FEM(Finite Element Method)를 이용한 CMP(Chemical Mechanical Process) 공정 시뮬레이션과 Run-to-Run 제어 기법에 관한 연구

박정술,박승환,백준걸,김성식 대한산업공학회 2009 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2009 No.5

본 논문에서는 FEM(Finite Element Method)을 이용하여 CMP(Chemical Mechanical Process) 공정을 시뮬레이션하고 이를 활용한 R2R(Run to Run) 제어기법을 제안한다. 기존 연구들은 R2R 제어 기법에 대한 검증 과정에 있어서 단순 회귀방정식 모델을 활용한 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 활용하였으나 본 논문에서는 FEM을 이용하여 CMP공정의 물리적, 화학적 특징을 보다 정확히 반영할 수 있는 시뮬레이션을 활용한다. 또한, R2R 제어기법은 비선형 다변량 모델 및 재귀적 모델 업데이트를 특징으로 하는 제어 기법으로써 제어점의 값을 찾는데 Levenberg-Marquardt 기법을 활용하고 모델 업데이트에는 Extended Kalman Filter를 활용한다. 또한 CMP공정 시뮬레이션을 활용하여 기존의 R2R 제어 기법들과 성능 비교를 통해 본 연구에서 제안한 제어기법의 우수성을 검증한다.

하구담수호내 합리적 하천수 허가 및 관리방안

박정술,박상근,Park, Jeong-Sul,Park, Sang-Geun 한국수자원학회 2020 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.53 No.8

FEM(Finite Element Method)를 이용한 CMP(Chemical Mechanical Process) 공정 시뮬레이션과 Run-to-Run 제어 기법에 관한 연구

박정술,박승환,백준걸,김성식 한국경영과학회 2009 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.5

본 논문에서는 FEM(Finite Element Method)을 이용하여 CMP(Chemical Mechanical Process) 공정을 시뮬레이션하고 이를 활용한 R2R(Run to Run) 제어기법을 제안한다. 기존 연구들은 R2R 제어 기법에 대한 검증 과정에 있어서 단순 회귀방정식 모델을 활용한 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 활용하였으나 본 논문에서는 FEM을 이용하여 CMP공정의 물리적, 화학적 특징을 보다 정확히 반영할 수 있는 시뮬레이션을 활용한다. 또한, R2R 제어기법은 비선형 다변량 모델 및 재귀적 모델 업데이트를 특징으로 하는 제어 기법으로써 제어점의 값을 찾는데 Levenberg-Marquardt 기법을 활용하고 모델 업데이트에는 Extended Kalman Filter를 활용한다. 또한 CMP공정 시뮬레이션을 활용하여 기존의 R2R 제어 기법들과 성능 비교를 통해 본 연구에서 제안한 제어기법의 우수성을 검증한다.

