한국대기환경학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-14
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• 2005

In this study, a Long Path Differential Optical Absorption Spectroscopy system (K-JIST LP-DOAS) has been used to simultaneously measure atmospheric monoaromatic hydrocarbons and other trace compounds. The validity of the K-JIST LP-DOAS for measuring atmospheric monoaromatic hydrocarbons was tested during a field campaign between 12 February and 14 March 2003 at an urban site in Seoul, Korea through inter-comparative measurements against a collocated on-line Gas Chromatography (GC) system. The concentrations of benzene, toluene, p-xylene, and m-xylene were measured with the K-JIST LP-DOAS system in the UV region (239～302 nm) over a 740 m beam path. For the other trace compounds, a longer spectral range (299～362 nm) was used. In order to remove the interference of atmospheric abundant species (such as oxygen, sulfur dioxide and ozone), two oxygen optical density spectra obtained at two pathlengths, 697 and 1133m, and reference spectra of sulfur dioxide and ozone were incorporated in the fitting procedure. The mean concentrations measured by our LP-DOAS during the measurement period were 0.77 ($\pm$0.38) ppbv for benzene, 3.68 ($\pm$1.90) ppbv for toluene, 0.41 ($\pm$0.19) ppbv for p-xylene, 0.54 ($\pm$0.24) ppbv for m-xylene. The concentration data of benzene, toluene, p-xylene and m-xylene obtained by our LP-DOAS were found to be in relatively good correlations with those of the online GC system. Pearson's coefficients in the observed concentrations between LP-DOAS and on-line GC were 0.84 for benzene, 0.83 for toluene and 0.65 for m,p-xylene. This study suggests that the LP-DOAS system can be used to provide reliable information on both the mixing ratios and temporal distribution characteristics of monoaromatic hydrocarbons in the urban air.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권2_2호
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• pp.351-363
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• 2020

연안 충적층 지역은 토양침식, 지반침하 등 지질 재해와 태풍, 홍수 해양 재해에 노출되어 인명 또는 재산 피해의 위험에 취약하다. 지반 침하는 지표 물질이 지하로 이동하면서 지반의 점진적인 또는 급격한 침강이 발생하는 현상으로 지속적인 감시가 요구된다. 영상레이더 위상간섭기법 (Radar Interferometry)은 마이크로파 영역에서 관측된 위상정보를 이용하여 지형 변위를 정밀하게 관측할 수 있는 기술이다. Small BAseline Subset(SBAS) 기법은 최소 20장 이상의 영상레이더 자료를 사용하여 대상 지역에 대한 시계열 지표 변위를 정밀하게 분석할 수 있어 지반침하 감시에 유용하다. X- 또는 C-밴드에 비해 장파장인 L-밴드 영상레이더 자료는 긴밀도 유지에 보다 유리하여 지구과학용으로 적합하다. 하지만 L-밴드 ALOS-2 PALSAR-2은 전지구 관측 프로그램을 운영하고 있어 시계열 분석을 하기에 영상 획득이 충분하지 않을 수 있다. 관심 지역인 부산의 경우, Stripmap 영상은 11장으로서 SBAS 시계열 분석 기법을 적용하기에는 부족한 촬영 수이다. 일반적으로 동일한 모드의 영상 간 위상간섭기법의 적용이 가능하지만, 비슷한 관측 기하에서 관측한 Stripmap과 ScanSAR 영상을 이용한 위상간섭기법의 적용이 성공적으로 수행된 바 있다. 해당 지역의 ScanSAR 영상은 18장으로 Stripmap-ScanSAR 위상간섭기법을 적용하면 SBAS 기법을 이용한 향상된 시계열 분석이 가능하게 된다. 본 연구에서는 Gamma 소프트웨어를 이용하여 ALOS-2 PALSAR-2로부터 획득된 L-band 영상 자료에 대한 위상간섭기법 적용 가능여부를 평가하였다. Stripmap-ScanSAR 위상간섭기법 적용을 위해 이종 모드 관측 영상 사이의 chirp bandwidth와 pulse repetition frequency (PRF)의 차이를 고려한 영상레이더 자료 처리를 수행하였으며, radar carrier frequency의 차이 보정과 common band filtering 적용 여부에 따라 발생하는 위상간섭도의 품질을 분석하였다. Radar carrier frequency 차이 보정에 따른 위상간섭도의 긴밀도 변화는 크게 나타나지 않았으나, common band filtering으로 인해, 위상간섭도에서 azimuth 방향으로 주기적인 잡음과 전체적인 긴밀도 저하가 발생하였다. 따라서 Stripmap-ScanSAR 위상간섭기법을 적용하는 경우 두 관측 모드의 range와 azimuth 방향의 밴드 폭의 특성에 따라 주의 깊은 자료 처리가 요구된다.

• 대한지리학회지
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• 제41권2호
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• pp.139-149
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• 2006

국내에서 해안사구의 생성과정 및 생물지화학적 특성에 대한 연구가 누적되어 왔지만 원격탐사방법을 이용한 분석은 범위를 파악하기 위한 수준으로 시각적 분석을 수행한 것이 대부분이다. 사구지역 범위 추출을 위한 적합한 질감분석방법을 찾아보기 위하여 제주도의 김녕사구지역을 대상으로 영상분석, 야외조사 및 통계분석을 실시하였다. 제주도 사구는 내륙으로 깊숙이 발달하고 있으며 현무암 돌담의 색채와 대비되어 단순 영상분류 분석보다는 질감분석을 적용할 경우 뚜렷한 범위를 도출할 수 있었다. 영상은 전처리 과정 이후에 Erdas Imagine과 ENVI 소프트웨어를 사용하였으며, 분산분석과 히스토그램 분석, 형태적 특성과 질감의 최고값에 대한 비모수 비교분석을 수행하였다. 도시지역은 농촌지역과 사구지역에 비해 질감의 변화가 폐합된 작은 폴리곤 형태를 나타내었으며, 사구지역은 도시지역과 유사한 높은 질감 변화값을 갖는다는 공통점을 갖는 반면에 폐합된 폴리곤의 크기는 농촌지역과 유사한 형태를 보여주는 이중적 특성을 보유하고 있었다. 하이패스필터적용 이후 생성된 사구지역의 폴리곤의 장축과 장축에 대한 단축의 비는 도시지역과 농촌지역에 비해 유의미하게 큰 것으로 나타났으며, 하이패스필터와 동일성 필터를 적용한 사례가 가장 효과적으로 도심지와 사구지역을 구별할 수 있었다.