• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.19-19
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• 2019

토양수분은 지표수가 증발, 유출, 침투되는 과정에 중요한 역할을 하는 수문 인자로, 수문학적인 관점에서 물 순환을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 그럼에도 불구하고 토양 내 수분을 측정하는 데 어려움이 많아 국내에서는 토양수분의 지속적인 관측을 위한 관측소 운영이 원활하게 이루어지지 않고 있으며, 주로 유전율식 계측 방식을 통해 지점 기반의 토양수분 자료를 생산하는데 그치고 있다. 최근 발사된 토양수분 위성인 SMAP (Soil Moisture Active Passive)을 비롯한 위성기반의 토양수분 자료와 융합하여 사용하기 위해서는 지점에서의 토양수분 네트워크가 우선적으로 구축되어야 하나, 관측소의 수도 부족할 뿐 아니라, 지형이 복잡하고 산지가 많은 한반도에서는 점 단위의 토양수분 자료의 공간적 대표성이 부족하여 활용에 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 운영중인 지점 기반의 토양수분 관측소의 FDR (Frequency Domain Reflectometry), TDR (Time Domain Reflectometry) 센서를 함께 활용하여 산악지형에서의 Cosmic-ray 기반 토양수분자료를 생산하고자 한다. 산악지형에서의 Cosmic-ray 센서는 토양 유기물과 식생 차단 등에 의한 영향이 많으므로 평지에서 토양수분을 산정하기 위한 교정 함수들의 비교 및 평가를 실시하였다. 일반적으로 평지에서 활용되는 교정 함수들은 강우에 따른 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있는 것으로 확인되었으나, 갑작스러운 강우로 인한 식생 차단과 토양 유기물의 영향이 커지는 경우 토양수분의 급격한 변동성을 표현하기에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구를 기반으로 산악지형에서 Cosmic-ray 센서에 영향을 미치는 인자들을 분석할 수 있으며, 추후 산악지형에서 지역 규모의 토양수분을 관측할 수 있는 관측소를 구축하는데 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.446-446
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• 2022

본 연구에서는 MODIS(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) 다중 위성영상을 기반으로 전국 시공간 토양수분 및 토양수분 기반의 가뭄지수 SWDI(Soil Water Deficit Index)를 산정하였다. 시공간 토양수분의 산정을 위해 입력자료로 MODIS 위성의 지표면온도(Land Surface Temperature, LST), 증발산 및 식생(Enhanced Vegetation Index, EVI; Fraction of Photosynthetically Active Radiation, FPAR; Leaf Area Index, LAI; Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 관련 산출물 자료와 지상 관측자료인 일 단위 강수량 자료를 구축하였다. MODIS 위성영상은 산출물별로 제공되는 QC(Quality Control) 영상을 활용해 보정을 수행하였고, 공간 강수량 자료는 기상청에서 제공하는 전국 92개 지점의 종관기상관측자료를 구축하여 공간보간기법인 역거리가중법을 적용해 생성하였다. 실측 토양수분은 농촌진흥청에서 제공하는 76개 지점의 토양 깊이 10 cm에 설치된 TDR(Time Domain Reflectomerty) 센서에서 측정된 토양수분 자료를 활용하였으며, 토양수분 모의 시 토양 속성을 고려하기 위해 국립농업과학원에서 제공하는 토양도를 구축하여 활용하였다. 토양수분 산정 모형은 다중선형회귀모형(Multiple Linear Regression Model, MLRM)을 활용하였으며, 계절 및 토성에 따른 회귀식을 산정하였다. 회귀식 기반의 토양수분과 토성별 포장용수량 및 영구위조점 값을 이용하여 SWDI를 산정하고, 실제 가뭄 발생 시기 및 지역과의 비교하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.28-28
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• 2022

