• 제목/요약/키워드: Threat Evaluation

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중소기업 정보보호 지원 사업 성과모델 및 측정 방법에 관한 연구 (A Study on the Performance Model and Measurement Method of the SMEs Information Security Support Policy)

  • 배영식;장상수
    • 한국전자거래학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.37-52
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    • 2021
  • 코로나19의 확산으로 인하여 대면에서 비대면이 가능한 업무 환경으로 급속히 변화하고 언제 어디서나 접속이 가능한 디지털 근무 환경으로 변화하고 있어 모든 생활에 편리성을 제공하고 있다. 그러나 보안에 취약한 중소기업을 대상으로 침해사고, 개인정보 유출과 기술유출이 지속적으로 증가 추세에 있다. 중소기업은 경영여건 이유로 자체 사이버 침해에 대한 방어 능력이 부족한 것이 현실이다. 이에 정부는 2014년부터 매년 중소기업 정보보호 컨설팅 지원 사업 등을 지속적으로 추진하고 있다. 이러한 정보보호 지원 사업에 대한 효과를 극대화하고 중소기업의 정보보호 대응 능력 향상을 위해서는 객관적인 효과 측정 및 성과 평가를 실시하고 그 결과를 환류에 반영하여 사업의 실효성을 확보하고 지속적 확대 추진을 위한 근거를 마련할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 최근 비대면에 따른 중소기업에 대한 정보보호의 중요성을 감안하여 정보보호 지원 사업이 보다 지속적이고 체계적인 지원 및 효율적 관리를 위한 성과모델 및 측정 방법론을 개발하여 향후 운영 방향과 목표 설정 시 기초자료로 활용하도록 제시하고자 한다. 본 연구의 주요 방법은 국내 문헌 및 사례조사와 그 결과를 기반으로 중소기업 정보보호 지원 사업에 대한 성과 모델 및 지표를 도출하고 개발된 성과측정 지표를 검증하기 위해 전문가 자문을 활용하고, 파일럿 형태의 설문조사를 통해 평가를 수행한다. 검증된 지표를 기반으로 중소기업 정보보호 지원 사업 성과모델 및 측정 지표를 제시하고자 한다.

Traffic Calming 기법의 국내적용 위한 기초적 연구 (Basic Study of Applying Traffic Calming Method in Korea)

  • 오준서;오승훈;이병생
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4D호
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    • pp.553-557
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    • 2006
  • 자동차의 교통흐름은 도시에서는 필수 불가결한 존재로서 도시민의 활동을 위한 생활의 일부분이다. 특히 도시민의 생활공간인 주거지 주변 도로의 위협에 대한 적절한 대책이 제시되어야 하겠다. 우리나라의 경우 승용차에 대한 극단적 생활 공간의 침해로 각종 문제를 야기되고 있음은 잘 알려진 사실이다. 본 연구의 기본 목표는 이 같은 문제의 경감 혹은 방지를 위해 시행할 수 있는 Traffic Calming 의 여러 가지 기법을 좀 더 효과적으로 적용하기 위한 우리나라의 생활도로에 관한 연구이다. 본 연구에서는 Traffic Calming 기법을 국내에 도입 및 적용함에 있어서 외국과는 다른 국내의 교통환경요인들이 어떠한 영향을 미치는지에 대한 사항을 현장조사 및 실험과 SPSS를 통한 요인분석을 실시하여 고찰하였다. 평가실험과 요인분석을 통한 결과로 Traffic Calming의 적용시 교통환경에 영향을 끼치는 보행자 안전시설, 속도를 낮추는 물리적요인, 가로경관에 관한 요인, 보행자 통행여건에 관한 요인, 보행자 편의 및 환경적 요인, 차량감속의 시각적요인의 여섯가지 요인들에 의해 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 새롭게 Traffic Calming을 계획하고 시행하려는 지역에는 국내의 현실적인 생활도로의 환경요인을 고찰 및 분석하였기 때문에 Traffic Calming 기법의 효과와 영향력을 극대화 할 수 있을 것으로 기대된다.

