• 제목/요약/키워드: Thermal imaging

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고온 수침 환경에서 UPE 겔코트 코팅된 지중 매설 파이프용 GFRP의 열화 및 크랙 발생 특성에 관한 연구 (Study on the Crack and Thermal Degradation of GFRP for UPE Gelcoat Coated Underground Pipes Under the High Temperature Water-Immersion Environment)

  • 김대훈;엄재원;고영종;이강일
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.169-177
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    • 2018
  • 유리섬유강화폴리에스테르 복합소재는 지중 매설 파이프, 탱크용 구조재, 선체 등 가혹한 환경에서 구조재로 널리 사용되고 있으며, 장기 내수성을 필요로 하는 소재이다. 특히, 물에 잠겨 있을 때 삼투압으로 인하여 겔코트와 복합소재의 박리 등 열화가 진행된다. 본 연구에서는 지중 매설 파이프로 활용되는 GFRP 복합소재의 내구성 향상을 위해 인퓨전(진공성형) 공정으로 UPE (unsaturated polyester) 겔코트 표면 처리한 복합소재를 제작하여, 고온 수침 환경 ($65^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, $85^{\circ}C$)에서의 표면 결함 및 크랙 발생과 경도 변화 특성을 확인하였다. 마이크로 CT 단층 촬영을 통하여 수침 온도에 따른 크랙의 침투 깊이를 조사하였으며, $75^{\circ}C$$85^{\circ}C$ 조건에서 크랙이 복합소재까지 침투하여 내구성을 저하시키는 것으로 확인되었다. 최초 크랙이 발생하는 지점을 고장시간으로 정의하고 아레니우스식을 활용하여 $23^{\circ}C$ 상온에서의 수명 예측을 실시하였다. 본 연구로 토목, 건축, 해양산업분야 등 겔코트가 적용되는 다양한 산업분야의 신뢰성 평가에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

마이크로볼로미터용 [(Ni0.3Mn0.7)1-xCux]3O4 박막의 제작 및 전기적 특성 분석 (Fabrication and Electrical Property Analysis of [(Ni0.3Mn0.7)1-xCux]3O4 Thin Films for Microbolometer Applications)

  • 최용호;정영훈;윤지선;백종후;홍연우;조정호
    • 센서학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.41-46
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    • 2019
  • In order to develop novel thermal imaging materials for microbolometer applications, $[(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{1-x}Cu_x]_3O_4$ ($0.18{\leq}x{\leq}0.26$) thin films were fabricated using metal-organic decomposition. Effects of Cu content on the electrical properties of the annealed films were investigated. Spinel thin films with a thickness of approximately 100 nm were obtained from the $[(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{1-x}Cu_x]_3O_4$ films annealed at $380^{\circ}C$ for five hours. The resistivity (${\rho}$) of the annealed films was analyzed with respect to the small polaron hopping model. Based on the $Mn^{3+}/Mn^{4+}$ ratio values obtained through x-ray photoelectron spectroscopy analysis, the hopping mechanism between $Mn^{3+}$ and $Mn^{4+}$ cations discussed in the proposed study. The effects of $Cu^+$ and $Cu^{2+}$ cations on the hopping mechanism is also discussed. Obtained results indicate that $[(Ni_{0.3}Mn_{0.7})_{1-x}Cu_x]_3O_4$ thin films with low temperature annealing and superior electrical properties (${\rho}{\leq}54.83{\Omega}{\cdot}cm$, temperature coefficient of resistance > -2.62%/K) can be effectively employed in applications involving complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) integrated microbolometer devices.

열화상카메라를 이용한 유시아강 곤충 꿀벌과 나비의 피부온도 측정과 이를 활용한 생체 활동 특성에 대한 실험 연구 (Experimental Study on Biological Activity Analysis through Measuring Skin Temperature of Honeybee and Butterfly using Thermographic Camera)

