Jang, Si Hyeong;Cho, Jung Gun;Han, Jeom Hwa;Jeong, Jae Hoon;Lee, Seul Ki;Lee, Dong Yong;Lee, Kwang Sik
Journal of Bio-Environment Control
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v.31
no.4
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pp.384-392
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2022
The objective of this study was to estimated nitrogen content and chlorophyll using RGB, Hyperspectral sensors to diagnose of nitrogen nutrition in apple tree leaves. Spectral data were acquired through image processing after shooting with high resolution RGB and hyperspectral sensor for two-year-old 'Hongro/M.9' apple. Growth data measured chlorophyll and leaf nitrogen content (LNC) immediately after shooting. The growth model was developed by using regression analysis (simple, multi, partial least squared) with growth data (chlorophyll, LNC) and spectral data (SPAD meter, color vegetation index, wavelength). As a result, chlorophyll and LNC showed a statistically significant difference according to nitrogen fertilizer level regardless of date. Leaf color became pale as the nutrients in the leaf were transferred to the fruit as over time. RGB sensor showed a statistically significant difference at the red wavelength regardless of the date. Also hyperspectral sensor showed a spectral difference depend on nitrogen fertilizer level for non-visible wavelength than visible wavelength at June 10th and July 14th. The estimation model performance of chlorophyll, LNC showed Partial least squared regression using hyperspectral data better than Simple and multiple linear regression using RGB data (Chlorophyll R2: 81%, LNC: 81%). The reason is that hyperspectral sensor has a narrow Full Half at Width Maximum (FWHM) and broad wavelength range (400-1,000 nm), so it is thought that the spectral analysis of crop was possible due to stress cause by nitrogen deficiency. In future study, it is thought that it will contribute to development of high quality and stable fruit production technology by diagnosis model of physiology and pest for all growth stage of tree using hyperspectral imagery.
Optical diffuse reflectance sensing in visible and near-infrared wavelength ranges is one approach to rapidly quantify soil properties for site-specific management. The objectives of this study were to investigate effects of preprocessing of reflectance data and determine the accuracy of the reflectance approach for estimating physical and chemical properties of selected Missouri and Illinois, USA surface soils encompassing a wide range of soil types and textures. Diffuse reflectance spectra of air-dried, sieved samples were obtained in the laboratory. Calibrations relating spectra to soil properties determined by standard methods were developed using partial least squares (PLS) regression. The best data preprocessing, consisting of absorbance transformation and mean centering, reduced estimation errors by up to 20% compared to raw reflectance data. Good estimates ($R^2=0.83$ to 0.92) were obtained using spectral data for soil texture fractions, organic matter, and CEC. Estimates of pH, P, and K were not good ($R^2$ < 0.7), and other approaches to estimating these soil chemical properties should be investigated. Overall, the ability of diffuse reflectance spectroscopy to accurately estimate multiple soil properties across a wide range of soils makes it a good candidate technology for providing at least a portion of the data needed in site-specific management of agriculture.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2015.08a
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pp.76.1-76.1
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2015
Optical resonances of metallic or dielectric nanoantennas enable to effectively convert free-propagating electromagnetic waves to localized electromagnetic fields and vice versa. Plasmonic resonances of metal nanoantennas extremely modify the local density of optical states beyond the optical diffraction limit and thus facilitate highly-efficient light-emitting, nonlinear signal conversion, photovoltaics, and optical trapping. The leaky-mode resonances, or termed Mie resonances, allow dielectric nanoantennas to have a compact size even less than the wavelength scale. The dielectric nanoantennas exhibiting low optical losses and supporting both electric and magnetic resonances provide an alternative to their metallic counterparts. To extend the utility of metal and dielectric nanoantennas in further applications, e.g. metasurfaces and metamaterials, it is required to understand and engineer their scattering characteristics. At first, we characterize resonant plasmonic antenna radiations of a single-crystalline Ag nanowire over a wide spectral range from visible to near infrared regions. Dark-field optical microscope and direct far-field scanning measurements successfully identify the FP resonances and mode matching conditions of the antenna radiation, and reveal the mutual relation between the SPP dispersion and the far-field antenna radiation. Secondly, we perform a systematical study on resonant scattering properties of high-refractive-index dielectric nanoantennas. In this research, we examined Si nanoblock and electron-beam induced deposition (EBID) carbonaceous nanorod structures. Scattering spectra of the transverse-electric (TE) and transverse-magnetic (TM) leaky-mode resonances are measured by dark-field microscope spectroscopy. The leaky-mode resonances result a large scattering cross section approaching the theoretical single-channel scattering limit, and their wide tuning ranges enable vivid structural color generation over the full visible spectrum range from blue to green, yellow, and red. In particular, the lowest-order TM01 mode overcomes the diffraction limit. The finite-difference time-domain method and modal dispersion model successfully reproduce the experimental results.
