• 제목/요약/키워드: three-dimensional analysis

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반응표면 분석법에 의한 단단계법 거품형 찜 케이크의 물리적 특성의 최적화 (Optimization for the Physical Properties of Steamed Foam Cakes Prepared with Single-stage Method by Response Surface Methodology)

  • 곽성호;장명숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.557-566
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    • 2005
  • 본 연구는 오븐에서 굽는 거품형 케이크 중 단단계법을 찌는 방법에 적용하여 혼합방법에 따른 거품형 찜 케이크의 가장 적합한 배합비율을 반응표면분석법으로 찾아 단단계법을 이용한 거품형 찜 케이크의 상품화와 산업화를 위한 기초자료를 만들고자 하였다. 휘핑 시간($X_1,\;4\~20$분),밀가루의 양$X_2,\;460\~540\;g$과 유화제의 양$(X_3,\;16\~24\;g)$을 독립변수로 설정하고, 색도, 부피, 텍스쳐 항목을 반응변수로 하여 최적화한 결과 물리적 특성 중 부피의 경우 16개의 실험조건에 따라 $1,300\~1,584\;mL$, 색도의 L값은 $83.64\~67.55$, a값은 $0.20\~2.70$, b값은 $30.49\~35.03$, ${\Delta}E$$32.02\~36.49$, 경도는 $209.82\~349.20\;g$, 검성은 $209.82\~349.20\;g$, 씹힘성의 경우 $120.92\~218.86\;g{\cdot}cm$ 범위의 결과를 나타내었고, 관능적 특성을 평가한 결과 외관 $4.00\~7.25$, 색 $4.83\~7.50$, 냄새 $4.40\~7.00$, 맛 $4.80\~7.02$, 부드러운 정도 $4.20\~7.50$, 촉촉한 정도 $5.44\~7.67$, 전반적인 기호도 $5.00\~7.98$의 점수를 받았다. 회귀식을 검증한 결과 부피, 경도, 검성과 씹힘성은 $5\%$ 이내의 수준에서 회귀식의 유의성이 인정되었고, 관능적 특성의 냄새, 부드러운 정도, 촉촉한 정도와 전반적인 기호도는 $5\%$ 이내에서, 맛은 $1\%$ 이내의 수준에서 회귀식의 유의성이 인정되었다. 독립변수가 각 반응변수에 미치는 영향을 본 결과 유화제의 양이 물리적 특성에 가장 큰 영향을 주었고, 관능적 특성에서는 휘핑 시간과 유화제의 양이 중요한 변수로 작용하였다. 반응표면의 정상점의 형태는 물리적 특성에서 색도의 b값만 정상점에서의 형태가 최대점을 나머지 모든 항목은 안장점의 형태를 나타내었다. 관능적 특성 결과 전반적인 기호도의 경우 안장점의 형태를 보였고, 그 이외의 항목은 최대점의 형태를 나타내었다. 결정된 회귀식의 계수를 바탕으로 3차원 반응표면을 도식화한 결과 최적조건보다 과도한 휘핑 시간과 유화제 첨가는 오히려 부피가 감소하였고, 관능검사 결과 낮은 점수를 받아 좋아하지 않았다. 독립 변수에 영향을 받으며 유의적인 차이가 인정된 반응변수에서 찜 케이크의 품질특성에 중요한 요인으로 작용하는 물리적 특성 중 부피, 경도, 그리고 관능적 특성 중 맛, 냄새, 부드러운 정도, 촉촉한 정도, 전반적인 기호도의 contour map을 중첩하여 특성을 모두 만족시켜주는 교집합을 각각의 독립변수의 최적의 조건으로 선정하였다. 그 결과 휘핑 시간 $11\~13$분, 밀가루의 양 $470\~486\;g$, 유화제의 양 $19\~20\;g$으로 각각 나타났다. 이상의 예측된 최적 조건을 검증하기 위하여 최적 조건 범위내의 중간점 즉, 휘핑 시간 12분, 밀가루의 양 478 g과 유화제의 양 20 g을 최적점으로 설정하여 실제 단단계법으로 거품형 찜 케이크를 만들어 물리적 특성을 측정하여 본 결과 실제 실험 값들은 예측된 값들과 유사한 수준의 결과를 보였다.

