• Current Optics and Photonics
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• 제5권4호
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• pp.431-443
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• 2021

Sparse unmixing has been proven to be an effective method for hyperspectral unmixing. Hyperspectral images contain rich spectral and spatial information. The means to make full use of spectral information, spatial information, and enhanced sparsity constraints are the main research directions to improve the accuracy of sparse unmixing. However, many algorithms only focus on one or two of these factors, because it is difficult to construct an unmixing model that considers all three factors. To address this issue, a novel algorithm called multiview-based spectral weighted and low-rank row-sparsity unmixing is proposed. A multiview data set is generated through spectral partitioning, and then spectral weighting is imposed on it to exploit the abundant spectral information. The row-sparsity approach, which controls the sparsity by the l_2,0 norm, outperforms the single-sparsity approach in many scenarios. Many algorithms use convex relaxation methods to solve the l_2,0 norm to avoid the NP-hard problem, but this will reduce sparsity and unmixing accuracy. In this paper, a row-hard-threshold function is introduced to solve the l_2,0 norm directly, which guarantees the sparsity of the results. The high spatial correlation of hyperspectral images is associated with low column rank; therefore, the low-rank constraint is adopted to utilize spatial information. Experiments with simulated and real data prove that the proposed algorithm can obtain better unmixing results.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권4호
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• pp.1020-1026
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• 2016

Motion estimation (ME) algorithms supporting quarter-pixel accuracy have been recently introduced to retain detailed motion information for high quality of video in the state-of-the-art video compression standard of H.264/AVC. Conventional sub-pixel ME algorithms in the spatial domain are faced with a common problem of computational complexity because of embedded interpolation schemes. This paper proposes a low-complexity sub-pixel motion estimation algorithm in the transform domain utilizing shifting matrix. Simulations are performed to compare the performances of spatial-domain ME algorithms and transform-domain ME algorithms in terms of peak signal-to-noise ratio (PSNR) and the number of bits per frame. Simulation results confirm that the transform-domain approach not only improves the video quality and the compression efficiency, but also remarkably alleviates the computational complexity, compared to the spatial-domain approach.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권2호
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• pp.1-20
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• 2020

본 연구는 창원시 도시지역을 대상으로 PM_2.5의 시·공간적인 분포 특성을 분석하고, 토지이용특성과의 비교를 통해 PM_2.5 발생 요인을 파악하여 저감 방안 방향을 제시하고자 하였다. 기초 자료로 창원시 내 유치원, 초등학교와 일부 중·고등학교에 측정지점을 두고 있는 Airpro 자료의 2017년 9월부터 2018년 8월까지의 매 1시간 평균값을 활용하였다. 그리고 GIS의 공간내삽법 중 IDW 기법을 활용하여 월별, 시간대별 분포 지도를 구축하였고 이를 바탕으로 시·공간적인 PM_2.5 분포 특성을 확인하였다. 먼저 Airpro 자료의 정확성을 검증하고자 환경부에서 관리하는 AirKorea 자료와의 상관성을 확인하였고, 분석 결과 R²이 0.75~0.86으로 매우 높은 상관성이 나타나 연구에 적합하다고 판단되어 분석을 진행하였다. 월별 분석에서는 1월이 연중 가장 높았고, 8월이 가장 낮았다. 시간대별 분석 결과 출근시간인 06-09시가 가장 높았고 활동시간인 09-18시가 가장 낮게 나타났다. 행정구역별로는 상남동, 합포동, 명곡동이 PM_2.5 심각 지역으로, 회성동이 가장 낮은 지역으로 나타났다. 행정구역별 토지이용 특성을 분석한 결과 PM_2.5 심각 지역 내에 교통지역과 상업지역의 비율이 높은 것을 확인하였다. 결론적으로 본 연구 결과는 창원시의 PM_2.5 분포 특성을 파악할 기초자료로 활용될 것이다. 또한 본 연구에서 도출된 심각 지역 및 저감 방안수립 방향은 기존보다 더욱 효과적인 정책 마련에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1739-1756
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• 2021

