• 제목/요약/키워드: aerosol classification

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405 nm 광원을 이용한 생물입자탐지기의 에어로졸 분석성능 (The performance of Bio-aerosol Detection System (BDS) with 405 nm laser diode)

  • 정영수;정유진;이종민;최기봉
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.25-31
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    • 2017
  • This paper offer the characteristics for the detection and classification of biological and non-biological aerosol particles in the air by using laser-induced-fluorescence (LIF) based Bio-aerosol Detection System (BDS). The BDS is mainly consist of an optical chamber, in-outlet nozzle system, 405 nm diode laser, an avalanche photo detector (APD) for scattering signal and photomultiplier tubes (PMT) for fluorescence signals in two different wavelength range ; F1, 510-600 nm and F2, 435-470 nm. The detection characteristics, especially ratio of fluorescence signal intensity were examined using well-known components : polystylene latex (PSL), fluorescence PSL, $2{\mu}m$ of SiO2 micro sphere, dried yeast, NADH, ovalbumin, fungicide powder and standard dust. The results indicated that the 405 nm diode laser-based LIF instrument can be a useful bio-aerosol detection system for unexpected biological threaten alter in real-time to apply for dual-use technology in military and civilian fields.

한반도 에어로졸 라이다 네트워크(KALION)의 에어로졸 유형 구분 및 질량 농도 산출 알고리즘 (The KALION Automated Aerosol Type Classification and Mass Concentration Calculation Algorithm)

  • 여희동;김상우;이철규;김덕현;김병곤;김세원;남형구;노영민;박수진;박찬봉;서광석;최진영;이명인;이은혜
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.119-131
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    • 2016
  • 한반도 에어로졸 라이다 관측 네트워크(Korea Aerosol Lidar Observation Network; KALION)의 라이다 관측자료 처리 및 실시간 표출을 위한 표준 알고리즘을 개발하였다. KALION 표준 알고리즘은 라이다 관측으로부터 얻어진 후방산란강도와 편광소멸도 자료를 이용하여 (1) 에어로졸과 구름 구분, (2) 에어로졸 유형 구분, (3) 에어로졸 소산계수 그리고 (4) 에어로졸 질량농도를 산출하는 단계로 구성이 되어 있다. 에어로졸의 유형은 후방산란강도와 편광소멸도 자료에 근거하여, (대륙 기원) 청정기단 에어로졸(clean continental aerosol), 황사(dust aerosol) 그리고 오염 입자(polluted continental/urban pollution aerosol)로 구별된다. 에어로졸 소산계수에 필요한 라이다 상수는 약 9년간의 라이다와 스카이 라디오미터 자료로부터 도출된 63.31 sr을, 에어로졸 질량소산효율은 약 9년간의 라이다와 기상청 Particulate Matter($PM_{10}$) 질량농도 자료를 이용하여 도출된 $3.36m^2\;g^{-1}$ (황사는 $1.39m^2\;g^{-1}$)을 적용한다. 2015년 3월 28일부터 30일까지 라이다 관측 사례(서울 관악)에서 KALION 표준 알고리즘을 통해 산출된 에어로졸 유형 구분, 특히 황사 판별 결과는 기상청의 황사 보고와 잘 일치하였으며, 2006년 6월부터 약 9년 동안의 라이다 관측자료로부터 산출된 에어로졸 질량농도 역시 지상 $PM_{10}$ 농도와 약 $3{\mu}g\;m^{-3}$ 내에서 잘 일치하였다. 향후 에어로졸의 유형에 따른 서로 다른 라이다 상수 및 에어로졸 질량소산효율 적용 알고리즘, 빙정 구름(ice cloud)과 물방울 구름(water droplet cloud) 구분 알고리즘, 그리고 운저 고도와 혼합고 판별 알고리즘을 개발할 계획에 있다.

Himawari-8/AHI 관측자료를 이용한 주요 대기 에어로솔 탐지 및 분류 방법 (Detection and Classification of Major Aerosol Type Using the Himawari-8/AHI Observation Data)