입체조준장치를 이용한 중추신경계의 방사선 입체조형치료 계획 (3-D Conformal Radiotherapy for CNS Using CT Simulation)

  • 추성실;조광환;이창걸
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권2호
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    • pp.90-98
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    • 2003
  • 목적 : 척수에 전이가 가능한 뇌종양 치료를 위한 두개척수 방사선치료를 전산화단층촬영장치(volumetric spiral CT)와 입체조준장치(CT simulator) 및 3차원 조형치료계획장치(3D conformal planning system)를 이용한 두개척수 방사선치료계획 방법을 개발하고 기하학적 검증을 통하여 유용성과 정확성을 평가한다. 방법 : 연세암센터 방사선종양학과에서 두개척수 방사선치료를 받은 환자 11명을 대상으로 전산화 단층촬영을 이용한 입체 모의치료계획과 3차원 방사선조형치료를 시행하였다. 중증의 뇌종양 환자의 두경부는 두부고정틀(thermoplastic mask, $Aquaplast^{R}$)로 고정시키고, 전신은 $Vac-Loc$ $Aquaplast^{R}$ (전성물산, 한국)으로 고정한 후 전산화단층촬영장치(Spiral CT)를 이용하여 전신체적영상(volumetric image)을 얻었다. 환자자세의 재현성 확인 및 검증을 위해 두부에 세 개의 점과 전신에 기준선 및 기준점 등을 표시하였다. 이후 입체조준장치(CT-simulator)의 가상현실영상(virtual fluoroscopy)에서 인체의 크기와 방향에 제약이 없고 치료 침대와 고정기구에 대한 시각장애를 제거함으로써 자유롭게 모의치료를 할 수 있었으며, 조사면과 선속을 결정하고 디지털화재구성사진(digitally reconstructed radiography, DRR)과 디지털화합성사진(digitally composited radiography, DCR)을 통하여 분해능이 좋은 화질의 투시 및 모의치료영상을 획득하였다. 기하학적 검증은 치료중심점 이동시 얻은 모의치료영상과 첫 치료 시에 얻은 조사면 검증 사진(port verification film) 등을 전산화단층촬영영상으로부터 재구성한 DRR 영상과 시각적, 정량적으로 비교, 분석 였다. 결론 : 입체조준장치와 3차원 방사선치료계획 장치 등을 이용하여 두개척수 방사선 치료계획을 신속하고 정확하게 원활히 수행할 수 있었다. 가상현실영상에서 대부분의 설계작업이 이루어지므로 환자의 자세고정을 요하는 시간은 전신체적 영상을 얻는 10분 이내이므로 환자의 불편을 줄일 수 있을 뿐 아니라 모의치료과정 중의 체위 변동 변수를 제거할 수 있었다. 또한 전산화단층촬영영상을 얻음으로써 중요정상조직인 안구, 척수 등을 정확하게 설정할 수 있었고, 조사면 결정과 차폐의 정확성을 증진시킬 수 있었다. 환자자세오차는 디지털화재구성사진과 치료 시마다 얻은 포트필름에서 치료중심점과 척수 사이의 거리를 측정하여 3 mm 이내의 정확성을 얻을 수 있었다. CT조준장치를 이용한 중추신경계의 방사선 입체조형치료는 가상현실모의치료계획으로 두개척수의 방사선치료를 정확하고 용이하게 실현할 수 있었다.

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비교 분자장 분석 (CoMFA) 방법에 따른 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluoro-benzene 유도체들의 Protox 저해 활성에 관한 이해 (Understanding the protox inhibition activity of novel 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene derivatives using comparative molecular field analysis (CoMFA) methodology)

