• 제목/요약/키워드: spatial planning

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음향을 이용한 춘계와 추계에 우리나라 동서남해의 수산자원의 공간적인 분포 및 군집특성 조사 (Study on the spatial distribution and aggregation characteristics of fisheries resources in the East Sea, West Sea and South Sea of the South Korea in spring and autumn using a hydroacoustic method)

  • 박준성;황강석;박준수;강명희
    • 수산해양기술연구
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    • 제54권2호
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    • pp.146-156
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    • 2018
  • Acoustic surveys were conducted in the seas surround the South Korea (South Sea A, South Sea B (waters around the Jeju Island), West Sea and East Sea) in spring and autumn in 2016. First, the vertical and horizontal distributions of fisheries resources animals were examined. In most cases vertical acoustic biomass was high in surface water and mid-water layers other than South Sea A in autumn and West Sea. The highest vertical acoustic biomass showed at the depth of 70-80 m in the South Sea A in spring ($274.4m^2/nmi^2$) and the lowest one was 10-20 m in the West Sea in autumn ($0.4m^2/nmi^2$). With regard to the horizontal distributions of fisheries resources animals, in the South Sea A, the acoustic biomass was high in eastern and central part of the South Sea and the northeast of Jeju Island ($505.4-4099.1m^2/nmi^2$) in spring while it was high in eastern South Sea and the coastal water of Yeosu in autumn ($1046.9-2958.3m^2/nmi^2$). In the South Sea B, the acoustic biomass was occurred high in the southern and western seas of Jeju Island in spring ($201.0-1444.9m^2/nmi^2$) and in the southern of Jeju Island in autumn ($203.7-1440.9m^2/nmi^2$). On the other hand, the West Sea showed very low acoustic biomass in spring (average NASC of $1.1m^2/nmi^2$), yet high acoustic biomass in the vicinity of 37 N in autumn ($562.6-3764.2m^2/nmi^2$). The East Sea had high acoustic biomass in the coastal seas of Busan, Ulsan and Pohang in spring ($258.7{\sim}976.4m^2/nmi^2$) and of Goseong, Gangneung, Donghae, Pohang and Busan in autumn ($267.3-1196.3m^2/nmi^2$). During survey periods, fish schools were observed only in the South Sea A and the East Sea in spring and the West Sea in autumn. Fish schools in the South Sea A in spring were small size ($333.2{\pm}763.2m^2$) but had a strong $S_V$ ($-49.5{\pm}5.3dB$). In the East Sea, fish schools in spring had low $S_V$ ($-60.5{\pm}14.5dB$) yet had large sizes ($537.9{\pm}1111.5m^2$) and were distributed in the deep water depth ($83.5{\pm}33.5m$). Fish schools in the West Sea in autumn had strong $S_V$ ($-49.6{\pm}7.4dB$) and large sizes ($507.1{\pm}941.8m^2$). It was the first time for three seas surrounded South Korea to be conducted by acoustic surveys to understand the distribution and aggregation characteristics of fisheries resources animals. The results of this study would be beneficially used for planning a future survey combined acoustic method and mid-water trawling, particularly deciding a survey location, a time period, and a targeting water depth.

영도에서 조망하는 부산항 경관의 시각적 특성 (Visual Characteristics of the Busan Port Landscape Viewed from Young-do Island)

