• 한국농림기상학회지
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• 제19권2호
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• pp.62-72
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• 2017

농경지에서의 증발산량 예측은 농업 분야에서의 기후변화 영향 평가 및 적응 계획 수립에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 격자형 국가 표준 기후변화 시나리오 자료를 이용해 잠재 증발산량 (PET)과 가뭄지수 (DI) 전자 기후도의 생산 및 분석을 수행하였다. 특히, 격자형 기상 자료의 처리를 지원하는 도구인 readGrADSWrapper를 기반으로 격자형 기후변화 시나리오 자료를 통계 분석 도구인 R에서 활용하는 기술에 중점을 두었다. FAO-56 공식을 R 스크립트에 구현하여 현재와 미래 조건에서 벼 재배기간 동안의 PET를 계산하였다. 또한, 이를 활용하여 벼 재배에 따른 증발산량 ($PET_{rice}$)과 DI 자료를 생산하고 시공간적 분석을 수행하기 위한 R 스크립트를 구현하였다. 한반도에서 PET의 시공간적 변화 양상은 현재와 미래 조건에서 지역에 따라 차이를 보였다. 전반적으로 한반도에서는 PET와 $PET_{rice}$가 21세기 후반으로 갈수록 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 예측 결과들은 지역과 시기에 따라 증발산량 증가에 대응하기 위한 수자원 관리가 필요하다는 것을 암시하였다. 예를 들어, 현재 조건에서 습윤 지역으로 분류되던 충청남도 지역이 21세기 중반 이후에는 아습윤 지역으로 바뀔 것으로 전망되었다. 이러한 결과들은 PET와 DI 등 수자원과 관련된 변수 값들의 시공간적인 계산과 분석을 통해 미래 기후조건에서 작물 생산성을 증진시키기 위한 적응 대책 수립을 지원할 수 있을 것이다. 또한, readGrADSWrapper와 같은 격자형 기상 자료의 처리도구의 활용을 통해 보다 다양한 응용기후 변수에 대한 전자기후도 생산 및 분석을 원활히 수행할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.361-366
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• 2017

컴퓨팅 아키텍처와 응용 소프트웨어 기술의 발달로 최근에는 근사가 아닌 실제 물리계 모사라는 컴퓨터 시뮬레이션의 궁극 목표가 현실 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 미국 정부 주도 슈퍼컴퓨팅 기반 다물리 시뮬레이션 사업의 결과물로 나온 일리노이 대학의 일리노이 록스타라는 유체-구조-연소 연성 해석툴을 활용하여 충격파관 내의 금속판의 미소 시간 운동을 전산모사하고 기존 실험, 해석들과 비교하는 연구를 수행하였다. 전산유동해석은 정렬격자를 기반으로 하였고 구조해석은 대변형 선형탄성을 가정하였다. 또한 강한 연계 시간적분법이 적용된 알고리즘의 고도화로 인해 충격파 내 금속패널에 관한 높은 수준의 실험-계산 상관성을 보였다. 본 연구의 제한적인 검증연구를 확장하여 해석환경 내 추가 모듈들의 검증작업들과 코드개선을 통해 오픈소스 기반 연구개발 도구로서 활용할 예정이다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제5권7호
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• pp.319-326
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• 2016

어플리케이션의 구매 결정 소요시간이 짧은 동시에 구매 취소 역시 간편한 모바일 앱의 속성을 고려했을 때, 사용 편리성은 모바일 앱이 제공해야 할 다양한 품질 요소들 중 상위의 우선순위를 가지는 요소라 할 수 있다. 이러한 배경에서 모바일 앱 개발자들은 앱의 상품성을 저하시키는 사용성 저해 요소를 여러 가지 측면에서 최소화시키는데 많은 노력을 기울이고 있다. 모바일 앱의 사용 편리성을 저해하는 대부분의 요소는 GUI 설계시에 발생되는 잠재적인 오류들로부터 기인한다. 우리는 앞선 연구에서 사용자 행위 로그를 이용한 모바일 앱의 사용성 분석 기법을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 앞선 연구 결과를 토대로 사용자 행위로그를 유한 상태 모델로 표현하고, 여러 명의 사용자로부터 추출된 사용자 행위모델을 병합하여 설계자의 의도가 반영된 설계 행위모델과 비교해 나감으로써, 체계적으로 모바일 앱의 GUI 모델상에 잠재된 사용성 저해 요소 검출해 내는 기법을 제안하고 있다. 또한 기존 개발자들이 사용성 오류 검출을 위해 행해왔던 반복적인 테스트 작업의 부담을 줄이기 위해, 본 논문에서는 제안 된 기법의 자동화가 가능하도록 하는 사용성 오류검출 자동화 도구를 함께 제안하고 있다. 제안된 기법과 도구의 효용성은 실제 오픈 소스 앱 개발자들에 의해 제기된 GUI 이슈 리포트와 제안된 기법에 의해 검출된 이상징후들 간의 비교를 통해 논의하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.37-45
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• 2000

