• 제목/요약/키워드: classification trees

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하천 내 지표 피복 분류를 위한 Sentinel-2 영상 기반 랜덤 포레스트 기법의 적용성 연구 - 내성천을 사례로 - (Application study of random forest method based on Sentinel-2 imagery for surface cover classification in rivers - A case of Naeseong Stream -)

  • 안성기;이찬주;김용민;최훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제57권5호
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    • pp.321-332
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    • 2024
  • 하천 공간의 지표 피복 현황 파악은 하천 관리 및 홍수 재해 예방에 필수적이다. 기존 조사 방법은 전문가에 의한 식생 판독을 통한 식생도 작도 방법이나 식생지수를 활용하는 방법이 활용되어 왔으나, 역동적으로 변화하는 하천 환경을 반영하기에 한계가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 내성천을 대상으로 위성영상 자료를 활용한 랜덤 포레스트 기법을 활용하여 다수 연도의 하천 내 식생 분포를 파악하고, 적용성을 검토하였다. 원격탐사 자료 Sentinel-2 위성 영상을 사용하였으며, 지상 참값(ground truth)은 2016년 내성천 지표 피복 자료를 활용하였다. 랜덤 포레스트 머신러닝 알고리듬을 활용하여 미리 선정된 10개 샘플링 영역으로부터 분류군 별로 1,000개의 표본을 추출하여 훈련 및 검증하였으며, 민감도 분석, 연도별 지표 피복 분석, 정확도 분석을 통하여 적용성을 평가하였다. 연구 결과, 검증 자료 기반의 정확도는 85.1%로 나타났다. 트리 수, 샘플 수, 하천 구역에 대한 민감도 분석 결과, 각각 30개, 800개, 하류에서 효율성이 높았다. 지표 분류 유형은 6개 항목에서 높은 정확도를 보여 지표 피복 분류 결과가 실제 하천 환경을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 정확도 분석 결과, 전체 샘플 중 14.9%의 경계오류와 내부오류를 확인하였으며, 지표 피복 분류 중 산발 식생과 초본 식생을 제외한 항목들은 높은 정확도를 보였다. 본 연구에서는 단일 하천을 대상으로 적용하였지만, 보다 정확하고 많은 자료의 구축을 위해서는 다수의 하천에 대해 지표 피복 분류 기법의 적용이 요구된다.

비용효율적 지능형 침입탐지시스템 구현을 위한 유전자 알고리즘 기반 통합 모형 (An Integrated Model based on Genetic Algorithms for Implementing Cost-Effective Intelligent Intrusion Detection Systems)

  • 이현욱;김지훈;안현철
    • 지능정보연구
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    • 제18권1호
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    • pp.125-141
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    • 2012
  • 본 연구는 최근 그 중요성이 한층 높아지고 있는 침입탐지시스템(IDS, Intrusion Detection System)의 침입탐지모형을 개선하기 위한 방안으로 유전자 알고리즘에 기반한 새로운 통합모형을 제시한다. 본 연구의 제안모형은 서로 상호보완적 관계에 있는 이분류 모형인 로지스틱 회귀분석(LOGIT, Logistic Regression), 의사결정나무(DT, Decision Tree), 인공신경망 (ANN, Artificial Neural Network), 그리고 SVM(Support Vector Machine)의 예측결과에 적절한 가중치를 부여해 최종 예측결과를 산출하도록 하였는데, 이 때 최적 가중치의 탐색을 위한 방법으로는 유전자 알고리즘을 사용한다. 아울러, 본 연구에서는 1차적으로 오탐지율을 최소화하는 최적의 모형을 산출한 뒤, 이어 비대칭 오류비용 개념을 반영해 오탐지로 인해 발생할 수 있는 전체 비용을 최소화할 수 있는 최적 임계치를 탐색, 최종적으로 가장 비용 효율적인 침입탐지모형을 도출하고자 하였다. 본 연구에서는 제안모형의 우수성을 확인하기 위해, 국내 한 공공기관의 보안센서로부터 수집된 로그 데이터를 바탕으로 실증 분석을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 유전자 알고리즘 기반 통합모형이 인공신경망이나 SVM만으로 구성된 단일모형에 비해 학습용과 검증용 데이터셋 모두에서 더 우수한 탐지율을 보임을 확인할 수 있었다. 비대칭 오류비용을 고려한 전체 비용의 관점에서도 단일모형으로 된 비교모형에 비해 본 연구의 제안모형이 더 낮은 비용을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이렇게 실증적으로 그 효과가 검증된 본 연구의 제안 모형은 앞으로 보다 지능화된 침입탐지시스템을 개발하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

