• 제목/요약/키워드: Temporal variance

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낙동강 주요 지류의 오염특성 분석을 위한 다변량 통계기법의 적용 (Application of Multivariate Statistical Techniques to Analyze the Pollution Characteristics of Major Tributaries of the Nakdong River)

  • 박재범;갈병석;김성민
    • 한국습지학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.215-223
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    • 2019
  • 본 연구에서는 낙동강 주요 지류를 대상으로 상관분석, 주성분 및 요인분석, 군집분석과 같은 통계분석을 통해 수질 특성을 분석하였다. 유기물질과 영양물질은 높은 상관관계를 가지고 있으며 봄철 및 가을철에 높게 나와 해당 계절에 대한 집중적인 수질 관리가 필요한 것으로 나타났다. 주성분 및 요인분석 결과 전체 분산의 82%를 유기물질, 영양물질, 자연, 기상 등 4개의 주성분으로 설명할 수 있으며 BOD, COD, TOC, TP 항목이 주요 영향요인으로 분석되었다. 군집분석 결과 계절별 유기물, 영양물질의 오염도를 고려하여 4개의 군집으로 분류하였으며 금호강 유역은 사계절 높은 오염특성을 나타내고 있었다. 따라서 지류 하천의 효과적인 수질 관리를 위해서는 시공간적 특성을 고려한 대책이 필요하며 다변량 통계기법은 수질 관리 및 정책 수립에서 유용하게 활용 가능할 것으로 분석되었다.

The Effect of Exercise Intensity on Muscle Activity and Kinematic Variables of the Lower Extremity during Squat

  • Jung, Jae-Hu;Chae, Woen-Sik
    • 한국운동역학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.197-203
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    • 2017
  • Objective: The purpose of this study was to determine how exercise intensity affects muscle activity and kinematic variables during squat. Method: Fifteen trainers with >5 years of experience were recruited. For the electromyography (EMG) measurements, four surface electrodes were attached to both sides of the lower extremity to monitor the rectus femoris (RF) and biceps femoris. Three digital camcorders were used to obtain three-dimensional kinematics of the body. Each subject performed a squat in different conditions (40% one-repetition maximum [40%1RM], 60%1RM, and 80%1RM). For each trial being analyzed, three critical instants and two phases were identified from the video recording. For each dependent variable, one-way analysis of variance with repeated measures was used to determine whether there were significant differences among the three different conditions (p<.05). When a significant difference was found, post hoc analyses were performed using the contrast procedure. Results: The results showed that the average integrated EMG values of the RF were significantly greater in 80%1RM than in 40%1RM during the extension phase. The temporal parameter was significantly longer in 80%1RM than in 40%1RM and 60%1RM during the extension phase. The joint angle of the knee was significantly greater in 80%1RM than in 40%1RM at flexion. The range of motion of the knee was significantly less in 80%1RM than in 40%1RM and 60%1RM during the flexion phase and the extension phase. The angular velocity was significantly less in 80%1RM than in 40%1RM and 60%1RM during the extension phase. Conclusion: Generally, the increase of muscle strength decreases the pace of motion based on the relation between the strength and speed of muscle. In this study, we also found that the increase of exercise intensity may contribute to the increase of the muscle activity of the RF and the running time in the extension phase during squat motion. We observed that increased exercise intensity may hinder the regulation of the range of motion and joint angle. It is suitable to perform consistent movements while controlling the proper range of motion to maximize the benefit of resistance training.