  • 박문순;강영조;조승래;강헌우;차명숙
    • 한국조경학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.35-44
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    • 2010
  • 본 연구는 영도에서 부산항을 체험할 수 있는 조망점을 대상으로 조망점의 공간적 분포, 부산항을 체험하는 시선의 유형, 항구경관의 구도적 특성 그리고 조망점의 시각특성을 밝히고자 하였다. 선정된 조망점 27개소를 대상으로 한 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 조망점의 공간적 분포 유형은 공원형, 공공시설형, 도로변형으로 구분되었다. 조망점은 도로변형에서 가장 많이 분포하는 것으로 나타났다. 둘째, 부산항을 체험하는 시선의 유형은 수제선회유형, 항만대변형, 도시관통형으로 나타났다. 영도에서 바라보는 부산항 경관에 대한 시선의 유형은 도시관통형이 가장 많이 나타났다. 이유로는 영도라는 섬이 도시화로 인해 시가지와 도로가 점점 확장되면서 부산항을 바라보는 시선이 도시를 관통하여 바다를 조망하는 시선이 많아지게 된 것으로 보인다. 셋째, 항구경관의 구도적 특성은 파노라마형, 회랑형, 지붕너머형으로 파악되었다. 그 중 지붕너머형이 가장 많이 나타났다. 이를 통해 영도에서 체험하는 부산항의 모습은 대부분 경관의 연속성이 상실되고, 주거지의 지붕이 거리감을 차단하여 일종의 차경 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 조망점의 시각특성을 분석하였다 조망정의 부각은 수평경에 가까운 $-3^{\circ}{\sim}-1^{\circ}$사이에 13개소, $-6^{\circ}{\sim}-4^{\circ}$의 범위에 12개소로 가장 많은 분포를 보였다. 부감의 시축에 해당되는 조망점은 2개소로 나타났다. 이는 시가지가 확장되면서 건물에 의해 내려다보는 시선이 차단된 결과로 판단되었다. 그리고 시거리의 지리적 범위는 0.2km~6.4km에 이르는 광범위한 조망역을 이루고 있었다. 최적의 부감경을 체험할 수 있는 조망점 2개소는 지속적으로 조망을 보전하기 위한 방법을 제안하였다. 본 연구의 성과는 부산의 경우와 같은 항만도시에 있어서 조망점의 관리 및 보전 등의 경관계획에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

수자원분야의 위성영상 활용 현황과 전망 (Present Status and Future Prospect of Satellite Image Uses in Water Resources Area)

  • 김성준;이용관
    • 생태와환경
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    • 제51권1호
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    • pp.105-123
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    • 2018
  • 우리나라의 수자원관련 인공위성 영상정보의 활용능력은 현재 선진국대비 20~30% 수준에 머무르고 있다. 지금까지 수자원분야에서 인공위성영상의 대부분의 활용은 수문모형의 입력자료로서 토지피복도를 사용하는 수준이다. 이 또한 2000년대 건설교통부 '유역조사사업'을 통하여 미국의 Landsat 영상을 활용하여 전국적으로 1975년부터 2000년까지 5년 간격의 기본적인 토지피복도 (USGS level 1~30 m 해상도)를 작성하여 이를 보급한 것으로부터 정착되었다 (국가수자원관리종합정보시스템 http://www.wamis.go.kr/). 2000년 이후로는 환경부가 토지피복도를 제작 공급하는 부처로 구분되어, 이후의 자료로는 2008년 10 m 해상도의 토지피복도가 구축되어 있다. 한편 2000년부터 위성영상을 획득하기 시작한 Terra/Aqua MODIS 위성은 영상정보 활용의 획기적인 전환점을 만들었다고 할 수 있다. 웹상에서 제공하는 다양한 수자원/수문관련 공간정보들이 거의 실시간으로 제공되고 있는 것이다. 공간해상도 또한 250~1,000 m 수준이라 수자원분야에는 충분히 활용이 가능하며, 상세화 (Downscaling) 기술을 개발하여 정보의 수준을 끌어올리기도 한다. 정부는 2005년 8월 국가과학기술위원회에서 '미래 국가유망기술 21'을 확정하였는데, 21개 핵심분야 중에서 공공성 (국가안위 위상제고)을 고려하여 "전지구 관측 시스템과 국가자원 활용"을 선정한 바 있다. 특히 '우주와 지구', '정보와 지식', '안전', '국토관리 및 사회인프라'기술분야에서 제안된 기술들 중에는 원격탐사기술을 중심으로 구성하여, 미래의 원격탐사기술이 수자원분야에 활용될 것을 고지한 바 있다. 이에 건설교통부는 2006년 5월 '국토이노베이션기술개발사업'을 추진하면서 건설교통 R&D 혁신로드맵의 "재해예방 및 감지기술 분야"에서 홍수재해 예방시 원격탐사기술이 큰 비중을 차지하는 것으로 제안한 바있다. 한편, 2013년에는 국토교통부 국토교통과학기술진흥원에서 '위성정보를 활용한 글로벌 수자원 감시, 평가, 예측시스템 개발'을 위한 기획을 거쳐 2014년 7월 '국토관측센서 기반 광역 및 지역 수재해 감시 평가 예측기술 개발 연구단 (2014~2019)'이 발족되었다. 기술개발 내용으로는 위성정보 기반의 수문기상인자 산출기술, 미계측유역 수자원변동 분석기술, 수문학적 가뭄감시 및 전망기술, 하천건천화 추적기술 등이 포함되어, 수자원분야에서 원격탐사기술의 획기적인 발전이 기대되고 있다. 또한, 정부는 2020년대에 수자원 전용위성을 쏘아올릴 계획을 가지고 있어, 인공위성영상을 활용한 연구는 급성장할 것으로 예상된다. 현재 원격탐사 기술개발을 위한 다양한 위성영상 분석소프트웨어 (PG-STEAMER, ERDAS, ER-MAPPER, IDRISI, ArcGIS 등)들이 적정한 가격으로 개발되어 있으므로, 분석툴에 대한 물리적인 환경은 갖추어져 있다고 볼 수 있다. 지난 30여년 동안 GIS를 이용한 다양한 수자원 관련연구가 정착되어 온 것과 마찬가지로, 이제 원격탐사관련 위성영상정보의 활용연구가 활성화되어 다양한 기술개발을 통한 수자원분야의 우주기술시대를 맞이하기를 기대해 본다.

