• 환경생물
• /
• 제39권4호
• /
• pp.526-535
• /
• 2021

공간 샘플링은 공간모델링 연구에 활용되어 샘플링 비용을 줄이면서 모델링의 효율성을 높이는 역할을 한다. 농업분야에서는 기후변화 영향을 예측하고 평가하기 위한 고해상도 공간자료 기반 모델링에 대한 연구 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 이에 따라 공간 샘플링의 필요성과 중요성이 증가하고 있다. 본 연구는 국내 농지 공간샘플링 연구를 통해 농업분야 기후변화연구의 공간자료 활용의 효율성을 제고하고자 하였다. 본 연구는 층화랜덤샘플링을 기반으로 하였으며, 1 km 해상도의 농지 공간격자자료 모집단(11,386개 격자)에 대해서 RCP 시나리오별(RCP 4.5/8.5) 연대별(2030/2050/2080년대) 공간샘플링을 설계하였다. 국내 농지는 기상 및 토양 특성에 따라 계층화 되었으며, 샘플링 효율 극대화를 위해 최적 층화 및 샘플 배정 최적화를 수행하였다. 최적화는 작물수량, 온실가스 배출량, 해충 분포 확률을 포함하는 16개 목표 변수에 대해 주어진 정밀도 제한 내에서 샘플 수를 최소화하는 방향으로 진행되었다. 샘플링의 정밀도와 정확도 평가는 각각 변동계수(CV)와 상대적 편향을 기반으로 하였다. 국내 농지 공간격자 모집단 계층화 및 샘플 배정 및 샘플 수 최적화 결과, 전체 농지는 5~21개 계층, 46~69개 샘플 수 수준에서 최적화되었다. 본 연구결과물들은 국내 농업시스템 대표 공간격자로써 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 기후변화 영향예측 공간모델링 연구들에 활용되어 샘플링 비용 및 계산 시간을 줄이면서도 모델의 효율성을 높이는 데에 기여할 수 있다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.590-596
• /
• 2019

Numerous deaths and substantial property damage have occurred recently due to frequent disasters of the highest intensity according to the abnormal climate, which is caused by various problems, such as global warming, all over the world. Such large-scale disasters have become an international issue and have made people aware of the disasters so they can implement disaster-prevention measures. Extensive information on disaster prevention actively has been announced publicly to support the natural disaster reduction measures throughout the world. In Japan, diverse developmental studies on disaster prevention systems, which support hazard map development and flood control activity, have been conducted vigorously to estimate external forces according to design frequencies as well as expected maximum frequencies from a variety of areas, such as rivers, coasts, and ports based on broad disaster prevention data obtained from several huge disasters. However, the current reduction measures alone are not sufficiently effective due to the change of the paradigms of the current disasters. Therefore, in order to obtain the synergy effect of reduction measures, a study of the establishment of an integrated system is required to improve the various disaster prevention technologies and the current disaster prevention system. In order to develop a similar typhoon search system and establish a disaster prevention infrastructure, in this study, techniques will be developed that can be used to forecast typhoons before they strike by using artificial intelligence (AI) technology and offer primary disaster prevention information according to the direction of the typhoon. The main function of this model is to predict the most similar typhoon among the existing typhoons by utilizing the major typhoon information, such as course, central pressure, and speed, before the typhoon directly impacts South Korea. This model is equipped with a combination of AI and DNN forecasts of typhoons that change from moment to moment in order to efficiently forecast a current typhoon based on similar typhoons in the past. Thus, the result of a similar typhoon search showed that the quality of prediction was higher with the grid size of one degree rather than two degrees in latitude and longitude.