가뭄모니터링을 위한 MODIS NDVI의 활용성 평가: 가뭄지수와의 비교를 중심으로

박정술,김경탁 대한공간정보학회 2009 Spatial Information Research Vol.17 No.1

South Korea has been undergoing spring drought periodically and diverse researches using vegetation index have been carried out to monitor spring droughts. The strength of the vegetation index-based drought monitoring is that the monitoring method enables efficient spatio-temporal grasp of changes in drought events. According to the development of low resolution satellite images such as MODIS, which are characterized by outstanding temporal resolution, the use of the method is expected to increase. Drought analysis using vegetation index considered only meteorological factor as a cause that affects vitality of vegetation. But many indirect and direct factors affect vegetation stress, So many uncertainties are involved in such method of analysis. To secure objectivity of drought analysis that uses vegetation index it is therefore necessary to compare the method with most representative drought analysis tools that are used for drought management. In this study, PDSI and SPI which a meteorological drought index that quantifies drought and that is used as a basic index for drought monitoring and MODIS NDVI are compared to propose correlation among them and to show usefulness of drought assessment that uses vegetation index. This study shows changing patterns of NDVI and SPI 6-month are similar and correlation between NDVI and SPI was highest in inland vegetation cover. 2000년 이후 빈번하게 발생하고 있는 봄 가뭄을 모니터링하기 위한 방법의 하나로 위성영상을 이용하여 제작한 식생지수의 변화를 통해 가뭄을 간접적으로 추정하는 연구가 수행되고 있다. 식생지수 기반의 가뭄 모니터링은 가뭄의 변화를 시·공간적으로 효과적으로 파악할 수 있다는 장점을 갖고 있으며 MODIS 영상과 같이 주기 해상도가 뛰어난 저해상도 위성영상의 활용 기반이 조성됨에 따라 가뭄모니터링을 위한 식생지수의 활용성은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 식생지수를 이용한 가뭄평가는 식생 활력에 영향을 주는 요소를 기상학적 요인으로 제한하고 있으나 실제 식생 스트레스를 초래하는 직· 간접적인 원인은 매우 다양하며 이로 인해 식생지수를 이용한 가뭄평가는 다수의 불확실성이 내포되어 있다고 할 수 있다. 따라서 식생지수를 이용한 가뭄분석의 객관성을 확보하고 이를 활용한 가뭄모니터링 체계를 구축하기 위해서는 가뭄관리를 위해 활용되고 있는 대표적인 가뭄분석 도구와의 비교가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 대표적인 식생지수인 NDVI를 기상학적 가뭄지수인 PDSI, SPI와 비교하고 이들의 상관성을 제시함으로써 가뭄평가를 위한 식생지수의 활용성을 제시하고자 하였다. 연구결과 다중시기를 대상으로 NDVI와 지속기간 6개월의 SPI변화패턴은 유사하게 나타났으며 NDVI는 식생피복을 갖는 내륙지역에서 가뭄지수와 가장 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다.

기후변화에 따른 소하천에서의 수온 모의연구

박정술,김삼은,곽재원,김정욱,김형수 한국습지학회 2016 한국습지학회지 Vol.18 No.3

수온은 하천의 물리적·생물학적 과정에 지대한 영향을 미치는 인자로서 어류를 비롯한 수생생태계에 대한 제약조건으 로 작용한다. 기후변화로 인하여 실질적인 환경의 변화가 나타나고 있는 현실에서 수온 변화에 대한 예측은 필수적이 라 하겠다. 본 연구의 목적은 자연 소하천을 대상으로 하천 수온을 모의 및 그 효율을 비교 분석하고, 향후 기후변화로 인한 하천 수온의 변동을 고찰하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 캐나다 동북부의 Fourchue 강을 대상으로 하여 2011년부터 2014년까지의 하천수온을 측정하고 결정론적, 확률론적, 비선형 수온모형을 적용하여 각각의 방법론에 따 른 효율성을 비교 분석하여 미래 수온 모의를 위한 모형으로 결정론적 모형인 CEQUEAU 모형을 선정하였다. 또한, 선정된 모형을 기반으로 하여 CMIP5 기후모형과 RCP 2.6, 4.5, 8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 해당 소하천 유역 의 미래 수온 변동성을 예측하고 분석하였다. 연구결과, Fourchue 강의 수온은 6월 중 평균 수온은 0.2 ~ 0.7˚C가 상 승하고, 9월은 0.2 ~ 1.1˚C가 감소하는 것으로 나타나 실질적인 수온환경의 변화가 발생하는 것으로 나타나서 이에 대한 주의가 요구된다. 또한, 해당 수역에 서식하고 있는 연어류의 치사상한수온을 넘는 경우도 발생하여 이에 대한 대책이 시급한 것으로 판단된다. Water temperature affects physical and biological processes in ecologies on river system and is important conditions for growth rate and spawning of fish species. The objective of this study is to compare models for water temperature during the summer season for the Fourchue River (St-Alexandre-de-Kamouraska, Quebec, Canada). For this, three different models, which are CEQUEAU, Auto-regressive Moving Average with eXogenous input and Nonlinear Autoregressive with eXogenous input, were applied and compared. Also, future water temperature in the Fourchue river were simulated and analyzed its result based on the CMIP5 climate models, RCP 2.6, 4.5, 8.5 climate change scenarios. As the result of the study, the water temperature in the Fourchue river are actually changed and median water temperature will increase 0.2 ~ 0.7 ℃ in June and could decrease by 0.2~1.1℃ in September. Also, the UILT (24.9℃) for brook trout are also likely to occurred for several days.

