• 제목/요약/키워드: wind field measurement

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인공신경망을 이용한 X-Band 레이다 유의파고 추정 (Estimation of Significant Wave Heights from X-Band Radar Using Artificial Neural Network)

  • 박재성;안경모;오찬영;장연식
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.561-568
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    • 2020
  • 항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑관측은 기존의 파랑관측 방법인 부이식 파고계, 압력식 파고계, 초음파식 파고계에 비해 많은 이점이 있다. 예를 들면 유실과 파손의 위험이 없고, 유지관리 비용이 적게 들며, 심해부터 천해까지 파랑의 공간적 분포를 알 수 있다. 본 논문에서는 레이다형 파고계의 유의파고 측정 정확도를 높이는 인공신경망을 이용한 알고리즘을 제시하였다. 레이다형 파고계에서 유의파고를 추정하는 전통적인 방법은 신호 대 잡음 비율(${\sqrt{SNR}}$) 또는 신호 대 잡음 비율과 첨두주기(TP)를 이용하는 방법이 있다. 본 연구에서는 신호 대 잡음 비율, 첨두주기 및 레이다 이미지 해상도 비율(Rval > k)을 입력변수로 하는 인공신경망 알고리즘을 이용하여 유의파고 추정의 정확도를 향상시켰다. 개발된 알고리즘을 울진 후정해수욕장에서 초음파식 파고계로 측정한 유의파고의 시계열과 비교하여 정확도 향상을 확인하였다.

드론 영상을 이용한 케나프(Hibiscus cannabinus L.) 작물 높이의 노지 표현형 분석 (Field Phenotyping of Plant Height in Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) using UAV Imagery)

  • 장규진;김재영;김동욱;정용석;김학진
    • 한국작물학회지
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    • 제67권4호
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    • pp.274-284
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    • 2022
  • 국내 환경에 적합한 케나프 육종을 위해선 비용, 정확도, 속도가 최적으로 설계된 정량적인 고속탐색법(high-throughput)에 기반한 표현형 분석법이 필요하다. 최근 UAV 기반의 원격탐사 기법의 발달로 노지에서 재배되는 작물의 생육인자들에 대한 대량 데이터를 저비용으로 신속하게 얻을 수 있으며 정확하게 분석하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 요구되는 케나프의 섬유와 가축 사료로서 육종을 위해 해당 목적과 부합한 케나프 높이를 주요 표현형 인자로 선정하여 UAV-RGB에 SfM 알고리즘 기반의 사진 측량 기술을 적용함으로 높이를 예측하고자 하였다. 기존 방법으로 예측한 작물 높이는 바람에 의한 작물의 흔들림으로 오차가 발생할 수 있으며 키가 2 m 이상 크게 자라 실측도 어려운 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 바람에 흔들리지 않는 일정 높이를 가지는 고정 구조물을 설치하여 기준점을 이용한 모델식으로 기하 보정을 통해 높이 예측성능을 개선하였다. 그 결과 R2는 0.80으로 나타났으며, 보정 전(R2 = 0.80, slope = 0.87, offset = -2.51) 보다 높은 신뢰성(R2 = 0.80, slope = 0.94, offset = -1.62)을 확보하였다. 품종별로 생육단계에 따라 측정한 높이 지도를 통해 얻어진 케나프 키 정보는 품종 별로 유의미한 차이를 보임으로서 해당 방법으로 예측한 케나프 높이가 섬유와 가축 사료 목적의 육종 선발에 활용될 수 있을 것으로 판단하였다.

MODIS 시계열 위성영상을 이용한 한라산과 지리산 구상나무 식생 변동 추세 분석 (Trend Analysis of Vegetation Changes of Korean Fir (Abies koreana Wilson) in Hallasan and Jirisan Using MODIS Imagery)