  • 김정배
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.60-66
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    • 2021
  • 우리 주변에는 다양한 곤충들이 서식하고 있다. 요즘 가정에서 취미로 곤충을 키우거나, 약용 곤충을 산업적 이용을 위해 대량으로 사육하고 있기도 하다. 그리고 곤충들의 다양한 생육 특성을 이해하기 위한 다양한 연구들이 수행되어 왔다. 주로 실험실에서 환경요인을 변화시켜 생육 특성만의 변화를 실험한 연구들이다. 그러나 곤충의 경우에는 피부온도나 체온을 측정하는 것은 쉽지 않다. 특히, 날개를 가진 곤충들의 체온 혹은 피부온도에 대한 실험 결과가 매우 부족하다. 본 연구에서는 자연상태로 서식하고 있는 벌(꿀벌)과 나비(남방부전 나비)에 대하여 정지시와 비행시 등의 생체활동 조건에서 곤충들의 피부 온도를 비접촉식 온도 측정 방법인 열화상카메라를 이용하여 촬영 측정하였다. 실험으로 얻어진 결과를 정량적인 분석을 통하여 곤충별 피부온도와 생체 활동 특성의 관계를 규명하였다. 꿀벌은 비행, 꿀 채취, 그리고 자리 이동이라는 세 가지 중요 활동별로 다른 피부온도를 유지하고 있음을, 나비는 나방의 특성과 유사하게 비행을 위한 워밍업 단계를 실행함을 확인하였다.

작물 가뭄스트레스 조기탐지 가능성 타진을 위한 서로 다른 종류의 식생지수 활용 (Possibility for Early Detection on Crop Water Stress Using Plural Vegetation Indices)

  • 문현동;조은이;조유나;김현기;김보경;이유현;정회정;권동원;조재일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1573-1579
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    • 2022
  • 기후변화에 따른 우리나라의 빈번한 가뭄에 따라 작물 생산량은 보존하면서 수자원 관리를 극대화하는 방법으로 작물 가뭄스트레스를 조기 탐지하여 적기에 적량이 관수되는 방식이 최근 주목받고 있다. 하지만, 대부분의 선행연구들은 가뭄스트레스가 상당히 진행되어 표징이 뚜렷한 시기에 실험되고 있어 가뭄 스트레스 초기에 원격탐지 될 수 있는 생리적 특징이 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 콩을 대상으로 초기 수분 스트레스 시기에 열화상 카메라와 초분광 카메라 촬영을 수행하였다. 스트레스 우세 시기 작물 대상의 선행연구들 결과와 마찬가지로 엽온은 높아졌으며, 엽록소 함량을 대표하는 MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI)는 감소하였다. 하지만, 오히려 광합성 능력을 나타내는 Chlorophyll/Carotenoid Index (CCI)가 증가하는 경향이 나타났다. 이는 스트레스 우세 상태와 마찬가지로 가뭄스트레스 초기에도 엽록소와 카로티노이드(carotenoid) 감소가 동시에 일어났지만, 처음의 카로티노이드 감소 속도가 엽록소에 비해 컸기 때문에 일시적으로 엽록소에 대한 카로티노이드 비율이 낮아져서 CCI가 높아진 것으로 사료된다. 이러한 스트레스 초기 반응은 조기탐지 알고리즘 개발에 유용할 것으로 기대한다.

Fe3O4 magnetic nanoparticles provide a novel alternative strategy for Staphylococcus aureus bone infection

  • Youliang, Ren;Jin, Yang;Jinghui, Zhang;Xiao, Yang;Lei, Shi;Dajing, Guo;Yuanyi, Zheng;Haitao, Ran;Zhongliang, Deng;Lei, Chu
    • Advances in nano research
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    • 제13권6호
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    • pp.575-585
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    • 2022
  • Due to its biofilm formation and colonization of the osteocyte-lacuno canalicular network (OLCN), Staphylococcus aureus (S.aureus) implant-associated bone infection (SIABI) is difficult to cure thoroughly, and may occur recurrently subsequently after a long period dormant. It is essential to explore an alternative therapeutic strategy that can eradicate the pathogens in the infected foci. To address this, the polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement and Fe3O4 nanoparticles compound cylinder were developed as implants based on their size and mechanical properties for the alternative magnetic field (AMF) induced thermal ablation, The PMMA mixed with optimized 2% Fe3O4 nanoparticles showed an excellent antibacterial efficacy in vitro. It was evaluated by the CFU, CT scan and histopathological staining on a rabbit 1-stage transtibial screw model. The results showed that on week 7, the CFU of infected soft tissue and implants, and the white blood cells (WBCs) of the PMMA+2% Fe3O4+AMF group decreased significantly from their controls (p<0.05). PMMA+2% Fe3O4+AMF group did not observe bone resorption, periosteal reaction, and infectious reactive bone formation by CT images. Further histopathological H&E and Gram Staining confirmed there was no obvious inflammatory cell infiltration, neither pathogens residue nor noticeably burn damage around the infected screw channel in the PMMA+2% Fe3O4+AMF group. Further investigation of nanoparticle distributions in bone marrow medullary and vital organs of heart, liver, spleen, lung, and kidney. There were no significantly extra Fe3O4 nanoparticles were observed in the medullary cavity and all vital organs either. In the current study, PMMA+2% Fe3O4+AMF shows promising therapeutic potential for SIABI by providing excellent mechanical support, and promising efficacy of eradicating the residual pathogenic bacteria in bone infected lesions.