해상교통로 상 주요 위협별 전투 효과 측정을 통한 해양 유·무인 복합체계 발전방향 (Development Direction of Maritime Manned-Unmanned Systems through Measurement of Combat Effectiveness against Major Threats on Sea Lines of Communication)

  • 김용훈;하용훈
    • 산업융합연구
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    • 제21권11호
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    • pp.29-41
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    • 2023
  • 본 연구에서는 미래 대한민국 해군의 주요 전력으로 활용될 해양 유·무인 복합체계의 해상교통로 보호 작전 수행을 가정하여 주요 위협별 전투 효과를 측정하였으며, 이를 통해 유·무인 복합체계의 발전방향을 도출하였다. 전투 효과 측정을 위해 다기준 의사 결정기법인 델파이 및 AHP 기법을 사용하였고, AHP 설문은 무기체계 전투 효과 및 유·무인 복합체계에 이해가 깊은 영관급 장교 25명 등 40명의 해군 장교를 대상으로 실시하였다. 전투 효과 측정의 평가지표로 OODA loop를 주속성으로 설정하였으며 측정 결과, Observe(0.358), Orient(0.315), Act(0.217), Decide(0.110) 순으로 나타났다. 최하위 대안인 해상교통로 상 주요 위협별 전투 효과는 대북한 위협 대응이 주변국 해상갈등 대응보다 1.68배, 초국가적 위협 대응보다는 3.61배 높게 측정되었다. 이러한 연구결과는 해양 유·무인 복합체계 획득 시 요구 기술 수준 판단 및 전력 운용 방안을 정립하는 데에 합리적인 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

맹꽁이 대체서식지 조성 평가 및 유지관리 방안 연구 - 서울시립대학교 맹꽁이 대체서식지를 사례로 - (A Study on the Evaluation and Maintenance for Alternative Habitats of the Narrow-mouth Frog (Kaloula borealis) - A Case Study on the Alternative Habitats of Kaloula borealis at the University of Seoul -)

  • 박석철;한봉호;박민진
    • 한국조경학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.76-87
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    • 2019
  • 본 연구는 서울시립대학교 맹꽁이 대체서식지의 2015~2017년 사후모니터링 이후 대체서식지 조성 평가 및 유지관리방안 도출을 목적으로 하였다. 연구대상지는 2014년에 조성되었으며, 면적은 $191m^2$이다. 조성 평가는 목표종의 서식환경 유지, 목표종의 개체수와 번식률 유지, 자생종 서식환경 유지, 자연생태계로의 회복력, 주변 환경과의 조화로 구분 평가하였다. 목표종의 서식환경 유지 측면에서 대체서식지 내 토양을 기존 맹꽁이 서식지에서 채취하여 토심 30cm 깊이로 조성하였다. 대체서식지 수원은 우수와 수돗물이라 자연적으로 이루어질 수 없으므로 맹꽁이와 함께 다른 양서류 산란 및 부화시기에 인위적인 물 공급이 매년 필요하였다. 그리고 연구대상지는 대체서식지 조성 이후 산란 및 번식을 하는 시기인 6~8월의 평균 기온이 $26.2^{\circ}C$로 맹꽁이 서식에는 어려움이 없는 것으로 판단되었다. 맹꽁이 개체수와 번식률 유지 측면에서는 맹꽁이가 점차 안정적인 서식 및 번식을 이루고 있는 것으로 평가하였다. 자생종 서식환경 유지 측면에서는 피식자 또는 포식자 특성을 고려한 식생 종 및 식생 구조 개선이 필요하였고, 환삼덩굴, 미국가막사리 등 외래종은 자생종의 습지생태계 유지를 위해 제거가 필요하였다. 자연생태계로 회복 평가에서 물빠짐 현상의 완화를 위해 수심 변화 모니터링을 통한 진흙다짐을 실시하였다. 진흙은 대상지 주변에 위치한 하늘연못 습지 바닥에서 채취하여 이설했다. 식생 관리는 부분적인 예초관리가 필요하고, 자연적인 식생 군락 형성 유도가 필요하였다. 또한 고목, 나뭇가지 등 다공질 공간을 조성하여 소생물의 서식 공간 및 은신처, 먹이 산란처를 조성할 필요가 있었다. 주변 환경과 조화 측면에서는 차량 및 보행자에 의한 양서류 로드킬, 인공 배수로에 양서류 빠짐, 주변 이용자 접근 등 위협요인 관리가 필요하였다. 대체서식지 관리방안은 모니터링 결과를 바탕으로 산란 및 은신할 수 있는 다양한 수변구조, 지속적인 수환경 관리, 자생종 서식환경 중심의 식생관리, 야생생물의 서식환경을 위한 주변 환경관리를 제시하였다. 창출형 대체서식지는 모니터링을 통해 대상지 변화 특성을 반영한 관리와 복원 목표종의 서식 환경 개선 노력이 지속적으로 필요하다.

