• 제목/요약/키워드: Water-body detection

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2D numerical modeling of icebreaker advancing in ice-covered water

  • Sawamura, Junji
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권3호
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    • pp.385-392
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    • 2018
  • This paper presents 2D numerical modeling to calculate ship-ice interactions that occur when an icebreaker advances into ice-covered water. The numerical model calculates repeated icebreaking of an ice plate and removal of small ice floes. The icebreaking of the ice plate is calculated using a ship-ice contact detection technique and fluid-structural interaction of ice plate bending behavior. The ship-ice interactions in small ice floes are calculated using a physically based modeling with 3DOF rigid body equations. The ice plate is broken in crushing, bending, and splitting mode. The ice floes drift by wind or current and by the force induced by the ship-ice interaction. The time history of ice force and ice floe distribution when an icebreaker advances into the ice-covered water are obtained numerically. Numerical results demonstrate that the time history of ice force and distribution of ice floes (ice channel width) depend on the ice floe size, ship motion and ice drifting by wind or current. It is shown that the numerical model of ship maneuvering in realistic ice conditions is necessary to obtain precise information about the ship in ice-covered water. The proposed numerical model can be useful to provide data of a ship operating in ice-covered water.

Dynamics of Hexavalent Chromium in Four Types of Aquaculture Ponds and Its Effects on the Morphology and Behavior of Cultured Clarias gariepinus (Burchell 1822)

  • Mustapha, Moshood Keke
    • Toxicological Research
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    • 제33권2호
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    • pp.119-124
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    • 2017
  • Hexavalent chromium is a bio accumulative toxic metal in water and fish. It enters aquaculture ponds mainly through anthropogenic sources. Hexavalent chromium concentrations and its effects on the morphology and behavior of Clarias gariepinus were investigated from four aquaculture ponds for 12 weeks. Chromium was measured using diphenyl carbohdrazide method; alkalinity and hardness were measured using colometric method and analyzed with Bench Photometer. Temperature and pH were measured using pH/EC/TDS/Temp combined tester. Temporal and spatial replications of samples were done with triplicates morphological and behavioural effects of the metal on fish were observed visually. Chromium ranged from no detection to 0.05 mg/L, alkalinity 105 to 245 mg/L, hardness 80 to 165 mg/L, pH 6.35 to 8.03 and temperature 29.1 to $35.9^{\circ}C$. Trend in the chromium concentrations in the ponds is natural > earthen > concrete > collapsible. There was a significant difference (P < 0.05) in chromium, alkalinity, water hardness, pH and temperature among the four ponds. Significant positive correlation also existed between alkalinity, water hardness, pH, with chromium. Morphological and behavioural changes observed in the fish include irregular swimming, frequent coming to the surface, dark body colouration, mucous secretion on the body, erosion of gill epithelium, fin disintegration, abdominal distension and lethargy. High chromium concentration in natural pond was due to anthropogenic run-off of materials in to the pond. Acidic pH, low alkalinity, low water hardness also contributed to the high chromium concentration. Morphological and behavioural changes observed were attributed to the high concentrations, toxicity and bio accumulative effect of the metal. Toxicity of chromium to fish in aquaculture could threaten food security. Watershed best management practices and remediation could be adopted to reduce the effects of toxicity of chromium on pond water quality, fish flesh quality and fish welfare.

영산강 수계에서 과불화 화합물의 모니터링 (Monitoring of Perfluorinated Compounds (PFCs) in the Yeongsan River Water System)