지능형 자동 주차 지원 시스템의 구현

박정술,한민홍,Park Cheong-Sool,Han Min-Hong 한국융합신호처리학회 2005 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.6 No.4

본 논문에서는 차량을 자동으로 주차시키기 위한 시스템을 구현하고 이 시스템을 구동시키기 위한 방법론을 제시한다. 차량이 자동으로 주차하기 위해서는 첫째, 차량의 위치와 주차위치, 장애물의 위치를 파악하고 둘째, 장애물을 피하여 정확한 주차위치에 도달할 수 있는 차량의 이동 경로 산출하고 셋째, 생성된 경로를 따라 차량이 이동할 수 있도록 핸들을 제어해야 한다. 차량의 위치와 주차위치, 장애물의 위치를 판단하기 위하여 카메라로부터 입력 받은 영상의 변환을 통해 평면 지도를 생성하는 기법과 차량의 이동 모델을 통해 차량의 속도와 조향각도를 이용하여 이동한 차량의 위치를 판단하는 관성 항법 기법을 이용하였다. 차량의 이동 경로 산출에 있어서는 차량의 회전 반경을 고려한 Simple path method와 Bezier spline을 이용한 경로 수정 방법을 이용하였다. 또한, Divided arc method를 이용하여 장애물을 피하는 다양한 이동 경로를 생성하였다. 생성된 경로 중 다양한 목적함수를 만족시키는 제일 좋은 경로를 선택하기 위한 방법을 적용하여 하나의 경로를 선택하였다. 차량의 이동 경로 상에 장애물을 피해 정확한 위치에 차량을 위치시킬 수 있는 방법을 테스트 하였다. 생성된 경로를 따라 차량이 움직이기 위한 제어 기법으로는 Virtual road method을 이용하여 기계적인 시간 지연 등의 문제점을 해결하였다. In the paper, we propose an intelligent automatic parking assist system. To realize an automatic parking, first, the prospective parking position and the location of a vehicle should be recognized. Second, the system should compute a path which introduces the parking position precisely with avoiding any obstacles. Third, the handle should be controlled so that the vehicle moves through the path. To calculate the location of the vehicle and its surroundings, the system applies the camera image method to transforming input images to the plane map. It also uses the inertial navigation method which recognizes the position and the direction of a moving vehicle by using a kinematic model of the vehicle. To generate a path of the vehicle, the simple path method and the Bezier spline method are tested. The divided arc method which generates multiple paths is also tested. We apply a method which makes the system choose the best path with multiple objective functions. We introduce the virtual road method, as a solution for the problem of mechanical time delay, to have the vehicle followed the designated path.

가뭄모니터링을 위한 MODIS NDVI의 활용성 평가: 가뭄지수와의 비교를 중심으로

박정술,김경탁,Park, Jung-Sool,Kim, Kyung-Tak 한국공간정보학회 2009 한국공간정보학회지 Vol.17 No.1

2000년 이후 빈번하게 발생하고 있는 봄 가뭄을 모니터링하기 위한 방법의 하나로 위성영상을 이용하여 제작한 식생지수의 변화를 통해 가뭄을 간접적으로 추정하는 연구가 수행되고 있다. 식생지수 기반의 가뭄 모니터링은 가뭄의 변화를 시 공간적으로 효과적으로 파악할 수 있다는 장점을 갖고 있으며 MODIS 영상과 같이 주기 해상도가 뛰어난 저해상도 위성영상의 활용 기반이 조성됨에 따라 가뭄모니터링을 위한 식생지수의 활용성은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 식생지수를 이용한 가뭄평가는 식생 활력에 영향을 주는 요소를 기상학적 요인으로 제한하고 있으나 실제 식생 스트레스를 초래하는 직 간접적인 원인은 매우 다양하며 이로 인해 식생지수를 이용한 가뭄평가는 다수의 불확실성이 내포되어 있다고 할 수 있다. 따라서 식생지수를 이용한 가뭄분석의 객관성을 확보하고 이를 활용한 가뭄모니터링 체계를 구축하기 위해서는 가뭄관리를 위해 활용되고 있는 대표적인 가뭄분석 도구와의 비교가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 대표적인 식생지수인 NDVI를 기상학적 가뭄지수인 PDSI, SPI와 비교하고 이들의 상관성을 제시함으로써 가뭄평가를 위한 식생지수의 활용성을 제시하고자 하였다. 연구결과 다중시기를 대상으로 NDVI와 지속기간 6개월의 SPI변화패턴은 유사하게 나타났으며 NDVI는 식생피복을 갖는 내륙지역에서 가뭄지수와 가장 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다. South Korea has been undergoing spring drought periodically and diverse researches using vegetation index have been carried out to monitor spring droughts. The strength of the vegetation index-based drought monitoring is that the monitoring method enables efficient spatio-temporal grasp of changes in drought events. According to the development of low resolution satellite images such as MODIS, which are characterized by outstanding temporal resolution, the use of the method is expected to increase. Drought analysis using vegetation index considered only meteorological factor as a cause that affects vitality of vegetation. But many indirect and direct factors affect vegetation stress, So many uncertainties are involved in such method of analysis. To secure objectivity of drought analysis that uses vegetation index it is therefore necessary to compare the method with most representative drought analysis tools that are used for drought management. In this study, PDSI and SPI which a meteorological drought index that quantifies drought and that is used as a basic index for drought monitoring and MODIS NDVI are compared to propose correlation among them and to show usefulness of drought assessment that uses vegetation index. This study shows changing patterns of NDVI and SPI 6-month are similar and correlation between NDVI and SPI was highest in inland vegetation cover.