금강하구 연안에서 고주파 레이더로 관측된 표층해류에 대한 객관적 유속산출 적용 (Application of Objective Mapping to Surface Currents Observed by HF Radar off the Keum River Estuary)

  • 황진아;이상호;최병주;김창수
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제16권1호
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    • pp.14-26
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    • 2011
  • 금강하구 연안역에서 고주파 레이더를 사용하여 2008년 12월부터 2009년 2월까지 표층류를 관측하였는데, 관측된 표층류 자료는 전파의 간섭과 기상 상황에 따라 일시적으로 관측이 이루어지지 않는 구역들이 있었다. 관측된 구역의 자료를 보충하기 위하여 최적보간 과정을 개발하여 적용하였다. 금강하구 연안역에서 표층류의 공간적 상관성의 특성을 조사하고 최적보간법을 이용하여 공간적 결측 구역을 보충하였으며, 보간된 표층류의 시공간적 분포와 산출유속 오차 패턴을 조사하였다. 연구해역 표층 순환에서 조류가 우세하므로 연안역 관측 지점들 사이의 표층해류간 상관계수가 0.7 이상이었다. 원 자료를 보간하기 위해 관측 자료공분산(C), 지역화한 공간평균 공분산($C^G_{sm}$), 지수함수를 이용한 맞춤 평균공분산($C_{ft}$)을 사용하였다. 최적보간이 결측 구간을 채우고, 관측 자료의 시계열 중에서 뾰족하게 튀어나온 비정상적인 자료 부분을 억제하였으며, 그 결과 보간한 유속 자료의 분산은 원 자료의 분산보다 작았다. 공간적 자료획득률이 70% 이상(이하)일 때, $C^G_{sm}$ ($C_{ft}$)를 이용하면 C를 이용한 경우에 비해 보간 오차가 상대적으로 작았다.

고현천 유입지류에 대한 오염부하량의 시.공간적 평가 (Temporal and Spatial Evaluation of Water Pollution Loads of the Tributaries in Gohyeon Stream Watershed)

  • 김성재
    • 한국습지학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.607-628
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    • 2012
  • 고현천 유역을 10개의 소유역으로 나누고 지류에 19개 조사지점을 정하고 풍수기(장마시기)와 갈수기로 나누어 지류의 수질오염과 오염부하량 변동 특성을 조사하였다. 수질분석결과로부터 고현천 유역은 상류지역(T1~T8)은 전원지대의 특성을 나타내었고, 하류지역(T9~T19)은 도심지대의 특성을 나타내었다. 고현천 지류의 비점오염부하량은 SS가 연간 총 2,063ton/yr, COD가 601ton/yr, DIN이 365ton/yr, DIP가 45ton/yr으로 산정되었고, DIP를 제외하고 약 60%가 풍수기 때 발생하여 비점오염원의 유출에는 강우의 영향이 매우 컸다. 한편 DIP 비점오염부하량은 평수기와 갈수기를 합쳐서 약 60%가 나타나 이 기간 동안 인 오염원의 관리가 중요함을 나타내었다. Pearson 상관관계 분석을 통하여 상류지역과 하류지역의 SS 발생원에 분명한 차이를 나타냈으며, 상류지역은 장마시 농경지와 임야지대로부터 부유토사의 유출에 의하여 주로 오염부하가 발생하고 하류지역은 생활하수와 도심유출수(municipal run-off)에 의하여 발생하는 것으로 나타났다.

동아시아 해역 해수면 순열속의 장기 변동 특성 (Characteristics of Long-term Variability of the Net Heat Flux on the Sea Surface in the East Asian Marginal Seas)