  • 이권호;이규태
    • 한국대기환경학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.493-507
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    • 2018
  • Due to high spatio-temporal variability of amount and optical/microphysical properties of atmospheric aerosols, satellite-based observations have been demanded for spatiotemporal monitoring the major aerosols. Observations of the heavy aerosol episodes and determination on the dominant aerosol types from a geostationary satellite can provide a chance to prepare in advance for harmful aerosol episodes as it can repeatedly monitor the temporal evolution. A new geostationary observation sensor, namely the Advanced Himawari Imager (AHI), onboard the Himawari-8 platform, has been observing high spatial and temporal images at sixteen wavelengths from 2016. Using observed spectral visible reflectance and infrared brightness temperature (BT), the algorithm to find major aerosol type such as volcanic ash (VA), desert dust (DD), polluted aerosol (PA), and clean aerosol (CA), was developed. RGB color composite image shows dusty, hazy, and cloudy area then it can be applied for comparing aerosol detection product (ADP). The CALIPSO level 2 vertical feature mask (VFM) data and MODIS level 2 aerosol product are used to be compared with the Himawari-8/AHI ADP. The VFM products can deliver nearly coincident dataset, but not many match-ups can be returned due to presence of clouds and very narrow swath. From the case study, the percent correct (PC) values acquired from this comparisons are 0.76 for DD, 0.99 for PA, 0.87 for CA, respectively. The MODIS L2 Aerosol products can deliver nearly coincident dataset with many collocated locations over ocean and land. Increased accuracy values were acquired in Asian region as POD=0.96 over land and 0.69 over ocean, which were comparable to full disc region as POD=0.93 over land and 0.48 over ocean. The Himawari-8/AHI ADP algorithm is going to be improved continuously as well as the validation efforts will be processed by comparing the larger number of collocation data with another satellite or ground based observation data.

2011~2013년 한반도에서 관측된 다양한 연무의 분류 및 광학특성 (Classification of Various Severe Hazes and Its Optical Properties in Korea for 2011~2013)

  • 이규민;은승희;김병곤;장문정;박진수;안준영;정경원;박일수
    • 대기
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    • 제27권2호
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    • pp.225-233
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    • 2017
  • Korea has recently suffered from severe hazes, largely being long-range transported from China but frequently mixed with domestic pollution. It is important to identify the origin of the frequently-occurring hazes, which is however hard to clearly determine in a quantitative term. In this regard, we suggest a possible classification procedure of various hazes into long-range transported haze (LH), Yellow Sand (YS), and urban haze (UH), based on mass loading of fine particles, time lag of PM mass concentrations between two sites aligned with dominant wind direction, backward trajectory of air mass, and the mass ratio of PM2.5 to PM10. The analysis sites are Seoul (SL) and Baengnyeongdo (BN), which are distant about 200 km from each other in the west to east direction. Aerosol concentrations at BN are overall lower than those of SL, indicative of BN being a background site for SL. We found distinct time lag of PM2.5 and PM10 concentrations between BN and SL in case of both LH and YS, but the intensity of YS being stronger than LH. Time scale (e-folding time scale) of LH appears to be longer and more variable than YS, which implies that LH covers much larger spatial scale. In addition, we found linear and significant correlations between ${\tau}_a$ obtained from sunphotometer and ${\tau}_{cal}$ calculated from surface aerosol scattering coefficient for LH episodes, relative to few correlation between those for YS, which might be associated with transported height of YS being much higher than LH. Therefore surface PM concentrations for the YS period are thought to be not representative for vertical integrated amount of aerosol loadings, probably by virtue of decoupled structure of aerosol vertical distribution. Improvement of various hazes classification based on the current result would provide the public as well as researchers with more accurate information of LH, UH, and YS, in terms of temporal scale, size, vertical distribution of aerosols, etc.

대기복사모형을 이용한 위성영상의 대기보정에 관한 연구 (A Study on Atmospheric Correction in Satellite Imagery Using an Atmospheric Radiation Model)

  • 오성남
    • 대기
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    • 제14권2호
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    • pp.11-22
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    • 2004
  • A technique on atmospheric correction algorithm to the multi-band reflectance of Landsat TM imagery has been developed using an atmospheric radiation transfer model for eliminating the atmospheric and surface diffusion effects. Despite the fact that the technique of satellite image processing has been continually developed, there is still a difference between the radiance value registered by satellite borne detector and the true value registered at the ground surface. Such difference is caused by atmospheric attenuations of radiance energy transfer process which is mostly associated with the presence of aerosol particles in atmospheric suspension and surface irradiance characteristics. The atmospheric reflectance depend on atmospheric optical depth and aerosol concentration, and closely related to geographical and environmental surface characteristics. Therefore, when the effects of surface diffuse and aerosol reflectance are eliminated from the satellite image, it is actually corrected from atmospheric optical conditions. The objective of this study is to develop an algorithm for making atmospheric correction in satellite image. The study is processed with the correction function which is developed for eliminating the effects of atmospheric path scattering and surface adjacent pixel spectral reflectance within an atmospheric radiation model. The diffused radiance of adjacent pixel in the image obtained from accounting the average reflectance in the $7{\times}7$ neighbourhood pixels and using the land cover classification. The atmospheric correction functions are provided by a radiation transfer model of LOWTRAN 7 based on the actual atmospheric soundings over the Korean atmospheric complexity. The model produce the upward radiances of satellite spectral image for a given surface reflectance and aerosol optical thickness.

