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Comparison of Soil Pore Properties between Anthropogenic and Natural Paddy Field Soils From Computed Tomographic Images

  • Chun, Hyen Chung;Jung, Ki-Yuol;Choi, Young Dae;Jo, Su-min;Lee, Sanghun;Hyun, Byung-Keun;Shin, Kooksik;Sonn, Yeonkyu;Kang, Hang-Won
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.351-360
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    • 2015
  • Human influence on soil formation has dramatically increased with human civilization and industry development. Increase of anthropogenic soils induced researches on the anthropogenic soils; classification, chemical and physical characteristics of anthropogenic soils and plant growth from anthropogenic soils. However there have been no comprehensive analyses on soil pore or physical properties of anthropogenic soils from 3 dimensional images in Korea. The objectives of this study were to characterize physical properties of anthropogenic paddy field soils by depth and to find differences between natural and anthropogenic paddy field soils. Soil samples were taken from two anthropogenic and natural paddy field soils; anthropogenic (A_c) and natural (N_c) paddy soils with topsoil of coarse texture and anthropogenic (A_f) and natural (N_f) paddy soils with topsoil of fine texture. The anthropogenic paddy fields were reestablished during the Arable Land Remodeling Project from 2011 to 2012 and continued rice farming after the project. Natural paddy fields had no artificial changes or disturbance in soil layers up to 1m depth. Samples were taken at three different depths and analyzed for routine physical properties (texture, bulk density, etc.) and pore properties with computer tomography (CT) scans. The CT scan provided 3 dimensional images at resolution of 0.01 mm to calculate pore radius size, length, and tortuosity of soil pores. Fractal and configuration entropy analyses were applied to quantify pore structure and analyze spatial distribution of pores within soil images. The results of measured physical properties showed no clear trend or significant differences across depths or sites from all samples, except the properties from topsoils. The results of pore morphology and spatial distribution analyses provided detailed information of pores affected by human influences. Pore length and size showed significant decrease in anthropogenic soils. Especially, pores of A_c had great decrease in length compared to N_c. Fractal and entropy analyses showed clear changes of pore distributions across sites. The topsoil layer of A_c showed more degradation of pore structure than that of N_c, while pores of A_f topsoil did not show significant degradation compared with those of N_f. These results concluded that anthropogenic soils with coarse texture may have more effects on pore properties than ones with fine texture. The reestablished paddy fields may need more fundamental remediation to improve physical conditions.

드론 열적외선 영상을 이용한 3차원 열공간 모델링 (3D Thermo-Spatial Modeling Using Drone Thermal Infrared Images)

  • 신영하;손경완;임수봉;이동천
    • 한국측량학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.223-233
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    • 2021
  • 건축물에서 소비되는 에너지의 체계적이고 지속적인 모니터링과 관리는 건물의 열효율을 산정하여 등급화하기 위해 중요하고, 궁극적으로 기후변화에 대처하고 환경 및 에너지 수급 정책의 효과적 수립을 목표로 하고 있다. 전 세계적으로 건축물은 총 에너지의 36%를 소비하고 있으며, 이산화탄소 배출량은 39%를 점유하고 있다. 본 연구의 목적은 건축물 등급제에 필수적인 건축물에서 방출되는 온도측정을 위해 드론 열적외선(TIR: thermal infrared) 영상을 이용하여 사진측량 기법으로 건물을 모델링하고 3차원 열공간 모델(thermo-spatial model)을 생성하여 분석하는 방안을 제시하는 것이다. 이를 위해 드론에 탑재된 열적외선 센서로부터 촬영한 광학 및 TIR 영상으로 항공삼각측량을 수행하여 모델링의 정확도를 비교 분석하였다. TIR 영상의 공간 및 방사 해상도는 광학영상에 비해 낮으므로 3D 건물 모델링의 객체 형태는 상대적으로 부정확하지만, 공간정보기반의 건축물 열에너지 측정을 위해 효과적으로 사용될 수 있으므로 사진측량 기술의 다양한 분야로의 응용을 제시한 것으로 의의가 있다고 판단된다. 열공간 모델은 건축물에서 방출되는 온도를 기반으로 소비되는 에너지를 정량적으로 산정하여 개별 건물의 에너지 등급을 책정하기 위한 기본 정보로 사용될 것으로 판단된다.