  • 성낙도;송종환;양숙영;박경용
    • 농약과학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.151-161
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    • 2004
  • 새로운 1-(5-methyl-3-phenylisoxazolin-5-yl)methoxy-2-chloro-4-fluorobenzene 유도체들의 phenyl 고리에 R-치환기와 치환기가 도입된 A=3,4,5,6-tetrahyophthalimino, B=3-chloro-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazolyl 및 C=3,4-dimethylmaleimino 치환체들에 의한 벼(Orysa sativa L.)와 논피 (Echinochloa crus-galli) 뿌리와 줄기 부위의 살초활성에 관한 3차원 구조-활성관계(3D-QSAR)를 Gasteiger-Huckel 전하를 사용하여 비교 분자장 분석(CoMFA) 방법으로 연구하였다. 두 초종의 뿌리와 줄기의 살초 활성에 대한 4개의 CoMFA 모델들은 46개 화합물로 구성된 training set로부터 유도되었으며 각 모델들은 8개 화합물의 각 test set에 의하여 예측성이 평가되었다. Standard field, indicator field 및 H-bond field를 조합한 조건(SIH)에서 유도된 모델들의 통계결과는 cross-validated $r^2_{cv.}$$(q^2=0.635\sim0.924)$과 non cross-validated, $r^2_{ncv}$ $(0.928\sim0.977)$값 그리고 PRESS 값$(0.091\sim0.156)$에 근거하여 매우 양호한 예측성을 나타내었다. 그리고 살초 활성은 분자의 입체장$(74.3\sim87.4%)$, 정전기장$(10.10\sim18.5%)$ 및 소수성장$(1.10\sim8.30%)$과 높은 상관성을 보였으며 입체장이 살초 활성에 가장 중요한 요소이었다. 이같은 CoMFA 분석 결과로부터, 이종 간 선택적이며 고 활성의 protox 저해제들이 X-치환기의 수식에 의하여 설계될 수 있을 것임을 알았다.

시각적 연출에 의한 3D 입체 애니메이션 표현 연구: 〈드래곤 길들이기〉를 중심으로 (A Study on Expressing 3D Animation by Visual Direction : focused on 〈 How to train your dragon 〉)

  • 김정현
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권26호
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    • pp.1-30
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    • 2012
  • 애니메이션의 목적은 움직임을 통해 재미있는 스토리를 관객에게 전달하는 것이라고 할 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 애니메이션은 탄생 이후 지금까지 100여년 이상의 시간동안 수많은 기술들을 도입하면서 다양한 내러티브 방법과 시각 표현 방법을 개발해 왔다. 또한 표현 기술력이 발달하면서 애니메이션을 구성하는 모든 요소들도 점점 체계화되어 왔고, 동시에 현실 그 이상의 세계를 표현할 수 있도록 해 주었다. 말 그대로 애니메이션을 제작하는 감독이 상상하는 모든 것들을 스크린을 통해 관객이 눈으로 볼 수 있는 시대가 된 것이다. 그리고 현재에는 애니메이션을 관람하는 관객이 마냥 프레임 안에서 움직이는 그림에 의해 즐거움을 느끼게 되는 시대를 넘어서도록 많은 노력이 이루어지고 있다. 즉, 수동적으로 바라보는 애니메이션을 넘어 관객이 직접 느끼며, 체감하는 애니메이션으로 목적성이 변화하고 있다는 것이다. 이런 과정에서 그 중심에 3D 입체라는 기술이 애니메이션의 새로운 즐거움을 표현할 수 있도록 해주고 있다. 얼마 전, 국내에서도 극장용 3D 입체 애니메이션이 제작되었으나, 해외의 3D 입체 애니메이션과 같은 완성도 높은 영상미를 기대했던 관객에게 새로운 즐거움을 주지 못해 흥행 면에서 이렇다 할 성적을 거두지 못하였다. 이것은 국내의 입체 애니메이션 제작 산업이 아직 초보적인 단계에 불과하여 3D 입체 애니메이션 제작에 대한 인력 및 기술, 경험이 절대적으로 부족한 상태에서 제작되었기 때문이다. 그리고 대부분의 입체에 대한 연구가 재현 기술적 문제에 집중되어 있어 관객들이 직접적으로 접하게 되는 영상 그 자체에 대한 연구 또한 부족하거나 미흡한 실정인 것도 커다란 문제라 할 수 있다. 이러한 국내 상황 속에서 2010년에 개봉되었고, 현재까지 최고의 3D 입체 애니메이션 흥행작으로 손꼽히고 있는 드림웍스 작품인 <드래곤 길들이기>의 입체영상 화면은 연구될 가치가 충분하다 할 수 있다. 따라서 본 논문은 양질의 국내 3D 입체 애니메이션 제작 및 전문 인력 양성 시기초자료로 활용되고자 풍부한 입체감을 전달하기 위해 화면을 담아내는 시각적 연출을 중심으로 이론적 고찰과 사례를 분석하여 연구하였다. 그 결과 3D 입체 애니메이션은 새로운 분야가 아닌 기존 영상미학의 원리를 기반으로 입체영상의 특성이 적용되어져 확장되고 변화된 영역인 것을 알 수 있었다. 이러한 연구를 통해 실재감 재현을 위한 3D 입체 애니메이션 콘텐츠 제작에 필요한 이론적 기초연구의 토대를 구축하는데 도움이 될 것으로 본다.