비대칭 오류비용을 고려한 분류기준값 최적화와 SVM에 기반한 지능형 침입탐지모형 (An Intelligent Intrusion Detection Model Based on Support Vector Machines and the Classification Threshold Optimization for Considering the Asymmetric Error Cost)

  • 이현욱;안현철
    • 지능정보연구
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    • 제17권4호
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    • pp.157-173
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    • 2011
  • 최근 인터넷 사용의 증가에 따라 네트워크에 연결된 시스템에 대한 악의적인 해킹과 침입이 빈번하게 발생하고 있으며, 각종 시스템을 운영하는 정부기관, 관공서, 기업 등에서는 이러한 해킹 및 침입에 의해 치명적인 타격을 입을 수 있는 상황에 놓여 있다. 이에 따라 인가되지 않았거나 비정상적인 활동들을 탐지, 식별하여 적절하게 대응하는 침입탐지 시스템에 대한 관심과 수요가 높아지고 있으며, 침입탐지 시스템의 예측성능을 개선하려는 연구 또한 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구 역시 침입탐지 시스템의 예측성능을 개선하기 위한 새로운 지능형 침입탐지모형을 제안한다. 본 연구의 제안모형은 비교적 높은 예측력을 나타내면서 동시에 일반화 능력이 우수한 것으로 알려진 Support Vector Machine(SVM)을 기반으로, 비대칭 오류비용을 고려한 분류기준값 최적화를 함께 반영하여 침입을 효과적으로 차단할 수 있도록 설계되었다. 제안모형의 우수성을 확인하기 위해, 기존 기법인 로지스틱 회귀분석, 의사결정나무, 인공신경망과의 결과를 비교하였으며 그 결과 제안하는 SVM 모형이 다른 기법에 비해 상대적으로 우수한 성과를 보임을 확인할 수 있었다.

낙동정맥 마루금 일대의 식생구조 특성 (Characteristics of Vegetation Structure in the Ridgeline Area of the Nakdong-Jeongmaek)

  • 박석곤;강현미
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.386-398
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    • 2016
  • 강원도 태백시에서 부산광역시까지 이어지는 낙동정맥 마루금 일대의 식생상황을 파악하기 위해, 낙동정맥의 환경조건과 인위적 영향을 고려해 중점조사지 6곳을 선정해 식생조사를 실시했다. TWINSPAN에 의한 군락분류 결과, 거제수나무-신갈나무군락, 신갈나무군락, 소나무-신갈나무군락, 소나무군락, 낙엽성 참나무류-소나무군락, 낙엽성 참나무류군락, 곰솔림, 잣나무-리기다소나무림, 편백-사방오리림 등 9개로 유형화되었다. 강원도 태백시의 백병산에서는 온대북부 기후대의 환경특성을 반영한 거제수나무-신갈나무군락이 출현했고, 부산광역시의 구덕산은 해안에 인접한 지역으로 곰솔림이 분포했다. 구덕산은 도심에 위치해 있고 해발고도가 낮아 사람들이 자주 찾는 곳으로서 임목생산 및 사방녹화를 위한 편백, 곰솔 등과 조경수가 심어져 자연성이 낮은 편이었다. 그 외 중점조사지에서는 남한의 정맥을 대표하는 산림식생유형인 신갈나무우점군락, 소나무우점군락, 낙엽성 참나무류군락이 주로 분포해, 타 정맥과 산림식생유형이 크게 다르지 않았다. 낙동정맥은 남북방향으로 길게 늘어져 있어 온대북부 기후대부터 난온대 기후대까지의 식생변화가 뚜렷하게 나타난 것이 특징적이었다.