시뮬레이션기법을 통한 차량 간 통신을 이용한 첨단교통정보시스템의 효과 분석 (도시 도로망을 중심으로) (A Simulation-Based Investigation of an Advanced Traveler Information System with V2V in Urban Network)

  • 김회경
    • 대한교통학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.121-138
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    • 2011
  • 최근 보다 경제적이고 쉽게 적용이 가능한 차량간 무선통신과 같은 첨단 기술들은 고비용의 교통시설과 미래의 교통수요에 대한 공간적 시스템 확장이 제한적인 고속도로에서 주로 시행되고 있는 중앙제어식 인프라기반 교통정보시스템의 가능한 대안으로 간주되고 있다. 본 논문은 차량간 무선통신을 이용한 분산식 첨단교통정보시스템을 개발하고 제안된 시스템의 효과 (운전자의 통행시간단축)를 향상시키는 세가지 보조기능(독립자동유고감지알고리즘, 실험차량 샘플 모델, 운전자행태 모델)을 소개하고자 한다. 그리고 전형적인 $6{\times}6$ 도시형 도로망에서 미시적 시뮤레이션모델(VISSIM)을 이용해서 세가지 중요한 패러미터(교통류, 무선통신 라디오 레인지, 통신차량의 보급율)에 따른 그 효과를 교통사고 시나리오에서 평가하고자 한다. 본 논문의 연구결과로는 세가지 시스템 패러미터가 증가함에 따라 보다 많은 무선통신 차량이 교통데이터 전송에 관련되었고 데이터전송 속도도 더 빨라짐을 보였다. 또한 통신차량들은 동적으로 현재의 교통상황 파악과 교통사고로 야기된 정체지역을 우회하는 최적의 경로를 탐색함으로써 운전자의 통행시간을 단축시키는 결과를 보였다. 교통사고로 인한 혼잡교통류 상황에 순간적으로 반응(통행시간 데이터베이스 갱신과 최적 경로 탐색)하는 차량들을 중심으로, 상대적으로 교통량이 적은 상황에서는 보다 시스템 효율적인 시간대에 운전자들이 경로를 변경하는 행태를 보인 반면에 교통량이 많은 상황에서는 많은 운전자들이 덜 효율적인 시간대, 예를 들면 교통사고가 해소된 후에도 경로를 변경하는 경우가 목격되었다. 따라서 차량당 평균통행시간단축은 교통수요와 밀접한 관계를 보였다. 그리고 실제 교통사고 시간 동안 교통사고의 직접적인 영향에 의해서 경로를 변경하는 통신차량들을 제외하면 도로망에 진입하는 차로에 있는 통신차량이 도로망내에 있는 다른 통신차량보다 통행시간이 짧은 것으로 나타났다. 또한 교통사고지점의 위치와 방향은 경로변경차량의 공간적인 분포를 결정하는 것으로 나타났다.