The GdOBr:Ce phosphor were prepared by solid state reaction using starting chemicals of $Gd_2O_3,\;CeO_2\;and\;NH_4Br$. Under 370nm UV excitation, GdOBr:Ce phosphors showed blue emission band with a spectral range of 410∼430nm. The maximum photoluminescence(PL) emission intensity was observed at 2mol% Ce content. In order to look for feasibility of application for low voltage filed emission display, cathodoluminescence(CL) of GdOBr:Ce phosphors were measured. CL emission spectra was found to be in the range of 410∼430nm, which is the same as PL spectra. The phosphors with 1mol% Ce concentration showed the maximum CL emission intensity. For the comparison of degradation property of the prepared phosphors with commercial ones, the electron beam was applied for 10min. From the result, GdOBr:Ce could be used as a blue phosphor for FED.
The development of mono energetic photon sources using $K_{\alpha}$ fluorescence X-ray of pure material was carried out in the energy range below 100 keV. The monoenergetic photons are very useful in the calibration of the radiation measuring instruments and can be produced as the $K_{\alpha}$ fluorescence X-ray by irradiating the bremsstrahlung to the thin pure metal foils called ‘radiators’. In this experiment, several radiators such as $_{47}Ag,\;_{50}Sn,\;_{68}Er,\;_{70}Yb,\;and\;_{82}Pb$ provide the wide monoenergetic photon energy ranging from 20 keV to 80 keV. By the spectrometry with HpGe LEPS, spectral purity factors which measure the monochrometicity for the $K_{\alpha}$ fluorescence X-ray, were determined as $0.64{\sim}0.94$. Dosimetry for the purpose of the determination of the exposure rate with a 600cc thin window ionization chamber, which was calibrated by the standard free-air ionization chamber, was performed. Exposure rates ranging $8.3{\sim}232.5mR/h$ was obtained according to the $K_{\alpha}$ fluorescence X-ray energy for each radiator.
To realize large-format compact array detectors covering a wide far-infrared wavelength range up to 200 µm, we have been developing Blocked-Impurity-Band (BIB) type Ge detectors with the room-temperature surface-activated wafer bonding technology provided by Mitsubishi Heavy Industries. We fabricated various types of $p^+-i$ junction devices which possessed a BIB-type structure, and evaluated their spectral response curves using a Fourier transform spectrometer. From the Hall effect measurement, we also obtained the physical characteristics of the $p^+$ layers which constituted the $p^+-i$ junction devices. The overall result of our measurement shows that the $p^+-i$ junction devices have a promising applicability as a new far-infrared detector to cover a wavelength range of $100-200{\mu}m$.