소공원의 조경설계를 위한 BIM 템플릿 개발 (Development of BIM Templates for Vest-Pocket Park Landscape Design)

  • 서영훈;김동필;문호경
    • 한국조경학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.40-50
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    • 2016
  • 오늘날 건설, 토목 산업 분야에 활발히 적용되고 있는 BIM은 초기 계획 설계에서부터 시공, 유지관리, 철거에 이르기까지 전 분야의 효율성을 극대화 할 수 있는 기술이지만 국내 조경분야에서는 도입단계에 있다. 본 연구에서는 조경설계분야에 BIM 도입과 활성화를 위하여 BIM 라이브러리(library)와 템플릿(template)의 프로토타입(prototype)을 개발하고 시범적용을 통한 성과를 분석하였다. 프로토타입 개발을 위하여 기 조성된 소공원을 대상으로 도면별 주석과 유형을 분석하여 조경 템플릿 구성요소를 도출하였으며 이를 기반으로 놀이시설물, 파고라, 벤치 등을 패밀리(family) 및 템플릿으로 제작하여 자동화 설계를 가능하게 하였다. 또한 조경설계에서 자주 사용하는 주석과 태그를 만들었으며, 특히 가시성/그래픽 재지정을 이용하여 3D뷰를 구현되도록 하였다. 설계 수량은 경계석 일람표, 마운딩 일람표, 수량집계표, 목차리스트, 포장 수량집계표 등을 그룹화 하여 도면과 연동되도록 하였고 조경 수목은 국내 실정에 맞는 분류기준 및 수목명을 적용하였다. 조경 템플릿은 건축 BIM 프로그램에 탑재될 수 있는 라이브러리 파일 형식(rfa)으로 작성이 가능하도록 하였다. 작성된 템플릿을 시범적용 후 나타난 문제점으로는 수량집계표 작성 시 기호의 자동 삽입, 일람표 작성 시 산출근거를 자동으로 만들지 못하는 문제가 있었다. 이는 BIM 프로그램 및 템플릿 기능 개선을 통해 해결해야 할 것으로 판단된다.

인공습지 조성후 생물다양성 증진 효과에 관한 연구 -서울공고 생태연못을 중심으로- (The Effects of the Biodiversity Increase after Creation of the Artificial Wetland -The Case of Ecological Pond at Seoul Technical High School-)

  • 김귀곤;조동길
    • 한국조경학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.1-17
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    • 1999
  • The purpose of this study is to evaluate the creation techniques of artificial wetland, one of biotopes developed to promote biodiversity in urban areas, and to look for improvement steps. Specifically, artificial wetland creation techniques were categorized into living environment and living creature classification. Being living conditions for creations, habitat environment was reviewed with a focus on water and soil environments. Living creatures were classified into plants, insects, fish, and birds. The evaluation of creation techniques was done in post-construction evaluation while considering the creation of habitats for living creatures. Intervention by users, changes in living environment and living species, and relevance of creation techniques were reviewed. Key results of this study are as follows. (1) Water environment for the living environment of creatures provides a suitable environment conditions for the living of creatures through a process easing the use of piped water. Various water depths and embankment appear to have a positive impact on the living of aquatic life. In particular, embankment covered in soil naturally played an important role as a place for the activities of aquatic insects and young fish as well as the growth of aquatic plants. (2) Various aquatic and ground plants to promote insect-diversity, shallow water, and old-tree logs had contributed greatly in increasing the types and number of insects. Aquatic insects. Aquatic insects were seen much particularly in areas where aquatic plants are rich but water is shallow than any other areas. (3) A space piled with stone to provide habitats for fish was not much used. However, it was observed that fish used embankment built with natural stones and embankment using logs in areas where water is deep. In addition, it was confirmed that 1,500 fish that had been released propagated using various depths and places for birth. (4) It was analyzed that techniques (creation of island, log setting, and creation of man-made bird nests) to provide habitats and to attract birds are not serving their roles. In such a case, it is believed that species had not increased due to the smallness as well as isolated features of the area. Based on theoretical review, they are judged to be areas that are likely to be used when a greater variety of birds is introduced. It is judged that attracting and keeping more birds at the site, such spaces need to be linked systematically in the future in terms of building eco-network while ensuring an adequate living areas. (5) In the study areas, users intervened greatly. As a result, a blockage was created preventing the normal growth of plants and non-indigenous plants were introduced. In order to limit the intervention by users, setting enough buffer zones, and environment education programs were urgently required. D/H=1>Hyangkyo> houses on the river>temples>lecture halls. D/H ratio of the backside areas is as follows. D/H=1>Hyangkyo>houses on the river>lecture halls. 4. Inner garden were planted deciduous than evergreen trees with Lagerstroemia indica. Enclosed dominant trees were planted by Pinus densiflora, Querces seuata. construct GEM strain, and examined for the expression and functional stability in microcosms.