콘크리트 라이닝, 방수막, 숏크리트 및 공동 등으로 구성된 터널 지보구조는 탄성파 반사법 응용면에서 일종의 박층구조로 간주될 수 있다. 그런데, 각 구성 매질의 경계면 및 물성은 무엇보다 터널 안정성평가를 위한 주요 정보가 되기 때문에 이에 대한 정밀 조사기법의 개발이 크게 요구되고 있는 실정이다. 최근, 국내 외에서 시도된 바 있는 GPR이나 Impact-Echo는 우선 박층에 대한 발생원 파형 길이(파장)면에서도 타당성을 잃게 되어 내부구조 분해능에 대한 상당한 불확실성을 나타내고 있다. 더구나, 현장응용에서 얻게되는 탄성파기록에는 여러 가지 불필요한 탄성파 도달 즉, 큰 진폭의 표면파, S파 반사파 및 변환파는 서로 중첩되어 지배적으로 발달될 것이 기대되기 때문에 이에 대처한 효율적인 측정 및 분석기법 개발이 불가피하다. 탄성파 모형 실험은 바로 상기 복합적인 문제를 구체화하고 또한 그에 따른 기술 개발을 촉진할 수 있는 유용한 기능을 갖고 있다. 따라서, 본 논문에는 터널 지보구조에 대등한 모형을 대상으로 탄성파 반사법 본연의 측정기법(roll-along법) 및 전산처리 과정에 의해 데이터를 취득하고 또한 전산처리 함으로써 주어진 내부구조를 어느 정도까지 재현할 수 있는가를 보여주고 있다. 비록, 측정 데이터에는 유용한 반사파보다는 이미 예상한 바 상기 불필요한 탄성파의 도달이 지배적으로 발달되고 있음이 관찰되었으나 적절한 측정 및 전산처리 과정은 주어진 내부구조에 대한 바람직한 결과를 초래하였다. 이러한 연구결실은 우선 선진국에서도 난제로 되어온 터널 지보구조 규명을 위한 하나의 계기를 마련함은 물론 나아가서 그의 현실화를 위한 기술개발을 가속화할 것으로 사료된다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권5호
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• pp.193-204
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• 2011

인터넷 상의 웹 응용 프로그램은 불특정 다수의 사용자가 접근할 수 있기 때문에 보안상의 위험이 가중된다. 특히, 응용 프로그램의 소스코드에 보안 취약성이 있을 경우에는 침입 탐지 시스템과 같은 시스템 수준의 방어가 어렵기 때문에 이를 미리 제거하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 웹 응용 프로그램의 대표적인 소스 코드 취약성인 PHP 파일 삽입 취약성을 자동으로 검출할 수 있는 정적 분석기의 구현에 대해 다룬다. 본 연구에서는 의미 기반의 정적 분석을 사용하여 소스 코드의 취약성을 미리 자동으로 검출하고 수정하도록 함으로써, 기존의 침입 테스트 기법이나 응용 프로그램 방화벽 사용과 다르게 보안 취약성을 안전하게 제거하면서 추가적인 실행 시간 부하를 피하고자 하였다. 이를 위하여 의미 기반 분석 방법인 요약 해석 방법론을 적용했으며, PHP 삽입 취약성에 최적화된 요약 분석 공간을 설계하여 사용함으로써 PHP의 특성인 복잡한 문자열 기반 자료 흐름을 효과적으로 처리하면서 목적으로 하는 취약성을 효과적으로 검출할 수 있었다. 프로그램의 취약성 분석 결과는 Java GUI 도구를 통해 확인할 수 있으며, 분석된 취약성 지점에서의 메모리 상태 및 계산 정보도 같은 도구를 사용해 확인할 수 있다. 구현된 분석기의 취약성 검출의 정확성과 실행 속도를 검증하기 위하여 공개된 PHP 프로그램을 사용하여 성능 실험을 수행하였으며, 이를 통해 구현된 분석기의 실용성을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권2_1호
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• pp.167-178
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• 2020

