• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권11호
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• pp.3544-3564
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• 2022

With the development of the NB-IoT (Narrow band Internet of Things) and smart cities, coupled with the emergence of smart smoke sensors, new requirements and issues have been introduced to study on the deployment of sensors in large spaces. Previous research mainly focuses on the optimization of wireless sensors in some monitoring environments, including three-dimensional terrain or underwater space. There are relatively few studies on the optimization deployment problem of smart smoke sensors, and leaving large spaces with obstacles such as libraries out of consideration. This paper mainly studies the deployment issue of smart smoke sensors in large spaces by considering the fire probability of fire areas and the obstacles in a monitoring area. To cope with the problems of coverage blind areas and coverage redundancy when sensors are deployed randomly in large spaces, we proposed an optimized deployment strategy of smart smoke sensors based on the PSO (Particle Swarm Optimization) algorithm. The deployment problem is transformed into a multi-objective optimization problem with many constraints of fire probability and barriers, while minimizing the deployment cost and maximizing the coverage accuracy. In this regard, we describe the structure model in large space and a coverage model firstly, then a mathematical model containing two objective functions is established. Finally, a deployment strategy based on PSO algorithm is designed, and the performance of the deployment strategy is verified by a number of simulation experiments. The obtained experimental and numerical results demonstrates that our proposed strategy can obtain better performance than uniform deployment strategies in terms of all the objectives concerned, further demonstrates the effectiveness of our strategy. Additionally, the strategy we proposed also provides theoretical guidance and a practical basis for fire emergency management and other departments to better deploy smart smoke sensors in a large space.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권4호
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• pp.192-205
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• 2009

2009년 2월 9일 화왕산에서는 대보름 행사인 '억새 태우기'가 많은 사람들이 지켜보는 가운데 시작되었지만 예상하지 못한 강풍으로 산불로 확대되어 많은 인명피해가 발생하였다. 본 연구에서는 3차원 계산 유체역학 모형인 CFD_NIMR_SNU 모형을 이용하여 복잡한 산악지역에서 국지적 가열에 따른 바람장을 모사함으로써 이날 발생한 산악 화재의 특성을 분석하였다. 화재가 발생한 지역의 지표 온도는 가열이 없을 때, $300^{\circ}C$ 및 $600^{\circ}C$ 일 때의 3가지 가열 강도조건을 주어 모사하였다. 지표 가열은 화재 발생 지역 중앙에서 수직 바람장을 $0.7m\;s^{-1}(300^{\circ}C)$와 $1.1m\;s^{-1}(600^{\circ}C)$만큼 증가시켰다. 난류운동에너지는 화재의 열에너지 자체 및 열적 순환에 의해 증가된 운동에너지에 의해 증가하였다. 화재로 인한 열은 복잡한 지형과 강한 경계 바람 조건과 함께 화왕산의 예상하지 못한 난류와 강풍 조건을 유도하였다. CFD_NIMR_SNU 모형은 인명피해를 발생시킨 산불을 이해하는데 도움이 되는 귀중한 분석 자료를 제공하였다. 모사 결과에 따르면 화재 발생 지점은 풍상측의 높은 지형으로 인하여 화재 발생 직전까지는 바람이 거의 억제되었던 것으로 보인다. 이러한 바람의 억제는 화재 발생에 따른 뜨거운 공기의 상승과 강한 경계 바람 조건에 의해 쉽게 되돌려졌다. 즉, 강한 경계 바람과 화재로 인한 가열이 함께 작용하여 강한 난류가 만들어졌고, 여러 명의 사상자가 발생한 산악 화재로 확산되었던 것이다. CFD_NIMR_SNU 모형은 중규모 모형과의 결합을 통하여 좁은 영역의 화재로 인한 난류 예보를 생산하는 등 산불 예방을 위해 활용될 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제27권1호
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• pp.37-50
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• 2024

