• 제목/요약/키워드: earth system science

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Overview of new developments in satellite geophysics in 'Earth system' research

  • Moon Wooil M.
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2004년도 대한지구물리학회.한국지구물리탐사학회 공동학술대회 초록집
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    • pp.3-17
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    • 2004
  • Space-borne Earth observation technique is one of the most cost effective and rapidly advancing Earth science research tools today and the potential field and micro-wave radar applications have been leading the discipline. The traditional optical imaging systems including the well known Landsat, NOAA - AVHRR, SPOT, and IKONOS have steadily improved spatial imaging resolution but increasing cloud covers have the major deterrent. The new Earth observation satellites ENVISAT (launched on March 1 2002, specifically for Earth environment observation), ALOS (planned for launching in 2004 - 2005 period and ALOS stands for Advanced Land Observation Satellite), and RADARSAT-II (planned for launching in 2005) all have synthetic aperture radar (SAR) onboard, which all have partial or fully polarimetric imaging capabilities. These new types of polarimetric imaging radars with repeat orbit interferometric capabilities are opening up completely new possibilities in Earth system science research, in addition to the radar altimeter and scatterometer. The main advantage of a SAR system is the all weather imaging capability without Sun light and the newly developed interferometric capabilities, utilizing the phase information in SAR data further extends the observation capabilities of directional surface covers and neotectonic surface displacements. In addition, if one can utilize the newly available multiple frequency polarimetric information, the new generation of space-borne SAR systems is the future research tool for Earth observation and global environmental change monitoring. The potential field strength decreases as a function of the inverse square of the distance between the source and the observation point and geophysicists have traditionally been reluctant to make the potential field observation from any space-borne platforms. However, there have recently been a number of potential field missions such as ASTRID-2, Orsted, CHAMP, GRACE, GOCE. Of course these satellite sensors are most effective for low spatial resolution applications. For similar objects, AMPERE and NPOESS are being planned by the United States and France. The Earth science disciplines which utilize space-borne platforms most are the astronomy and atmospheric science. However in this talk we will focus our discussion on the solid Earth and physical oceanographic applications. The geodynamic applications actively being investigated from various space-borne platforms geological mapping, earthquake and volcano .elated tectonic deformation, generation of p.ecise digital elevation model (DEM), development of multi-temporal differential cross-track SAR interferometry, sea surface wind measurement, tidal flat geomorphology, sea surface wave dynamics, internal waves and high latitude cryogenics including sea ice problems.

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A Case Study on the Development of an Elevated Subsidence Inversion Over a Surface Low Pressure System

  • Kim, Kyung-Eak;Ko, Hye-Young;Heo, Bok-Haeng;Ha, Kyung-Ja
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.531-538
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    • 2010
  • This study presents the development of an elevated subsidence inversion over a surface low pressure system, which was formed along the Changma front or Meiu-Baiu front. The results of our analysis strongly suggest that the inversion is dissimilar to those formed in anticyclonic situations but is instead similar to the onion-shaped sounding found in wake low. The present analysis indicates that the observed elevated inversion resulted from the intrusion of stratospheric air associated with tropopause folding.

중거리지대공 유도무기체계 적용을 위한 가시선 분석 알고리듬 연구 (LOS Analysis Algorithm for Mid-range Guided Weapon System)

  • 이한민
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.642-649
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    • 2010
  • LOS analysis is used for optimal deployment of mid-range guided weapon system or system engagement effectiveness simulation. Comparing to real-world, LOS analysis includes error sources such as coarse terrain data resolution, refraction of radio waves, and several ideal assumptions. In this research, exact LOS algorithm under assumption of constant earth curvature and error analysis of that is investigated. It proved that LOS algorithm under assumption of constant earth curvature has negligible error in mid-range guidance weapon system's scope.