  • 이성욱;나정열
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제5권2호
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    • pp.86-94
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    • 2000
  • 동아시아 해역에서의 해양-대기 상호 작용의 장기 시 ${\cdot}$ 공간 변동 특성을 이해하기 위해 1978년부터 1995년까지 18년간 12시간 간격으로 연속적으로 산출된 해수면 순열속 자료를 이용하여 경험적 직교함수 분석을 하였다. 전체분산의 73%에 해당하는 3개 모드중, 1년 주기성이 우세한 제 1모드는 황해 산동반도 부근과 동해 중앙부 및 북동부 해역에서 변동이 크게 나타났다. 남쪽과 북쪽이 쌍극자형의 공간적 변동 양상을 보이는 제 2모드에서는 3.6년과 2.3년의 주기성이 우세하게 나타났다. 제 2모드 시간계수는 엘니뇨와 밀접한 관련이 있는 것으로 판단되며 태평양 동부 적도 해역의 해수면 수온 변동과는 반대 위상을 가지며 4개월의 시간 차이를 갖는 것으로 나타났다. 동쪽과 서쪽이 쌍극자형의 변동성을 갖는 제 3모드에서는 6-9년 주기의 성분이 다른 모드에 비해 뚜렷이 나타났다. 또한 산동반도 남부해역과 블라디보스톡 외해에서는 겨울철 열 손실이 800W/$m^{2}$가 넘는 강한 열손실이 발생하는 경우가 빈번하며 산동반도 남부 해역에서의 발생 빈도가 블라디보스톡 남부해역보다 약 2배 정도 많은 것으로 나타났다. 발생 시기는 블라디보스톡 외해에서는 1월에 주로 발생하는 반면 산동반도 남부에서는 12월과 1월에 걸쳐 나타나는 차이를 보였다.

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파로호 수중생태계에서의 미생물 분포 및 활성도 (Distributions and heterotrophic actibities of bacteria in Lake Paro)

  • 안태석;이동훈
    • 미생물학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.230-236
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    • 1988
  • 최근 평화의 댐 건설에 따른 영향으로 다량의 물을 방류하여 미생물 생태계의 큰 변화가 예상되는 파로호에서 미생물 분포 및 활성도에 관하여 1987년 1월부터 11월까지 격월로 조사, 연구하였다. 총 세균수는 $0.3\times 10^{5}-13.1\times10 ^{5}$cells/ml의 비교적 낮은 값을 나타내었으며 3월에 급격한 증가를 보여 $10.7\times 10^{5}-13.1\times10 ^{5}$ cells/ml 의 최고치를 나타애었다. 종속영양세균은 $1.9\times 10^{3}$ - $3.1\times 10^{4}$CFUs/m의 변화를 갖으며 총 세균수의 변화와 유사한 경향을 나타내었다. Alpha-및 beta-glucosidase를 분비하는 세균의 비율은 지역적인 차이보다는 계절적인 변화가 우세하였으며 Phosphatase를 분비하는 세균의 비율은 22.7-63.0%로 최고치를 나타내었다. 전자전달계 활성도는 480-1696${\mu}gO_{2}$/l/day의 변화를 갖으며 지역적으로 유입수에서, 계절적으로 여름에 높았다. 유기연산염의 분해율은 0.4-9.1%/h로 다른 댐보다 낮았으며, 수온이 상승함에 따라 분해율이 커졌으며 Phosphatase를 분비하는 세균의 비율변화와 관계가 있음을 알 수 있였다. 종속영양세균의 생리적 활성도는 여름의 최고치가 8.2%/h로 계절적으로 DOM 증가 에 따른 활성도의 증가가 관찰되었다. 파로호의 급격한 변화는 세균류의 개체수 변화에 큰 영향을 미쳤으냐, 활성도 및 특정호소 분비세균비율에는 영향을 주지 못 하였다. 활성도 및 특정효소 분비비율은 계절적 소장이 뚜렷하여, 식물성플라크톤의 증식과 일차 생산력과의 밀접한 관계를 보였다.

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산사태 위험도 추정을 위한 지하수위 변동의 추계론적 수치 해석 (A Stochastic Numerical Analysis of Groundwater Fluctuations in Hillside Slopes for Assessing Risk of Landslides)