QGIS를 이용한 InVEST 모델 서식지질 분석 및 평가 - 21개 국립공원을 대상으로 - (Habitat Quality Analysis and Evaluation of InVEST Model Using QGIS - Conducted in 21 National Parks of Korea -)

  • 장정은;권혜연;신해선;이상철;유병혁;장진;최송현
    • 한국환경생태학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.102-111
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    • 2022
  • 보호지역 중 국립공원은 생물다양성이 풍부한 곳으로 다른 곳에 비해 인간에게 제공되는 생태계서비스 혜택이 높은 편이다. 이러한 국립공원의 가치를 객관적이고 과학적인 데이터를 기반으로 관리하기 위해 생태계서비스 평가가 활용되고 있다. 생태계서비스는 공급, 조절, 문화, 지지의 4가지 서비스로 분류되며, 본 연구에서는 지지서비스 중 서식지질을 평가하였다. 서식지질 평가는 InVEST의 Habitat Quality 모델을 활용하였으며, 선행연구 분석 및 국내 보호지역 실정을 반영하여 인자별 민감도 및 서식지질 초기값 계수를 재설정하였다. 한라산국립공원을 제외한 21개 국립공원의 서식지질을 분석하고 지도화하였다. 서식지질은 0과 1사이의 값으로 나타나며, 1에 가까울수록 자연성이 높은 것으로 평가한다. 서식지질 분석결과 설악산·태백산국립공원(0.90), 지리산·오대산국립공원(0.89), 소백산국립공원(0.88) 순으로 높게 나타났다. 해안-해상형 국립공원을 제외한 18개 국립공원의 면적과 서식지질을 비교한 결과 면적이 넓을수록 전반적으로 서식지질이 높게 나타났다. 용도지구별 서식지질을 비교한 결과 공원자연보존지구, 공원자연환경지구, 공원문화유산지구, 공원마을지구 순으로 서식지질이 높게 나타났다. 서식지질 분석과 용도지구별 법적인 규제를 함께 고려하였을 때, 인위적인 행위가 제한될수록 서식지질은 높아지는 것으로 판단된다. 본 연구는 국내 보호지역 상황에 맞게 매개변수를 조정하여 21개 전 국립공원을 대상으로 서식지질 분석을 실시한 것에 의의가 있다. 적확한 수치와 지도화를 통해 직관적으로 파악이 용이하며, 향후 보호지역의 개발 및 보전에 관련한 정책 결정에 유용할 것으로 기대된다.