HNS 광역 탐지 및 모니터링을 위한 부유식 무인이동체 시스템의 실험적 성능 검증 (Experimental Performance Validation of an Unmanned Surface Vessel System for Wide-Area Sensing and Monitoring of Hazardous and Noxious Substances)

  • 박진욱;김진식;김진환;김용명;이문진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권spc호
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    • pp.11-17
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    • 2022
  • 본 논문에서는 해상 위험유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS) 사고의 효과적인 대응을 위해 개발된 부유식 무인이동체기반 광역탐지 및 모니터링 시스템의 운용 시나리오 설계와 실험 검증 내용을 보인다. 광역탐지 및 모니터링 시스템은 장시간 운용이 가능하되 제한적 이동이 가능한 무계류형 부이 형태를 갖는 부유식 무인이동체 플랫폼을 기반으로 개발되었으며 임무 수행에 필요한 열화상 카메라, 레이더, 부유 및 대기 HNS의 탐지를 위한 센서가 탑재되었다. 실험 검증 과정에서는 탐지 센서 성능을 야외 환경에서 실험적으로 검증하기 위해 이동식 가스 유출 시스템(Portable Gas-exposure System, PGS)을 추가로 설치하였다. 무인 시스템의 원격 및 자율 운용을 위해 전체 운용 소프트웨어는 로봇운영체제(Robot Operating System, ROS) 프레임워크를 기반으로 통합되었다. 내수면 및 실해역에서의 실험을 통해 개발된 시스템의 운용 및 활용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

合谷($LI_4$), 三間($LI_3$)의 電針刺戟이 顔面部 領域 溫度變化에 미치는 影響 (Effects on the Thermal Change of the Face Follow Electroacupunctyre on Hapkok($LI_4$), Sangan($LI_3$))

  • 윤정훈;김종한;황충연;임규상
    • 한방안이비인후피부과학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.222-247
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    • 1999
  • The back ground and purpose : The acupuncture of oriental medicine is very important in treatments. Until now it has been researched according to the meridian and qi xue(氣血) phenomenon of oriental medicine's theory. As electroacupuncture is one of acupuncture treatments, it will show more objective index to observe the meridian and qi xue(氣血) phenomenon. And then, I studied the effects on the thermal change of the face following electroacupuncture treatment. Objective and Methods : This study was performed from January 1999 to March 1999 on 10 healthy students. The objective was divided into three groups, those were the control group A(n=10), the group B(n=10) of electroacupuncture on Hapkok($LI_4$), Samgan($LI_3$) and the group C(n=10) of electroacupuncture on Shinmun($H_7$), T' ongni($H_5$). First, in the control group A, we took a picture for 10 men without any stimulation with the Digital Infrared Thermograph Imaging(D.I.T.I.) and did 3min after, 10min after, 15min after, 25min after, 45min after respectively. Second, in the electroacupuncture treatment group B, we took a picture for 10 men without any stimulation, and then treat electroacupuncture on Hapkok($LI_4$), Samgan($LI_3$) and took a picture immediately(3min after), 10min after, 15min after and remove needle and took a picture in the same way respectively. Third, in the electroacupuncture treatment group C, we took a picture for 10 men without any stimulation, and then treat electroacupuncture on Shinmun($H_7$), T'ongni($H_5$) and took a picture in the second way respectively. Results: 1. In healthy men, average skin temperture about Yonghyang($LI_{20}$) area was higher than Soryo($G_{25}$) or Chich'ang($S_4$) area. They were Soryo($G_{25}$) area $31.495{\pm}0.766^{\circ}C$, Rt. Yonghyang($LI_{20}$) area $31.664{\pm}0.936^{\circ}C$, Lt. Yonghyang ($LI_{20}$)area $31.686{\pm}0.767^{\circ}C$, Rt. Chich'ang($S_4$) area $31.226{\pm}0.875^{\circ}$, Lt. Chich'ang ($S_4$) area $31.453{\pm}0.855^{\circ}C$. 2. In the control group A, the skin temperature of Soryo($G_{25}$) showed the increase or decrease in below ${\Delta}0.1^{\circ}C\;except\;0.265{\pm}0.594^{\circ}C$ in 25min, but not significantly. 3. About Soryo($G_{25}$) area, the skin temperature decreased significantly after electroacupuncture immediately. ${\Delta}T $of the group B was $-0.970{\pm}0.87\;1^{\circ}C$, which was larger than one of the group C which was $-0.707{\pm}0.624^{\circ}C$ at 3min. And then ${\Delta}T$ of the group C was increase valuable at 25min, 45min. 4. About Yonghyang($L1_{25}$) area, the left ${\Delta}T$ of the group B showed below $0.2^{\circ}C$ or so in contrast to the right it. In the group C, on the both side showed continous increase of temperature as following times. 5. About Chich'ang($S_4$) area, the skin temperature increased valuable $0.3^{\circ}C$ or so on the both side and later inclined to decrease in the group B but not significantly. In the group C, it increased valuable on the both side. 6. The skin temperature of electroacupuncture treatment group B, C were more increase than the control group A except Lt. Yonghyang($LI_{20}$) area in the group B. The temperature of group C were more increase than the group B wholly. Conclusion : The above results indicate that D.I.T.I. is a useful method to observe and fallow-up the effects and the changes by electroacupuncture stimulation on objective evaluation of phenomenon for the meridian system and character. Thus, continuous thermographic study will be needed for more clinical application such as acupuncture and medicine or laser therapy according to oriental medicine.