  • 권범근;임채승;임혜정;나숙현;권중근;정선용
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.303-311
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    • 2015
  • 이 연구는 영산강 수계 중 수체를 대상으로 10종의 과불화 화합물 (perfluorinated compounds, PFCs)로 인한 오염실태를 파악하기 위한 모니터링을 수행 하였다. 시료채취는 영산강 전수계에 걸쳐 있는 총 18지점에서 이루어졌고, 5-6월인 봄철과 10월인 가을철 두 번에 걸쳐 시료가 채취되었다. 10종의 PFCs 오염물을 대상물질로 하여 분석한 결과, 물 시료 중 농도는 PFOS (perfluorooctanesulfonate)가 20.8-92.0 ng/L, PFOA (perfluorooctanoate)가 method detection limit (MDL)-28.40 ng/L로 검출되었으며 PFNA (Perfluorononanoate)가 MDL-42.20 ng/L, PFHxS (perfluorohexanesulfonate)가 MDL-11.47 ng/L로 나타났다. PFOS는 봄과 가을철 모두에서 검출빈도와 그 농도가 높았고, PFOA와 PFNA는 대체로 봄철이, PFHxS의 경우는 가을철에 검출빈도와 농도가 높은 것으로 조사되었다. 하지만 상기 4종을 제외한 다른 PFCs 화학종은 검출빈도가 낮고 매우 낮은 농도인 것으로 나타났다. 하 폐수처리장이 위치한 광주의 도심지역 수계지역의 수체 시료에서 검출된 PFCs의 농도는 타 영산강 수계내 수체 시료에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

Sentinel-1 위성 영상을 활용한 침수 탐지 기법 방법론 비교 연구 (Comparative study of flood detection methodologies using Sentinel-1 satellite imagery)

  • 이성우;김완엽;이슬찬;정하규;박종수;최민하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제57권3호
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    • pp.181-193
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    • 2024
  • 기후변화에 의해 발생하는 대기 불균형은 강우량의 증가로 이어지고, 침수 발생 빈도가 증가함에 따라 이를 탐지할 수 있는 기술의 필요성이 증가하고 있다. 침수 피해를 최소화하기 위해 지속적인 모니터링이 필요하며, 날씨의 영향을 받지 않는 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 영상을 활용하여 침수지역을 탐지하였다. 관측된 데이터는 median 필터를 통해 노이즈를 감소시키는 전처리 과정을 진행하였으며, 객체 탐지 기법을 통해 수체와 비수체를 분류하여 각 기법의 침수탐지 활용성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 Otsu 기법과 SVM 기법을 통해 수체 및 침수 탐지를 수행하였으며, Confusion Matrix를 통해 전체적인 모델의 성능을 평가하였다. Otsu 기법은 수체와 비수체의 경계를 구분하는데 적합함을 보였으나, 혼합물의 영향을 받아 오탐지의 비율이 높게 나타났다. 반면, SVM 기법을 사용한 경우, 오탐지 비율이 낮고 혼합물에 의한 영향에 민감하지 않은 것으로 관측되었다. 이에 따라 침수 상태를 제외한 다른 조건에서 SVM 기법의 정확도가 높게 나타났다. Otsu 기법이 침수 조건에서 SVM 기법보다 다소 높은 정확도를 보였지만, 정확도의 차이가 5% 미만임을 확인할 수 있었다(Otsu: 0.93, SVM: 0.90). SVM 기법이 Otsu 기법보다 침수 전, 침수 후의 조건에서 정확도 차이가 최대 15% 이상 발생하여 수체 및 침수탐지에 더 적합하게 나타났다(Otsu: 0.77, SVM: 0.92). 이러한 결과는 SVM 기법이 수체 및 침수탐지에서 효과적으로 활용될 수 있음을 시사하며, 미래의 수재해 탐지 시스템에 적용될 때 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Sentinel-1 SAR 영상과 AI 기법을 이용한 국내 중소규모 농업저수지의 수표면적 산출 (An Artificial Intelligence Approach to Waterbody Detection of the Agricultural Reservoirs in South Korea Using Sentinel-1 SAR Images)