• 한국물환경학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.375-381
• /
• 2018

The monitoring of phytoplankton biomass and community structure is essential as a first step to control the harmful cyanobacterial blooms in freshwater systems, such as seen in rivers and lakes, due to the process of eutrophication and climate change. In order to quantify the biomass of phytoplankton with a wide range in size and shape, the measurement of cell biovolume along with cell density is required for a comprehensive review on this issue. However, most routine monitoring programs preserve the gathered phytoplankton samples before analysis using chemical additives, because of the constraint of time and the number of samples. The purpose of this study was to investigate the cell biovolume change characteristics of six cyanobacterial species, which are common bloom-causing cyanobacteria in the Nakdong River, after the preservation with Lugol's iodine solution. All species showed a statistically significant difference after the addition of Lugol's iodine solution compared to the live cell biovolume, and the cell biovolume decreased to the level of 34.0 ~ 56.3 % at maximum in each species after the preservation. The nonlinear regression models for determining the shrinkage ratio by a preservation period were derived by using the cell biovolume measured until 180 days preservation of each target species, and the equation to convert the cell biovolume measured after preservation for a certain period to the cell biovolume of viable cell was derived using that formula. The conversion equation derived from this study can be used to estimate the actual cell biovolume in the natural environment at the time of sampling, by using the measured biovolume after the preservation in the phytoplankton monitoring. Moreover this is expected to contribute to the final interpretation of the water quality and aquatic ecosystem impacts due to the cyanobacterial blooms.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권9호
• /
• pp.687-700
• /
• 2022

우리나라 다목적댐과 용수댐에서의 이수능력을 종합적으로 평가하기 위하여 기간신뢰도의 주 지표와 함께 회복도, 무차원 취약도를 포함한 수자원이용률, 비 유입량, 비 공급량을 활용한 통합보조지표를 이수안전도 평가지표로 활용하는 방법론을 제시하였다. 또한 향후 지속가능한 댐 운영 목적에서 이수안전도를 주기적으로 평가하고 평가 결과에 따른 구조적 혹은 비구조적 계획수립을 위한 댐별 우선순위 판단을 위해 이수안전도의 등급화 방안을 함께 제시하였다. 주요 결과로서, 섬진강댐의 경우 기간신뢰도는 99.0%로 1등급이었으나, 통합보조지표는 44점으로 최하인 5등급으로 나타났다. 이는 현재의 높은 신뢰도에도 불구하고, 장래의 기후나 지역적 용수수급의 변화가 이수안전도에 큰 영향을 미칠 수 있음을 의미하는 것이다. 충주댐의 경우는 대조적인 사례로서, 기간신뢰도가 93.0%로 국내 최대 규모의 다목적댐의 위상과는 다르게 전체 다목적댐 중 평균 이하의 성적을 보이는 반면 통합보조지표는 76점으로서 다목적댐 중에서는 소양강댐과 남강댐에 이은 높은 등급을 보인다. 하지만 그럼에도 불구하고 유역 규모상 비 유입량이 185%로서 충분한 유입량이 들어오기 때문에 실제 안정성은 높다는 평가를 할 수 있었다. 단일목적으로 설계된 용수댐은 생·공용수의 비중이 높고 댐의 공급량에 여유가 있기 때문에 이수안전도가 상대적으로 높게 산정되는 경향으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2015

