In light of recent social concerns related to issues such as water supply pipe deterioration leading to problems like leaks and degraded water quality, the significance of maintenance efforts to enhance water source quality and ensure a stable water supply has grown substantially. In this study, scan statistic was applied to analyze water quality complaints and water leakage accidents from 2015 to 2021 to present a reasonable method to identify areas requiring improvement in water management. SaTScan, a spatio-temporal statistical analysis program, and ArcGIS were used for spatial information analysis, and clusters with high relative risk (RR) were determined using the maximum log-likelihood ratio, relative risk, and Monte Carlo hypothesis test for I city, the target area. Specifically, in the case of water quality complaints, the analysis results were compared by distinguishing cases occurring before and after the onset of "red water." The period between 2015 and 2019 revealed that preceding the occurrence of red water, the leak cluster at location L2 posed a significantly higher risk (RR: 2.45) than other regions. As for water quality complaints, cluster C2 exhibited a notably elevated RR (RR: 2.21) and appeared concentrated in areas D and S, respectively. On the other hand, post-red water incidents of water quality complaints were predominantly concentrated in area S. The analysis found that the locations of complaint clusters were similar to those of red water incidents. Of these, cluster C7 exhibited a substantial RR of 4.58, signifying more than a twofold increase compared to pre-incident levels. A kernel density map analysis was performed using GIS to identify priority areas for waterworks management based on the central location of clusters and complaint cluster RR data.
It is a hot issue to determine the spatial location and shape of tumor boundary in fractionated stereotactic radiotherapy (FSRT). We could get consecutive transaxial plane images from the phantom (paraffin) and 4 patients with brain tumor using helical computed tomography(HCT). K-means classification algorithm was adjusted to change raw data pixel value in CT images into classified average pixel value. The classified images consists of 5 regions that ate tumor region (TR), normal region (NR), combination region (CR), uncommitted region (UR) and artifact region (AR). The major concern was how to separate the normal region from tumor region in the combination area. Relative average deviation analysis was adjusted to alter average pixel values of 5 regions into 2 regions of normal and tumor region to define maximum point among average deviation pixel values. And then we drawn gross tumor volume (GTV) boundary by connecting maximum points in images using semi-automatic contour method by IDL(Interactive Data Language) program. The error limit of the ROI boundary in homogeneous phantom is estimated within ${\pm}1%$. In case of 4 patients, we could confirm that the tumor lesions described by physician and the lesions described automatically by the K-mean classification algorithm and relative average deviation analyses were similar. These methods can make uncertain boundary between normal and tumor region into clear boundary. Therefore it will be useful in the CT images-based treatment planning especially to use above procedure apply prescribed method when CT images intermittently fail to visualize tumor volume comparing to MRI images.
Jo, Hyun-Woo;Chi, Kwang-Hoon;Cha, Sungeun;Kim, Eunji;Lee, Woo-Kyun
Korean Journal of Remote Sensing
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v.33
no.5_1
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pp.469-480
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2017
This study aims to understand the relationship between lineaments and epicenters in Geochang region, Gyungsangnam-do, South Korea. An instrumental observation of earthquakes has been started by Korea Meteorological Administration (KMA) since 1978 and there were 6 earthquakes with magnitude ranging 2 to 2.5 in Geochang region from 1978 to 2016. Lineaments were extracted from LANDSAT 8 satellite image and shaded relief map displayed in 3-dimension using Digital Elevation Model (DEM). Then, lineament density was statistically examined by hotspot analysis. Hexagonal grids were generated to perform the analysis because hexagonal pattern expresses lineaments with less discontinuity than square girds, and the size of the grid was selected to minimize a variance of lineament density. Since hotspot analysis measures the extent of clustering with Z score, Z scores computed with lineaments' frequency ($L_f$), length ($L_d$), and intersection ($L_t$) were used to find lineament clusters in the density map. Furthermore, the Z scores were extracted from the epicenters and examined to see the relevance of each density elements to epicenters. As a result, 15 among 18 densities,recorded as 3 elements in 6 epicenters, were higher than 1.65 which is 95% of the standard normal distribution. This indicates that epicenters coincide with high density area. Especially, $L_f$ and $L_t$ had a significant relationship with epicenter, being located in upper 95% of the standard normal distribution, except for one epicenter in $L_t$. This study can be used to identify potential seismic zones by improving the accuracy of expressing lineaments' spatial distribution and analyzing relationship between lineament density and epicenter. However, additional studies in wider study area with more epicenters are recommended to promote the results.