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영역별 대역간 양방향 예측과 확장된 SPIHT를 이용한 다분광 화상데이터의 압축 (Multispectral Image Compression Using Classified Interband Bidirectional Prediction and Extended SPHT)

  • 김승진;반성원;김병주;박경남;김영춘;이건일
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제39권5호
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    • pp.486-493
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    • 2002
  • 본 논문에서는 웨이블릿 영역에서 각 부밴드에 대한 영역별 대역간 양방향 예측과 확장된 SPIHT (set partition in hierarchical trees)를 이용한 효율적인 인공위성 다분광 화상데이터의 압축 방법을 제안하였다. 이 방법에서는 가시광선 영역과 적외선 영역에서 다른 대역과 분광적 상관성이 큰 대역을 기준대역 (feature band)으로 각각 결정하고, 이 대역들에 대해 웨이블릿 변환 (wavelet transform, WT)을 행한 후 SPIHT를 행하여 부호화함으로써 대역내 (intraband) 중복성을 제거한다. 기준대역과 대역간 상관성이 큰 예측대역 (prediction band)들에 대해서는 웨이블릿 변환을 행한 후, 각 대역의 기저밴드의 대역별 특성을 이용하여 영역분류를 하고, 각 부밴드에 대한 영역별 대역간 양방향 예측 (classified interband bidirec- tional prediction)을 행함으로써 대역간 (interband) 중복성을 제거하여 압축 효율을 향상시킨다. 또한 확장된 SPIHT의 부호화 효율을 높이기 위해 예측오차의 최대값에 따라 재배열된 대역들에 대해 확장된 SPIHT를 행하여 예측오차를 부호화함으로써, 예측에 따른 오차를 보상하여 화질을 향상시킨다. 실제 다분광 화상데이터에 대한 모의 실험을 통하여 제안한 방법의 부호화 효율이 기존의 방법에 비하여 우수함을 확인하였다.

낙남정맥 마루금 일대의 식생구조 특성 (Characteristics of Vegetation Structure on the Ridge of the Naknam-Jeongmaek)

  • 오구균;강현미;박석곤
    • 한국환경생태학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.725-740
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    • 2014
  • 낙남정맥 마루금 일대의 식생상황을 파악하기 위해 환경조건과 인위적 영향을 고려하여 중점조사지 6개 지역(길마재, 무량산, 여항산, 무학산, 천주산, 신어산)을 선정하여 방형구 132개소(면적 $100m^2$)를 설치하여 출현수종 및 주요 환경인자를 조사해 식생구조 특성을 분석하였다. TWINSPAN기법으로 분리된 군락은 신갈나무-굴참나무군락, 소나무-떡갈나무군락, 신갈나무-소나무군락, 편백림, 소나무-곰솔군락, 잣나무림, 철쭉재배품종-참싸리림이었다. 소나무-떡갈나무군락, 신갈나무-소나무군락, 소나무-곰솔군락은 하층에 낙엽성 참나무류의 세력이 강해 낙엽성 참나무류로의 식생천이가 예상된다. 편백림과 잣나무림, 철쭉재배품종-참싸리림은 인위적으로 조성된 인공림으로 조림수종의 우점도가 높아 당분간 현상태로 유지될 것이다. 낙남정맥의 식생은 대부분 2차림이거나 임목생산과 사방녹화를 위해 조성된 인공림이었다. 특히, 산정상부와 고지대는 대부분 신갈나무, 떡갈나무 등의 낙엽성 참나무류가 우점하거나 일부 소나무군락은 낙엽성 참나무류와의 세력경쟁을 벌이고 있었다. 반면, 저지대나 도시와 인접해 있는 지역은 곰솔, 편백, 잣나무, 철쭉재배품종 등이 식재되어 인위적인 간섭이 심한 편이었다.