2015년 발사된 이후 KOMPSAT-3A 영상정보가 여러 분야에서 활용되고 있다. 그러나 실제 육상 환경의 분석에 필요한 지표 반사도를 얻을 수 있는 도구 개발이 이루어지지 않아서 식생 지수 산정 등과 같이 이러한 자료를 적용하는 과학적 분석과 응용 분야의 확산에는 한계가 있었다. 지표 반사도는 절대 대기 보정 처리 과정을 수행하여 얻어지는 성과물이다. 이 연구에서는 OTB 오픈 소스 확장 프로그램으로부터 KOMPSAT-3A 영상정보의 대기 반사도와 지표 반사도를 구하고, 국제 검보정 포털 RadCalNet에서 제공하는 대기 반사도와 지표 반사도 현장 측정 자료를 이용하여 정확도를 비교 검증하고자 한다. 또한 같은 지역의 Landsat-8 OLI 영상으로부터 지표 반사도를 구하고 비교 검증 실험에 같이 적용하였다. 검증 실험 결과로 KOMPSAT-3A 영상의 대기 반사도는 같은 분광대역에 해당하는 RadCalNet 자료의 평균값과 비교했을 때 0.00에서 1.00까지의 범위에서 최대 ± 0.02 차이가 보이는 것을 확인할 수 있었다. KOMPSAT-3A 영상의 지표 반사도 산출 결과는 RadCalNet 자료와 0.02에서 0.04까지의 차이 값을 갖는 높은 일치도를 보이는 것으로 나타났다. 이 결과들은 KOMPSAT-3A 영상의 분석대기자료(Analysis Ready Data)로서의 활용 가능성을 증가시키는 기본 자료로 사용할 수 있다. 또한 이 연구에서 개발된 도구와 연구 방법은 향후 국토, 농업, 산림 활용을 위한 차세대 중형 위성 영상자료의 각 센서 모델에 맞는 확장 프로그램 개발과 검증에도 적용이 가능할 것으로 생각한다.

• 대기
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• 제23권1호
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• pp.93-102
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• 2013

Atmospheric transport pathway of an air mass is an important constraint controlling the chemical properties of the air mass observed at a designated location. Such information could be utilized for understanding observed temporal variabilities in atmospheric concentrations of long-lived chemical compounds, of which sinks and/or sources are related particularly with natural and/or anthropogenic processes in the surface, and as well as for performing inversions to constrain the fluxes of such compounds. The Lagrangian particle dispersion model FLEXPART provides a useful tool for estimating detailed particle dispersion during atmospheric transport, a significant improvement over traditional "single-line" trajectory models that have been widely used. However, those without a modeling background seeking to create simple back-trajectory maps may find it challenging to optimize FLEXPART for their needs. In this study, we explain how to set up, operate, and optimize FLEXPART for back-trajectory analysis, and also provide automatization programs based on the open-source R language. Discussions include setting up an "AVAILABLE" file (directory of input meteorological fields stored on the computer), creating C-shell scripts for initiating FLEXPART runs and storing the output in directories designated by date, as wells as processing the FLEXPART output to create figures for a back-trajectory "footprint" (potential emission sensitivity within the boundary layer). Step by step instructions are explained for an example case of calculating back trajectories derived for Anmyeon-do, Korea for January 2011. One application is also demonstrated in interpreting observed variabilities in atmospheric $CO_2$ concentration at Anmyeon-do during this period. Back-trajectory modeling information introduced in this study should facilitate the creation and automation of most common back-trajectory calculation needs in atmospheric research.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.273-291
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• 2018