MT 탐사는 측점 주변의 지형과 바다와 같은 외부적 환경 요인에 의해서도 자료에 영향을 받는데, 특히 섬에서 수행된 MT 탐사 자료에는 지형효과와 해양효과가 복합적으로 작용하게 되며, 올바른 해석을 위해서는 두 효과에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 지형과 해양의 영향이 포함된 MT 반응(겉보기비저항, 위상)을 분석하기 위해 깊은 바다에 둘러싸인 원뿔 형태의 소규모 섬 모델을 생성하였다. 지형만을 고려한 지형모델, 지형과 바다를 동시에 고려한 섬 모델에 대하여 2차원 순산모델링과 3차원 순산모델링을 수행하고 MT 반응을 확인하였다. 3차원 섬 모델에 대해 2차원 모델링을 수행하면, 측선의 직교 방향에 대한 지형 변화와 바다를 고려하지 못하는데, 3차원 모델링을 수행함으로써 모든 방향의 지형 변화와 섬을 둘러싼 바다를 고려한 MT 반응을 얻을 수 있었다. 언덕과 같이 주변의 기복이 심한 지형에서는 겉보기비저항 XY 성분과 YX 성분의 벌어짐 현상이 전형적으로 발생하였다. 저비저항 이상체가 해수면 아래 1 km 심도에 존재할 경우, MT 반응에서 지형과 바다로 인한 변동과 구분할 수 있으며, 심도 증가에 따라 이상체의 영향이 감쇠하였다. 다양한 조건에서 모델링을 수행하고 MT 반응을 분석함으로써, 현장 MT 자료에 대한 이해를 높이고 자료 해석에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제11권1호
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• pp.71-75
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• 2003

도로는 오랜 기간 동안 꾸준한 경제성장으로 경제적인 규모가 커짐에 따라 차량의 증가 및 대형화, 차량의 성능증대, 시간가치의 상승 및 교통의 고속화 등으로 교통상황이 크게 변화되었다. 최적 노선선정모델에 관한 연구는 컴퓨터와 지형공간정보의 발달로 인하여 1980년 후반부터 일부 연구가 이루어지고 있으며, 국내에서도 수치지형모델을 이용한 최적노선에 관한 연구를 비롯하여 토공량산정, 유토곡선출력, 자동화시스템구축등 많은 연구가 이루어지고 있다. 그리고 최근에는 컴퓨터의 발달로 VGIS(Virtual Geographic Information System)를 이용한 도로주행 시뮬레이션과 가상현실에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 노선설계에서 도로대안결정시 고려되는 주변시설 및 계발계획, 교통수요 예측등에 따른 검토 의견 외에 3차원시뮬레이션기법을 통한 경관분석과 환경영향분석요소의 추가가능성에 대하여 연구하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.275-284
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• 2007

MT 탐사 자료의 정확한 해석에 있어 중요한 지형효과를 연구하기 위해서, 언덕과 골짜기가 있는 3차원 모형에 대한 겉보기 비저항, 위상, 티퍼, induction vector, 임피던스 극도표 등을 분석하였다. 지형에 의해 왜곡되는 MT 반응을 계산하기 위해서 변유한요소법에 기초한 3차원 알고리듬을 이용하였다. 겉보기 비저항과 위상에서 지형효과는 전류의 왜곡이 주 원인이다. 티퍼의 크기는 언덕과 골짜기에서 동일하지만, 방향은 언덕에서는 중앙으로 골짜기에서는 바깥쪽으로 향했다. Induction vector의 실수성분은 언덕에서는 중앙부로 골짜기에서는 바깥쪽으로 향했으나 허수성분은 이와 반대이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제22권6호
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• pp.533-542
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• 2006