전술제대 공격작전간 전투원 생존성에 관한 연구 (Analysis of Survivability for Combatants during Offensive Operations at the Tactical Level)

  • 김재오;조형준;김각규
    • 응용통계연구
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    • 제28권5호
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    • pp.921-932
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    • 2015
  • 본 연구에서는 증강된 보병대대의 과학화 전투훈련 데이터 중 공격작전에 관한 장병들의 생존분석을 실시하였다. 과학화 전투훈련은 KCTC(Korea Combat Training Center)로 불리는 전투훈련장에서 MILES(Multiple Integrated Lazer Engagement System)와 중앙통제장비체계 등 과학화된 훈련장비와 체계 운용하 훈련부대가 적 전술 및 무기체계를 사용하는 전문 대항군과 실시하는 쌍방 자유기동훈련이다. 이는 훈련기간 동안 훈련지역의 모든 데이터가 저장되어 훈련통제 뿐 아니라 분석 및 사후검토를 할 수 있는 첨단화된 군사 훈련으로 통계적 분석이 가능한 데이터를 제공한다. 분석방법은 모수적 분포 가정이 필요하지 않은 Cox의 비례위험모형을 적용하였으며, 보다 풍부하고 용이한 해석을 위해 의사결정나무모형(CART(Classification and Regression Trees), GUIDE(Generalized, Unbiased, Interaction Detection and Estimation), CTREE(Conditional Inference Trees))을 활용하였다. Cox 비례위험모형의 비례성 가정을 확인하여 이를 위배하는 변수에 대해서 층화하여 분석하고, Cox 비례위험모형 결과 복무기간에 관한 해석이 용이하지 않아 단변량으로 local 회귀분석을 통해 추가적인 해석을 시도하였다. CART, GUIDE, CTREE는 모형의 특성별로 나무모형을 형성하며 이를 통하여 다양한 해석이 가능하다.

안면도 소나무림 내 미세지형구분을 통한 하층식생구조와 소나무 천연갱신 양상 (Vegetation Structure of Lower Stratum and Pinus densiflora Natural Regeneration Features from Micro-topography Classification in Pinus densiflora Forest of Anmyeon-do Island)

  • 변성엽;김현섭;윤충원
    • 한국산림과학회지
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    • 제108권2호
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    • pp.189-199
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    • 2019
  • 최근 수입 생산을 목표로 한 산림관리에서 생태계 관리를 목표로 하는 산림관리로 패러다임 전환이 진행되고 있으며, 이에 따라 자연 친화력이 높은 천연갱신법이 근래에 들어 주목을 받고 있다. 본 연구는 소나무림을 대상으로 각종 환경인자와 하층식생, 갱신 치수와의 상관관계를 구명하고자 수행하였다. 조사구의 설치는 선상조사법을 이용하여 총 50개소를 설치하였으며, 조사된 자료를 갱신치수량과 밀접한 관계성을 보인 토양습도에 따라 습지(19개소), 건조지(31개소)로 구분하여 분석하였다. 그 결과, 높은 갱신량을 보인 건조지(157,419본/ha)에서는 졸참나무, 초피나무, 청미래덩굴, 칡 등이 주요 종으로 나타났으며, 낮은 갱신량을 보인 습지(57,895본/ha)에서는 국수나무, 밤나무, 조록싸리, 까치수염, 두릅나무, 때죽나무 등이 주요종으로 나타났다. 치수고와 근원경 발달의 분석결과 습지가 건조지에 비해 생장속도가 빨랐으며, 근원경 대비 수고 생장속도는 건조지가 습지에 비해 빠른 것으로 나타났다. 습지에서 갱신치수는 발아한 후 5년이 경과했을 때 급격한 생장량을 나타내는 것으로 확인되었다. 이는 갱신 치수가 주변 식생과의 경쟁 등 생육환경에 적응할 수 있는 능력을 갖추게 되면 급격한 생장을 이루는 것으로 판단되므로, 습한 지역에서의 천연갱신 시업 초기에는 건조한 지역에 비하여 풀베기 작업 등의 관리를 보다 집약적으로 수행하여야 할 것으로 판단되었다.