  • 최소연;윤유정;강종구;박강현;김근아;이슬찬;최민하;정하규;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_3호
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    • pp.925-938
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    • 2022
  • 농업용 저수지는 전국적으로 중요한 수자원으로 기후변화에 따른 가뭄과 같은 이상기후의 영향에 취약한 특성을 가지며 적절한 운영을 위해 강화된 관리가 필요하다. 지속적인 모니터링을 통한 수위 추적(water level tracking)이 필요하지만 현실적인 문제로 현장 실측 및 관측이 어려운 실정이다. 본 연구는 저수지 수표면적을 측정하기 위해 광역 모니터링이 가능한 위성레이더 자료를 이용하여 4가지 AI 모델 간의 수체 탐지 성능에 대해 객관적인 비교를 제시한다. 위성 레이더자료는 Sentinel-1 SAR 이미지를 사용하였으며, 광학영상과 달리 기상환경에 영향을 적게 받기 때문에 장기 모니터링에 적합하다. 드론 이미지, Sentinel-1 SAR 그리고 DSM 데이터를 사용하여 Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Artificial Neural Network (ANN), Automated Machine Learning (AutoML)의 4가지 AI 모델을 구축했다. 연구대상 저수지는 총 22개소로 유효저수량이 30만톤 미만의 중소형 저수지이다. 총 45개 이미지가 모델 훈련과 검증에 사용되었으며, 연구 결과 AutoML 모델이 Accuracy=0.92, mIoU=0.81로 다른 3가지 모델에 비해 수체 픽셀 분류에서 0.01-0.03 더 나은 것을 보여주었다. 해당 결과는 SAR 영상으로부터 AutoML을 이용한 중소형 저수지 대상의 수체 분류 기법이 기존의 머신러닝 기법만큼의 성능을 보이는 것을 보여주었고, 학습을 통한 수표면적 분류 기술의 저수지 모니터링에 대한 적용 가능성을 보여주었다.

평택호 상류 지역 참붕어에 있어서 간흡충 피낭유충의 조사성적 (A Survey on Metacercariae Infection of Clonorchis sinensis on the Fish Host, Pseudorasbora parva from the Upper Stream of Phoung-tack Stream, Kyungki Province)

  • 전계식;김태선
    • 한국환경보건학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.100-103
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    • 1998
  • A survey on the incidence of metacercariae infection of Clonorchis sinensis in the fresh water fish, Pseudorasbora parva which is well known as the second intermediate host for this fluke was carried out in the upper stream of Phoung-tack stream, Kyungki province during the period of October to November 1997. Forty fish in P. parva were collected by netting, or using the bait in transparent bowls from the two different districts located in Osung-myun, Phoungtack-gun and transported to the laboratory. The body length and weight were measured. They were from 5.0 to 7.6 cm in length and 1.0 to 5.0 g in weight. A total of 40 P. parva were divided 3 groups by the size (70-79, 60-69 and 50-59 mm) and were digested by artificial digestion with pepsin-Hcl solution in a 36$\circ$C incubator and then examined the infection density of metacercariae of the fresh water fish under a binocular dissecting microscope. The incidence of metacercariae infection in P. parva was 406 of 40 examined and the metacercariae detection rate showed 77.5%. The average number of metacercariae detected in P. parva was 10.2. The results of the survey indicate that Clonorchis sinensis infection may occur by consuming raw fresh water fish caught from the upper stream of Phoungtackho, Kyungki province.

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RADARSAT SAR 자료를 이용한 제주도 선구조 연구 및 용천 특성 연구 (RADARSAT SAR Investigations of Lineament and Spring Water in Cheju Island)

  • 원중선;류주형;지광훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.325-342
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    • 1998
  • 제주도 지질학적 선구조 및 용천연구를 위한 RADARSAT SAR의 활용 타당성 검토 연구가 Candain space agency의 도움으로 얻어진 2종류 다른 모드를 갖는 SAR 자료를 이용하여 수행되었다. 제주도는 현무암이 우세한 화산섬으로 지질학적 선구조의 발달이 매우 미약하나, 본 연구결과 기존에 Landat TM 만을 이용하여 얻어진 선구조보다 많은 선구조를 추출할 수 있었다. 이는 특히 TM 과 다른 관측방향과 입사각을 갖는 RADARSAT SAR 영상자료를 함께 사용함으로서, 보다 다양한 파장과 관측형태를 활용할 수 있는 장점을 극대화 할 수 있는 것으로 사료된다. 본 지역에서 연안에 발달한 용천의 분포와 선구조 혹은 수계망과의 연관은 거의 없는 것으로 사료되나, 중산간 지역에 발달한 일부 용천은 선구조와 연관되어 발달한 것으로 사료된다. SAR 및 광학원격탐사 자료를 이용한 용천의 위치파악을 위한 연구결과는 계상보다 힘든 것으로 나타났다. 이를 위해 열적외선 관측자료를 이용한 연안의 온도분포와 관측된 SAR 자료로부터 정규화된 레이더단면을 이용한 분석이 실시되었다. 해수의 온도는 소규모의 온도 이상분포가 방사상으로 나타나는 경우 가장 용천의 위치와 연관성이 높은 것으로 판단되나 해상도가 충분하지 못하며, SAR 의 경우 해상의 상태와 speckle 잡음의 영향으로 육지에 어느 정도 대규모의 저수지가 발달하지 않은 경우를 제외하고는 용천의 위치를 파악하는 데는 효과적이지 못한 것으로 나타났다. 본 지역에 얻어지는 SAR 자료의 speckle 및 영상특성은 입사각에 매우 민감하며, 특히 작은 입사각을 갖는 ERS-1의 경우가 비교적 큰 입사각을 갖는 RADARSAT SAR 영상보다 낮은 speckle 잡음비와 구조적 특징을 잘 반영하였다. 따라서 향후 제주도 지역에 대한 RADARSAT SAR 영상 획득을 위해서는 약 30$^{\circ}$이하의 낮은 입사각을 갖는 모드를 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