Lidar는 정확도 높은 고밀도의 점 자료를 제공함으로써 지형공간에 대한 3차원 정보를 제공한다. 특히, 산림과 같은 식생 지역에서는 레이저 신호가 투과되어 지면에서 반사되는 자료가 기록되므로 산림이 밀집하여 존재하는 공간에 대한 수치고도모델 제작에 용이하다. 이 연구에서는 우리 나라 중부지역의 산림에서 획득한 Lidar자료의 수직적 분포 특성을 살펴보고자 하며, 산림자원정보를 추출 및 수치고도자료(DEM)를 획득하기 위한 필수 과정인 지면점들을 분리하는 방법을 제안하고자 한다. Lidar 자료의 수직적인 분포는 산림을 구성하는 수종, 밀도 및 수관의 형태 등에 따라 영향을 많이 받으며, 이러한 산림에서 나타나는 Lidar 자료의 특성을 이용하여 제안된 지면점 분리 방법은 초기 수신신호(First return: FR) 및 말기 수신신호(Last Return: LR)를 함께 이용함으로써 일반적으로 지면점을 분리하는데 요구되는 임계치를 고려하지 않아도 된다는 효율성을 가진다. 제시된 방법으로 분리된 지면점을 이용하여 수치고도모델을 제작하였으며, 이를 기반으로 산림의 중요한 정보가 되는 수고, 수관울폐도 등의 임목의 생물리학적 인자를 보다 정확하게 추출할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.102-108
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• 2024

초기 도심항공 모빌리티 (UAM ; urban air mobility) 운용 과정에서는 기존 유인항공기를 위한 시계 및 계기 비행 규정을 필수적으로 준수해야하고, 기체에 탑승한 조종자와 버티포트 등 UAM 이해당사자 간 통신에서도 음성 통신이 활용되어야 하므로, UAM 운항 전 구간에서 필수적으로 VHF (very high frequency) 항공이동통신이 안정적으로 제공되어야 한다. 본 논문에서는 초기 UAM 실증 구간으로 고려 중인 한강과 인천 아라뱃길 회랑 영역과 주요 버티포트 후보지에 대한 VHF 통신 커버리지 분석 결과를 모의실험을 통해 도출하였다. 해당 영역에 대한 정밀 수치표면모델 (digital surface model) 기반의 지형 및 건물 데이터를 구축하였고, 이의 영향을 고려한 통신 품질 예측 모의실험을 실시하였다. 분석 영역에 대한 3차원 커버리지 분석 결과 300 m ~ 600 m 구간의 회랑 구간의 경우 안정적인 커버리지 확보가 가능하지만, 버티포트 주변 영역의 경우 건물 등의 영향으로 저고도 영역에서 음영지역이 일부 있어 버티포트 주변의 안정적 커버리지 확보 대책이 필요함을 확인하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제24권3호
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• pp.67-73
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• 2016

본 연구에서는 하의도 남쪽 연안지역을 대상으로 자연적 및 인공적 지형에 의한 일조차단의 영향을 평가하였다. 지리정보시스템 자료를 이용하여 대상지역의 지형공간자료를 생산하고, 태양의 방위각과 고도각을 기반으로 3차원 일조환경평가 모델링을 수행하였다. 주간시간대에는 대상지역의 약 80~90% 이상의 영역에서 일조가 형성되었으며, 특히 하지(여름철)의 경우가 일조환경이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 산악지형에 의한 일조차단의 영향은 일몰에 가까운 늦은 오후 시간대에 북쪽 주거지역에서 나타났다. 성토건설에 따라 형성되는 인공지형의 경우, 이른 오전 시간대에는 남쪽 주거지역의 일조환경에 영향을 미쳤으며, 늦은 오후 시간대에는 염전의 남서쪽 지역에 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제13권8호
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• pp.721-731
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• 2004