고성능 터보분급기의 분급 특성 (Classification Characteristics of High Efficient Turbo Classifier)

  • 송동근;홍원석;한방우;김학준;허병수;김용진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2423-2428
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    • 2008
  • A turbo classifier having a rotating rotor of two stage classification region has been developed to have a cut size of 1 micro meter. Particle number concentrations were counted using Aerosol Particle Sizer (APS, TSI co., USA) at inlet and outlet of the classifier. Partial classification efficiency was obtained at various rotation speeds, total flow rates, and feed rates of powders, and classification characteristic depending on design parameters was discussed. Classification performance was enhanced as rotation speed of rotor increased and total flow rate decreased.

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회전체 분급기의 원리 및 연구 개발 동향 (Research and development of centrifugal classifiers: A review)

  • 송동근;한방우;김학준;김용진;정상현;홍원석
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.37-50
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    • 2008
  • Concerns on centrifugal classifiers, of which have cut sizes are below few micrometers, have been increased and it is prospected to be used in extensive industries, such as manufacturing the fine minerals, cosmetics, advanced electric materials, and life science. This paper reviews the recent progress of research and development on the centrifugal classifiers. General categorization of classifiers for feeds was assessed and separation mechanism of the classifiers was followed. History of centrifugal classifiers was explored and some points to be improved were briefly indicated. Fundamental theory of the classification by centrifugal classifiers was pearly studied, and advanced and further understandings on factors affecting the separation or grading efficiency are described. Factors determining the classification precision and efficiency of centrifugal classifiers, such as geometry, rotational speed and inclined angle of rotating vanes, feed and air flow rates, and rotor dimensions are reviewed.

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에어로졸 종류 구분을 위한 MODIS 에어로졸 자료의 적용 (Application of MODIS Aerosol Data for Aerosol Type Classification)

  • 이동하;이권호;김영준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.495-505
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    • 2006
  • 에어로졸 종류별 구분을 위하여, 2005년 한해 동안 동북아시아지역을 대상으로 MODIS 에어로졸 자료인 에어로졸 광학두께(AOT)와 미세입자 비율(FF)을 분석하였다. 동북아시아 (북위 $20\sim50$도, 동경 $110\simt50$도)의 해양에서 관측된 에어로졸 자료를 이용하였다. AOT와 FF의 상호관계를 이용하면 주요 3가지 대기 오염 에어로졸인 먼지 입자, 해염입자, 오염 입자를 구분할 수 있다. 먼지 입자의 경우 주로 높은 AOT (>0.3)와 낮은 FF(<0.65)의 특징으로 봄철 빈번히 발생한다. 2005년 봄철 평균 AOT에 대한 먼지 입자의 기여도가 24.0%로 다른 계절보다 큼을 알 수 있다. 주로 인위적으로 발생하는 오염입자의 경우 높은 FF(>0.65)와 넓은 AOT범위에서 관측되었다. 여름철 오염입자의 평균 AOT는 $0.31{\pm}0.05$이고 전체 AOT에 대한 기여도는 79.8%로 여름철 오염 입자에 의한 영향이 큼을 알 수 있었다. 해염입자의 특징으로는 대부분의 AOT가 0.1이하로 낮은 AOT(<0.3)값이 나타났으며 FF의 경우 먼지입자보다는 크고 오염입자보다는 낮은 범위의 값이 주로 나타났다. 계절적으로 봄철$(0.33{\pm}0.11)$에 가장 높은 AOT값이 나타났으며(FF; $0.66{\pm}0.21$), 가을철 가장 낮은 AOT$(0.19{\pm}0.05)$값이 나타낫다(FF; $0.60{\pm}0.14$). 공간분포 특징으로는 중국연안으로 갈수록 높아지는 AOT특징이 나타났고, 이는 편서풍대에 속하는 관측지역의 지형학적인 특징으로 인해 중국대륙의 공단지역에서 발생한 에어로졸의 이동 때문인 것으로 여겨진다.증권업자의 중개활동으로 간주되어야 한다. 채권 ETS의 중개 규모가 일정 수준을 넘어설 경우 거래소에 준하는 보고, 공시 및 감시 요건이 부과되는 것이 바람직하다. 다섯째, 채권시장의 효율성을 강화하기 위해서 채권 ETS에 대해서 적용되는 투명성 강화, 시장분할 방지, 공정거래 등에 대한 규제는 거래 대상의 특성에 따라서 탄력적으로 조정될 수 있어야 한다.\pm}8.93ppm,\;20.19{\pm}0.97ppm,\;15.19{\pm}1.66ppm,\;21.20{\pm}1.88ppm,\;15.71{\pm}0.91ppm,\;55.48{\pm}2.42ppm,\;52.12{\pm}2.44ppm,\;23.80{\pm}1.98ppm$ 그리고 $11.14{\pm}0.51ppm$인 것으로 나타났다(비타민 C의 $SC_{50}$ 값:$9.61{\pm}0.93ppm$). 특히 마테 추출물과 솔잎 추출물은 총 페놀 함량이 높으면서 DPPH 라디칼과 superoxide anion 라디칼을 동시에 효율적으로 포착하는 효능을 지니고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 마테와 솔잎의 상업적인 추출물은 기능성 항산화제로서 유용한 소재로 사용 가능 할 것으로 사료된다.트폴리오보다 약 5배정도의 높은 1개월 평균초과수익률을 실현하였고, 반전거래전략의 유용성을 충분히 발휘하기 위하여 장단기의 투자기간을 설정할 경우에 6개월에서 36개월로 이동함에 따라 6개월부터 24개월까지는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간은 24개월이하의 중단기가 적합함을 발견하였다. 이상의 행태적 측면과 투자성과측면의 실증결과를 통하여 한국주식시장에 있어서 시장수익률을 평균적으로 초과할 수 있는 거래전략은 존재하므로 이러한 전략을 개발 및 활용할