한반도 주변을 연구해역으로 하는 지역 해양순환예측시스템을 이용하여 관측기반의 분석 자료인 Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis(OSTIA) 해수면 온도 자료의 동화를 통한 초기장 개선효과가 황해, 동중국해 그리고 동해의 해수면온도 예측결과에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해서, 본 연구에서는 3차원 최적내삽법을 적용한 실험(Exp. DA)과 적용하지 않은 실험(Exp. NoDA)을 수행하여 각각의 실험결과를 관측자료와 비교 분석하였다. 2011년 9월 OSTIA 해수면 온도 자료와의 비교결과, Exp. NoDA는 24, 48, 72 예측시간에서 약 $1.5^{\circ}C$의 비교적 높은 Root Mean Square Error(RMSE)를 보였으나, Exp. DA에서는 모든 예측시간에서 $0.8^{\circ}C$ 이하의 상대적으로 낮은 RMSE가 나타났다. 특히, 초기 24시간 예측결과에서 RMSE는 $0.57^{\circ}C$를 보여 Exp. NoDA에 비해 예측성능이 크게 향상된 결과를 보였다. 해역별로는 황해와 동해에서 자료동화 적용 시, 60% 이상의 높은 RMSE 감소율이 나타났다. 기상청 8개 지점 연안 계류부이의 표층수온 자료를 이용하여 자료동화 효과를 계절적으로 살펴본 결과, 전반적으로 여름철을 제외한 모든 계절에서 자료동화 적용 후 70% 이상의 높은 RMSE 감소율을 보여 한반도 연안 표층수온의 단기 예측성이 향상됨을 확인하였다. 또한, 해수면 온도 자료의 동화로 인한 해양상층부의 수온구조 변화를 살펴보기 위해 동해를 대표해역으로 하여 Argo 수온 프로파일 자료와 실험결과를 비교하였다. 특히 연직 혼합이 강한 겨울철 해양 상층부(<100 m) 경우 Exp. DA의 RMSE가 Exp. NoDA에 비해 약 $1.5^{\circ}C$ 감소한 결과를 보여 해수면 온도의 자료동화 효과가 해양상층부의 수온 예측성 향상에 기여함을 확인하였다. 하지만, 겨울철 혼합층 아래에서는 Argo 관측 대비 수온 오차가 오히려 증가한 해역도 존재하여 해수면 온도 자료동화의 한계성도 나타났다.

• 한국초지조사료학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.207-215
• /
• 2019

본 시험은 기후 등 영향으로 IRG, 맥류 등 동계 사료작물의 가을 파종 시기를 놓치거나, 월동률이 낮을 때를 대비하여 봄 파종 기술 확립을 위해 전남 강진에 위치한 축산연구소 시험 포장에서 2017년 2월부터 5월까지와 이듬해인 2018년 2월에서 5월까지 두차례 실시하였다. 2017년 재배 기간 강수량은 2018년보다 낮았고, 평년 강수량보다도 낮은 건조한 기상 조건이었다. 시험 초종은 이탈리안 라이그라스(IRG), 귀리, 호밀, 청보리, 트리티케일 등 5초종을 대상으로 하였고, 단일 파종과 혼합 파종으로 구분하여 재배시험을 실시하였다. 건조한 기상 조건의 2017년은 귀리가 가장 높은 수량성을 나타냈고, 2월 하순 파종 시엔 ha당 9,408kg의 건물 수량을 얻어 같은 시기에 파종하였던 IRG 보다 4,011kg의 수량을 더 얻을 수 있었다. 평년보다 강수량이 많았던 2018년의 경우 맥류 4종의 수량이 전년도보다 감소하였고, 귀리의 경우 전년도 ha당 9,408kg에서 2,851kg까지 감소하여 70%의 수량 감소 폭을 보였다. 반면 IRG의 경우 2년간 파종 시기에 관계없이 모두 건물중 5,000kg 중반을 유지하며 외부 영향에 따른 변동성이 가장 적었다. 맥류는 2017년은 2월 하순 파종이 2월 중순보다 수량이 높았지만, 2018년은 반대로 2월 중순 파종이 전체적으로 수량이 높았다. 이러한 결과로 유추해볼 때 봄 파종 시엔 IRG가 수량 확보 측면에서 가장 안정적인 작물이고, 기후 등 외부 여건 등에 따라 작물의 수량은 변할 수 있기 때문에 농가 여건에 맞춰2월 중·하순에 파종하는 것이 좋다고 판단된다. 혼합 파종은 IRG와 귀리 50 대 50 비율이 ha당 건물중이 6,584kg로 가장 높았고, 단일 파종과 비교하면 IRG는 18.5%, 귀리는 2.3배 수량이 증가되었는데 수확물 판매 가격이 동일하다고 가정할 때 소요되는 종잣값과 건물 증가량을 고려하면 IRG와 귀리 50 대 50 비율 혼합파종은 IRG 단일 파종보다 약 ha당 289,000원, 귀리는 900,700원의 수익이 증가된다. 따라서 안정적인 봄 파종 재배를 위해 작물은 IRG를 추천하고, 더 나아가 수량 증가 효과를 높이기 위해 귀리와 50 대 50 비율로 혼합 파종하는 것을 권장한다.

