• 제목/요약/키워드: process variability

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습윤 지역의 기후-토양-식생-지하수위 상호작용을 반영한 개념적인 생태 수문 모형 (Conceptual eco-hydrological model reflecting the interaction of climate-soil-vegetation-groundwater table in humid regions)

  • 최정현;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권9호
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    • pp.681-692
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    • 2021
  • 식생 프로세스는 증발산 제어를 통해 강우 유출 프로세스에 상당한 영향을 미치지만, 개념적인 집중형 수문 모형에서는 거의 고려되지 않는다. 본 연구는 인공위성에서 원격으로 감지된 엽면적지수 자료를 표현하는 생태 모듈을 수문 분할 모듈에 통합하여 합천댐 유역에 대한 모형 성능을 평가하였다. 제안된 생태 수문 모형은 습윤 지역의 생태수문 프로세스를 더 잘 표현하기 위하여 크게 세 가지 주요한 특징을 가진다. 1) 식생의 성장률은 유역의 물 부족 스트레스에 의해 제약을 받는다. 2) 식생의 최대 성장은 유역 기후에 의한 에너지에 의해 제약을 받는다. 3) 식생과 대수층의 상호작용이 반영된다. 제안된 모형은 유역 단위의 수문 성분과 식생 동역학을 동시에 모의한다. SCEM 알고리즘에 의해 추정된 모형 매개변수를 이용한 검증 결과로부터 아래와 같은 발견할 수 있었다. 1) 엽면적지수와 하천유량 자료를 이용하여 생태수문모형의 매개변수를 추정하는 것이 생태 모듈이 없는 수문 모형과 비슷한 정확도 및 견고함으로 하천유량을 예측할 수 있다. 2) 필터링이 안된 원격으로 감지된 엽면적지수를 그대로 입력자료로 이용하는 것은 하천유량 예측에 도움이 안된다. 3) 통합된 생태수문모형은 엽면적지수의 계절적인 변동성에 대한 우수한 추정치를 제공할 수 있다.

지구과학 예비교사가 설계한 수업내용의 논증구조에 나타난 반박 분석 (Analysis of Rebuttals in the Argument Structure of Learning Contents in Lesson Plans of Earth Science Preservice Teachers)

  • 박원미
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.238-252
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    • 2020
  • 본 연구에서는 지구과학 예비교사들이 수업 설계과정에서 구성한 학습 내용 논증구조에서 반박의 대상이 되는 요소에 따라 반박유형을 분석하였다. 또한, 반박을 해결하기 위한 예비교사의 대응 방법에 따라 사례를 분류하고 탐색하였다. 5주간 총 20시간의 강의 및 모둠 토론 과정에서 수집한 예비교사들의 수업 결과물과 토론 및 면담 내용 등을 분석한 결과, Verheij (2005)가 이론적으로 도출한 5가지 반박유형이 모두 확인되었다. 분석을 통해 추출한 총 18건의 반박 사례를 질적으로 해석하였고, 예비교사들이 반박을 수업에서 해결하는 방식에 따라 반박 사례를 3가지로 분류할 수 있었다. 연구 결과를 토대로 얻은 결론과 시사점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 예비교사들이 논증구조를 활용하여 수업을 설계하는 동안 논증의 핵심 요소와 논증 과정의 과학적 타당성을 검증하는 사고 과정을 활발히 진행한다는 경험적 자료를 제공하였으며, 과학교육 연구에서 논증활동의 적용 범위를 확장하였다. 둘째, (예비)교사가 학생들의 궁금증을 유발하여 수업에 몰입(참여)시키기 위한 전략을 마련하는 데 있어 수업내용 논증구조의 활용 가능성을 제시하였다. 셋째, 반박을 생성하고 해결 방안을 도출하는 과정을 통해 예비교사는 과학지식의 가변성이나 불확정성을 비롯하여 과학의 본성에 대하여 생각해 볼 기회를 얻을 수 있다.