GIS 산업에 있어서 지리학의 역할 및 수요에 대한 분석 (The Analyses of Geographers지 Roles and Demands in Korean GIS Industries)

  • 장은미
    • 대한지리학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.643-664
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    • 2004
  • 본고는 지리학의 사회참여라는 주제 하에 한국의 지리학 전공자가 GIS 산업에 기여한 것과 수행한 역할을 가늠해보고자 시작되었다. 후학들의 기대수준과 실제적인 지리정보시스템을 비 지리학자의 요구사항과의 간격을 최소화하기 위하여, GIS 산업 현장에서 인정하고 있는 자격증 사안에 대한 소개와 향후 GIS산업의 방향을 예측하는 자료를 생산하는 것이 본고의 목적이다. 한국의 GIS 산업의 시기별 특성과 각 단계에 있어 지리학 전공자의 기여도 정리하였으며, 주요기관별 지리학 전공자의 비중 및 수행업무에 관한 인터뷰를 실시하였다. 또한 GIS 사업에 관련된 공공기관의 2003년 2004년의 중장기 기술개발 및 사업개발 계획을 분석하여 차후에 GIS 산업방향을 예측할 수 있도록 하였다. 설문지를 통하여 산업계와 연구계의 수요분석을 시행하고 그 결과는 GIS 산업의 진출을 위한 지리학과의 GIS교육의 SWOT (강점, 약점, 기회, 위협)분석으로 정리하였다. 분석결과 실습과 프로그래밍 중심의 훈련이 강조된 반면, 지리학과의 강점에 해당되는 다양한 세계 지리적 지식, 인간과 환경을 아우르는 종합적 시각. 통합능력, 학제간 연구훈련 등은 저평가되고 있었다. 대기업에서의 지리학과 전공자의 비중이 오히려 높았으며 이는 중소기업이 보다 구체적인 프로그램 구현부분에 기술적으로 치중하기 때문이다. 텔레매틱스와 같이 신성장동력으로 일컬어지는 산업에 GIS가 일부 포함되어 있기에. 지리학과의 GIS 교육은 문화지리와 연계된 지역마케팅, GIS 교육 분야, 새로운 위치기반의 서비스 모형개발 등에 기회가 있다고 여겨지며. 이는 학제간 협력 보다는 지리학내의 협동연구를 통한 핵심 역량 강화에 치중해야할 것을 시사한다. 보여준다.57장, 보조지 1장)이었으나, 수리 후 가로 25.8cm, 세로 39.4cm, 책의 두께는 1.9cm, 판본 64장(본문 57장, 보조지 1장, 겉표지 앞과 뒤 각1장, 보호지 앞과뒤 각2장)으로 가로 0.5cm, 세로 0.5cm, 두께 0.4cm, 판본 6장이 증가하는 등의 외형적 변화가 발생하였다.Polyacrylamide gel disc 전기(電氣) 영동(泳動)에서 L-c fraction은 pH 4. 3 gel에서는 명확(明確)한 단일(單一)의 단백질(蛋白質) 밴드를 보여주었으나, pH 8.3 gel에서는 아직도 두 개의 이상(以上)의 밴드가 검출(檢出)되었다. 4. 그러나 L-c fraction은 효모(酵母) 세포벽(細胞壁)의 다당류(多糖類) 성분중(成分中)에서 오직 glucan에 대한 ${\beta}-1$, 3-glucanase의 기질(基質) 특이성(特異性)만을 나타내었다. 따라서 L-c fraction을 zymolyase의 부분(部分) 정제(精製) 표품(標品)으로써 용해(溶解) 촉진(促進) 인자(因子)에 관(關)한 연구(硏究)에 제공(提供)하고져 동결(凍結) 건조(乾燥)하였다. used for court dress and official uniforms in the royal court. 4. Sa(紗) and Ra(羅) whose features have been examined we Gapsa(甲紗), Sun-in (純仁), Gosa(庫紗), Gwansa(官紗), Jusa(走紗), Eunjosa(은조사), Gwangsa(廣紗), Waesa(倭紗), Dorisa(도리사), Gong-yangsa(공양사), Rasa(羅紗), Danghangra(唐亢羅),

소하천형 호수의 수질개선을 위한 퇴적저니 처리방안 연구 (Treatment of Contaminated Sediment for Water Quality Improvement of Small-scale Reservoir)