대기 중 이산화질소(NO₂)는 주로 인위적인 배출요인으로 발생하며 화학 반응을 통해 이차오염 물질 및 오존 형성에 매개 역할을 하는 인체 건강에 악영향을 미치는 물질이다. 우리나라는 지상 관측소에 의한 실시간 NO₂ 모니터링을 수행하고 있지만, 이는 점 기반의 관측 값으로써 미관측 지역의 공간 분포 분석이 어렵다는 한계점을 지닌다. 본 연구에서는 선형 회귀 기반 모델인 다중 선형 회귀와 회귀 크리깅, 기계학습 알고리즘인 Random Forest (RF), Support Vector Regression (SVR)을 적용한 공간 내삽 모델링을 통해 서울 지역의 지상 NO₂ 농도 지도를 제작하였고, 일별 Leave-One-Out Cross Validation (LOOCV) 교차 검증을 시행하였다. 2020년 연구기간 내 일별 LOOCV에서 MLR, RK, SVR 모델의 일별 평균 Index of agreement (IOA)는 약 0.57로 유사한 성능을 보였으며, RF (0.50)보다 높은 성능이 확인되었다. RK의 일별 평균 nRMSE는 0.9483%으로 MLR (0.9501%)보다 상대적으로 낮은 오차를 나타냈다. MLR과 RK, RF 모델의 계절별 공간 분포는 비슷한 양상을 보였으며, RF는 다른 모델에 비해 좁은 NO₂ 농도 범위가 확인되었다. 본 연구에서 제안된 선형 회귀 기반 공간 내삽은 지상 NO₂ 뿐 아니라 다른 대기 오염 물질의 도시 지역 공간 내삽을 위해 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.55-63
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• 2012

Soil properties are not random values which is represented by mean and standard deviation but show spatial correlation. Especially, soils are highly variable in their properties and rarely homogeneous. Thus, the accuracy and reliability of probabilistic analysis results is decreased when using only one random variable as design parameter. In this paper, to consider spatial variability of soil property, one-dimensional random fields of coefficient of consolidation ($C_v$) were generated based on a Karhunen-Loeve expansion. A Latin hypercube Monte Calro simulation coupled with finite difference method for Terzaghi's one dimensional consolidation theory was then used to probabilistic analysis. The results show that the failure probability is smaller when consider spatial variability of $C_v$ than not considered and the failure probability increased when the autocorrelation distance increased. Thus, the uncertainty of soil can be overestimated when spatial variability of soil property is not considered, and therefore, to perform a more accurate probabilistic analysis, spatial variability of soil property needed to be considered.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.25-32
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• 2021

본 논문에서는 비교적 구현이 쉽고, 최종 결합 포트의 전송 선로 길이를 짧게 구현할 수 있는 모드 변환기에 대해 제안하고, 8-way 공간 결합기에 적용하여 제작 및 시험을 하였다. 제안하는 모드 변환기는 그라운드와 연결되어 있는 Doorknob 형태의 원형 디스크에서 변환된 신호를 원형 도파관 내에서 개방을 시켜 TM₀₁ 모드로 변환이 이루어진다. 8-way 도파관 공간 결합기는 H-평면에서 입력된 8개의 신호를 중심의 원형 도파관에서 결합이 이루어지고, 최종 결합 모드는 TM₀₁이 되도록 설계를 하였다. 시험 결과는 삽입손실 0.4dB 이하, 결합효율 95%이상의 우수한 성능을 확인하였다. 또한 전계 분석을 통해 새로운 모드 변환 구조의 절연 파괴 전압 및 방전 임계전력을 계산하여 고출력에 적합함을 확인하였다. 본 연구를 통해 확인된 결과는 향후 고출력 고효율 SSPA에 다방면으로 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 지적과 국토정보
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• 제51권2호
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• pp.141-150
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• 2021