과학 담화에 동반되는 제스처는 정신 모형의 구성과 모델에 기반한 추론에 중요한 역할을 한다. 체화된 인지의 관점에서 제스처는 학생의 내면에 기저한 정신모형을 유추하는 근거인 동시에 학생의 불완전한 과학적인 사고의 변화에 도움을 줄 수 있다. 이 연구는 과학 교육의 맥락에서 제스처의 역할을 탐색해보고자 과학적 담화에서 제스처의 특징을 살펴보고 과학자와 중학생의 제스처를 비교하였다. 각각 10명의 과학자와 중학생이 본 연구에 참여했으며, 일대일 면담에서는 '분자운동과 상태 변화'에 관한 세 가지 면담과제가 제시되었고 면담은 반구조화된 clinical interview의 방식으로 진행되었다. 과학자와 중학생의 제스처는 모두 비디오로 녹화하였으며, 근거 이론(grounded theory)에 기반하여 4명의 연구자가 반복적으로 비교 분석하였다. 연구 결과, 과학자와 중학생의 제스처는 4가지 측면(제스처의 특징, 제스처의 사용, 제스처의 내용, 제스처의 기능)에서 상이한 특성을 보였다. 과학자는 다양하고 정교한 제스처를 보다 빈번하게 체계적으로 사용했으며, 중학생 또한 과학적 사고와 소통의 도구로 제스처를 과학담화에서 사용했으나, 중학생의 제스처는 과학자의 제스처에 비해 과학적인 근거가 부족했으며 기능적인 특징에서도 상당한 차이점이 있었다. 이 결과는 제스처가 과학적 사고를 강화하는 데 도움이 될 수 있으며, 내면에서 일어나는 인지활동을 알아보는 수단이 될 수 있다는 것을 보여준다. 앞으로 학생들이 제스처를 과학 개념의 이해와 추론을 돕는 도구로 사용할 수 있도록 지원할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.503-514
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• 2018

최근 기후변화 및 유역개발로 인하여 메콩강 유역의 수문환경이 급격히 변화하고 있으며, 메콩강을 공유하는 국가의 수재해 예방 및 지속가능한 수자원개발을 위해서는 메콩강 주요지점에서의 유량 정보의 분석 및 예측이 요구된다. 본 연구에서는 물리적 기반의 수문모형인 SWAT과 데이터기반 딥러닝 알고리즘인 LSTM을 이용하여 메콩강 하류 Kratie 지점의 유출모의를 수행하고, 유출모의 정확도 및 두 가지 방법론의 장 단점을 비교 분석한다. SWAT 모형의 구축을 위해 범용 입력자료(지형: HydroSHED, 토지이용: GLCF-MODIS, 토양: FAO-Soil map, 강우: APHRODITE 등)을 이용하였으며 warming-up 및 매개변수 보정 후 2003~2007년 일유량 모의를 수행하였다. LSTM을 이용한 유출모의의 경우, 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 TensorFlow를 활용하여 Kratie 지점기준 메콩강 상류 10개 수위관측소의 두 기간(2000~2002, 2008~2014) 일수위 정보만을 이용하여 심층신경망을 학습하고, SWAT 모형과 마찬가지로 2003~2007년을 대상으로 Kratie 지점에 대한 일수위 모의 후 수위-유량관계곡선식을 이용하여 유출량으로 환산하였다. 두 모형의 모의성능 비교 검토를 위하여 모의기간에 대해 NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency)을 산정한 결과, SWAT은 0.9, LSTM은 보다 높은 0.99의 정확도를 나타내는 것으로 분석되었다. 메콩강과 같은 대유역의 특정 지점에 대한 수문시계열 자료의 모의를 위해서는 다양한 입력자료를 요구하는 물리적 수문모형 대신 선행 시계열자료의 변동성을 기억 학습하여 이를 예측에 반영하는 LSTM 기법 등 데이터기반의 심층신경망 모형의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제29권1호
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• pp.35-49
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• 2015

3D 프린팅 기술은 21세기를 이끌 혁신적인 발명품으로 창의적 융합인재를 양성하는 융합인재교육(STEAM)에 필수적인 도구 중 하나이다. 본 연구에서는 대학에서의 수학적 모델링 강좌와 한국과학창의재단 R&E에서 수행한 STEAM 교육의 내용을 중심으로, 아름다운 자연속의 기하학적 도형을 3D 프린터로 직접 프린팅하는 전체 과정과 STEAM 관점에서 수행한 수학강좌의 결과물과 성과를 소개한다. 이렇게 예술을 수학으로 이해한 후 3D 프린팅이라는 공학 및 기술로 구현하는 과정은 STEAM 교육의 목표에 부합하는 하나의 예가 된다. 그리고 수학과 예술을 3D 프린팅으로 연결하는 접근을 통하여 21세기가 필요로 하는 융합인재를 양성할 수 있다는 가능성을 제시한다.