DMA를 이용한 나노 입자의 크기 분류법에 대한 이해와 성능개선 (Understanding Size Selection of Nanoparticles Using a Differential Mobility Analyzer (DMA) and Its Performance Enhancement)

  • 김석환;김상욱;이동근
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.33-43
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    • 2014
  • A differential mobility analyzer (DMA) has been widely used as a standard tool for classifying nanoparticles with a certain size. More recently, several new types of DMA have been tested in an attempt to produce size-monodisperse nanoparticles. It is a bit surprise to see how simple the working theory of the DMA is. Although the theory was demonstrated quite successful, no one can guarantee whether the theory still works in another geometry of the DMA. In this regard, we first investigated the validity of the theory under various working conditions and then moved to check the validity upon minor change in its design. For the valid test, we compared the results with those obtained from a computational fluid dynamics.

GEMS 영상과 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지 (Detection of Wildfire Smoke Plumes Using GEMS Images and Machine Learning)

  • 정예민;김서연;김승연;유정아;이동원;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_3호
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    • pp.967-977
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    • 2022
  • 산불의 발생과 강도는 기후 변화로 인하여 증가하고 있다. 산불 연기에 의한 배출가스 대기질과 온실 효과에 영향을 미치는 주요 원인 중 하나로 인식되고 있다. 산불 연기의 효과적인 탐지를 위해서는 위성 산출물과 기계학습의 활용이 필수적이다. 현재까지 산불 연기 탐지에 대한 연구는 구름 식별의 어려움 및 모호한 경계 기준 등으로 인한 어려움이 존재하였다. 본 연구는 우리나라 환경위성 센서인 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS)의 Level 1, Level 2 자료와 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지를 목적으로 한다. 2022년 3월 강원도 산불을 사례로 선정하여 산불 연기 레이블 영상을 생성하고, 랜덤 포레스트 모델에 GEMS Level 1 및 Level 2 자료를 투입하여 연기 픽셀 분류 모델링을 수행하였다. 훈련된 모델에서 입력변수의 중요도는 Aerosol Optical Depth (AOD), 380 nm 및 340 nm의 복사휘도 차, Ultra-Violet Aerosol Index (UVAI), Visible Aerosol Index (VisAI), Single Scattering Albedo (SSA), 포름알데히드, 이산화질소, 380 nm 복사휘도, 340 nm 복사휘도의 순서로 나타났다. 또한 2,704개 픽셀에 대한 산불 연기 확률(0≤p≤1) 추정에서 Mean Bias Error (MBE)는 -0.002, Mean Absolute Error (MAE)는 0.026, Root Mean Square Error (RMSE)는 0.087, Correlation Coefficient (CC)는 0.981의 정확도를 보였다.