The dispersion of suspended particulates in the coastal complex terrain of mountain-inland basin (city)-sea, considering their recycling was investigated using three-dimensional non-hydrostatic numerical model and lagrangian particle model (or random walk model). Convective boundary layer under synoptic scale westerly wind is developed with a thickness of about I km over the ground in the west of the mountain, while a thickness of thermal internal boundary layer (TIBL) is only confined to less than 200m along the eastern slope of the mountain, below an easterly sea breeze circulation. At the mid of the eastern slop of the mountain, westerly wind confronts easterly sea breeze, which goes to the height of 1700 m above sea level and is finally eastward return flow toward the sea. At this time, particulates floated from the ground surface of the city to the top of TIBL go along the eastern slope of the mountain in the passage of sea breeze, being away the TIBL and reach near the top of the mountain. Then those particulates disperse eastward below the height of sea-breeze circulation and widely spread out over the coastal sea. Total suspended particulate concentration near the ground surface of the city is very low. On the other hand, nighttime radiative cooling produces a shallow nocturnal surface inversion layer (NSIL) of 200 m thickness over the inland surface, but relatively thin thickness less than 100m is found near the mountain surface. As synoptic scale westerly wind should be intensified under the association of mountain wind along the eastern slope of mountain to inland plain and further combine with land-breeze from inland plain toward sea, resulting in strong wind as internal gravity waves with a hydraulic jump motion bounding up to about 1km upper level in the atmosphere in the west of the city and becoming a eastward return flow. Simultaneously, wind near the eastern coastal side of the city was moderate. Since the downward strong wind penetrated into the city, the particulate matters floated near the top of the mountain in the day also moved down along the eastern slope of the mountain, reaching the. downtown and merging in the ground surface inside the NSIL with a maximum ground level concentration of total suspended particulates (TSP) at 0300 LST. Some of them were bounded up from the ground surface to the 1km upper level and the others were forward to the coastal sea surface, showing their dispersions from the coastal NSIL toward the propagation area of internal gravity waves. On the next day at 0600 LST and 0900 LST, the dispersed particulates into the coastal sea could return to the coastal inland area under the influence of sea breeze and the recycled particulates combine with emitted ones from the ground surface, resulting in relatively high TSP concentration. Later, they float again up to the thermal internal boundary layer, following sea breeze circulation.

• 한국측량학회지
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• 제25권3호
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• pp.231-238
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• 2007

본 연구에서는 가까운 장래에 실현될 GNSS(Global Navigation Positioning System) 결합측위의 가용성을 평가하기 위하여, GPS(Global Positioning System), Galileo 및 QZSS(Quasi-Zenith Satellites System)의 직달파(direct signal), 반사파(reflected signal), 회절파(diffracted signal) 식별을 위한 신호 전달 모형을 수립하고 이를 3차원 지리정보시스템과 결합함으로써, 위성 가시도와 측위 오차 요소를 모사 측정하였다. 중고층 빌딩이 밀집한 일본 동경도청 부근의 $1km{\times}1km$ 구역을 40,000개의 $5m{\times}5m$ 격자로 구획하여 실시한 시뮬레이션을 통해, GPS 측위와 GNSS 결합측위에 있어서 가시위성의 개수, 위성 고도, 정밀도 저하율(dilution of position : DOP), 의사거리 다중 경로 오차(pseudorange multipath error : PME)를 비교 평가하였다. GNSS 결합측위에서는 가시위성 및 직달파 위성의 개수가 현격히 증가함을 확인할 수 있었으며, 위성고도의 평균은 GPS 측위에서보다 약간 낮게 나타나지만, 위성들의 기하학적 배치가 양호하게 이루어져 정밀도 저하율이 매우 감소함을 알 수 있다. 고밀도 도시공간에서는 빌딩 등의 전파 반사로 인해 발생하는 의사거리 다중경로 오차를 완화하는 것이 사용자 위치 정확도를 향상시키기 위한 핵심적인 요소이므로, 수신기 안테나의 설계 및 배치, 신호처리 및 공간통계 기법 등을 GNSS 결합측위에 적합하도록 개선하는 것이 필요할 것이다.