화합의 관점으로 본 보스니아 사회 통합 노력과 실천적 사례 분석 (An Analysis of Social Integration Effort and Cases in Bosnia from the view of Harmony)

  • 김철민
    • 국제지역연구
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    • 제22권2호
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    • pp.47-80
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    • 2018
  • 보스니아는 '데이턴 평화안(Dayton Peace Agreement)'에 따라 '1국가 2체제(One State-Two Systems)'란 독특한 정치, 사회적 구조를 지니고 있다. 1995년 내전 종결 이후 보스니아내 민족 문제와 평화 정착은 단순히 발칸 반도란 지엽적 차원을 뛰어넘어 유럽 전체의 광역 개념을 지니며 관심을 받아온 게 사실이다. 보스니아는 통상 유럽에서 대표적인 '종교와 문화의 모자이크(A Mosaic of Religion and Culture)'지역이며, 유럽의 다양한 종교-문화적 특징이 한데 모인 수도 사라예보(Sarajevo)는 '유럽의 예루살렘(Jerusalem in Europe)'으로 불린다. 이런 이유로 중세 이후로 보스니아는 갈등과 충돌의 역사를 반복해 왔다. 하지만, 20세기말 민족 간 내전을 겪기 이전까지 이 지역은 '동 서양의 종교와 문화, 다양한 민족 간 조화와 화합'의 경험 또한 지녀왔던 게 사실이다. EU 등 국제 사회는 보스니아 재건과 평화 정착을 추진하면서 이 점에 주목하여 왔다. 그리고 오늘날 보스니아에서 그 조화와 화합의 역사를 다시 회복하기 위해 노력 중에 있다. 본 연구에서는 내전 종결 20주년을 맞이해 과거 갈등 사례에 초점을 맞추었던 기존 일반적 연구 틀을 벗어나 보스니아 평화 정착과 민족 간 화합에 필요한 다음과 같은 세 가지 요소들을 제시하고 그 실천적 사례들을 분석해 보고자 한다: 첫째, 국제 사회의 적극적 개입과 지속적 관심을 의미하는 '보스니아의 EU 가입 추진', 둘째, 2017년 12월 ICTY 임무 종료를 통한 '전범 문제 해결 및 과거사 청산', 셋째, 스레브레니짜 학살 사건 재조명을 통한 '국제 사회 반성과 세르비아의 역사 화해 추진'.

스킵연결이 적용된 오토인코더 모델의 클러스터링 성능 분석 (Clustering Performance Analysis of Autoencoder with Skip Connection)