국내산 물벼룩 Daphnia sp.를 이용한 연속적인 수질모니터링 장치 개발 (Development of Continuous Water Quality Monitoring System using the Daphnid Daphnia sp.)

  • 윤성진;이성규;박한오
    • 한국물환경학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.36-43
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    • 2008
  • To develop the continuous water quality monitoring system using the daphnid Daphnia sp., the growth of test animal, sensitivity, and behaviour response of toxicants were observed. Growth of test animal significantly increased with increasing the food density under the 90~105 mg/L ($CaCO_3$) hardness, except the concentration of food (Chrollela sp.) was exceeded than optimal food supply. Behaviour responses of test animals were continuously analyzed by changes of fractal dimension value (FDV). The FDV sharply decreased after exposure to the concentrations of 0.13 mg/L copper, 0.06 mg/L lead, and 0.38 mg/L cadmium. In these concentrations, mortality and abnormal behaviour of daphnids exhibited within ca. 1.0-h after exposure. Comparison of 24-h $LC_{50}$ values with other zooplankton species indicated that sensitivity of the Daphnia sp. was higher than most zooplankton for lead, and brain shrimp, rotifer, and water flea (Ceriodaphnia dubia, D. magna) for copper, and brain shrimp, water flea (D. lumholzi), and amphipod for cadmium. Based on the above experimental results, significant relationship between toxicity and behaviour response of Daphnia sp. was supported the high potential of water quality monitoring system. Consequently, behavioural monitoring method in this study suggests a good estimation tool for detection of the discharged toxicants in water body and for ecotoxicological assessment aquatic organisms.

Collimator Detector Response(CDR) 회복이 적용된 SPECT/CT에서 검출거리에 따른 정량적 정확성 평가 (The Evaluation of Quantitative Accuracy According to Detection Distance in SPECT/CT Applied to Collimator Detector Response(CDR) Recovery)