  • 이인모
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제3권4호
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    • pp.41-54
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    • 1987
  • 본 논문에서는 무한사면에서 강우에 따른 지하수위 변동을 합리적으로 추정할 수 있는 추계론적 수치해석모델이 개발되었다. 특히, 투수계수, 비산출율(Specific Yield) 등의 지하수흐름에 필요한 계수들과 지하암반층의 공간적 변화에 의하여 지하수위가 공간적으로 변하는 효과에 관해 중점적으로 연구하였으며, 이러한 계수들의 공간적 변화를 추정하기 위하여 Kriging 이론을 도입하였다. Kriging 이론은 몇개의 제한된 실측치로부터 실측을 하지 못한 각각의 수치해석 요소에 불편, 최소 분산을 갖는 값들을 추정할 수 있는 방법이다. 사면방향의 일차원 수치해석 모델, Kriging 이론, 1차근사해법을 조합하여 추계론적 1차원 수치해석 프로그램을 개발하였다. 또한 사면방향의 지하수위 변동뿐만 아니라, 횡방향의 변동도 조사하기 위하여 확정론적 2차원 모델도 개발하였다. 한 무한사면에 대하여 개발된 모델을 이용하여 예제해석을 한 결과 투수계수나 비산출율의 공간적 변화뿐만 아니라 지하암반층의 공간에 따른 요철도 지하수위의 공간적 변화에 큰 영향을 미침을 알게 되었다. 또한 지하수위는 사면방향으로 큰 변동을 보일뿐 아니라 횡방향으로의 변동 또한 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다. 개발된 모델의 결과들은 지하수위 변동에 의한 산사태 위 험도 분석시에 이용될 수 있다.

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수중초음속제트의 불안정성에 대한 실험적 고찰 (Experimental Observation of Instability of Supersonic Submerged Jets)

  • 정재권;이대훈;차홍석;박승오;권세진
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.45-52
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    • 2002
  • 2차원 수중 초음속 제트의 구조 및 유동 불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 제트의 구조 및 시간에 따른 변화를 관찰하기 위하여 고속 디지털 카메라 촬영과 정압을 측정하였다. 공기 유량의 변화에 따른 제트의 구조를 초고속 촬영하여 이로부터 얻어진 장면에서 확산각을 구했다. 일련의 제트의 주기적인 특성에 따른 구조를 관찰하였고 불안정성의 초당 주기 발생 횟수가 5-6회 정도로 측정되었다. 세 가지 특성 길이 $L_1$, $L_2$, $L_3$를 정의하였다. $L_1$은 불안정적 주기가 발생할 경우 최대제트의 폭 스케일, $L_2$는 2차적인 유동이 유입되는 곳의 제트의 폭 스케일, $L_3$는 노즐 출구로부터 2차적으로 유도된 유동이 유임되는 곳까지의 길이다. $L_1$/$L_2$는 전압 즉, 탱크 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향성을 가지고 있고 $L_3$는 전압이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 띄었다. 시간에 따른 정압 변화를 측정하였으며 FFT결과를 통해서 불안정성으로 인해 발생하는 주파수와 유사한 값인 5Hz에서 고유진동이 발생하는 것을 확인하였다.

주성분분석을 이용한 토끼 망막 신경절세포의 활동전위 파형 분류 (PCA­based Waveform Classification of Rabbit Retinal Ganglion Cell Activity)