  • 배우근;이창수;정진욱;최동호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권4호
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    • pp.31-39
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    • 2002
  • 본 연구는 소하천형 호수의 수질개선 및 친환경적 생태공원조성을 위한 퇴적저니 처리방안을 수립하기 위하여 기존에 실시된 기본계획의 타당성 및 퇴적저니의 오염도 등을 검토하고 이를 토대로 최적의 퇴적저니 처리.처분계획을 수립하는데 목적이 있다. 퇴적저니의 정확한 오염도 분석을 위하여 총 9개 지점에 대해 저니층별로 23개소에 대한 퇴적저니를 채취하여 오염도를 분석한 결과 Cu의 경우 4개 시료가 지정폐기물 기준(3mg/L)을 초과하였다. 거의 전 지점의 시료가 농경지에 대한 Cu의 토양오염우려기준(50 mg/kg)을 초과한 것으로 조사되었다 그외 Pb및 Hg은 모두 기준이하로 분석되었다. 퇴적저니의 적정 처리방안을 수립하기 위하여 유기물 및 영양염류 오염도에 따른 퇴적저니의 준설필요성 여부를 국내 팔당호 및 한강하류 적용기준과 일본 동경만 및 요코하마만 적용기준에 의거 검토하고, 또한 중금속 오염도에 따른 퇴적저니의 처리여부를 일본, 미국 및 캐나다 기준을 적용하여 검토한 결과, 유기물 및 영양염류에 대한 오염도는 심각한 수준은 아니었으며, 유해물질에 의한 오염도는 일본기준에는 대부분 만족하나 저서생물에 미치는 악영향을 기준으로 설정된 미국 및 캐나다 기준에 대해서는 모두 중간오염 또는 심한오염에 해당하는 것으로 판정되었다. 그래서 퇴적저니 처리방안을 검토하기 위하여 선진국에서 많이 사용되고 있는 퇴적저니 정화방안중 중금속 안정화에 효과적인 고형화/안정화 방안을 검토한 결과 저니내의 Cu의 용출농도를 줄일 수 있었다. 또한 혼합된 시멘트 고화체는 높은 압축강도를 나타내어 건설용 토사나 제방성토용으로 사용 가능할 것으로 생각되었다. 나타내는 결과이다. 특별히 토양내 흡착력이 약하고 지하수내에 쉽게 용해될 수 있으며 독성 및 발암성물질로 알려진 사염화탄소와 같은 염소계 유기화합물의 제거에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.3}$C(PDB)값은 -6.2~0.0$\textperthousand$범위이며, 그 기원은 대수층인 지층내 탄산염암 또는 탄산염 광물의 용해에서 유래한 무기기원 탄소로 해석된다.다.으로 변화하였으며 치료 전에 반응하지 않던 항원에 새롭게 반응하는 항체가 나타나는 경우는 드물었다.ms of chlorophyll-a concentration estimation, however, the accuracy stays very similar compared to that of the CZCS-type algorithm. This is considered to be due to the nature of in-water algorithm which relies on spectral ratio of water-leaving radiances.ethanol의 혈중농도(血中濃度)가 높을수록 더 심(甚)한 혈압강하작용(血壓降下作用)을 나타내며, ethanol 로 인(因)한 이뇨작용(利尿作用)도 ethanol 량(量)이 증가(增加)함에 따라 뇨량(尿量)도 증가(增加)함을 보여 주었다.ults showed that the overall quality of Sullungtang significantly decreased as the parity increased for Hanwoo cows. The Sullungtang extracted

국가농림기상센터 지면대기모델링패키지(NCAM-LAMP) 버전 1: 구축 및 평가 (The NCAM Land-Atmosphere Modeling Package (LAMP) Version 1: Implementation and Evaluation)