  • 추민기;유철희;임정호;조동진;강유진;오현경;이종성
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.325-338
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    • 2023
  • 구상나무는 한반도 아고산대 생태계에 미치는 기후변화 영향 평가에 중요한 환경지표종이다. 하지만 아고산대의 특성상 해발고도 약 1,000 m 이상에 주로 분포한 구상나무를 주기적으로 현장 조사하는 것은 많은 인력을 요구한다. 따라서 본 연구는 주기적인 관측이 가능한 원격탐사 자료를 활용하여 한라산과 지리산을 대상으로 2003년부터 2020년까지의 9월 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 normalized difference vegetation index (NDVI)와 지표면 온도 그리고 Global Precipitation Measurement (GPM)Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM의 강수량 자료를 이용해 구상나무의 식생 변동 및 환경변수와의 연관성을 분석하였다. 2003년과 비교하여 2020년에 구상나무 서식지역의 식생지수 감소를 확인하였으며, 이를 바탕으로 구상나무 생육 우수 지역과 구상나무 고사율이 높은 지역을 선별하였다. 이러한 지역들에 대한 장기간 식생지수 시계열 분석 결과, 한라산과 지리산 모두 고사지역에서 식생지수가 감소하는 경향을 보였다(한라산: -0.46, 지리산: -0.43). 또한 Hodrick-Prescott 필터를 통해 추출된 식생지수와 지표면온도 그리고 강수량의 추세변화를 통해 구상나무의 장기간 변동을 분석한 결과, 한라산의 경우 지표면온도가 증가하고 강수량이 감소하는 시기에 구상나무 생육 우수 지역과 구상나무 고사율이 높은 지역의 식생지수 차이가 증가하였다. 이는 온도 상승과 강수량 감소가 한라산 구상나무 생육쇠퇴에 영향을 미치는 것으로 해석된다. 반면 지리산은 장기적으로 구상나무 고사지역의 장기적인 식생지수 감소 추세를 보여주었으나, 식생지수 변화 패턴이 지표면온도와 강수량과는 유의미한 상관성을 발견하지 못하였다. 추후 지표면 온도와 강수량 외에 선행연구에서 구상나무 생육쇠퇴와 연관이 있다고 알려진 환경인자(토양수분, 일사량, 강풍 등)에 대한 추가 분석이 필요하다. 본 연구를 통해 위성 자료로 구상나무 생태계의 장기간 모니터링 및 환경 변수들의 상관성 분석에 대한 가능성을 제시하였다. 본 연구를 토대로 위성 기반 모니터링이 구상나무의 생태학적 연구에 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 이해를 높이는데 도움이 될 것으로 기대한다.

포도 과수원에서 살균제 Difenoconazole의 농작업자 노출량 측정 (Measurement of Operator Exposure During Treatment of Fungicide Difenoconazole on Grape Orchard)

  • 조일규;박준성;박소현;김수진;김백종;나태웅;남효송;박경훈;이지호;김정한
    • 한국환경농학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.286-293
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    • 2016
  • 총 6가지의 노출 시료 즉 내복(살포, 조제 각각), 호흡, 거즈, 손(세척액), 장갑(세척액)에 회수율 시험한 결과, 평균 70.1~119.8%의 회수율을 보었으며, 포도과수원에서 회수율 분석 결과 평균 97.3~119.6%의 포장회수율을 나타냈다. Difenoconazole의 10개 시험 과수원에서 농작업자의 피부노출 총량은 0.1106~1.5360 mg 수준이었으며, 호흡 노출량은 $0.529{\mu}g$ 이었고 피부노출량과 호흡노출량을 합한 총 노출량은 0.1111~1.5365 mg 수준이었다. 살포 할 때 10개 과수원에서 농작업자의 피부 노출 총량은 4.2032~25.0635 mg 수준이었고 호흡 노출량은 $0.529{\sim}116.241{\mu}g$ 수준 이었다. 10개 시험 과수원에서 농작업자의 피부노출량과 호흡노출량을 합한 총 노출량은 2.5961~25.0687 mg 수준이었다. Difenoconazole의 농작업자 노출량를 평가하기 위해 경북영주의 10개 포도 과원에서 difenoconazole 약제의 살포액 조제 및 살포시 농작업자의 피부노출량의 평균을 기본값으로 한 결과 조제할 대는 0.02 mg이 검출되었으며 살포할 때는 2.28 mg이 검출되었다. 그리고 살포시 difenoconazole의 호흡 노출량은 0.02 mg으로 이는 피부 노출량의 0.9% 수준이었다. Difenoconazole의 농작업자의 총 피부 노출량을 피부흡수율로 계한 값인 0.004 mg/kg bw/day(평균 체중 : 60 kg)은 설정된 difenoconazole의 농작업자노출량인 0.16 mg/kg bw/day의 2.5% 수준으로 이였다.