  • 조인수;강윤희;최동빈;박용범
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제9권12호
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    • pp.403-410
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    • 2020
  • 오토인코더의 데이터 복원(Output result) 기능을 이용한 노이즈 제거 및 초해상도와 같은 연구가 진행되는 가운데 오토인코더의 차원 축소 기능을 이용한 클러스터링의 성능 향상에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 오토인코더를 이용한 클러스터링 기능과 데이터 복원 기능은 모두 동일한 학습을 통해 성능을 향상시킨다는 공통점이 있다. 본 논문은 이런 특징을 토대로, 데이터 복원 성능이 뛰어나도록 설계된 오토인코더 모델이 클러스터링 성능 또한 뛰어난지 알아보기 위한 실험을 진행했다. 데이터 복원 성능이 뛰어난 오토인코더를 설계하기 위해서 스킵연결(Skip connection) 기법을 사용했다. 스킵연결 기법은 기울기 소실(Vanishing gradient)현상을 해소해주고 모델의 학습 효율을 높인다는 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라, 데이터 복원 시 손실된 정보를 보완해 줌으로써 데이터 복원 성능을 높이는 효과도 가지고 있다. 스킵연결이 적용된 오토인코더 모델과 적용되지 않은 모델의 데이터 복원 성능과 클러스터링 성능을 그래프와 시각적 추출물을 통해 결과를 비교해 보니, 데이터 복원 성능은 올랐지만 클러스터링 성능은 떨어지는 결과를 확인했다. 이 결과는 오토인코더와 같은 신경망 모델이 출력된 결과 성능이 좋다고 해서 각 레이어들이 데이터의 특징을 모두 잘 학습했다고 확신할 수 없음을 알려준다. 마지막으로 클러스터링의 성능을 좌우하는 잠재변수(latent code)와 스킵연결의 관계를 분석하여 실험 결과의 원인에 대해 파악하였고, 파악한 결과를 통해 잠재변수와 스킵연결의 특징정보를 이용해 클러스터링의 성능저하 현상을 보완할 수 있다는 사실을 보였다. 이 연구는 한자 유니코드 문제를 클러스터링 기법을 이용해 해결하고자 클러스터링 성능 향상을 위한 선행연구이다.

조영증강 자기공명 혈관조영술을 이용한 대동맥궁 위 혈관의 협착 및 페쇄 질환 평가: 전산화 단층 혈관조영술 및 디지털 감산혈관조영술과의 비교 (Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Angiography for Evaluation of the Steno-occlusive Disease of the Supraaortic Arteries: Comparison with Computed Tomography Angiography and Digital Subtraction Angiography)

  • 제수경;김범수;정소령;안국진;신용삼;이관성;김영인;이광수
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제13권2호
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    • pp.152-160
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    • 2009
  • 목적: 대동맥궁 상부의 두개강내외 동맥의 협착을 평가함에 있어 3차원 조영증강 자기공명영상 혈관조영술(contrast-enhanced magnetic resonance angiography, CE-MRA), 전산화 단층 혈관 조영술(computed tomographic angiography, CTA),그리고 디지털 감산 혈관조영술(digital subtraction angiography)의 진단 정확도를 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 총 대동맥궁 상부의 두개강내외 동맥에 대해 CE-MRA (화소크기: $0.66{\times}0.66{\times}1.1$ 혹은 $1.2\;mm^3$), CTA (화소크기: $0.42{\times}0.42{\times}0.63\;mm^3$), 그리고 DSA를 모두 시행한 28명의 환자(남자20명, 여자 8명, 나이: 53-79세)를 대상으로 하였다. 세 영상검사는 40일 이내에 모두 시행되었다 (중앙값 19일, 1-40일). 두명의 경험 있는 영상의학 전문의가 영상에 대한 평가 및 미리 설정된 15개 구간의 동맥 직경의 측정을 후향적으로 시행하였다. 결과: 총 420 구간의 동맥에 대한 평가가 CE-MRA, CTA및 DSA에서 가능하였다. DSA에서 34부위의 협착 혹은 폐색 병변이 관찰되었으며, 이중 19예는 두 개강외에 15예는 두개강내에 위치하였다. DSA를 기준으로 평가하였을 때, 두개강외 혈관에서 70%이상의 혈관협착을 진단하는데 있어 CE-MRA는 민감도 94.7%, 특이도 98.7%, 양성 예측도(PPV) 90.0%, 음성예측도(NPV) 99.3% 였고, CTA는 각각 94.7%, 99.3%, 94.7%, 99.3% 였다. 두개강내 혈관의 50% 이상 혈관 협착을 진단하는데에는 CE-MRA의 민감도가 93.3%, 특이도 98.3%, 양성예측도(PPV) 77.8%, 음성예측도(NPV) 99.6%였고, CTA에서는 각각 86.7%, 97.9%, 72.2%, 99.1%였다. 결론: 대동맥궁 상부의 두개강외와 두개강내의 동맥 협착을 진단함에 있어 CE-MRA는 CTA와 비슷한 정도의 신뢰성을 보이며, 두개강내외의 의미있는 동맥 협착에 대한 선별검사로 효과적이다.