몬테칼로 전산모사를 이용한 셋업오차가 임상표적체적에 전달되는 선량과 셋업마진에 대하여 미치는 영향 평가 (Evaluation of Setup Uncertainty on the CTV Dose and Setup Margin Using Monte Carlo Simulation)

  • 조일성;곽정원;조병철;김종훈;안승도;박성호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권2호
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    • pp.81-90
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    • 2012
  • 방사선 치료에서 부정확한 환자 셋업이 표적에 전달되는 선량에 미치는 영향과 치료 마진과의 연관성을 몬테칼로 기법을 사용한 전산모사를 통하여 분석하였다. 실제 방사선 치료를 받은 직장암 환자에 대한 임상표적체적(CTV: Clinical Target Volume) 및 주요장기의 구조와 치료계획 시스템(Eclipse 8.9, USA)을 이용하여 수립된 세기조절 방사선치료계획에서의 선량분포에 대한 데이터를 전산모사에서 사용하였다. 전산모사 프로그램은 리눅스환경에서 오픈소스인 ROOT 라이브러리와 GCC를 기반으로 본 연구를 위하여 개발되었다. 환자셋업오차의 확률분포를 정규분포로 가정한 것에 따라 무작위로 생성된 크기만큼 셋업이 부정확한 경우를 모사하여 임상표적체적에서의 선량분포의 변화와 오차크기에 따른 마진크기를 3차원입체조형 방사선치료에 사용되는 마진공식과 비교분석 하였다. 셋업오차 생성에 사용된 정규분포의 표준편차 크기는 1 mm부터 10 mm까지 1 mm간격으로 두었으며 계통오차와 통계오차별로 2,000번 전산모사했다. 계통오차의 경우 전산모사에 사용된 표준편차가 커질수록 임상표적체적에 조사되는 최소선량 $D_{min}^{stat{\cdot}}$은 100.4%에서 72.50%로 감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.45%에서 97.88%로 감소한 반면에 표준편차${\Delta}D_{sys}$는 0.02%에서 3.33%로 증가하였다. 통계오차의 경우 최소선량 $D_{min}^{rand{\cdot}}$은 100.45%에서 94.80%감소하였고 평균선량 $\bar{D}_{syst{\cdot}}$도 100.46%에서 97.87%로 감소하였으며 표준편차 ${\Delta}D_{rand}$는 0.01%에서 0.63%로 증가하였다. 그리고 마진공식으로부터 전산모사에 사용된 셋업오차에 해당되는 마진크기를 구하고 모집단비율(population ratio)을 정의하여 기존 마진공식의 목적이 세기조절방사선치료에 만족함을 확인했다. 개발된 전산모사 프로그램은 해당 환자의 치료계획 정보를 직접 사용하므로 직장암만 아니라 두경부암, 전립선암 등 여러 환부에 적용 가능하며 셋업오차 및 선량변화에 연관된 연구에도 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

보통 밀에서 저분자글루테닌 유전자 클로닝 및 단백질 동정 (Cloning of Low-molecular-weight Glutenin Subunit Genes and Identification of their Protein Products in Common Wheat (Triticum aestivum L.))