사과 과수원에서 농약살포시 살균제 Dithianon의 농작업자 위해성 평가 (Risk Assessment of Operator Exposure During Treatment of Fungicide Dithianon on Apple Orchard)

  • 조일규;김수진;김지명;오영곤;설재웅;이지호;김정한
    • 한국환경농학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.302-311
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    • 2018
  • 총 6가지의 노출 시료 즉 내복(살포, 조제 각각), 호흡, 거즈, 손(세척액), 장갑(세척액)에 회수율 시험한 결과, 평균 72.8 ~ 110.1%의 회수율을 보였으며, 사과 과수원에서 회수율 분석 결과 평균 85.1 ~ 99.1%의 포장회수율을 나타냈다. Dithianon의 10개 시험 과수원에서 조제시 농작업자의 피부 노출 총량은 0.472 mg ~ 4.080 mg 수준이었으며, 호흡 노출량은 $2.646{\sim}110.317{\mu}g$ 수준이었다. 살포시 10개 과수원에서 농작업자의 피부 노출 총량은 35.613 mg ~ 229.720 mg 수준이었고, 호흡 노출량은 $9.4{\mu}g{\sim}984.8{\mu}g$ 수준 이었다. 그리고 살포시 dithianon의 호흡 노출량은 75 percentile 값이 0.151 mg으로 이는 피부 노출량(내복)의 11.2% 수준이었다. 사과 과수원에서 dithianon을 살포할 때에 농작업자의 위해성 평가는 TER 3.421(>1)으로 안전한 것으로 판단되었다.

금강하구 연안역에서 HF radar로 측정한 유속의 정확도 (Accuracy of HF radar-derived surface current data in the coastal waters off the Keum River estuary)

  • 이상호;문홍배;백혜연;김창수;손영태;권효근;최병주
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제13권1호
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    • pp.42-55
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    • 2008
  • 금강하구 연안역에서 HF radar로 측정한 유속의 정확도를 평가하기 위해 HF radar의 마주보는 radial 유속들을 비교하고, HF radar로 측정한 유속을 현장측정 유속과 비교하였다. 비교 자료들에 대한 회귀선과 편차는 주성분 분석(Principal Component Analysis)으로 구하였다. HF radar site를 연결하는 선의 중간지점에서 마주보는 radial vector를 비교하였을 때 RMS 편차는 동계에 4.4 cm/s, 하계에 5.4 cm/s이었다. HF radar와 유속계로 측정한 유속성분을 비교하여 분석된 RMS 편차에서 GDOP(Geometric Dilution of Precision) 효과를 제거하였을 때 HF radar의 합성 속도 측정오차는 GDOP 값이 적절한 정점들에서 5.1 cm/s 이내였다. 서로 다른 두 방법에 의해 구해진 이 결과는 연구해역에서 HF radar로 측정된 유속의 정확도 하한이 5.4 cm/s임을 제시한다. 기존의 연구에서와 같이 RMS 편차는 섬 주변에 있는 관측점에서 크게 되고, 두 radar에서 평균거리가 멀어질수록 신호 대 잡음수준과 radial vector 교차각의 감소로 인해 증가하였다. GDOP 값을 이용한 오차분리 과정에서 속도성분별 GDOP 값이 유사하고 비교 유속의 성분별 RMS 편차도 비슷한 값을 보이는 경우 HF radar 유속의 오차가 불확실한 값으로 도출될 수도 있음이 밝혀졌다. GDOP가 정상적인 radar 관측 범위 내에 있는 정점에서 측정된 유속을 조류와 해류로 분리하였을 때 HF radar 유속에서 구해진 조류타원의 특성은 유속계로 측정된 타원특성과 잘 부합하였고, 해류의 시간적 변화는 바람과 밀도장의 외력에 의한 물리적 과정을 반영하는 반응을 보였다.