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중성자분말회절법을 이용한 흑운모의 Rietveld Structure Refinement (Rietveld Structure Refinement of Biotite Using Neutron Powder Diffraction)

  • 전철민;김신애;문희수
    • 자원환경지질
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    • 제34권1호
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    • pp.1-12
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    • 2001
  • 본 연구에서는 층상규산염광물 중 삼팔면체 운모족에 속하는 흑운모-1Μ 시료를 대상으로 중성자분말회절분석을 수행하였다. 분말회절분석기의 저온 및 고온 시료장치를 이용하여 -263$^{\circ}C$, 상온, 30$0^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, 90$0^{\circ}C$의 온도조건에서 중성자 회절자료를 취득하였으며 Rietveld법으로 구조분석을 실시하였다. 정밀화 지수 $R_{b}$는 5.06%-11.9%, S(Goodness of fitness)는 2.97~3.94로 수렴되었다. -263$^{\circ}C$부터 $600^{\circ}C$까지는 단위포상수 a, b, c가 온도의 증가에 따라서 팽창되는 경향을 뚜렷하게 관찰할 수 있었으며 90$0^{\circ}C$에서는 a와 b의 경우 오히려 감소하는 결과를 보여주었다. -263$^{\circ}C$~$600^{\circ}C$ 온도구간에서 c축의 팽창성은 a, b 축의 팽창성에 비하여 상대적으로 더 크며 이는 단위포의 부피증가가 이 온도 범위에서는 c축의 팽창에 의해 주도됨을 지시한다. 90$0^{\circ}C$에서 보이는 경향의 불일치성은 이 온도에서 탈수산기화-산화반응이 우세하게 발생함으로서 팔면체 구조내 $Fe^{2+}$$Fe^{3+}$ 로 산화되어 양이온 반경이 변화되었기 때문으로 해석된다. 저온조건(-263$^{\circ}C$)에서 결정된 수소원자의 위치는 O4자리로부터 0.9103$\AA$ 떨어져서 (x/a=0.138, y/b=0.5, z/c=0.305)의 위치에 존재하는 것으로 계산되었다. 각 온도조건에 대하여 사면체회전각($\alpha$*, 팔면체판 두께($t_{oct}$), M-O간 거리는 단위포축 팽창성 결과와 마찬가지로 90$0^{\circ}C$의 고온조건을 제외하고는 일반적으로 온도가 증가함에 따라서 $\alpha$*, $t_{oct}$, M-O간 거리가 증가하는 경향을 보이지만 그경향이 상대적으로 덜 분명하며, 온도변화에 따른 팔면체 형태변화의 경향은 보이지 않았는데, 이는 금운모 등과 달리 M1, M2 팔면체에는 Fe와 Mg가 치환되어 분포하고 있기 때문으로 해석된다.다.

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이차원 양성자 선량 분포 확인을 위한 즉발감마선 이차원분포 측정 장치 개발 (Development of Two-dimensional Prompt-gamma Measurement System for Verification of Proton Dose Distribution)