  • 진계환;조현숙;이태수;구용숙
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권4호
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    • pp.211-217
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    • 2003
  • 주성분분석은 잘 알려진 데이터 분석 방법으로써 높은 차원의 데이터를 낮은 차원의 데이터로 표현하는데 효과적이어서 얼굴인식, 데이터 압축 등에 이용되고 있다. 주성분분석을 하게 되면 원 데이터의 공분산 행렬로부터 정규직교한 고유벡터와 해당하는 고유치를 얻게 되고 그 중 큰 값을 가지는 고유벡터 들을 선택하여 선형 변환함으로써 데이터의 차원을 줄일 수 있게 된다. 망막에 빛 자극이 인가되면 시세포 층에서 전기신호로 변환된 후 복잡한 신경회로를 거쳐 최종적으로 신경절세포 층에서 활동전위의 형태로 출력되게 된다. 본 연구에서는 다채널전극을 사용하여 여러 개 망막 신경절세포로부터 유래되는 활동전위를 기록한 후 개개의 신호를 구분하는 과정을 거치고, 이어서 그 신호를 만들어 내는 각 뉴론들끼리의 시간적, 공간적 흥분발사 패턴을 이해함으로써 궁극적으로 시각정보 인코딩 기전을 밝히려는 연구 목표하에 그 첫 단계로서 망막 신경절세포의 활동전위를 기록한 후 분류하는 과정을 성공적으로 수행하였기에 그 내용을 서술하고자 한다. 망막에서 기록되는 신경절세포 활동전위는 불규칙하고 확률적이기 때문에 주성분분석을 통하여 그 유형을 분류할 수 있었다. 토끼 눈으로부터 망막을 박리하여 망막조각을 얻은 후 신경절세포 층이 전극표면을 향하도록 전극에 부착하였다. 8${\times}$8의 microelectrode array (MEA)를 전극으로 사용하였고, 증폭기는 MEA 60 system을 사용하여 신경절세포 활동전위를 기록하였다. 활동전위 기록 후 파형 분류를 하였다. 잡음이 섞여있는 기록으로부터 신호를 검출하기 위하여, 잡음역치($\pm$3$\sigma$)를 설정하였다. 역치를 넘는 파형 만을 획득한 후 주성분분석을 통해 각 파형의 첫 번째 주성분, 두 번째 주성분을 계산하여 2차원 평면에 투사함으로써 몇 개의 의미있는 클러스터를 얻었다. 이 클러스터는 곧 각 신경절세포에서 유래되는 파형을 반영하므로 주성분분석을 통하여 망막 신경절세포의 활동전위를 각 세포별로 분류할 수 있음을 확인하였다.

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제주도 교래휴양림 지역의 대기질의 음이온 및 양이온의 분포와 변이성 (Variation and Distribution of Anions and Cations in the Aerosols of Gyorae Forests in Jeju Island)

  • 신방식;임동호;이근광
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.384-395
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    • 2018
  • 본 연구는 교래자연휴양림 지역을 A와 B 지역으로 나누어서 대기질의 음이온과 양이온수를 측정하여 일별 그 분포와 변이에 대한 연구가 목적이었다. 이온수 측정은 이온수 측정기로 2017년 6월 28일-7월 13일 사이에 실시하였다. A지역의 5개 지점의 전체 평균 음이온수는 $734.5ions/cm^3$, 양이온 수는 $463.3ions/cm^3$, 대기온도는 $25.51^{\circ}C$, 습도는 81.6%, 풍속은 0.28 m/sec, 해발 고도는 455.7 m 이었다. B지역의 4개 지역 전체 측정한 평균 음이온수는 $780ions/cm^3$, 양이온수는 $379.55ions/cm^3$, 대기온도는 $27.6^{\circ}C$, 습도는 80%, 풍속은 0.1 m/sec, 측정지역의 해발고도는 477 m 이었다. 교래지역 A와 B전체의 음이온수의 평균치는 $757.5ions/cm^3$, 양이온수의 평균치는 $419.41ions/cm^3$이었다. 이온의수는 시간별로 측정별로 변이성이 높았다. 음이온수가 양이온수보다 평균 $275.73ions/cm^3$ 만큼 더 높게 유지되었다. A와 B점의 음이온과 양이온수의 측정치를 Pearson 분산분석에서는 음이온 측정지점별 및 측정지점 내의 분석이 유의하게 나타났으며(p<.001), 양이온의 측정지점별 및 측정지점 내의 분석에서도 유의하게 나타났다(p<.001). 음이온과 양이온수의 지역별 평균측정치 간의 상관관계분석에 서 r=.386으로 유의한 정적인 상관관계가 있었다(p<.001). 결론적으로 상기 음이온과 양이온 함량의 시간적 분포와 변이를 나타낸 결과는 교래자연휴양림의 대기질의 성분과 변화에 대한 기초정보를 제공하고 있다고 본다.