마우스 뇌의 구조적 연결성 분석을 위한 분석 방법 (Analytical Methods for the Analysis of Structural Connectivity in the Mouse Brain)

  • 임상진;백현만
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.507-518
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    • 2021
  • 자기공명영상(MRI)은 뇌의 구조적 및 기능적 연구에서 핵심 기술로 필요성이 증가하고 있다. Tractography 분석을 이용하는 뇌지도(Connectome)는 MRI를 통해 뇌의 구조적 연결성을 확인하고 연결성의 변동성을 이용해 질병 병리학에 대한 이해를 높이는 방법으로 인간을 대상으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만 마우스 같은 작은 동물의 경우 분석 방법의 표준화가 부족하고 영상에 대한 정확한 전처리 전략 및 아틀라스 기반 신경 정보학에 대한 과학적 합의가 없다. 또한, 인간의 뇌에 비해 마우스의 뇌는 매우 작기 때문에 높은 해상도를 갖는 영상을 획득하는 것에도 어려움이 있다. 연구에서는 구조적 영상과 확산 텐서 영상을 이용해 구조 영역 세분화를 포함한 구조적 연결성 분석을 가능하게 하고 마우스 뇌 데이터를 처리하는 Allen Mouse Brain Atlas 기반 영상 데이터 분석 파이프라인을 제시한다. 각 분석 방법은 마우스 뇌 영상 데이터의 분석을 가능하게 하고 이미 인간 영상데이터로 검증된 소프트웨어를 이용해 신뢰성을 가질 수 있게 하였다. 또한, 연구에서 제시되는 파이프라인은 복잡한 분석 과정과 다양한 기능들 중 마우스 Tractography에 필요한 기능들을 정리하여 사용자가 효율적으로 데이터 처리를 하는데 최적화되었다.

초등 예비교사의 과학 일기에 나타난 과학의 본성에 대한 인식 변화 유형 분석 (Analysis of Changes in the Views on Nature of Science (NOS) Appeared in Pre-Service Elementary School Teachers' Science Journals)

  • 임성만;신정윤
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.30-42
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    • 2023
  • 이 연구는 초등 예비교사들이 작성한 과학 일기를 양적·질적 분석하여 초등 예비교사들이 지닌 과학의 본성에 대한 관점의 특징과 그 변화 과정을 분석하여 범주화하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 초등 예비교사 13명이 쓴 과학 일기 112편을 분석하였다. 수집된 자료는 과학의 본성 4가지 영역의 연구 개념틀을 이용하여 영역별 빈도수를 분석하였고, VNOS-C 검사 분석틀을 이용하여 과학의 본성에 대한 관점 변화 양상을 귀납적으로 도출하여 유형화하였다. 그 결과 초등 예비교사들이 작성한 과학 일기에 나타난 과학의 본성에 대한 관점은 과학의 사고적 본성, 지식적 본성, STS적 본성, 탐구적 본성은 비교적 비슷한 비율로 서술되었으나 그 중 과학의 사고적 본성이 가장 높은 비율로 나타났고, 과학의 탐구적 본성이 가장 낮은 비율로 기술되었다. 과학 지식의 가변성, 경험적 증거의 중요성, 과학의 긍정적·부정적 작용에 대해서는 특히 집중적으로 언급되었다. 또한 초등 예비교사들의 과학의 본성에 대한 관점 변화 양상은 '고전적 관점 유지형', '현대적 관점 유지형', '회귀형', '발전형', '혼재형'으로 유형화 할 수 있었다. '과학 지식의 경험적 본성' 요소는 학생에 따라 변화 양상이 다양한 유형으로 나타났고, 대부분의 학생들이 과학 지식의 잠정성에 대해서는 현대적 관점을 여러 회기 동안 유지하였다.

Computer Vision-based Continuous Large-scale Site Monitoring System through Edge Computing and Small-Object Detection