지구 시스템 내 물질 순환에 대한 중·고등학교 학생들의 시스템 사고 분석: 인간의 활동이 순환에 미치는 영향을 고려하여 (Analysis of Secondary School Students' System Thinking on the Cycle of Matter in Earth System: Considering the Impact of Human Activity on the Cycle)

  • 오현석;이기영;김권중
    • 과학교육연구지
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    • 제45권3호
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    • pp.275-291
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 인간 활동의 영향을 고려하여 지구 시스템 내에서 물질 순환에 대한 중·고등학생들의 시스템 사고의 수준과 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 2015 개정 교육과정 분석을 통해 평가 문항을 개발하였으며, 시스템 사고를 적용하여 평가 루브릭을 개발하였다. 한국 지구과학 올림피아드에 참여한 중·고등학생을 연구 대상으로 하였다. 평가 문항을 이용하여 수집된 학생 응답을 평가 루브릭을 이용하여 시스템 사고 수준을 결정하였으며, 단어 분석을 이용하여 시스템 사고의 특성을 파악하였다. 이를 토대로 인간 활동의 영향을 고려한 교육과정 개선을 논의하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 대다수 중등학교 학생의 시스템 사고수준이 물질의 순환에 대한 시스템 요소를 확인하거나 분류하는 낮은 수준이었으며, 시스템 연관이나 경향의 일반화와 같은 높은 수준은 상대적으로 적은 비율인 것으로 나타났다. 물의 순환보다 탄소의 순환에서 학생들의 시스템 사고 수준이 높은 것으로 나타났다. 둘째, 물질 순환에 대한 시스템 사고의 특성은 물의 순환에서는 물을 주요 시스템 요소로 인지한 상태로 기권과 다른 시스템 요소 간에 주로 증발로 연관을 나타내고 있었다. 탄소의 순환에서는 이산화 탄소를 주요 시스템 요소로 간주하여 생물권과의 연관으로 광합성과 호흡을 표상하고 있었다. 셋째, 지구 시스템 내 물질의 순환에서 인간 활동의 영향을 고려한 교육을 위해서 기존의 지구 시스템에서 확장하여 사회-생태 시스템을 고려한 교육과정의 개선을 제언하였다.

Construction of 3D Earth Optical Model for Earth Remote Sensing (Amon-Ra) Instrument at L1 Halo Orbit

  • Ryu, Dong-Ok;Seong, Se-Hyun;Hong, Jin-Suk;Kim, Sug-Whan
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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    • pp.30.1-30.1
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    • 2011
  • We present construction of 3D Earth optical Model for in-orbit performance prediction of L1 halo orbiting earth remote sensing instrument; the Albedo Monitor and Radiometer (Amon-Ra) using Integrated Ray Tracing (IRT) computational technique. The 3 components are defined in IRT; 1) Sun model, 2) Earth system model (Atmosphere, Land and Ocean), 3)Amon-Ra Instrument model. In this report, constructed sun model has Lambertian scattering hemisphere structure. The atmosphere is composed of 16 distributed structures and each optical model includes scatter model with both reflecting and transmitting direction respond to 5 deg. intervals of azimuth and zenith angles. Land structure model uses coastline and 5 kinds of vegetation distribution data structure, and its non-Lambertian scattering is defined with the semi-empirical "parametric kernel method" used for MODIS (NASA) missions. The ocean model includes sea ice cap with the sea ice area data from NOAA, and sea water optical model which is considering non-Lambertian sun-glint scattering. The IRT computation demonstrate that the designed Amon-Ra optical system satisfies the imaging and radiometric performance requirement. The technical details of the 3D Earth Model, IRT model construction and its computation results are presented together with future-works.