  • 이종열;김영태;김보미;이정혜;임선형;하선화;안상낙;남명희;김영미
    • 한국육종학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.547-554
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    • 2010
  • 미성숙 종자로부터 추출된 전체 RNA를 이용하여 합성한 cDNA와 LMW-GS 특이 프라이머세트를 이용하여 43개의 LMW-GS 유전자를 분리하였다. 각각의 유추 아미노산은 상동성이 높은 20개의 시그널 펩타이드, N-말단 영역, 반복서열영역 그리고 C-말단 영역을 가지며 C-말단 영역에 분자내 혹은 분자간 이황화 결합을 형성하는 전형적인 8개의 시스테인을 가지고 있었다. 이들 시스테인의 위치는 첫번째, 일곱번째를 제외하고는 보존되어 있었다. Ikeda 분류법과 비교할 경우, 이들은 각각 그룹 1, 2, 3 또는 4, 5, 7, 10(이중 그룹 2와 5가 가장 많음) 그리고 11에 속하며 그룹 6, 8, 9 그리고 12에 속한 단백질은 탐지되지 않았다. 이들 43개 LMW-GS 유전자들을 Lasergene Version 7.0을 이용하여 DNA 염기서열 수준에서 계통도를 분석한 결과 Ikeda 그룹의 분류법과 일치하였다. 단백질 수준에서 LMW-GS들을 확인하기 위해 2DE로 이들 단백질을 분리하여 이들의 N-말단 아미노산 서열을 분석하였다. 7개 스팟의 N-말단 아미노산 서열을 확인할 수 있었고 이중 2개는 N-말단 아미노산 서열이 세린으로 시작하는 LMW-s 타입이었고 5개는 N-말단 아미노산 서열이 메티오닌으로 시작하는 LMW-m 타입이었다. 이들 서열은 Ikeda 그룹의 분류법에 따르면 그룹 1, 2, 3, 3/4, 5 그리고 10이었다. 이들 LMW-GS 단백질 중 2개는 Glu-D3 그리고 3개는 Glu-B3에 의해 encoding 되었고 나머지는 확인이 불가능 하였다. 그룹 6, 7, 8, 9, 11, 그리고 12의 스팟은 확인할 수 없었다. N-말단 아미노산 서열들과 클로닝된 LMW-GS 유전자군을 비교해 보면 그룹 1, 2, 3/4, 5 그리고 10이 모두 유전자와 단백질 수준에서 존재하고 있음을 확인하였다. 본 연구는 다양한 LMW-GS 유전자들을 분리, 동정하였고 이들의 해당 단백질을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 밀가루 품질 향상을 위한 육종 프로그램에 도움이 될 것이다.

중국의 '원상회복 혹은 현상보존' 수리원칙에 관한 연구 - 양사성의 수리원칙을 중심으로 - (A Study on the Principles of "Restoration of Historic Condition or Preservation of Existing Condition" in China - Focused on Liangsicheng's Conservation Theory -)

  • 이정아
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제50권2호
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    • pp.62-79
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    • 2017
  • 중국에서 건축유산의 수리원칙은 1930년대 중국영조학사의 양사성이 처음으로 제시하였다. 이후 수리현황은 1950년대 새로운 사회적, 정치적 배경아래 다양한 건축 수리 경험을 토대로 1961년 "문물보호관리잠행조례"에 '원상회복 혹은 현상보존'으로 명시되었다. '원상회복 혹은 현상보존'에서 원상회복은 대체로 창건기 모습으로의 복원을 의미하는데, 20세기 초 중기에 한국과 일본에서도 당초모습으로 복원하는 원칙에 근거해 문화유산을 수리하는 경우가 많았기 때문에, 이 시기 동북아지역의 건축유산 수리에서 창건기 모습으로의 복원은 보편적이며 주도적인 원칙이었다고 볼 수 있다. 하지만 중국의 경우 원상회복과 함께 현상보존도 대등하게 명시되어 있는데, 당시의 주도적인 흐름을 생각할 때 이는 다소 의외로 보이기 때문에 그 형성과정과 의미에 궁금함이 생긴다. 처음으로 수리원칙을 제시하였던 양사성에 대한 연구는 매우 중요하지만, 중국에서 원칙과 관련된 국제이론에 대한 활발한 연구에 비해 양사성의 수리원칙에 대한 입체적 분석은 부족하다. 중국 수리원칙의 형성과정과 그 정확한 의미를 알려면 먼저 양사성이 제시한 보호원칙을 중점적으로 분석해야 하고, 그리고 그것이 중화인민공화국 건국 후 문화유산 보호를 둘러싼 사회적 배경속에서 어떻게 변화되었는지를 종합적으로 살펴보아야 한다. 이 글에서는 먼저 양사성이 문물의 원상에 중요한 가치를 둔 원상회복 위주의 수리원칙을 제시하고, 동시에 가치판단의 결과 혹은 현실적인 이유로 인한 현상보존의 가능성도 열어두었음을 살펴본다. 그리고 건국 이후 소련 건축유산 보호제도의 영향, 경제개발 위주의 정책으로 인해 현상보존이 하나의 현실적인 원칙으로서 원상회복과 대등하게 등장하는 과정을 살펴본다.