  • 이승재;송지애;김유정
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.307-319
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    • 2016
  • 국가농림기상센터(NCAM)에서는 수요자 맞춤형 영농 영림을 지원하기 위하여 전용 수치모델링시스템인 지면대기모델링패키지(LAMP) 버전 1을 구축하였다. 이 패키지는 두 가지의 큰 축으로 구성되어 있다. 하나는 WRF 기상모델과 Noah-MP 지면모델의 결합시스템인 WRF/Noah-MP 시스템이고, 다른 하나는 Noah-MP 지면 모델의 오프라인 독립구동형 1차원 버전이다. 전자는 7일 이상의 중기 기상예측 자료를 1km 내외의 고해상도로 생산하는 일을 담당하고, 후자는 대표적인 농림생태계에 대하여 1년 지면모의 자료를 15분 간격으로 생산하는 일을 담당한다. 본 연구의 목적은 NCAM-LAMP의 두 구성 요소를 간단히 설명하고, 초기의 수치모의 성능을 평가하는데 있다. WRF/Noah-MP 결합시스템은 동아시아를 포함하는 어미격자 도메인에 최고 810m의 수평 해상도를 갖는 3개의 둥지격자로 구축되었으며, 가장 안쪽 도메인은 광릉 활엽수림 관측지와 침엽수림 관측지(GDK 및 GCK)를 포함한다. 이 결합시스템은 현재 미국 환경예측센터의 FNL 자료를 초기 및 경계자료로 이용하여 구동되며, 여러 개의 약 8일 모의 결과를 연결시켜 장기간에 대한 모의 자료를 생산하였다. 정량적 검증 변수는 WRF/Noah-MP 결합시스템의 2m 기온, 10m 바람, 2m 습도, 강수이며, 기상청 ASOS 관측 자료와 WRF/Noah-MP 결합시스템 모의 자료 사이의 차이를 이용하여 각 도메인에서 동적 식생 포함 유무에 따른 모의 오차를 계산하였다. 강수 모의의 정확도는 탐지확률(POD)과 공평위협점수(ETS)로 구성된 표를 이용하여 조사하였다. 오프라인 독립구동형 지면모델은 1년 기간에 대해 모의 결과를 생산하였으며, KoFlux 관측자료와 비교하여, 순복사 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 및 토양 수분 함량을 평가하였다. WRF/Noah-MP 결합시스템의 모의 결과에 따르면, 모든 도메인 중에서 도메인 4(810m 해상도)에서 2m 기온, 10m 바람 및 2m 습도에 대하여 가장 작은 RMSE를 보였다. 동적 식생을 포함시키면 모든 도메인에서 10m 바람의 모의 오차가 감소하게 되는 경향을 보였다. 도메인 2(7,290m 해상도)에서는 강수 모의 점수가 가장 높았으나, 동적 식생을 포함시킴에 따른 효과는 별로 없었다. 독립구동형 1차원 Noah-MP의 지면모의 결과는 복사 플럭스와 토양 수분의 패턴 및 크기를 포착하였으며, 엽면적지수의 모델 입력 부분을 보충하고, 모델 물리과정의 적절한 조합을 찾아내는 노력을 통해 개선될 수 있는 여지를 남겼다.

Sentinel-1 SAR 영상을 이용한 주성분분석 및 K-means Clustering 기반 산불 탐지 (Detection of Forest Fire Damage from Sentinel-1 SAR Data through the Synergistic Use of Principal Component Analysis and K-means Clustering)