  • 박종훈;이한림;김찬형;김성훈;김성훈;이세병
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권1호
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    • pp.42-51
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    • 2015
  • 양성자 치료 시 양성자 빔을 사용하여 정밀한 치료를 수행하고 환자의 안전을 제고하기 위해서는 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 확인하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구팀은 이전 연구에서 1차원 배열형 검출기를 종형으로 배치하여 빔 진행방향으로 이동시켜가면서 2차원적인 즉발감마선 분포를 측정하여 양성자 선량 분포와 유사한 분포를 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 즉발감마선 이차원분포를 실시간으로 측정하기 위해 이차원 평행다공형 집속 장치, 이차원 배열의 NaI(Tl) 섬광체와 MA-PMT로 이루어진 즉발감마선 이차원분포 측정 장치를 개발하였다. 개발한 즉 발감마선 이차원분포 측정 장치의 성능을 평가한 결과 $^{22}Na$ 감마선원의 에너지 분해능은 $10.9%{\pm}0.23p%$ (0.511 MeV)와 $6.4%{\pm}0.24p%$ (1.275 MeV)로 평가되었으며, $^{137}Cs$$9.8%{\pm}0.18p%$ (0.662 MeV)로 평가되었다. 고에너지 Am-Be 선원의 double escape 피크인 3.416 MeV의 에너지 분해능은 $11.4%{\pm}3.6p%$로 평가되었다. 본 측정 장치를 이용하여 45 MeV 양성자 빔을 PMMA에 조사하여 발생한 즉발감마선 이차원분포를 측정한 결과 0.5 nA의 세기의 양성자 빔에서 $9{\times}10^9$ 양성자 조사 시 양성자 선량 분포와 유사한 즉발감마선 이차원분포를 측정할 수 있음을 확인하였다. 추가로 측정한 즉발감마선 이차원분포의 프로파일 분포를 이용하여 양성자 빔의 비정을 평가해 본 결과 $17.0{\pm}0.4mm$로 평가되었고, 실제 비정인 17.4 mm과 굉장히 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.

자궁경부암용 팬톰을 이용한 HDR (High dose rate) 근접치료의 선량 평가 (Dose Verification Using Pelvic Phantom in High Dose Rate (HDR) Brachytherapy)

  • 장지나;허순녕;김회남;윤세철;최보영;이형구;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권1호
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    • pp.15-19
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    • 2003
  • HDR (High dose rate) 근접 치료는 기존의 LDR (Low dose rate) 근접 치료에서 야기되었던 치료 시간이나 선량 최적화 등의 문제점을 해결하였기 때문에 자궁경부암 치료에 많이 사용되고 있다. 그러나, 단시간에 고선량이 조사되는 HDR 근접치료에서 치료 효과를 극대화시키기 위해서는 선량 계산 알고리즘, 위치 계산 알고리즘, 최적화 알고리즘이 정확하게 검증되어야 한다. 이를 위해서는 인체 등가 팬톰과 치료 계획 컴퓨터의 선량 분포 곡선을 비교함으로써 검증할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 검증이 가능하도록 자궁경부암용 팬톰을 설계, 제작하여 HDR 치료 계획 컴퓨터와 팬톰과의 선량을 비교, 평가하는 것이다 이 자궁경부암용 팬톰은 높은 해상도를 가진 선량 측정기를 사용하여 정량적인 평가가 가능하도록 제작되었고, 인체 등가물질인 물과 아크릴을 사용하여 제작하였다 또한, 팬톰 내의 방사선량 측정을 위해서 $\frac{1}{8}$ 인치 TLD (Thermoluminescent dosimeters) 칩과 공간 해상도가 1 mm 이내인 필름을 사용하였다. 이 자궁경부암용 팬톰는 HDR applicator의 고정을 위해 applicator 홀더의 홈 안에 HDR applicator가 삽입되게 제작하였고 세 개의 TLD 홀더에는 TLD 칩(TLD 간의 거리는 5 mm)이 정렬되게 제작하여 A점이나 B점 같은 특정 점의 절대 선량을 측정할 수 있게 제작하였다 필름은 3개의 직교(orthogonal) 평면에 삽입되도록 제작하여 상대 선량 측정이 가능하게 하였다. 사용된 치료 계획 시스템은 Nucletron Plato system이고, Microselectron Ir-192 소스를 사용하였다. 선량 평가 결과, TLD 선량의 경우 A, B point를 포함하여 직장과 방광 선량이 $\pm$4% 이내로 치료계획 컴퓨터(Plato, Nucletron)와 일치하였고, 필름의 경우 선량 분포 곡선이 치료계획 컴퓨터의 선량 분포 곡선 패턴과 거의 일치하는 우수한 결과를 보였다. 제작된 자궁경부암용 팬톰은 HDR 치료 계획 컴퓨터의 선량 계산 알고리즘의 평가 및 검증에 유용하게 사용될 것이고, 이 팬톰은 강남성모병원 치료방사선과 HDR 근접치료 기기의 선량과 위치확인의 QA(quality assurance) 도구로써 사용하려고 추진 중에 있다.