We present the latest results from the Mission Program NIRLT (PI: I.Yamamura), the near-infrared spectroscopy of brown dwarfs using the AKARI/IRC grism mode with the spectral resolution of ~ 120. The near-infrared spectra in the wavelength range between 2.5 and $5.0{\mu}m$ are especially important to study the brown dwarf atmospheres because of the presence of major molecular bands, including $CH_4$ at $3.3{\mu}m$, $CO_2$ at $4.2{\mu}m$, CO at $4.6{\mu}m$, and $H_2O$ around $2.7{\mu}m$. We observed 27 sources, and obtained 16 good spectra. Our model fitting reveals deviations between theoretical model and observed spectra in this wavelength range, which may be attributed to the physical condition of the upper atmosphere. The deviations indicate additional heating, which we hypothesize to be due to chromospheric activity. We test this effect by modifying the brown dwarf atmosphere model to artificially increase the temperature of the upper atmosphere, and compare the revised model with observed spectra of early- to mid-L type objects with $H{\alpha}$ emission. We find that the chemical structure of the atmosphere changes dramatically, and the heating model spectra of early-type brown dwarfs can be considerably improved to match the observed spectra. Our result suggests that chromospheric activity is essential to understand early-type brown dwarf atmospheres.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.30
no.1
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pp.49-58
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2012
Buildings become complex and diverse with time. It is difficult to extract individual buildings using only an optical image, because they have similar spectral characteristics to objects such as vegetation and roads. In this study, we propose a method to extract building area and boundary through integrating airborne Light Detection and Ranging(LiDAR) data and aerial images. Firstly, a binary edge map was generated using Edison edge detector after applying Adaptive dynamic range linear stretching radiometric enhancement algorithm to the aerial image. Secondly, building objects on airborne LiDAR data were extracted from normalized Digital Surface Model and aerial image. Then, a temporary building areas were extracted by overlaying the binary edge map and building objects extracted from LiDAR data. Finally, some building boundaries were additionally refined considering positional accuracy between LiDAR data and aerial image. The proposed method was applied to two experimental sites for validation. Through error matrix, F-measure, Jaccard coefficient, Yule coefficient, and Overall accuracy were calculated, and the values had a higher accuracy than 0.85.
Proceedings of the Korean Society of Near Infrared Spectroscopy Conference
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2001.06a
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pp.1181-1181
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2001
Robinson with ${coworkers}^{1}$ have introduced two-state outer-neighbor bonding model to explain the anomalies of water. The studies on the properties of water as a function of temperature and pressure revealed that, unlike other ideas, all $H_2O$ molecules in liquid are tetrabonded. On the average they are forming two different bonding types. One type is the regular tetrahedral water-water bonding similar to that found in the ordinary ice Ih, whereas the other is a more dense nonregular tetrahedral bonding similar to that appearing in the ice II. The transformation between these two bonding forms is evidenced by FT-NIR experiment. The FT-NIR measurements were done for liquid water in the temperature range from $20^{\circ}C$ up to $80^{\circ}C$ in a wide extent of frequencies: 12 000 - 4000 $cm^{-1}$ /. Temperature dependent variations in the volume fraction of these two structures are directly related to the spectral changes. The absorbance variations are explored by means of the two-dimensional correlation spectroscopy (2DCOS), principal component analysis (PCA), curve fitting and second derivatives. The presence of the isosbestic points in a range of the combination and overtone transitions indicates that the experimental spectra are a superposition of two temperature independent components. One component of diminishing intensity with temperature increase, is assigned to a stronger hydrogen bonds occurred in the Ih type, whereas the second component showing an opposite behavior, one can attribute to a weaker H-bonds characteristic for the II type. The understanding of the hydrogen bonding network in the liquid water is very important in interpretation of the interaction between water and protein chain. The two-state model of water surrounding the protein surface could advance an understanding of the hydration process.
The most satisfactory split-beam transducer for fish sizing maintains a wide bearing angle region for correct fish tracking without interference from side lobes and lower sensitivity to fish echoes outside of the main lobe region to correctly measure the angular location of free-swimming fishes in the sound beam. To evaluate the performance of an experimentally developed 50 kHz split-beam transducer, the angular location of a target was derived from the electrical phase difference between the resultant signals for the pair of transducer quadrants in the horizontal and vertical planes consisting of 32 transducer elements. The electrical phase difference was calculated by cross-spectral density analysis for the signals from the pair of receiving transducer quadrants, and the directivity correction factor for a developed split-beam transducer was estimated as the fourth-order polynomial of the off-axis beam angle for the angular location of the target. The experimental results demonstrate that the distance between the acoustic centers for the pair of receiving transducer quadrants can be controlled to less than one wavelength by optimization with amplitude-weighting transformers, and a smaller center spacing provides a range of greater angular location for tracking of a fish target. In particular, a side lobe level of -25.2 dB and an intercenter spacing of $0.96\lambda$($\lambda$= wavelength) obtained in this study suggest that the angular location of fish targets distributing within a range of approximately ${\pm}28^{\circ}$ without interference from side lobes can be measured.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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