  • Kim, Yeonjoo;Kim, Siyeon;Hwang, Sungjoo;Hong, Seok Hwan
    • 국제학술발표논문집
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    • The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.1243-1244
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    • 2022
  • In recent years, the growing interest in off-site construction has led to factories scaling up their manufacturing and production processes in the construction sector. Consequently, continuous large-scale site monitoring in low-variability environments, such as prefabricated components production plants (precast concrete production), has gained increasing importance. Although many studies on computer vision-based site monitoring have been conducted, challenges for deploying this technology for large-scale field applications still remain. One of the issues is collecting and transmitting vast amounts of video data. Continuous site monitoring systems are based on real-time video data collection and analysis, which requires excessive computational resources and network traffic. In addition, it is difficult to integrate various object information with different sizes and scales into a single scene. Various sizes and types of objects (e.g., workers, heavy equipment, and materials) exist in a plant production environment, and these objects should be detected simultaneously for effective site monitoring. However, with the existing object detection algorithms, it is difficult to simultaneously detect objects with significant differences in size because collecting and training massive amounts of object image data with various scales is necessary. This study thus developed a large-scale site monitoring system using edge computing and a small-object detection system to solve these problems. Edge computing is a distributed information technology architecture wherein the image or video data is processed near the originating source, not on a centralized server or cloud. By inferring information from the AI computing module equipped with CCTVs and communicating only the processed information with the server, it is possible to reduce excessive network traffic. Small-object detection is an innovative method to detect different-sized objects by cropping the raw image and setting the appropriate number of rows and columns for image splitting based on the target object size. This enables the detection of small objects from cropped and magnified images. The detected small objects can then be expressed in the original image. In the inference process, this study used the YOLO-v5 algorithm, known for its fast processing speed and widely used for real-time object detection. This method could effectively detect large and even small objects that were difficult to detect with the existing object detection algorithms. When the large-scale site monitoring system was tested, it performed well in detecting small objects, such as workers in a large-scale view of construction sites, which were inaccurately detected by the existing algorithms. Our next goal is to incorporate various safety monitoring and risk analysis algorithms into this system, such as collision risk estimation, based on the time-to-collision concept, enabling the optimization of safety routes by accumulating workers' paths and inferring the risky areas based on workers' trajectory patterns. Through such developments, this continuous large-scale site monitoring system can guide a construction plant's safety management system more effectively.

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관찰 예능의 장르화 과정과 스토리텔링 연구 -관찰자의 역할을 중심으로 (A Study on the Formative Process of Genre and Storytelling in Observation Entertainment Programs - Focusing on the Role of Observer)

  • 이현중
    • 대중서사연구
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    • 제25권2호
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    • pp.217-245
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    • 2019
  • 최근 5년 사이 한국 방송의 관찰 예능 편중 현상이 심화되었다. 그에 따라 한국 관찰 예능 특유의 소재인 '가족', 그리고 엿보기, 관음증과 같은 키워드들이 주목받기도 했다. 본 논문은 그러한 사회학적 접근이 아닌 장르와 스토리텔링이라는 문화콘텐츠, 서사학적 관점을 바탕으로 관찰 예능을 분석한다. 관찰 예능의 텍스트 내적 성질 파악을 통해 방송콘텐츠로써 관찰 예능이 지닌 가치를 탐색할 수 있다고 판단했기 때문이다. 한국 관찰 예능의 원류는 리얼 버라이어티로부터 시작한다. 리얼 버라이어티의 '사실성' 논쟁을 거치며, 그 대안적 형태로서 관찰 예능이 등장했다. 화면의 객관성을 최대한 보장하는 다큐멘터리적 양식의 이입, 다수의 출연자를 개별적으로 분리한 옴니버스식 구성, '일상'을 주 공간으로 선정해 시청자의 공감을 끌어내는 전략 등은 관찰 예능에 일관된 패턴을 만들며 하나의 장르화를 이끌었다. 특히 '관찰자'는 관찰 예능의 장르화에 있어 핵심적 요소로 기여했다. 관찰자의 성격화에 따라 프로그램의 주제가 결정되었고, 그에 따른 개별 텍스트 포맷의 변별성이 만들어진다. 관찰자는 관찰 대상을 지켜보는 '관찰자'로서 시청자의 시점을 결정하는 역할을 하고, 동시에 '서술자'로서 프로그램의 서사를 구축하는 역할을 수행한다. 관찰 예능의 스토리텔링에 있어서 가장 영향력 있는 존재이자 요소로 기능하는 것이다. 관찰 예능에서 '관찰'은 하나의 형식일 뿐이다. 이 동일 형식 안에서 서사성을 만들고 텍스트별 변별성을 만들어 내는 프로그램 요소는 관찰자이다. 또한 그동안 관찰 예능과 같은 리얼리티 쇼의 주된 명제는 관음의 문제였는데, 관찰자에 의해 걸러진 서술과 전달은 리얼리티 쇼의 선정성 문제, 관음의 문제도 상당 부분 완화시킨다. 이처럼 관찰자를 통해 분석되는 관찰 예능은 TV 속 '리얼리티'의 문화적 의미, 현대 한국 TV 예능 장르의 스토리텔링 전략을 이해하고 예측할 수 있게 한다는 점에서 의의를 찾을 수 있다.