전남 동부지역 관광지의 선호도와 관광행태에 관한 연구 (Preference and Tourism Behaviors of the Tourists to the Travel-Destinations in the Eastern Area of Chonnam Province)

  • 추명희;이정록;김채철
    • 한국지역지리학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.115-131
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    • 1996
  • 본 연구는 관광객의 관광행태적 특성을 고찰하기 위한 연구의 일환으로, 전남 동부지역에 거주하는 주민들이 주변의 관광지에 관한 인지 및 선호도와 관광행태간의 관련성을 관광지리학적 측면에서 고찰한 시론적인 연구이다. 지역 주민들은 전남 동부지역에 분포한 관광지 및 관광자원에 대해 매우 긍정적인 인식을 가지고 있는 반면, 관광지가 보유하고 있는 관광편익시설에 대해서는 부정적으로 인식하고 있어 관광편익시설의 개발 및 확충이 필요한 것으로 나타났다. 연구지역내 주민들이 가장 선호하는 대표적인 관광지는 향일암, 거문도 백도, 오동도로 분석되었다. 방문빈도가 가장 높은 관광지는 여수 오동도를 비롯하여 선암사, 송광사, 흥국사, 향일암, 백운산 등의 순으로 나타나 해양형 관광지가 아민 내륙의 산악형 관광지를 주로 방문한 것으로 조사되었다. 계절별 관광지 선호도에서는 봄에는 오동도와 백운산을, 여름에는 거문도백도와 성불계곡 등 해상관광지를, 가을에는 송광사와 백운산 등 사찰 중심의 산악형 관광지를 가장 선호하였다. 전남 동부지역의 주민들은 지역에 분포하는 다양한 관광지에 대해 높은 인지도와 선호도를 나타냈으나 개별 관광지의 편익시설 미흡으로 인하여 방문빈도는 상대적으로 낮았다.

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충북(忠北) 옥천군(沃川郡) 청산(靑山) 정기시(定期市) 출시자(出市者)의 공간적(空間的) 특성(特性) (Spatial Characteristics of Travelling Merchants and Consumers in Chongsan Periodic Markets of Okchon County, Korea)