• 원예과학기술지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.829-838
• /
• 2015

본 연구는 마늘의 초기생장에 미치는 온도의 영향을 살펴보기 위하여 맹아가 출현된 마늘의 인편을 온도를 달리하여 재배하고, 마늘의 생육특성, 광계II 활성과 항산화효소의 발현 양상을 살펴보았다. 마늘의 생육은 $15-25^{\circ}C$ 조건에서 양호하여 지상부의 생장과 엽수가 빠르게 발달하였다. 특히, 지상부와 인경의 건중량과 전체 건중량이 $20^{\circ}C$에서 가장 높았으며, 그보다 높은 온도에서는 지상부, 인경과 뿌리의 건중량이, 그리고 낮은 온도에서는 지상부의 건중량이 크게 감소하였다. $F_v/F_o$와 $F_v/F_m$ 또한 $15-20^{\circ}C$에서 높았으며 그 이상의 온도에서 크게 감소하였다. OKJIP 곡선의 패턴에서도 $15-20^{\circ}C$에서 $F_i$, $F_p$가 다소 증가하고, $25^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 점차 감소하였으며, $F_k$와 $W_k$는 $30^{\circ}C$에서 뚜렷하게 증가하였다. 그리고, 항산화효소들 중에 잎의 catalase와 superoxide dismutase, 그리고 뿌리의 peroxidase는 $20-25^{\circ}C$에서 높고 $30^{\circ}C$에서 크게 낮았다. 이러한 결과는 $30^{\circ}C$ 조건이 마늘의 초기생장에 있어 스트레스 요인으로 작용하고 있으며, $20^{\circ}C$ 전후에서 재배하는 것이 바람직함을 나타내 주고 있다. 그리고, $F_v/F_o$, $F_v/F_m$, $F_k$, $ET_o/CS_m$, $PI_{abs}$ 등의 엽록소형광 변수들은 마늘의 전체 건중량과 의미있는 상관을 보여, 마늘 생산성을 사전에 예측하는데 유용한 변수로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제102권1호
• /
• pp.82-89
• /
• 2013

벌채 수확은 토양 내 탄소 동태를 변화시킬 수 있는 중요한 교란 중 하나이다. 그러나 수확에 따른 토양탄소 변화를 현지에서 장기간 연구하는 데에는 여러 가지 제한 요건이 있기 때문에 수학적 모델을 이용하여 장기적인 토양탄소 변화 경향을 효율적으로 추정할 수 있다. 본 연구에서는 최근 개발된 한국형 산림토양탄소 모델(KFSC 모델)을 이용하여 국내 중부지방 소나무(Pinus densiflora S. et Z.) 임분을 대상으로 수확의 주기, 강도, 수확 후 잔재물 처리방법에 따른 산림토양탄소 동태의 장기 변화를 모의하였다. 모의 시나리오는 3개의 수확 주기(50년, 80년, 100년), 2개의 수확 강도(재적 대비 30%의 부분수확 및 100%의 개벌수확), 2개의 수확 후 잔재물 처리방법(지상부 잔재물의 전량 수거 및 전량 방치) 등을 조합하여 총 12개로 이루어졌으며, 연간 토양탄소 저장량의 변화를 400년 간 모의하였다. 모의 결과, 400년 후 30 cm 깊이까지의 토양탄소 저장량은 시나리오별로 50.3-55.8 Mg C $ha^{-1}$(현재 토양탄소 저장량 대비: 98.1-108.9%)의 범위를 나타냈다. 수확 후 잔재물을 전량 방치할 경우 잔재물을 전량 수거할 때보다 토양탄소 저장량이 2.5-11.0% 증가하는 것으로 모의되었으나, 수확 주기 및 강도에 따른 토양탄소 저장량 변화에서는 일정한 경향이 나타나지 않았다. 토양탄소 저장량의 변화 경향은 고사유기물의 변화 경향과 일치하였으며, 고사유기물의 변화 경향은 수확 시 발생하는 고사유기물의 양과 수확 후 임분 생장 형태에 의해 달라지는 것으로 나타났다.