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Grazing system and floor type effects on blood biochemistry, growth and carcass characteristics of Nguni goats

  • Chikwanda, Allen Tapiwa;Muchenje, Voster
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권9호
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    • pp.1253-1260
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    • 2017
  • Objective: Purpose was to determine the effects of grazing system and floor type on concentrations of blood metabolites, activity of creatine kinase, body weight and carcass characteristics of castrated Nguni goats. Methods: Forty eight, 7 month old goats were randomly allocated to herding and tethering treatments from 0800 to 1300 hours and accommodated on slatted and earth floors daily. Blood samples were collected by jugular venipuncture every fifteenth day for metabolite analysis. Slaughter was done at a commercial abattoir following 5 months of monitoring. Results: Tethered goats had significantly higher concentrations of urea (5.19 mmol/L) (p<0.001), creatinine ($55.87{\mu}mol/L$) (p<0.05), total protein (64.60 g/L) (p<0.01), and globulin (49.79 g/L) (p<0.001), whereas herded goats had higher glucose (3.38 mmol/L) (p<0.001), albumin (15.33 g/L) (p<0.05), albumin/globulin ratio (0.34) (p<0.01), and body weight (24.87 kg) (p<0.001). Slatted floors caused higher (p<0.01) albumin at 15.37 g/L. The interaction of grazing system and floor type affected creatinine, total protein, globulin at (p<0.01) and albumen/globulin ratio at (p<0.01). The least creatinine concentration and albumin/globulin ratio was in herded and tethered goats that were accommodated on earth floors, respectively. The highest total protein and globulin concentrations were in serum of tethered goats that were accommodated on earth floors. The highest (p<0.05) dressing percentage (45.26%) was in herded goats accommodated on slatted floors. Conclusion: Herding of goats lowered globulin concentration, improved estimated feed intake, blood glucose and albumin concentrations, albumin globulin ratio, increased body weights and weight related carcass characteristics. Floor type had very little effects on metabolites where earth floors only reduced albumin concentration. Tethering and housing goats on earth floors resulted in double stress that increased chronic infections.

국가 전지구관측시스템 구축을 위한 기초조사연구 (A Survey Study for Establishment of National Global Earth Observation System of Systems)

  • 안부영;조민수
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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    • pp.80-83
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    • 2007
  • 21세기에 들어오면서 자연재해의 원인이 폭염, 지진, 해일, 태풍 등으로 다양화되고 있을 뿐만 아니라, 자연재해의 발생 빈도와 규모가 증가되면서 그로 인한 인명과 재산 피해의 규모도 대형화되고 있는 실정이다. 이에 세계 50여개 국가는 지구시스템 변화의 이해, 감시, 예측에 필요한 지구관측을 담당할 지구관측그룹(GEO) 설립에 동의하여 활동하고 있다. 우리나라도 GEOSS 과학기술 국제협력을 국가 차원에서 효과적으로 대응하고, 한국 GEOSS 구축 사업을 성공적으로 수행하기 위하여 KGEO 사무국이 개설되어 활동하고 있다. 좀 더 발전적인 GEOSS 구축을 위하여 KGEO 사무국과 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 협력하여 GEOSS 9개 편익분야에 관한 국내 현황조사를 실시하였다. 본 조사는 표준화, 정보시스템 운영 및 관리, 원시자료 및 메타데이터 보유현황, 인프라스트럭처, 기타 일반사항 등 5개 부분으로 나누어 진행하였으며, 조사 결과는 향후 국가 전지구관측시스템 구축방안 수립을 위한 기초 자료로 활용하게 될 것이다.

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11 µm 휘도온도와 11-12 µm 휘도온도차의 상관성 분석을 활용한 해빙탐지 동적임계치 결정 (Determination of dynamic threshold for sea-ice detection through relationship between 11 µm brightness temperature and 11-12 µm brightness temperature difference)