GIMMS NDVI를 이용한 식생지수 기반의 가뭄평가

박정술 ( Jungsool Park ),최진용 ( Jinyong Choi ),김경탁 ( Kyungtak Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)를 이용한 가뭄평가는 1990년대 초 미국의 건조지역을 중심으로 적용되기 시작하였으며(Gutman, 1990; Kogan, 1990) 기상학적 가뭄지수 및 강우량, 증발산 등과 NDVI의 변화를 비교한 다양한 연구가 수행되어 왔다(Unganai and Kogan, 1998; Ji and Peters, 2003). 특히, Kogan(1995)이 제시한 VCI(Vegetation Conditon Index)와 Peters 등(2002)이 제안한 SVI(Standardized Vegetation Index)는 장기간 축적된 NDVI 화소값들이 평균 혹은 최대ㆍ최소값과 갖는 차이를 통해 가뭄을 평가하는 기법으로 가장 광범위하게 활용되는 식생지수 기반의 가뭄평가기법이다. 국내에서도 VCI 및 SVI를 이용한 가뭄평가가 수행되었으나(신사철과 김철준, 2003; 신수현, 2005; 박정술, 2007) 10년 미만의 NDVI를 활용함으로써 자료의 표준화를 이루기에는 한계가 있었으며 한반도 온대기 후대에서 VCI 및 SVI의 활용가능성을 평가하기 위해서 장기간 축적된 NDVI의 활용이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 GIMMS(Global Inventory Monitoring and Modeling Studies) NDVI를 활용하여 VCI 및 SVI의 활용성을 평가하기 위한 도구로 사용하였다. GIMMS NDVI는 전 지구 규모의 식생변화 탐지를 목적으로 NOAA AVHRR 센서를 이용하여 제작한 8Km 해상도의 식생지수로 MVC(Maximum Value Composit) 방법을 이용하여 15일 간격으로 합성ㆍ제작되었다. 자료 구축시기는 1981년 7월부터 2006년 12월 까지로 현 시점에서는 더 이상 제공되지 않으나 25년 이상의 장기간 축적된 NDVI는 전 지구규모의 피복변화 및 가뭄판단 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 1981년~2006년 기간을 대상으로 수집한 GIMMS NDVI를 이용하여 월 단위의 VCI와 SVI를 제작하였으며 이를 바탕으로 가뭄발생 시기를 판별하고 가뭄심도를 분석하였다. 또한, PDSI(Palmer Drought Severity Index), SPI(Standardized Precipitation Index)와 같은 기상학적 가뭄지수 및 가뭄보고서(건설교통부, 2002; 한국건설기술연구원, 2002; 서울대학교, 2006)를 통해 제시된 가뭄사상을 VCI, SVI를 통해 나타난 가뭄결과와 비교하여 가뭄모니터링을 위한 VCI와 SVI의 활용성을 평가하였다. 연구결과 VCI와 SVI를 통해 제시된 가뭄사상은 기상학적 가뭄지수 및 문헌상의 가뭄발생 시기를 적절히 반영하는 것으로 나타났다. 그러나 1994년, 1995년, 2001년 대가뭄과 같이 가뭄 우심시기의 심도가 상대적으로 낮게 나타나는 등 가뭄심도의 객관성은 다소 떨어지는 것으로 나타났다. GIMMS NDVI는 각 픽셀별 신뢰도를 나타내는 QA(Quality Assuarance)자료를 제공하지 않음으로 구름으로 인해 과소 추정되는 픽셀을 확인할 수 없는 단점을 갖고 있으나 이를 통해 장기간의 식생변화와 가뭄발생시점을 확인할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 토대로 2000년 이후 제공되고 있는 MODIS 식생지수를 축적하고 VCI 및 SVI를 제작하여 활용한다면 신뢰성 있는 가뭄평가를 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