  • 한주성;김봉겸
    • 한국지역지리학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.133-150
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    • 1996
  • 농촌의 최하위 계층 중심지에 발달한 정기시의 이동상인과 소비자의 공간적 특성을 파악하기 위하여 오래 전부터 개시(開市)된 옥천군 청산 정기시를 대상으로 출시자를 조사하여 분석한 결과 다음과 같은 점이 밝혀졌다. 이동상인은 장년 내지 노년층으로 구성되어 있으며, 일용잡화와 농산물을 취급하고, 정기시 출시(出市)의 주된 유형은 청산$\rightarrow$원남$\rightarrow$보온의 유형과 청산$\rightarrow$영동$\rightarrow$용산의 유형이다. 상인의 거주지는 정기시가 입지한 지역이 가장 많고 이어서 인접해 있는 하위 중심지인 청성면, 상위계층 중심지인 보은 영동읍과 대전시, 그리고 보은군 원남면으로, 이들은 정기시를 매일 자기 집에서 5일에 3일 이상 출시하거나 특정한 하나의 정기시만을 5일에 하루 출시하는 형태를 취하고 있다. 정기시를 이용하는 소비자는 $30{\sim}50$대가 대부분이고, 한달에 $2{\sim}6$회 정기시에서 재화를 구입하며, 이용하는 교통수단은 주로 버스이다. 그리고 생활필수품을 구입하기 위하여 출시하는데, 구입하는 상품은 주로 식료품이고 전문계도 고차 중심지보다 이 지역의 상위 중심지인 청산에서 구입하는데 이는 타 지역과 교통이 불편하고 거리도 밀어 상품을 구입할 매 비용이 추가되며, 상품을 구입한 후에도 아프터서비스를 받는데에도 불리하기 때문이다. 그러나 청산 정기시에서 구입하지 못하는 선매재나 전문재는 거리가 가까운 보은읍보다는 상위 중심지인 영동읍이나 대전시에서 구입하고 있다. 최하위 중심지의 정기시는 농촌인구의 감소, 주민의 소득증대와 생활수준의 향상, 중심지의 상설 상업시설의 등장, 유통기구의 변화, 교통기관의 발달 등 정기시의 외적 환경들이 변화됨에 따라 이동상인의 출시형태가 변화되었으나 상대적으로 교통이 불편한 지역의 소비자는 편의(便宜) 선매재(選買財)뿐만 아니라 전문재(專門財)도 최저차 중심지에서 많이 구입하고 있다는 점이 밝혀졌다.

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임해매립지의 느티나무 식재 이후 뿌리 생장특성 -뿌리구조 및 세근의 공간적 분포를 중심으로- (Roots Growth Characteristics of Zelkova serrata Makino. after Replanting in the Reclaimed Land from the Sea - On the Root Structure and Spatial Distribution of Fine Root Phytomass -)

  • 김도균
    • 한국조경학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.46-55
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    • 2007
  • This study was carried out to analyze both the root structure and the fine root phytomass of the vertical and horizontal distribution of Zelkova serrata Makino. which was transplanted in the reclaimed land from the sea in Gwangyang, Jeonnam, South Korea. The base ground was reclaimed land from the sea. $Z_1$ of the planting ground was filled to a $100{\sim}150cm$ thickness with the improved soil instead of the reclaimed soil from the sea, $Z_2$ of the planting ground was covered to a $20{\sim}30cm$ thickness with the improved soil and $Z_3$ of the planting ground was mounded to 120cm thickness with the improved soil on the reclaimed land from the sea. In addition, $Z_4,\;Z_5\;and\;Z_6$ of the planting grounds were at the large-sized mound on the reclaimed land from the sea. $Z_4$ of the planting ground was located at the lowest level, $Z_5$ planting ground was located at the slope and $Z_6$ planting ground was located at the top of the large-sized mound. The large-sized mounds contain 3 layers, the base layer was reclaimed land from the sea and the second layer was mounded to a $200{\sim}300cm$ thickness with the desalinized soil from the sea on the base layers and the finally layers were mounded to a $80{\sim}120cm$ thickness with improved soil on the second layer. The planting grounds $Z_3,\;Z_4,\;Z_5\;and\;Z_6$ developed roots such as tap roots, lateral roots and heart roots. However, in $Z_1\;and\;Z_2$ roots development were inhibited. The fine-root phytomass of the 6 planting ground types was as follows: $113.5g\;DM/m^2$ for $Z_5$, $105.5g\;DM/m^2$ for $Z_4$, $88.3g\;DM/m^2$ for $Z_3$, $81.0g\;DM/m^2$ for $Z_6$, $73.0g\;DM/m^2$ for $Z_2$, $43.3g\;DM/m^2$ for $Z_1$. The vertical distribution of the fine root phytomass decreased from the upper to the deeper soil profiles in the 6 mound types. The fine root phytomass was $43.3{\sim}71.8%$ in a $0{\sim}20cm$ thickness of soil layer and it decreased according to the distance from the nearest trees. The root growth in the improved soil was better than in the reclaimed soil from the sea. However, root growth decreased more in the disturbed soils even though the planting grounds contained the improved soils. The retarded development of roots and the spatial distribution patterns of the fine root phytomass were closely connected to the reclaimed soil from the sea. In the disturbed soil, the soil hardness and alkalic cation($Na^+,\;K^+,\;Ca^{2+},\;Mg^{2+}$). were high and the soil water was lacking. We suggest that the construction of planting grounds and the improvement of bad soil are necessary for the proper and effective growth of landscaping plants.