This study analyzed past drought characteristics based on the observed rainfall data and performed a long-term outlook for future extreme droughts using Representative Concentration Pathways 8.5 (RCP 8.5) climate change scenarios. Standardized Precipitation Index (SPI) used duration of 1, 3, 6, 9 and 12 months, a meteorological drought index, was applied for quantitative drought analysis. A single long-term time series was constructed by combining daily rainfall observation data and RCP scenario. The constructed data was used as SPI input factors for each different duration. For the analysis of meteorological drought observed relatively long-term since 1954 in Korea, 12 rainfall stations were selected and applied 10 general circulation models (GCM) at the same point. In order to analyze drought characteristics according to climate change, trend analysis and clustering were performed. For non-stationary frequency analysis using sampling technique, we adopted the technique DEMC that combines Bayesian-based differential evolution ("DE") and Markov chain Monte Carlo ("MCMC"). A non-stationary drought frequency analysis was used to derive Severity-Duration-Frequency (SDF) curves for the 12 locations. A quantitative outlook for future droughts was carried out by deriving SDF curves with long-term hydrologic data assuming non-stationarity, and by quantitatively identifying potential drought risks. As a result of performing cluster analysis to identify the spatial characteristics, it was analyzed that there is a high risk of drought in the future in Jeonju, Gwangju, Yeosun, Mokpo, and Chupyeongryeong except Jeju corresponding to Zone 1-2, 2, and 3-2. They could be efficiently utilized in future drought management policies.
Jeong, Do Hyeon;Shin, Hyeon Ho;Jung, Seung Won;Lim, Dhong Il
Korean Journal of Environmental Biology
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v.31
no.1
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pp.19-36
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2013
Physiochemical characters of sea waters during summer flood- and winter dry-seasons and their spatial variations were investigated along the coastal area off the eastern South Sea, Korea. Using the hierarchical clustering method, in this study, we present comprehensive analyses of coastal waters masses and their seasonal variations. The results revealed that the coastal water of the study area was classified into six water masses (A to F). During summer season, the surface water was mainly occupied by the coastal pseudo-estuarine water (water mass B) with low salinity and high nutrients and the river-dominated coastal water (water mass C) with low nutrients, respectively. The bottom water was dominated by cold water (water mass D) with very low temperature, high salinity and high nutrients, compared to masses of surface water. Notably, the water mass B, with high concentrations of nutrients (silicate and nitrogen) and low salinity, which is strongly controlled by the water quality of river freshwater, seems to play an important role in controlling the water quality and further regulating physical processes on ecosystem in the eastern coastal area of South Sea. The water mass D (bottom cold water) coupled with a strong thermocline, which exists in near-bottom layer along the western margin of Korea Strait, has a low temperature, pH and DO, but abundant nutrients. This water mass disappears in winter owing to strong vertical mixing, and subsequently may act as a pool for nutrients during winter dry-season. On the other hand, vertically well-mixed water column during the winter season was typically occupied by the Tsushima (water mass E) and the coastal water (water mass F) with a development of coastal front formed in a transition zone between them. These winter water masses were characterized by low nutrient concentration and balance in N/P ratio, compared with summer season with high nutrient concentrations and strong N-limitation. Accordingly, the analysis of water masses will help one to better chemical and biological processes in coastal area. In most of the study area, characteristically, the growth of phytoplankton community is limited by nitrogen, which is clearly different with coastal environment of West Sea of Korea, with a relative lack of phosphorus. It showed the western and the southern coasts in Korea are substantially different from each other in environmental and ecological characteristics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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