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한국민담 <하늘에서 빌려온 복>에 대한 분석심리학적 이해 (An Interpretation of the Korean Fairy-Tale "Borrowed Fortune From Heaven" From the Perspective of Analytical Psychology)

  • 백기홍
    • 심성연구
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    • 제38권1호
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    • pp.112-160
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    • 2023
  • 본 연구는, 한국민담 "하늘에서 빌려온 복"을 인간 심성이 표현된 자료로서 분석심리학적 입장에서 살피면서 인간 심성의 이해에 한층 더 다가가 보고자 하는 하나의 시도이다. 이로부터, 우리의 마음 깊은 곳에서는 새로운 차원의 의식성을 기획하고 실현하고자 하는 근원적 활동이 늘 펼쳐지고 있다는 것을 다시금 확인해 볼 수 있었다. 또한, 새로운 의식성을 이루게 될 심적 요소들이 무의식에서 어떻게 준비되며 어떻게 의식으로 통합되어 가는지, 나아가, 그 과정의 진행과 완성을 위해 필요한 것은 무엇인지에 관한 실마리를 얻을 수 있었다. 이야기는, 주인공 나무꾼이 가난에서 벗어나고자 두 배 많은 나뭇짐을 마련해 오기 시작하는 데서 시작한다. 그런데, 새로 구해온 짐은 하룻밤이 지나면 사라지고 만다. 이에 나무꾼은 의문을 품고 짐이 어디로 사라지는 것인지를 추적하려 하고, 그러다 뜻하지 않게 하늘 여행을 하게 되며, 마침내, 그간 짐을 거두어 간 게 하늘이라는 것, 그 이유는 그에게 허락된 복 분량이 한 짐뿐이기 때문이라는 것을 깨닫게 된다. 아울러, 태어나지 않은 어떤 이의 큰 복을 확인하고는, 그 복을, 장차 원래 주인에게 돌려주는 조건으로 빌려오게 된다. 이후의 이야기는, 나무꾼이 일련의 새로운 계기들을 만나면서 부농이 되는 과정, 마침내 복 주인이 등장하여 약속된 때에 복을 돌려주는 사건을 거쳐, 최종적인 대반전의 창조적 결말로 이어지게 된다. 전체 서사는, 복 주인에게 복이 온전히 이양된 후에 열리게 될 새로운 삶의 지평, 즉, 진화된 새로운 의식성의 실현을 목적하고 진행되는 일련의 심적 사건으로 이해될 만했다. 여기서 주인공 나무꾼은, 변화가 필요한 낡은 의식으로, 동시에, 새로운 의식성의 실현을 준비하며 장차 거기에 참여하게 될 심적 요소로, 이해해 볼 수 있었다. 그런 가운데, 주인공에게 일어났던 일련의 사건과 변화들은, 새롭게 등장할 의식성이 어떤 것인지에 대한 점층적·구체적 예고로 이해해 볼 수 있었다. 주인공은 이야기의 흐름 속에서 자신의 역할을 잘 수행해간다. 그러나 그런 그도, 복을 이양해야 하는 결정적 순간이 다가오자, 갈등과 고민이 깊어진다. 이는 새로운 의식성의 실현을 위한 마지막 과정의 어려움을 잘 시사해 준다. 특기할 것은, 이야기 속의 모든 심적 사건이 이 마지막 지점에 수렴되고 있었다는 점, 아울러, 문제의 해결이 결국은, 주인공이 자신이 누리고 있는 모든 걸다 내려놓고 하늘의 뜻에 온전히 따르는 순간 일어나고 있었다는 점이었다. 민담은, 새로운 의식성의 도래에는 그것에 참여하며 경험을 하게 될 이의 몫이 있음을, 그리고 이 몫은 그 전체 과정을 기획하고 진행해 온 정신 심층의 중심에 온전히 순응하는 것임을, 잘 시사해 주고 있었다. 그때 비로소 체험 주체가 그 최종 열매에 참여할 수 있게 되는 것이었다. 만약 체험 주체가 이에 반해 중간 단계의 어느 성과에 집착하며 머무르고자 한다면, 무의식은 최종 목적지를 향해 또 다른 험난한 과정을 전개할 수 있음을, 이는, 한 개인에서든 사회에서든, 새로운 차원의 의식성과 삶이 요청되는 곳에서라면 늘 적용되는 것임을, 본 민담은 아울러 시사해 주고 있었다.