로지스틱 회귀모형을 이용한 우리나라 산지면적의 공간변화 예측에 관한 연구 (Change Prediction of Future Forestland Area by Transition of Land Use Types in South Korea)

  • 곽두안;박소희
    • 한국지리정보학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.99-112
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    • 2021
  • 본 연구는 기존 연구에서 수행된 전국 단위의 정량적 산지면적 변화량을 공간적으로 배분하여 광역시도별 산지면적 변화를 추정함으로써 지역산림계획의 수립을 지원하기 위해 수행되었다. 토지를 산지, 농지, 도시 및 기타지로 구분하고 토지이용 형태별 변화 여부를 종속변수로, 지형요소, 이용 제한요소, 사회·경제적 요소, 개발 인프라를 독립변수로 하는 로지스틱 회귀모형을 개발하였다. 우리나라 전체를 30m×30m 격자로 분할하여 각 Cell에 해당하는 독립변수 자료를 구축하였고, 로지스틱 회귀모형을 이용하여 각 토지이용 형태가 타 유형으로 변화하는 확률을 추정하였다. 추정된 토지이용 변화확률을 기반으로 변화순위 지도를 구축하였고, 연도별 토지이용 변화량을 변화순위에 따라 순차적으로 배분함으로써 토지이용 변화의 공간적인 변화를 분석할 수 있었다. 경사도와 지자체별 개발 가능한 경사도 기준이 산지가 도시 및 기타지로 변화될 확률에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 경사도와 개발 가능한 경사도 기준이 낮을수록, 토지가격과 인구밀도가 높을수록 산지가 도시 및 기타지로 변화될 확률이 높아졌다. 그 결과 2027년까지 수도권과 대도시의 산지가 도시 및 기타지로 변화하여 산지면적이 크게 감소하였다. 그러나 2028년 이후 2050년까지 서울, 경기, 제주를 제외한 대부분의 지역에서 산지면적이 빠르게 증가하는 것으로 예측되었는데, 이는 지방 소도시의 급격한 인구감소에 기인하는 것으로 분석되었다. 이에 중앙정부에서는 변화하는 산지면적에 대응하기 위해 산지관리 정책의 전환이 필요하고, 지자체 단위에서는 인구의 감소 정책과 그에 따른 산지를 포함한 토지의 효율적 보전 및 이용체계를 수립하는 것이 필요할 것으로 사료된다.

드론기반 시공간 초분광영상을 활용한 식생유무에 따른 하천 수심산정 기법 적용성 검토 (Evaluation for applicability of river depth measurement method depending on vegetation effect using drone-based spatial-temporal hyperspectral image)