미세먼지는 사람의 건강에 많은 영향을 미치는 물질로서 이와 관련하여 다양한 연구가 이루어지고 있다. 미세먼지의 인체 영향으로 인해 서울시 모니터링 네트워크에서 측정된 과거 데이터를 활용하여 미세먼지를 예측하려는 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 2019년 5월 서울시의 미세먼지를 중점으로 진행하였으며, 학습에 사용한 변수는 SO₂, CO, NO₂, O₃와 같은 대기오염물질 데이터를 활용하였다. 예측모델은 Adaboost에 기반하여 구축하였고, 훈련모델은 PM₁₀과 PM_2.5로 구분하였다. 에러 메트릭스를 통한 예측모델의 정확도 평가 결과로 Adaboost가 시도되었다. 대기오염물질은 초미세먼지와 더 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났지만, 보다 효과적인 분포등급을 제시하기 위해서는 많은 양의 데이터를 학습하고, PM₁₀과 PM_2.5의 공간분포 등급을 효과적으로 예측하기 위해서 교통량 등의 추가적인 변수를 활용할 필요성이 있다고 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1191-1205
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• 2022

복잡하고 광범위한 원인을 가진 대기오염물질 중 particulate matter (PM)은 입자의 크기에 따라 분류된다. 그 중 PM_2.5는 그 크기가 매우 작아 사람이 흡입하면 인간의 호흡기나 심혈관에 질병을 유발할 수 있다. 이러한 위험에 대비하기 위해서는 국가 중심의 관리와 사전에 예방할 수 있는 모니터링 및 예측이 중요하다. 본 연구는 고농도 미세먼지의 발생이 잦은 서울시의 PM_2.5를 local data assimilation and prediction system (LDAPS) 기상 관련 인자 15가지와 aerosol optical depth (AOD), 화학인자 4가지를 독립변수로 하여 앙상블 모델 두 가지 random forest (RF)와 extreme gradient boosting (XGB)로 예측하고자 하였다. 예측에 사용된 두 모델의 성능 평가와 인자 중요도 평가를 수행하였으며, 계절별 모델 분석도 수행하였다. 예측 정확도 결과, RF가 R² = 0.85, XGB가 R² = 0.91의 높은 예측 정확도를 보이며 XGB가 RF보다 PM_2.5 예측에 적합한 모델임을 확인하였다. 계절별 모델 분석 결과, 봄에 농도가 높은 관측 값과 비교하여 예측 수행이 잘 되었다고 할 수 있다. 본 연구는 다양한 인자를 이용하여 서울시의 PM_2.5를 예측하였고, 좋은 성능을 보이는 앙상블 기반의 PM_2.5 예측 모델을 구축하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.3-10
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• 2004

The earthquake-resistant structural systems have to ensure the sufficient stiffness and ductility for the stability. For those purposes, recently, the performance design concept to increase the degree of absorbed energy level of structures has been proposed. One practical way of the performance design in the spatial structures is to apply the isolation system to boundary parts of roof system and sub-structure to obtain the target performance. So, it is necessary to examine the characteristics of dynamic behavior of spatial structures governed by higher modes rather than lower modes different from the cases of high rise buildings. The objectives of this paper are to develop the equivalent lumped mass model to simplify the analytical processes and to investigate the dynamic behavior of roof system according to the mass and the stiffness of sub-structures as a fundamental study of performance design for the spatial structures.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.23-29
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• 2003

Detection in remotely sensed images can be conducted spatially, spectrally or both [2]. If the images have high spatial resolution, materials can be detected by using spatial and spectral information, unless we can't see the object embedded in a pixel. In this paper, we intend to solve the limit of spatial resolution by using the hyperspectral image which has high spectral resolution. Therefore, the Linear Spectral Mixing(LSM) Model which is sub-pixel detection algorithm is used to solve this problem. To find class Endmembers, we applied Geometric Model with MNF(Minimum Noise Fraction) transformation. From the result of sub-pixel detection algorithm, we can see the detection of water is satisfied and the object shape cannot be extracted but the possibility of material existence can be identified.