경기도(京畿道) 광릉(光陵)의 활엽수림(闊葉樹林)과 침엽수림(針葉樹林) 유역(流域)의 유출량(流出量) 산정(算定)을 위한 준분포형(準分布型) 수문모형(水文模型)(TOPMODEL)의 적용(適用) (Application of The Semi-Distributed Hydrological Model(TOPMODEL) for Prediction of Discharge at the Deciduous and Coniferous Forest Catchments in Gwangneung, Gyeonggi-do, Republic of Korea)

  • 김경하;정용호;박재현
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권2호
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    • pp.197-209
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    • 2001
  • 준분포형 수문모형인 TOPMODEL은 산림유역의 유출량, 주 유출경로 및 수질을 공간적으로 예측하는데 많이 적용된다. TOPMODEL은 물리모형이 아니라 일종의 개념모형이며 주요 구성요소는 지형지수와 토양의 수평전달계수로 각각 지표면과 지표하 유출의 기여면적을 계산하는데 이용된다. 본 연구는 우리나라의 소규모 산림유역에서 TOPMODEL의 적용성을 검증하기 위하여 수행되었다. 시험지는 1979년부터 임업연구원에서 운용하고 있으며 서울 근교 경기도 광릉시험림에 위치해 있다. 활엽수림 유역은 임령이 약 80년, 유역면적이 22.0ha이고, 침엽수림 유역은 임령이 약 22년, 유역면적이 13.6ha이다. 관측자료는 활엽수 유역의 경우 1995년 7월과 2000년 6월에 발생한 2개 강우-유출사상이고 침엽수 유역의 경우 1995년과 1999년 7월 그리고 2000년 8월의 3개 강우-유출사상을 이용하였다. 지형지수는 $10m{\times}10m$의 수치지형도를 만들어 계산하였다. 지형지수 분포는 활엽수림 유역의 경우 2.6에서 11.1, 침엽수림 유역은 2.7에서 16.0으로 나타났다. 모형의 예측 효율성을 목적함수로 최적화한 결과 모형매개변수(m)와 유역의 평균 포화수평전달계수($lnT_0$)가 높은 민감도를 나타내었다. 매개변수의 최적값은 활엽수림 유역의 경우 m값은 0.034와 0.038 그리고 $lnT_0$값은 8.672와 9.475였으며, 침엽수 유역의 경우 m값은 0.031, 0.032, 0.033 그리고 $lnT_0$값은 5.969, 7.129, 7.575였다 이들 값을 이용하여 모의한 결과 모형의 예측 효율성은 활엽수림 0.958과 0.909 그리고 침엽수림 0.825, 0.922와 0.961로서 비교적 높게 나타났다. 강우-유출량 관측치와 모의치를 이용하여 강우-수문곡선을 작성한 결과 두 유역 모두 유출지연시간은 잘 일치하였다. 일부 강우-유출사상의 경우 총유출량과 첨두유량의 관측치와 모의치 간에 다소 차이를 보였지만 TOPMODEL은 전반적으로 10% 이하의 오차범위에서 총유출량과 첨두유량을 예측할 수 있었다. 결론적으로 TOPMODEL은 우리나라의 미계측 산림유역에서 유출량을 산정하는데 유용한 수문모형이다.

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