  • 권영화;김동수;유호준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권4호
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    • pp.235-243
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    • 2023
  • 하천법 개정 및 수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률 제정으로 하상변동조사를 정기적으로 실시하는 것이 의무화되었고, 지자체가 계획적으로 수자원을 관리할 수 있도록 제도가 마련되고 있다. 하상 지형은 직접 측량할 수 없기 때문에 수심 측량을 통해 간접적으로 이루어지고 있으며, 레벨측량이나 음향측심기를 활용한 접촉식 방법으로 이루어지고 있다. 접촉식 수심측량법은 자료수집이 제한적이기 때문에 공간해상도가 낮고 연속적인 측량이 불가능하다는 한계가 있어 최근에는 LiDAR나 초분광영상을 이용한 원격탐사를 이용한 수심측정 기술이 개발되고 있다. 개발된 초분광영상을 이용한 수심측정 기술은 접촉식 조사보다 넓은 지역을 조사할 수 있고, 잦은 빈도로 자료취득이 용이한 드론에 경량 초분광센서를 탑재하여 초분광영상을 취득하고, 최적 밴드비 탐색 알고리즘을 적용해 수심분포 산정이 가능하다. 기존의 초분광 원격탐사 기법은 드론의 경로비행으로 획득한 초분광영상을 면단위의 영상으로 정합한 후 특정 물리량에 대한 분석이 수행되었으며, 수심측정의 경우 모래하천을 대상으로 한 연구가 주를 이루었으며, 하상재료에 대한 평가는 이루어지지 않았었다. 본 연구에서는 기존의 초분광영상을 활용한 수심산정 기법을 식생이 있는 하천에 적용하고, 동일지역에서 식생을 제거한 후의 2가지 케이스에 대해서 시공간 초분광영상과 단면초분광영상에 모두 적용하였다. 연구결과, 식생이 없는 경우의 수심산정이 더 높은 정확도를 보였으며, 식생이 있는 경우에는 식생의 높이를 바닥으로 인식한 수심이 산정되었다. 또한, 기존의 단면초분광영상을 이용한 수심산정뿐만 아니라 시공간 초분광영상에서도 수심산정의 높은 정확도를 보여 시공간 초분광영상을 활용한 하상변동(수심변동) 추적의 가능성을 확인하였다.

딥러닝 기반 육상기인 부유쓰레기 탐지 모델 성능 비교 및 현장 적용성 평가 (A Performance Comparison of Land-Based Floating Debris Detection Based on Deep Learning and Its Field Applications)

  • 박수호;장선웅;김흥민;김탁영;예건희
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.193-205
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    • 2023
  • 집중강우 시 육상으로부터 다량으로 유입된 부유쓰레기는 사회, 경제적 및 환경적으로 부정적인 영향을 주고 있으나 부유쓰레기 집적 구간 및 발생량에 대한 모니터링 체계는 미흡한 실정이다. 최근 인공지능 기술의 발달로 드론 영상과 딥러닝 기반 객체탐지 모델을 활용하여 수계 내 광범위한 지역을 신속하고 효율적인 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 육상기인 부유쓰레기의 효율적인 탐지 기법을 제시하기 위해 드론 영상뿐만 아니라 다양한 이미지를 확보하여 You Only Look Once (YOLO)v5s와 최근에 개발된 YOLO7 및 YOLOv8s로 학습하여 모델별로 성능을 비교하였다. 각 모델의 정성적인 성능 평가 결과, 세 모델 모두 일반적인 상황에서 탐지성능이 우수한 것으로 나타났으나, 이미지의 노출이 심하거나 수면의 태양광 반사가 심한 경우 YOLOv8s 모델에서 대상물을 누락 또는 중복 탐지하는 사례가 나타났다. 정량적인 성능 평가 결과, YOLOv7의 mean Average Precision (intersection over union, IoU 0.5)이 0.940으로 YOLOv5s (0.922)와 YOLOvs8(0.922)보다 좋은 성능을 나타냈다. 데이터 품질에 따른 모델의 성능 비교하기 위해 색상 및 고주파 성분에 왜곡을 발생시킨 결과, YOLOv8s 모델의 성능 저하가 가장 뚜렷하게 나타났으며, YOLOv7 모델이 가장 낮은 성능 저하 폭을 보였다. 이를 통해 수면 위에 존재하는 부유쓰레기 탐지에 있어서 YOLOv7 모델이 YOLOv5s와 YOLOv8s 모델에 비해 강인한 모델임을 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 딥러닝 기반 부유쓰레기 탐지 기법은 부유쓰레기의 성상별 분포 현황을 공간적으로 파악할 수 있어 향후 정화작업 계획수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.