HyGIS-Landslide를 이용한 산사태 발생 위험도 평가

박정술 ( Jung Sool Park ),김경탁 ( Kyung Tak Kim ),최윤석 ( Yun Seok Choi ) 한국지리정보학회 2012 한국지리정보학회지 Vol.15 No.1

최근 급증하고 있는 국지성 집중호우로 인해 급경사지를 중심으로 산지토사재해가 빈발하고 있으며 이에 대한 예방과 취약지역 분석을 위해 산사태 위험지도의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 산지하천유역의 토사재해 위험지역 분석을 목적으로 수자원지리정보시스템 기반의 HyGIS-Landslide 콤포넌트를 개발하였다. HyGIS-Landslide는 산림청의 산사태 위험지 판정기준 및 등급기준을 토대로 수치공간자료의 연산결과를 분류한 후 산사태 위험성을 제시하도록설계되었으며 위험지 판정기준의 가중치를 사용자가 재 설정할 수 있도록 구현하여 산사태 발생공간의 지역적 특성을 반영할 수 있도록 하였다. 본 콤포넌트에서는 사용자가 원하는 지역을 대상으로 현시성 있는 공간자료를 활용할 수 있으며 조사자의 점수보정 과정을 반영하여 시스템 활용성을 높이고자 하였다. HyGIS-Landslide는 HyGIS가 제공하는 지형분석 기능을 통해 사용자편의를 확보할 수 있으며 산사태 발생구역도와의 중첩연산을 통해 위험지 분류결과의 검증이 가능하다. 본 연구에서는 강원도 인제군의 시험유역을 대상으로 HyGIS-Landslide를 적용하였으며 산사태 맵핑결과와의 중첩비교를 통해 모형의 활용성을 평가하고 위험지 판정기준의 가중치를 재조정하여 위험지역을 보다 효과적으로 분류할 수 있음을 제시하였다. Recently, forest soil sediment disasters resulting from locally concentrated heavy rainfall have been occurring frequently in steep slope areas. The importance of landslide hazard map is emerging to analyze landslide vulnerable areas. This study was carried out to develop HyGIS-Landslide based on Hydro Geographic Information System in order to analyze forest soil sediment disaster in the mountainous river basin. HyGIS-Landslide is one of HyGIS components designed by considering the landslide hazard criteria of Korea Forest Service. It could show the distribution of landslide hazard areas after calculating the spatial data. In this system, the user could reset the weight of hazard criteria to reflect the regional characteristics of the landslide area. This component provided user interface that could make the latest spatial data available in the area of interest. HyGIS-Landslide could be applied to the surveyor`s compensation score and it was possible to reflect the landslide risk exactly through it. Also, it could be used in topographic analysis techniques providing spatial analysis and making topographical parameters in HyGIS. Finally the accuracy could be acquired by calculating the landslide hazard grade map and landslide mapping data. This study applied HyGIS-Landslide at the Gangwon-do province sample site. As a result, HyGIS-Landslide could be applied to a decision support system searching for mountainous disaster risk region; it could be classified more effectively by re-weighting the landslide hazard criteria.

MODIS 식생지수를 이용한 봄가뭄 분석

박정술(Jung-Sool Park),김경탁(Kyung Tak Kim),김주훈(Joo-Hun KIM),최윤석(Yun-Seok Choi) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10