• 적정기술학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.127-135
• /
• 2021

전 세계적인 지구온난화의 위협에 대응하고자 세계 각국은 신재생 에너지의 확산, 탄소 배출 감소 등을 추진하고 있다. 또한, UN의 SDGs에도 포함된 기후변화에 맞서기 위한 노력으로 글로벌 자동차 제조사들은 향후 10년내에 전기 자동차로의 전면 전환을 추진하고 있다. 전기자동차는 탄소 배출 감소를 위한 유용한 수단이 될 수 있으나, 충전용 전기를 생산하는 단계에서 발생하는 탄소의 저감을 위해서는 친환경 신재생 에너지를 이용한 발전시스템이 요구된다. 본 연구에서는 아프리카 탄자니아에 설립된 태양광 발전소와 통합된 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템에 대한 비전을 제안한다. 아두이노 컴퓨팅 장치를 기반으로 하는 스마트 모니터링 및 통신 기능을 적용하여 전기자동차 또는 전기 오토바이의 배터리 잔존용량, 배터리 상태, 위치, 속도, 고도, 도로 상태 등의 정보를 모니터링한다. 또한, 주변의 독립형 태양광 발전소 인프라와 통신하여 주행가능거리를 예측하고 충전 스케쥴 및 목적지까지의 경로 최적화를 수행하는 시나리오를 제시한다. 제안된 시스템의 구현 가능성은 전기 오토바이의 시험운행을 통해 검증되었다. 탄자니아에서 운영될 전기 모빌리티 시스템은 현지의 환경과 특성을 고려하여 친환경성, 경제성, 운용 용이성, 호환성 등의 요소가 고려되어야 한다. 본 연구에서 제안하는 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템은 SDGs의 이행을 위한 중요한 기반이 될 수 있을 것이다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.26-41
• /
• 2012

지구온난화와 함께 홍수와 가뭄 등 기후변화에 대비하기 위해서는 경지현황에 대한 신속하고 정확한 정보를 바탕으로 농업생산량을 효율적으로 관리, 예측, 대비하는 것이 필요하다. 본 연구는 시 도 규모 이상의 넓은 지역을 대상으로 농촌지역 토지피복도 제작을 지원할 수 있는 영상분류 알고리즘 개발을 목표로 객체기반 영상분석기법의 활용가능성과 한계를 검토해 보았다. 추가적인 공간자료의 사용이 최소화된 상태에서 다중시기 RapidEye 위성영상의 분광정보 활용가능성을 테스트해 보고자 하였으며, 사례연구지인 김제지역 일대($1,300km^2$)에 대한 토지피복 분류 정확도는 80.3%로 양호하게 나타났다. 분석에 사용된 RapidEye의 6.5m 공간해상도는 대체로 작은 규모로 경작되는 우리나라 경지의 공간적 특성 추출이 가능하다는 것을 보여주었으며, 객체기반의 영상분석 기법은 분석가의 전문지식을 분류과정에서 다양한 방법으로 구현해냄으로써 영상정보 활용의 최적화를 꾀할 수 있음을 보여주었다. 또한, 기개발된 영상분류 알고리즘을 저장하고, 분석목적에 맞게 세부 변수들을 조정하여 다른 지역 또는 다른 영상에 응용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 객체기반 영상분류의 근간이 되는 영상분할 과정은 정량적으로 명확히 설명되지 않는 경우가 많아 분석자의 경험과 전문지식을 바탕으로 최선의 결과를 도출하는 것이 요구된다.