EFDC 모델에 의한 세종보의 부영양화 및 제어대책 평가 (Evaluation of Eutrophication and Control Alternatives in Sejong Weir using EFDC Model)

  • 윤여정;장은지;박형석;정세웅
    • 환경영향평가
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    • 제27권6호
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    • pp.548-561
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 금강의 중류에 위치한 갑천과 미호천의 직접적 영향을 받는 대청댐과 세종보 구간에 대해 3차원 수리-수질 해석 모델인 EFDC를 구축하고 모델을 보정한 후, 대청댐의 유량조절과 갑천 및 미호천의 부하량 삭감 시나리오에 따른 세종보 구간의 영양상태와 수질개선 효과를 평가하는데 있다. EFDC 모델은 2012년 9월부터 2013년 4월까지 측정된 수위, 수온 및 수질 변수를 사용하여 보정하였으며, 모델은 실측 수위의 변화와 수온 및 수질의 공간적, 시간적 변화를 재현했다. 연구결과, 연구대상 하천구간에서 영양염류와 조류 생체량의 공간 분포는 횡단 방향의 변화가 크다는 것을 확인 하였다. 또한 조류 성장 제한 요인 분석 결과, 갑천과 미호천에서 세종보에 이르는 인 부하가 부영양화와 녹조발생을 일으키는 요인으로 나타났다. 시나리오 모의결과, 갑천과 미호천의 오염 부하량 감축은 청원-1지점의 경우 Chl-a 4.7~18.2%, TP 5.4~21.9%, 연기지점은 Chl-a 4.2~17.3%, T-P 4.7~19.4% 저감하여 대상 하천의 수질 개선과 부영양 지수 개선에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 한편, 대청댐 및 세종보의 유량을 조절하는 시나리오는 청원-1지점의 경우 Chl-a 1.5~2.4%, T-P 2.5~3.8%, 연기지점은 Chl-a 1.2~2.1%, T-P 0.9~1.5% 저감되어 수질 개선에 거의 영향을 미치지 않았다. 따라서 세종보의 녹조저감과 수질개선 목표를 달성하기 위해서는 갑천과 미호천의 수질 개선이 필수적이며 가장 중요한 선결 조건이라 판단된다.

영상품질별 학습기반 알고리즘 폐색영역 객체 검출 능력 분석 (Detection Ability of Occlusion Object in Deep Learning Algorithm depending on Image Qualities)