피에조콘을 이용한 선행압밀하중 결정 신경망 모델의 구조 최적화 및 초기 연결강도 의존성 개선 (Structural Optimization and Improvement of Initial Weight Dependency of the Neural Network Model for Determination of Preconsolidation Pressure from Piezocone Test Result)

  • 김영상;주노아;박현일;박솔지
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3C호
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    • pp.115-125
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    • 2009
  • 지반의 응력이력을 정의하는데 이용되는 선행압밀하중은 일반적으로 일차원 실내압밀실험으로부터 결정되어져 왔으나 피에조콘과 같은 원위치 시험의 관측값을 이용한 이론적인 방법과 경험적인 상관관계를 통한 결정도 가능하다. 최근 선행압밀하중을 결정하기 위한 인공신경망 모델들이 제안된 바 있으며, 기존의 이론적 경험적 선행압밀하중 추정 방법들이 갖는 지역의존성의 문제를 극복하고 예측 정확도 면에서도 크게 개선된 것으로 보고되었다. 그러나 인공신경망 모델은 모델구조와 학습과정에서 초기에 무작위로 부여되는 연결강도에 영향을 받아 예측에 변동성이 존재한다. 본 연구에서는 기존의 피에조콘 결과를 이용한 선행압밀하중 추정 인공신경망 모델이 연약지반에서 선행압밀하중 예측 시 보이는 변동성을 개선하기 위하여 신경망 모델의 구조 최적화를 수행하고 군집신경망 모델을 구축하였다. 제안된 군집신경망 모델을 이용한 예측결과는 기존의 다층신경망 모델 및 이론적 경험적 모델들과 비교되었다. 연구결과, 최적화된 구조를 갖는 다층신경망 모델일지라도 초기 연결강도에 따라 최종 학습 후 예측결과의 변동성이 여전히 존재하나, 다층신경망을 네트워크로 연결하여 제안된 군집신경망 모델은 기존의 다층신경망 모델들이 갖는 초기 연결강도 의존성을 개선하여 다층신경망 모델에 비해 일관성 있으며 보다 정확한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

디지털 환경에서 가로시설물의 변화에 관한 연구 (Study on Changes of Street Furniture in Digital Environment)

  • 인치호;김현수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1D호
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    • pp.129-136
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    • 2008
  • 첨단 디지털 기술의 발전과 함께 도시의 가로 공간도 그 변화를 하고 있다. 이동 통신 기기와 인터넷은 우리 인간의 라이프스타일에 큰 변화를 주었고, 유비쿼터스 컴퓨팅은 실내 공간에서 가로 공간으로 그 적용범위를 확대 해 나가고 있다. 가로시설물은 인간의 가로 공간의 삶을 풍요롭게 하여 주는 편의 시설로서 첨단화되어지고 있다. 본 연구는 우선 이러한 현상에 관하여 문헌조사를 통해 일반적인가로 시설물 개체 수 변화의 실태를 분석하였다. 또한 디지털세대와 관련된 대표적인 두 곳, 대학로와 홍대 걷고 싶은 거리의 가로 시설물의 개체 수 및 그 이용실태를 조사 하였다. 다음으로 홍대 앞 가로공간의 사용자와 가로시설물 관리자들과의 표적 집단 면접 조사(FGI :Focus Group Interview)를 실행하여 가로시설물의 이용 및 관리 행태와 인식도를 조사하여 정보공유 및 문화적 교류, 자동화 및 상호 작용성, 기능의 가변성등의 핵심요소를 추출하였다. 이러한 내용을 다시 연구 검토하여 3I 요소 즉 정보화(Information), 지능화(Intellectualization), 그리고 통합화(Integration)라는 디지털 환경에서의 가로시설물의 변화 요소를 정리하였다. 이는 향후 첨단 디지털화 하는 정보 관련 가로시설물의 개발 및 디자인 과정의 방향설정에 적용되질 것으로 사료된다.