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측두하악장애에서의 적외선 체열 촬영 검사의 유용성 (Infrared Thermography in the Assessment of Temporomandibular Joint Dysorder)

  • 남상건;구미숙;김양현;서정훈;신화용;최용민;김용철;이상철;이평복
    • The Korean Journal of Pain
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    • 제20권2호
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    • pp.163-168
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    • 2007
  • Background: Temporomandibular joint disorder (TMD) is a group of musculoskeletal conditions characterized by pain in the pre-auricular area, limitation of jaw movement and palpable muscle tenderness. Thermography is a nonionizing, noninvasive diagnostic alternative for the evaluation of TMD. This study was conducted to evaluate the usefulness of thermography in the assessment of TMD. Methods: Thermography was conducted on the 61 patients who had been diagnosed with TMD, and on the 34 normal symptom-free volunteers. The temperature differences between opposite sides of the temporomandibular joint (${\Delta}T_{TMJ}$) and the masseter muscle (${\Delta}T_{MST}$) were calculated. The sensitivity and specificity of thermography was calculated at the cut off values of 0.2, 0.3, and $0.4^{\circ}C$. Results: In the patient group, the ${\Delta}T_{TMJ}$ was $0.42{\pm}0.38^{\circ}C$ and the ${\Delta}T_{MST}$ was $0.38{\pm}0.33^{\circ}C$, whereas in the control group the ${\Delta}T_{TMJ}$ was $0.10{\pm}0.07^{\circ}C$ and the ${\Delta}T_{MST}\;0.15{\pm}0.10^{\circ}C$. In addition, the patient group demonstrated a significantly lower level of thermal symmetry than the control group (P < 0.001) in both the temporomandibular joints and the masseter muscles. The sensitivity of thermography at the cut off values of 0.2, 0.3 and $0.4^{\circ}C$ was 67.2, 49.2, and 42.6% in the temporomandibular joint (TMJ) and 60.7, 49.2 and 37.7% in the masseter muscle, respectively. The specificity of thermography at the cut off values of 0.2, 0.3 and $0.4^{\circ}C$ was 88.2, 100, and 100% in the TMJ and 61.8, 91.2 and 100% in the masseter muscles, respectively. The accuracy of thermography at the cut off values of 0.2, 0.3 and $0.4^{\circ}C$ was 74.7, 67.4, and 63.2% in TMJ and 61.1, 64.2 and 60.0% in the masseter muscles, respectively. Conclusions: Temperature differences exist between the opposite sides of the TMD and masseter muscles in patients with TMD. Although the sensitivity of thermography in the diagnosis of TMD is low, it has high specificity in the evaluation of TMD, and is therefore applicable to patients with TMD.