  • 진동현;이경상;최성원;서민지;이다래;권채영;김홍희;이은경;한경수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.243-248
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    • 2017
  • 지구 기후시스템의 중요구성인자인 해빙은 극지방과 고위도에 분포하는 특성상 위성을 통한 탐지가 활발히 수행되고 있다. 위성자료를 이용한 해빙탐지기법은 반사도와 휘도온도자료를 이용하며, 많은 연구에서 휘도온도자료를 통해 산출된 Ice Surface Temperature (IST)를 활용한 기법인 Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 해빙탐지기법을 활용하고 있다. 본 연구에서는 IST 산출과정이 생략된 단순하고 효율적인 동적임계값 기법을 활용한 해빙탐지기법을 제시하고자 한다. 동적임계값을 지정하기 위하여 해수의 어는점 이하의 화소를 대상으로 MODIS IST와 MODIS $11{\mu}m$ 채널의 휘도온도, Brightness Temperature Difference ($BTD:T_{11{\mu}m}-T_{12{\mu}m}$)의 상호관계를 분석하였다. 분석 결과, 세수치의 관계가 선형의 특징을 나타내었으며 이를 활용하여 임계값을 지정하였다. 청천역에서 지정한 임계값을 MODIS $11{\mu}m$ 채널에 적용하여 해빙을 탐지하였다. 또한, 본 연구의 해빙탐지기법의 성능을 검증하기 위해 MODIS Sea ice extent를 이용하여 정확도를 분석하였으며 그 결과, Producer Accuracy (PA) 99% 이상의 높은 정확도를 보였다.

DeepLabV3+ 모델을 이용한 PlanetScope 영상의 해상 유출유 탐지 (Detection of Marine Oil Spills from PlanetScope Images Using DeepLabV3+ Model)

  • 강종구;윤유정;김근아;박강현;최소연;양찬수;이종혁;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1623-1631
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    • 2022
  • 유출유는 해양 생태계에 큰 위협이 되므로 피해 최소화를 위해 신속한 현황정보파악이 필요하다. 위성원격탐사는 항공기에 비해 광역적 모니터링이 가능하기 때문에 시공간적 범위에서 장점을 가진다. 최근에는 딥러닝 영상인식 기술의 발전으로 인해 딥러닝을 활용한 유출유 탐지의 필요성이 대두되고 있으나, 기존의 Synthetic Aperture Radar (SAR) 영상 위주의 유출유 탐지와는 달리 고해상도 광학영상에 딥러닝 기법을 적용하는 경우는 많지 않았다. 이에, 본 연구에서는 PlanetScope 위성의 광학영상을 활용하여 유출유 레이블을 제작하고, 이를 기반으로 DeepLabV3+모델을 활용하여 유출유 탐지 모델을 구축하였으며, 암맹평가에서 정확도 0.885, 정밀도 0.888, 재현율 0.886, F1점수 0.883, 평균 교집합 대 합집합 비율(Mean Intersection over Union, mIOU) 0.793 등의 상당히 높은 정확도를 나타냈다.

일차슬러지, 이차슬러지 및 음식물류폐기물의 단독 및 통합 혐기성 소화: 혼합비율 차이에 따른 바이오가스 생산량 조사 (Anaerobic Mono- and Co-digestion of Primary Sludge, Secondary Sludge and Food Waste: Biogas Production at Different Mixture Ratio)

  • 강선민;김민재;이주윤;정성윤;이태윤;남광희;이준엽
    • 한국환경과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.47-55
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    • 2023
  • This study evaluated the biochemical methane potential (BMP) of primary sludge, secondary sludge, and food waste in batch anaerobic mono-digestion tests, and investigated the effects of mixture ratio of those organic wastes on methane yield and production rate in batch anaerobic co-digestion tests, that were designed based on a simplex mixture design method. The BMP of primary sludge, secondary sludge and food waste were determined as 234.2, 172.7, and 379.1 mL CH4/g COD, respectively. The relationships between the mixing ratio of those organic wastes with methane yield and methane production rate were successfully expressed in special cubic models. Both methane yield and methane production rate were estimated as higher when the mixture ratio of food waste was higher. At a mixing ratio of 0.5 and 0.5 for primary sludge and food waste, the methane yield of 297.9 mL CH4/g COD was expected; this was 19.4% higher than that obtained at a mixing ratio of 0.3333, 0.3333 and 0.3333 for primary sludge, secondary sludge, and food waste (249.5 mL CH4/g COD). These findings could be useful when designing field-scale anaerobic digersters for mono- and co-digestion of sewage sludges and food waste.