본 연구는 용담댐유역을 포함한 금강 유역 상류 지역을 대상으로 Sentinel-1 SAR (Synthetic Aperture Radar) 위성영상을 기반으로 한 토양수분 산정을 목적으로 하였다. Sentinel-1 영상은 2019년에 대해 12일 간격으로 수집하였고, 영상의 전처리는 SNAP (SentiNel Application Platform)을 활용하여 기하 보정, 방사 보정 및 Speckle 보정을 수행하여 VH (Vertical transmit-Horizontal receive) 및 VV (Vertical transmit-Vertical receive) 편파 후방산란계수로 변환하였다. 토양수분 산정에는 Water Cloud Model (WCM)이 활용되었으며, 모형의 식생 서술자(Vegetation descriptor)는 RVI (Radar Vegetation Index)와 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 활용하였다. RVI는 Sentinel-1 영상의 VH 및 VV 편파자료를 이용해 산정하였으며, NDVI는 동기간에 대해 10일 간격으로 수집된 Sentinel-2 MSI (MultiSpectral Instrument) 위성영상을 활용하여 산정하였다. WCM의 검정 및 보정은 한국수자원공사에서 제공하는 10 cm 깊이의 TDR (Time Domain Reflectometry) 센서에서 실측된 6개 지점의 토양수분 자료를 수집하여 수행하였으며, 매개변수의 최적화는 비선형 최소제곱(Non-linear least square) 및 PSO (Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 활용하였다. WCM을 통해 산정된 토양수분은 피어슨 상관계수(Pearson's correlation coefficient)와 평균제곱근오차(Root mean square error)를 활용하여 검증을 수행할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.433-433
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• 2023

토양수분은 물 순환의 필수적인 요소로써 수문순환 및 기상 현상에 큰 영향을 미친다. 현재 우리나라에서는 토양수분 자료구축을 위해 Frequency Domain Reflectometry (FDR), Time Domain Reflectometry (TDR) 센서를 활용하여 지점 단위 토양수분 자료를 생산하고 있다. 그러나 한반도는 도서, 산간 지역이 다수 분포하고 있어, 지점관측 센서만으로 공간 대표성을 갖는 토양수분 자료를 산출하기 어렵다. 이에, 광범위한 지역을 장기간 모니터링 할 수 있는 원격탐사 기법을 활용하여, Advanced SCATterometer (ASCAT), Soil Moisture Active and Passive (SMAP) 등의 공간 단위 토양수분 자료의 적용성이 평가되고 있다. 하지만, 공간 토양수분 자료의 검증을 위해 필수적인 지점 토양수분 자료가 구축되지 않은 미계측지역이 다수 존재하며, 한반도와 같이 지형적 복잡성이 높게 나타나는 지역에서는 계측지역에서의 활용성 평가 결과가 미계측지역에서도 유사하게 나타난다고 가정하기 어렵다. 이에 본 연구에서는, 미계측지역의 공간 토양수분 자료를 산출하고자 계측지역에서 SM2RAIN 알고리즘으로 산출된 강수량 자료와 위성 산출 자료 그리고 지점관측 자료의 관계성을 분석했다. SM2RAIN 알고리즘의 입력자료는 Advanced SCATterometer (ASCAT) 토양수분 자료를 활용했다. ASCAT 토양수분 자료와 SM2RAIN 강수 자료의 검증을 위해 기상청에서 제공하는 Automated Agriculture Observing System (AAOS) 토양수분 자료, Automatic Weather System (AWS) 강수량 자료와 Global Precipitation Measurement (GPM) 강수 자료를 활용하였다. 전반적으로 ASCAT 토양수분을 통해 산출한 SM2RAIN 강수량의 추정과GPM 강수량이 유의미한 상관성이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 추후 Downscaling 기법과 연계하여 지형적 복잡성이 높게 나타나는 지역의 토양수분 추정이 가능할 것으로 기대된다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.44 no.1
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• pp.71-82
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• 2011

The unsaturated soil column tests were carried out for weathered gneiss soil and weathered granite soil in order to obtain the relationship between rainfall intensity and infiltration velocity of rainfall on the basis of different unit weight conditions of soil. In this study, volumetric water content and pore water pressure were measured using TDR sensors and tensiometers at constant time interval. For the column test, three different unit weights were used as in-situ condition, loose condition and dense condition, and rainfall intensities were selected as 20 mm/h and 50 mm/h. In 20 mm/h rainfall intensity condition, average rainfall infiltration velocities for both gneiss and weathered granite soils were obtained as $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.297{\times}10^{-3}$ cm/s for different unit weight values and $2.734{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.707{\times}10^{-3}$ cm/s, respectively. In 50 mm/h rainfall intensity condition, rainfall infiltration velocities were obtained as $4.509{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $2.016{\times}10^{-3}$ cm/s and $4.265{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $3.764{\times}10^{-3}$ cm/s respectively. The test results showed that the higher rainfall intensity and the lower unit weight of soil, the faster average infiltration velocity. In addition, the weathered granite soils had faster rainfall infiltration velocities than those of the weathered gneiss soils except for the looser unit weight conditions. This is due to the fact that the weathered granite soil had more homogeneous particle size, smaller unit weight condition and larger porosity.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.21 no.2
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• pp.133-145
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• 2011