초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함 검출에 대한 연구 (A Study on Real-Time Defect Detection Using Ultrasound Excited Thermography)

  • 조재완;서용칠;정승호;정현규;김승호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.211-219
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    • 2006
  • 초음파 서모그라피는 초음파 진동 에너지 여기에 의한 물체의 표면 및 표면 아래에 존재하는 결함부위의 선택적 발열 특성을 적외선 열영상 카메라로 관측하는 것이다. 결함(균열, 박리, 공극 등) 이 존재하는 구조물에 초음파 진동 에너지를 입사시킬 경우 결함 부근에서의 국부적인 발열로 인해 건전 부위와의 급격한 온도차를 드러내는 핫 스폿이 관측된다. 초음파 진동 에너지 여기에 의한 핫 스폿 관측 및 분석을 통해 결함을 진단하는 것이 초음파 서모그라피를 이용한 비파괴 결함 진단 방법이다. 이를 이용한 결함 검출을 위해서는 초음파의 진동에너지를 검사 구조물에 효율적으로 전달하는 것이 중요하다 본 논문에서는 초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함검출에 대해 기술한다. 초음파 진동에너지의 입사 방향에 따른 결함 검출 특성을 평가하기 위해 진동에너지의 전달 방향을 시편과 수직 또는 수평방향으로 각각 입사시켰다. 각각의 입사 방향에 따른 초음파 트랜스듀서 양단에 인가되는 전압을 디지털 오실로스코우프로 계측 비교하였다. 결함 검출에 사용한 시편은 14 mm 두께의 SUS 균열(crack) 시편, PCB 기판(1.8 mm), 인코넬 600 판(1.0 mm) 및 CFRP 판(3.0 mm)의 4종류이다. 4종류의 시편에 대해 280ms 펄스폭의 초음파에너지를 수직 수평으로 각각 입사시켰다. 4종류 모두 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 전달 손실이 적었다. 복합재료인 PCB, CFRP 판은 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 결함 위치에서 열이 크게 발생하였으며 선택적 발열 현상도 3배 이상 지속되었다. 금속재료인 인코넬 600판과 SUS 시편은 수평방향이 수직방향보다 핫 스폿이 빨리 관측되었다.

드론을 활용한 도시폭염지역의 열섬 저감기법 효과 비교 분석 (Comparative Analysis of the Effects of Heat Island Reduction Techniques in Urban Heatwave Areas Using Drones)

  • 조영일;윤동현;신지영;이명진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_3호
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    • pp.1985-1999
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 EPA(Environmental Protection Agency)에서 활용하는 도시열섬 저감기법(옥상녹화, 쿨루프, 차열도료포장 및 차열블럭포장 등)을 연구지역에 적용하여 토지피복 객체간 비교 분석으로 실질적 효과 파악을 목적으로 한다. 이를 위해, 경상남도 김해시 장유무계지역을 연구지역으로 선정하고, 드론 DJI Matrice 300 RTK에 열적외선 영역센서 FLIR Vue Pro R과 가시광선 영역센서인 H20T 1/2.3" CMOS, 12 MP를 활용하여 계측하였다. 계측 일정은 7월 27일 아침 7시 15분부터 저녁 7시 15분까지 1시간 30분 간격으로 총 9장의 열지도와 비교군 토지피복 객체(711개) 열섬 저감기법 토지피복 객체(180개) 를 추출하였다. 추출한 180개의 객체 별 효과값 산출 후, 기법 종류별 효과를 종합한 결과 주간시간 기준 쿨루프 4.71℃, 옥상녹화 3.40℃, 차열도료포장 0.43℃, 차열블록포장 -0.85℃의 열섬 저감효과가 있는 것으로 분석되었다. 시간대별 효과 비교 결과 촬영일 기준 남중시각 인근인 13시에서 기법들의 열섬 저감효과가 가장 높은 것으로 나타났으며, 해당 시각을 지난 13시에서 14:30분 사이에 쿨루프 -8.19℃, 옥상녹화 -5.56℃, 차열도료포장 -1.78℃, 차열블록포장 -1.57℃의 온도 저감의 효율이 변화하였다. 본 연구는 드론과 같은 고해상도 영상을 활용하여 도시열섬 저감기법을 검증한 사례 연구이다. 향후, 고정밀 공간해상도를 가지는 초소형 위성 등의 직접적인 활용 예시가 가능할 것으로 사료된다.