  • 이재세;김우혁;임정호;권춘근;김성용
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_3호
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    • pp.1373-1387
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    • 2021
  • 산불은 지표 에너지 균형, 사회 및 환경에 중대한 위협을 미치며, 사회경제적 손실을 일으킨다. 한편, 현재까지 널리 사용되고 있는 다중분광 위성 영상 기반 산불 피해 탐지 알고리즘은 구름으로 인한 반사도 오염으로 인해 시의적절한 산불 정보를 얻기 어려운 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 구름에 영향을 받지 않는 유럽우주국의 Sentinel-1 SAR (Synthetic Aperture Radar) 자료로부터 2019년 4월 초에 발생한 남한 강원도의 강릉·동해, 고성·속초 및 인접한 북한의 두 산불 발생 지역을 대상으로 주성분분석(Principal Component Analysis; PCA)을 포함하는 일련의 전 처리 및 K-means clustering을 이용하여 산불 피해 면적을 탐지하였다. 추정된 산불 면적은 국립산림과학원에서 남한의 두 산불에 대해 제공한 산불 피해 면적 및 강도 참조자료 및 산불 피해 탐지에 널리 사용되는 dNBR (differenced Normalized Burn Ratio)을 사용하여 검증하였다. 국립산림과학원의 참조자료 기반 검증에서 강릉·동해와 고성·속초 산불에 대해 평균 약 86%의 정확도를 보였다. dNBR을 사용한 검증에서는 남한 및 북한의 지역 모두에 대해 평균 약 84%의 정확도를 보였다. 이때, 산불 강도가 강할수록 산불 면적 탐지 성능이 높고 반대로 산불 강도가 약할수록 산불 면적 탐지 성능이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 검증된 SAR 영상을 이용한 PCA 및 K-means clustering 기반 탐지 알고리즘이 추후 구름의 영향이 크고 작은 산불이 빈번하게 발생하는 한반도에 대하여 신속한 산불 피해 면적 탐지에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

시계열 자료의 예측을 위한 자료 기반 신경망 모델에 관한 연구: 한강대교 수위예측 적용 (A Study on the Data Driven Neural Network Model for the Prediction of Time Series Data: Application of Water Surface Elevation Forecasting in Hangang River Bridge)

  • 유형주;이승오;최서혜;박문형
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.73-82
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    • 2019
  • 최근 이상기후로 인한 집중호우에 따른 하천변 사회기반시설의 침수피해가 증가하고 있으며, 침수 가능성 여부에 대한 신속한 예 경보가 필요한 실정이다. 일반적인 홍수 예 경보는 하천수위를 이용하고 있으며, 수치모형을 이용하여 하천수위를 예측하는 연구가 대부분이었다. 그러나 수치모형을 이용한 하천수위 예측은 결과가 정확한 반면 수치모의 시간이 오래 소요된다는 한계점이 있어 최근에는 인공신경망 등을 적용한 자료기반의 수위예측 모형이 많이 이용되고 있다. 하지만 기존의 인공신경망을 활용한 수위예측 연구는 시간적 매개변수를 고려하지 못하였다는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 시간적 매개변수(Time delay= 2시간)를 고려한 NARX 신경망 모형을 사용하여 한강대교의 수위를 예측하였다. 또한 NARX 모형의 적합성을 판단하기 위하여 인공신경망(ANN) 모형과, 순환신경망(RNN)모형의 결과와 비교하였다. 2009년에서 2018년까지 10년간의 수문자료를 이용하여 70%를 학습시키고 검정과 평가에 15%를 사용하여 2018년의 한강대교 3시간 후 수위를 예측한 결과 평균제곱근오차(RMSE)의 경우 ANN, RNN, NARX model이 각각 0.20 m, 0.11 m, 0.09 m, 평균절대오차(MAE)의 경우, 각각 0.12 m, 0.06 m, 0.05 m, 첨두수위 오차(Peak Error)는 각각 1.56 m, 0.55 m, 0.10 m로 나타났다. 연구 대상지역에 대한 시간적 매개변수를 고려한 예측 결과의 오차분석을 통하여 NARX 신경망 모형을 사용하는 것이 수위예측 모형 구축이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 NARX 신경망 모형이 과거의 입력자료를 고려함으로써 시계열 자료의 변동 추세도 학습 할 수 있으며, 또한 모형 내 활성함수를 쌍곡선탄젠트(Hyperbolic tangent) 및 Rectified Linear Unit(ReLU) 함수를 사용하여 고수위 예측 시에도 정확한 예측 값을 도출할 수 있기 때문이다. 그러나 NARX 신경망 모형은 시퀀스 길이가 길어짐에 따라 기울기 소실문제(Vanishing gradient)가 발생하는 한계점이 있어 향후에는 이를 보완한 LSTM(Long Short Term Model)모형을 이용하여 수위예측의 정확도를 검토하고자 한다.