  • 이정민;함건우;배경호;박홍기
    • 한국지리정보학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.82-98
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    • 2019
  • 정보화 사회로 진입하면서 공간정보의 중요성은 급격하게 부각되고 있다. 특히 스마트시티, 디지털트윈과 같은 Real World Object의 3차원 공간정보 구축 및 모델링은 중요한 핵심기술로 자리매김하고 있다. 구축된 3차원 공간정보는 국토관리, 경관분석, 환경 및 복지 서비스 등 다양한 분야에서 활용된다. 영상기반의 3차원 모델링은 객체 벽면에 대한 텍스처링을 생성하여 객체의 가시성과 현실성을 높이고 있다. 하지만 이러한 텍스처링은 영상 취득 당시의 가로수, 인접 객체, 차량, 현수막 등의 물리적 적치물에 의해 필연적으로 폐색영역이 발생한다. 이러한 폐색영역은 구축된 3차원 모델링의 현실성과 정확성 저하의 주요원인이다. 폐색영역 해결을 위한 다양한 연구가 수행되고 있으며, 딥러닝을 이용한 폐색영역 검출 및 해결방안에 대한 연구가 수행되고 있다. 딥러닝 알고리즘 적용한 폐색영역 검출 및 해결을 위해서는 충분한 학습 데이터가 필요하며, 수집된 학습 데이터 품질은 딥러닝의 성능 및 결과에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 이러한 학습 데이터의 품질에 따라 딥러닝의 성능 및 결과를 확인하기 위하여 다양한 영상품질을 이용하여 영상의 폐색영역 검출 능력을 분석하였다. 폐색을 유발하는 객체가 포함된 영상을 인위적이고 정량화된 영상품질별로 생성하여 구현된 딥러닝 알고리즘에 적용하였다. 연구결과, 밝기값 조절 영상품질은 밝은 영상일수록 0.56 검출비율로 낮게 나타났고 픽셀크기와 인위적 노이즈 조절 영상품질은 원본영상에서 중간단계의 비율로 조절된 영상부터 결과 검출비율이 급격히 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. F-measure 성능평가 방법에서 노이즈 조절한 영상품질 변화가 0.53으로 가장 높게 나타났다. 연구결과로 획득된 영상품질별에 따른 폐색영역 검출 능력은 향후 딥러닝을 실제 적용을 위한 귀중한 기준으로 활용될 것이다. 영상 취득 단계에서 일정 수준의 영상 취득과 노이즈, 밝기값, 픽셀크기 등에 대한 기준을 마련함으로써 딥러닝을 실질적인 적용에 많은 기여가 예상된다.

고빈도 자료기반 유입 수온 예측모델 개발 및 기후변화에 따른 대청호 성층강도 변화 예측 (Development of High-frequency Data-based Inflow Water Temperature Prediction Model and Prediction of Changesin Stratification Strength of Daecheong Reservoir Due to Climate Change)

  • 한종수;김성진;김동민;이사우;황상철;김지원;정세웅
    • 환경영향평가
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    • 제30권5호
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    • pp.271-296
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    • 2021
  • 댐 저수지 수온성층은 수직혼합을 억제하여 저층의 빈산소층 형성과 퇴적물 영양염류 용출을 일으키는 원인이므로 미래 기후변화에 따른 저수지 성층구조의 변화는 수질 및 수생태 관리 측면에서 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 대청댐 저수지를 대상으로 고빈도 자료기반의 통계적 저수지 유입 수온 예측 모델을 개발하고, RCP(Representative Concentration Pathways) 기후변화 시나리오를 고려한 미래 유입 수온변화와 대청호 성층구조의 변화를 예측하는 데 있다. 대청호 유입 수온 예측을 위해 개발한 Random Forest 회귀 예측모델(NSE 0.97, RMSE 1.86℃, MAPE 9.45%)은 실측 수온의 통계량과 변동성을 적절히 재현하였다. 지역 기후 모델(HadGEM3-RA)로 예측된 RCP 시나리오별 미래 기상자료를 Random Forest 모델에 입력하여 유입 수온을 예측하고 3차원 저수지 수리 모델을 이용하여 기후변화에 따른 대청호의 미래(2018~2037, 2038~2057, 2058~2077, 2078~2097) 수온성층 구조 변화를 예측하였다. 예측 결과, 미래 기후 시나리오별로 대기 온도와 저수지 유입 수온의 증가속도는 각각 0.14~0.48℃/10year와 0.21~0.43℃/10year의 범위로써 지속적으로 증가하였다. 계절별 분석 결과, RCP 2.6 시나리오의 봄과 겨울철을 제외한 모든 시나리오에서 유입 수온은 증가 경향이 통계적으로 유의하였으며, 탄소저감 노력이 약한 기후 시나리오로 갈수록 수온의 증가속도가 빨랐다. 저수지 표층 수온의 증가속도는 0.04~0.38℃/10year 범위였으며, 모든 시나리오에서 성층화 기간이 점진적으로 증가되었다. 특히 RCP 8.5 시나리오 적용 시 성층일수는 약 24일 증가하는 것으로 전망되었다. 연구 결과는 기후변화가 호소의 성층강도를 강화하고 성층형성 기간을 장기화한다는 선행연구 결과와 일치하며, 수온성층의 장기화는 저층 빈산소층 확대, 퇴적물-수체간 영양염류 용출량 증가, 수체 내 조류 우점종의 변화 등 수생태계 변화를 유발할 수 있음을 시사한다.