우크라이나 밀 재배 면적 및 수량의 공간적 변이 평가를 위한 기후적합도 모델의 활용 (Application of a Climate Suitability Model to Assess Spatial Variability in Acreage and Yield of Wheat in Ukraine)

  • 오진영;현신우;현승민;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.75-88
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    • 2024
  • 우리나라는 수요 곡물의 대부분을 수입으로 의존하기 때문에 주요 곡물 수출 국가의 재배 면적과 생산량 예측을 통해 식량안보를 증진시킬 수 있다. 특히, 밀 주요 수출국인 우크라이나를 대상으로 재배지역의 변화 전망을 파악하는 것이 장기적인 밀 수급에 대한 미래 정책 결정에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 작물의 기후적합도를 예측하는 Fuzzy Union 모델을 사용하여 과거 기후조건(1970~2000)에서 우크라이나 지역의 밀의 기후적합도를 평가하고자 하였다. 우크라이나 통계청으로부터 밀 생산량과 재배면적 통계자료를 수집하였다. 또한, 위성영상을 활용하여 작물의 재배면적과 수량에 대한 공간자료인 EarthStat 자료를 수집하였다. 모델로 계산된 기후적합도와 밀 관측지점과 비교하여 임계값을 설정하였다. EarthStat 자료와 실제 관측자료를 비교한 결과 일정 지역에서 재배면적과 수량이 일치하지 않는 지역들이 존재하였다. 과거 기후 조건에서 산출된 기후적합도의 경우에도 지역적인 차이를 보였다. 예를 들어, 우크라이나의 서북부 지역에서 0.8 이상의 높은 기후적합도의 분포를 보였으나 동남부 지역에서는 0.15 수준의 낮은 기후적합도를 보였다. 그러나, 기후적합도의 행정구역별 통계량과 실제 밀 재배면적과 생산량을 비교한 결과 일정 수준의 상관관계를 가졌다. 특히, 단위면적당 생산량과 기후적합도의 상관계수는 0.647로 중위 정상관을 나타냈다. 이러한 결과는 기후적합도를 활용하여 재배면적 추정 및 단위면적당 수량 예측이 가능함을 시사하였다.

유역 유출과정과 지하수위 변동을 고려한 분포형 지하수 함양량 산정방안 (Estimation of Groundwater Recharge by Considering Runoff Process and Groundwater Level Variation in Watershed)

  • 정일문;김남원;이정우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권5호
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    • pp.19-32
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    • 2007
  • 우리나라에서 대표적으로 사용되어 온 지하수 함양량 산정방법은 지하수 감수곡선에 의한 기저유출분리법, 유역내의 집중형 개념모형에 의한 물수지 분석, 그리고 지하수위 변동곡선법으로 대별된다. 지하수 함양량은 기후조건, 토지이용 그리고 수문지질학적 불균질성에 따르는 시공간적인 변동성을 나타내므로 전술한 방법들은 이같은 특성을 다루기에는 많은 제약을 가진다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 통합 지표수-지하수 모형인 SWAT-MODFLOW로부터 얻어진 물수지 성분을 기초로 한 새로운 함양량 추정방법을 제시하고자 한다. 하천변에 위치한 지하수위는 하천흐름과 유사한 동적변화를 나타내는 반면 보다 상류부에 위치한 지하수위는 강수에 대하여 일정한 지체현상을 나타낸다. 이와 같은 지하수위 변동의 특징은 함양의 물리적 특성과 관련되므로 이 같은 현상을 설명하기 위해서는 토양층을 통과한 물이 대수층 함양에 도달하는데 걸리는 시간적 지체를 설명하는 것이 필요하다. SWAT 모형에서는 주어진 날에 대해 물이 토양층을 통과하여 대수층으로 함양되는 과정을 설명하기 위해 지수형태의 감쇠가중함수를 가진 단일 저수지 저류 모듈을 사용한다. 그런데 이 모듈은 지체시간이 긴 경우나 추정된 함양의 시계열이 지하수위 시계열과 잘 맞지 않는 제한 사항을 가지므로, 본 연구에서는 비포화대를 통과하는 시간 지체를 보다 현실적으로 반영할 수 있는 다단 저수지 저류 추적 모듈을 개발하여 SWAT모형에 탑재하였으며, 이 모듈내의 시간지체와 관련된 매개변수는 관측지하수위와 모의 함양량의 상관관계를 검토함으로써 최적화가 이루어지도록 하였다. 본 연구방법의 최종 단계는 모의 지하수위와 관측 지하수위, 그리고 관측 유역유출량과 모의 유출량을 검증함으로써 종결된다. 새롭게 제안된 방법을 우리나라 미호천 유역에 적용하여 지하수 함양량의 시공간적 분포를 추정하였는데 제시된 방법이 유역 모형의 효율성과 지하수위 변동법의 정확성이라는 장점을 모두 가진 방법이어서 추정된 일 함양량은 수리지질학적 불균질성, 기후조건, 토지이용과 토양층과 대수층의 거동까지 반영한 매우 개선된 값으로 판단된다.