Unsaturated soil column tests were performed for weathered gneiss soil and weathered granite soil to assess the relationship between infiltration velocity and rainfall condition for different rainfall durations and for multiple rainfall events separated by dry periods of various lengths (herein, 'rainfall break duration'). The volumetric water content was measured using TDR (Time Domain Reflectometry) sensors at regular time intervals. For the column tests, rainfall intensity was 20 mm/h and we varied the rainfall duration and rainfall break duration. The unit weight of weathered gneiss soil was designed 1.21 $g/cm^3$, which is lower than the in situ unit weight without overflow in the column. The in situ unit weight for weathered granite soil was designed 1.35 $g/cm^3$. The initial infiltration velocity of precipitation for the two weathered soils under total amount of rainfall as much as 200 mm conditions was $2.090{\times}10^{-3}$ to $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s and $1.692{\times}10^{-3}$ to $2.012{\times}10^{-3}$ cm/s, respectively. These rates are higher than the repeated-infiltration velocities of precipitation under total amount of rainfall as much as 100 mm conditions ($1.309{\times}10^{-3}$ to $1.871{\times}10^{-3}$ cm/s and $1.175{\times}10^{-3}$ to $1.581{\times}10^{-3}$ cm/s, respectively), because the amount of precipitation under 200 mm conditions is more than that under 100 mm conditions. The repeated-infiltration velocities of weathered gneiss soil and weathered granite soil were $1.309{\times}10^{-3}$ to $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s and $1.175{\times}10^{-3}$ to $2.012{\times}10^{-3}$ cm/s, respectively, being higher than the first-infiltration velocities ($1.307{\times}10^{-2}$ to $1.718{\times}10^{-2}$ cm/s and $1.789{\times}10^{-2}$ to $2.070{\times}10^{-2}$ cm/s, respectively). The results reflect the effect of reduced matric suction due to a reduction in the amount of air in the soil.

• Journal of agriculture & life science
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• v.45 no.6
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• pp.73-80
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• 2011

To investigate the characteristics of plant growth and flower quality of gerbera 'Sunny Lemon' by amount of nutrient solution, young seedling plants, 'Sunny Lemon' were transplanted to rock-wool and medium of peat moss and perlite mixed with 1 to 2 and they were acclimatized in greenhouse during about 1 month. Nutrient solution supplied to the plants is sonneveld solution of 1/2 concentration and treatments launched June 24, 2010 when average plant height was $20{\pm}1cm$. Nutrient contents as a standard for starting point of irrigation by time domain reflectometry (TDR) were determined with 60-65%, 70-75%, and 80-85%. Results of growth during vegetative growth, plant height, leaf width and leaf number increased by 10% in rockwool, but they were not significantly different. As for plant growth depending on nutrient content, 80-85% treatment showed the highest values. Leaf number increased by 60%, and leaf width and plant height had a about 40% increase than initial growth. Effectiveness for flower quality, yield and days to flowering were superior when nutrient content of media was higher than in the others. Especially, average days to flowering in 80-85% content was advanced by 7-10 days compared to the day in 60-65% treatment. The total amount of nutrient supply per plant was higher in mixed medium than in rockwool, but change patterns of EC and pH were enhanced in rockwool. Based on our results, we recommended that growth, cut flower, and yield of gerbera 'Sunny Lemon' were more effective when nutrient content of mixed medium was maintained at 80-85%.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.65 no.6
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• pp.1083-1088
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• 2016