  • 김지현;손현수;이주영;박훈희
    • 핵의학기술
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    • 제21권2호
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    • pp.55-64
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    • 2017
  • 최근 SPECT/CT의 보급과 함께 다양한 영상보정 방법들을 빠르고 정확하게 적용할 수 있게 되면서, 영상품질 향상과 더불어 정량적 정확성까지 기대할 수 있게 되었다. 그중 Collimator Detector Response (CDR) 회복(recovery)은 검출기면의 거리로부터 발생된 blurring 효과를 보상하여 분해능 회복을 목적으로 하는 보정방법이다. 본 연구에서는 SPECT/CT 영상에서 CDR recovery 가 적용되었을 때 검출거리 변화에 따른 정량적 변화를 알아보고자 하였다. 검출거리의 변화에 따른 획득 계수의 차이를 알아보고자 검출거리를 궤도방식(obit type)에 따라 Circular는 X, Y축 반경 30 cm, Non-Circular는 X, Y축 반경 21 cm, 10 cm, Non-Circular Auto(=Auto Body Contouring_ ABC, spacing limit 1 cm)로 설정하였고, 재구성 방법은 CDR recovery(CDRr)의 사용 유/무에 따른 계수 회복 차이를 알아보고자 OSEM (w/o CDRr)와 Astonish(3D-OSEM with CDRr)로 구분하여 적용하였다. 이 때 감쇠, 산란, 붕괴 보정은 모든 영상에 공통 적용하였다. 정량적 평가를 위해 교정인자(calibration factor_CF) 산출을 목적으로 교정영상(cylindrical phantom, $^{99m}TcO_4$ 123.3 MBq, 물 9293 ml)을 획득하였고, 팬텀 실험을 위하여 50 cc 주사기에 물 31 ml를 채우고 $^{99m}TcO_4$ 123.3 MBq를 설정하여 팬텀영상을 획득하였다. 팬텀 영상에서 주사기 전체 체적에 VOI(volume of interest)를 설정하여 각 조건별로 총 계수 값을 측정하였고, CF를 적용시켜 설정된 참값 대비 추정값의 오차를 구하여 보정에 따른 정량적 정확성을 확인하였다. 산출된 CF는 154.27 (Bq/ml/cps/ml)이며, 각 조건별 영상에서 참값 대비 추정값은 OSEM에서 Circular 86.5%, Non-Circular 90.1%, ABC 91.3% Astonish에서 Circular 93.6%, Non-Circular 93.6%, ABC 93.9%으로 분석되었다. OSEM은 검출거리가 가까울수록 정확성이 높아졌으며, Astonish의 경우에는 거리와 상관없이 거의 유사한 값을 나타내었다. 오차는 OSEM Circular(-13.5%)에서 가장 크고, Astonish ABC(-6.1%)에서 가장 적었다. SPECT/CT영상에서 CDR recovery 적용을 통한 거리보상이 이루어 졌을 때 검출거리가 먼 조건에서도 근접검출과 거의 동일한 정량적 정확성을 보였고, 검출거리의 변화에 영향을 받지 않고 정확한 보정이 가능한 것을 확인 할 수 있었다.

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인진의 안정성에 대한 연구 - 주산$\cdot$수유기 생식 독성을 중심으로 - (Studies on the Safety of Artemisiae Capillaris Herba - With the Perinatal and Lactational Reproductive Toxicity -)

  • 왕오호;박재현
    • 대한한의학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.32-51
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    • 2005
  • Objectives: To study the effect of Artemisiae Capillaris Herba extracts, that have been used as oriental medicine to treat liver disease, on the perinatal and lactational n;)productive toxicity of SD rats when administered by oral lavage. Methods: Female SD rats were dosed from 6 days of gestation to 3 weeks postpartum. This was conducted in accordance with the recommendations of the KFDA Guidelines for Detection of Toxicity to Reproduction for Medicinal Products. Results: No Artemisiae Capillaris Herba extracts treatment-related changes in clinical signs, mortalities, implantation number, dead fetus number, loss rate of fetus, number of live young, survival rate of fetus, sex ratio of live young, external anomalies, pregnancy periods, viability index, lactational index, survival rate of litters at 4 days after birth or delivery index were demonstrated in any dosed levels in this study. However, the body weight and gains, food consumption and absolute organ weights of brain, adrenal glands, liver, spleen, kidney, ovaries and heart were significantly increased in 2000 or 1000mg/kg-dosing groups and the relative organ Weights of adrenal glands were significantly increased in 2,000mg/kg-dosing groups. Therefore, it was concluded that this increase was natural according to growth. Also, no changes of gross findings, clinical signs, mortalities, body weight and gains, physical development results, necropsy findings, organ weight, faculty test, open filed test and water-filled simple T-maze test, copulation, fertility, pregnancy indices, body weight and gains during gestation periods, necropsy findings, corpora lutea number, implantation number, implantation rate, dead fetus number, post-implantation loss rate, live young, post-implantation survival rate, sex ratio of live young, external anomalies and individual body weights of live young were demonstrated in any dosed levels in this study. Conclusions: It is considered that the NOAEL (No-Observed-Adverse-Effect Level) for perinatal and lactational reproductive toxicity of Artemisiae Capillaris Herba extracts was up to 2000mg/kg/day because no changes of other perinatal and lactational reproductive indices were demonstrated.

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