25.8kV GIS part generated by sensors to measure contact an inflow of noise depending on the extent of the measured discharge occurs often not easy. Partial discharge signal measurement sensor suitable for developing a more useful measurements at the scene to this, partial discharge waveform analysis developed a sensor, and to utilize forSensor on the development of the most important is VSWR decided to (voltage standing wave ratio) voltage standing-wave ratio less than 1.5 and decided less than at the full spectrum bands that are measured, this time Return loss, as measured value by absolute criteria 14.0 dB produced the sensor, designed to or more. UHF 1.5~0.5 GHz bandwidth spectrum to be measured in GIS. UHF bands were designed to be able to measure the best signal. Recently, 25.8kV GIS production company has been increasing variety of GIS were made open spacer in partial discharge in accordance with the not very easy to detect the signal. The sensor is designed height of four cm external spacer is attachment GIS in an influx of outside noise measurement, and be so manufactured as to facilitate the least we've done. Also, since partial discharge which occur can measure the frequency of the 170kV GIS external partial-discharge signals that occur at the scene of insulation applied to the spacer. Features, and also derived good results using global positioning. Also measured discharge point about sensors that are stable and the reliability of the development and local substation equipment failure occurring signal analysis through the discharge for the prevention of widely. There should be to believe that used.

• Asian Journal of Turfgrass Science
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• v.20 no.2
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• pp.213-221
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• 2006

This study was designed to determine what sensor-based technologies might reliably and accurately predict irrigation scheduling needs of warm-season turfgrass. 'Floratam' St. Augustinegrass[Stenotaphrum secundatum(Walt.) Kuntze] and 'Sea Isle I' seashore paspalum(Paspalum vaginatum Swartz) were established in tubs in the Envirotron Turfgrass Research Laboratory in Gainesville, FL in the spring of 2002. Each grass was subjected to repeated dry-down cycles where irrigation was withheld. Sensor-based data were collected and these evaluations were used to determine if irrigation scheduling could be determined based on plant response during dry-down. Results indicated that reflectance indices($P{\le}0.001$) and soil moisture($P{\le}0.0001$) throughout the dry-down cycle can predict the need for irrigation scheduling as turf quality declined below acceptable levels.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.162-162
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• 2020

토양수분은 TDR(Time Domain Reflectometry)이나 Tensiometer 등의 장비를 이용하여 측정을 시행하고 있으나, 이를 위해서는 많은 인력과 경제적 자원이 소비될 뿐만 아니라 시공간적으로 측정할 수 있는 범위에 한계가 있다. 지상 관측의 대안으로 MIRAS(Microwave Imaging Radiometer with Aperture Synthesis)나 SMAP(Soil Moisture Active Passive), AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) 등의 수동 마이크로파 위성 센서를 이용한 공간 토양수분 관측이 수행되었으나, 낮은 공간 해상도(9~36km)는 지역 규모의 토양수분 분포를 나타내기 충분하지 않고, 높은 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 금강 상류의 용담댐 유역(930.0㎢)을 대상으로 Sentinel-1 C-band SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용한 토지 피복 및 토양 속성을 고려한 10m 해상도의 토양수분 산출을 수행하였다. 용담댐 유역은 산림 79.7%, 논 9.0%, 밭 5.4%, 주거지 2.9%의 토지 피복 비율을 가지며 토양은 사양토(66.6%)와 양토(20.9%)가 우세하다. Sentinel-1 C-band SAR 영상은 SeNtinel Application Platform(SNAP)을 이용하여 전처리 후, 후방산란계수로 변환하였다. 토양수분 알고리즘은 TU-Wien change detection algorithm과 Regression model을 활용하였고, 검증을 위한 실측 토양수분 자료는 한국수자원공사(K-water)에서 제공하는 5년(2014~2018)간의 토양수분 관측자료를 이용하였다. 산출된 토양수분은 결정계수(Coefficient of determination, R²) 및 평균제곱근오차(Root Mean Square Error, RMSE)를 이용하여 실측 토양수분과 비교하였다. Sentinel-1 C-band SAR 영상을 이용한 고해상도의 토양수분 산출은 토지 피복 및 토양 속성을 고려한 지역 규모의 공간 토양수분 분포 및 시간적 변화를 표현 가능할 것으로 판단된다.