LiDAR 및 Meshup을 이용한 풍력발전단지 분석 기초연구

안승만(An Seung Man),이영균(Lee Young Kyoon),위광재(Wee Kwang Jae),윤홍식(Yun Hong Sik),성효현(Sung Hyo Hyun),최영진(Choi Young Jean) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

원격탐사기술을 이용한 절편화된 산림 연결 생태통로 위치 파악

안승만 ( An Seung Man ),이규석 ( Lee Gyu Seog ) 한국환경복원기술학회 2003 한국환경복원기술학회지 Vol.6 No.5

LPCVD로 형성된 실리콘 나노점의 전계방출 특성

안승만 ( Seung Man An ),임태경 ( Tae Kyung Yim ),이경수 ( Kyung Su Lee ),김정호 ( Jeong Ho Kim ),김은겸 ( Eun Kyeom Kim ),박경완 ( Kyoung Wan Park ) 대한금속재료학회(구 대한금속학회) 2011 대한금속·재료학회지 Vol.49 No.4

We fabricated the silicon nanodots using the low pressure chemical vapor deposition technique to investigate their electron field emission characteristics. Atomic force microscope measurements performed for the silicon nanodot samples having various process parameters, such as, deposition time and deposition pressure, revealed that the silicon nanodots with an average size of 20 nm, height of 5 nm, and density of 1.3×10(11) cm-2 were easily formed. Electron field emission measurements were performed with the silicon nanodot layer as the cathode electrode. The current-voltage curves revealed that the threshold electric field was as low as 8.3 V/㎛and the field enhancement factor reached as large as 698, which is compatible with the silicon cathode tips fabricated by other techniques. These electron field emission results point to the possibility of using a silicon-based light source for display devices.

수치모델을 이용한 기후변화 KML 콘텐츠 출판 연구

안승만(An, Seung Man),최영진(Choi, Yeong Jin),엄정희(Eum, Jung Hee),전상희(Jeon, Sang Hee),성효현(Sung, Hyo Hyun) 대한공간정보학회 2011 대한공간정보학회지 Vol.19 No.4

기후변화 홍보 및 교육 콘텐츠로 활용되도록 수치모델을 시각화 설계하여 KML로 전자 출판하는 인터페이스 구현에 대하여 연구하였으며 그 결과 Arrow KML, BWS KML, DI KML을 콘텐츠화 하였다. Arrow KML은 선행연구로부터 도출된 시각화 설계를 개선하여 바람장미와 같은 정보를 제공하였고 개개의 바람기호에 대한 속성정보를 조회하고 활용할 수 있도록 하였다. 더불어 사람들이 느낄 쾌적성의 변화를 불쾌지수(DI) KML로 콘텐츠화 하였다. 출판된 콘텐츠가 여러 공간정보와 통합되어 시각화되고 실무에서 활용할 수 있도록 Google Earth를 기반으로 출판될 KML 자료 용량 계산식을 제시하였으며 Arrow KML 콘텐츠들의 Scale Factor 조정을 통한 표출효과 비교 및 백터형 KML과 아이콘 KML의 표출 효과 비교를 통해 출판 목적에 따른 활용방법을 제시하였다. 관련 연구 및 콘텐츠들은 과학적인 예측자료를 시각화하여 제공하였기 때문에 국민들과 소통하고 협업하는 콘텐츠로 다양하게 활용될 것이다. 더불어 보다 친숙한 기후변화 지수 및 실무에서 활용도와 가치가 높은 KML 콘텐츠가 보급 될 수 있도록 연구범위를 확장할 것이다. The purpose of this study is visualizing climate change contents from Weather Research and Forecasting model and providing useful tool to anyone who want to use them for communication and actual movement. As a results, we have built a process and user interface for publishing Arrow KML, BWS KML, and DI KML. Arrow KML provide wind rose service and wind attribute information for each arrow. BWS KML provide a wind power index and DI KML provide a thermal comfort. All KML contents are more reliable because those are visualized from the scientifically verified climate change prediction model. Further study will focus on searching for climate change contents mining and useful contents design for wide range of climate change mitigation/adaptation activity.

3D City모델과 CFD 모델을 통합한 대기환경 시각화 연구

안승만(An, Seung Man),이호영(Lee, Ho Yeong),성효현(Sung, Hyo Hyun),최영진(Choi, Yeong Jin),우정헌(Woo, Jung Hun) 대한공간정보학회 2011 대한공간정보학회지 Vol.19 No.4

3D City 모델로부터 CFD 모델 입력자료를 생성하여 모델링 품질을 향상시키고 CFD 모델링 결과를 3D 모델과 통합하여 사실적이고 쉽게 인지할 수 있는 시각화 방법에 대하여 연구하였다. 국토지리정보원에서 구축한 3D City 모델을 이용해 세밀도와 정확도가 향상된 CFD 모델 입력자료를 생산하여 적용함으로써 상세한 도시공간구조를 반영하는 향상된 CFD 모델을 생산하였다. CFD_NIMR_SNU 모델로부터 바람의 흐름과 오염물질 확산을 시뮬레이션 하였으며 3D City Model과 CFD 모델을 통합하여 동적으로 시각화 하였다. 본 대기환경 시각화 도구는 도시기후 계획 및 관리에 있어 의사결정을 위한 시각적 소통능력을 향상시켜 비용과 시간을 최소화할 것이다. The purpose of this study is enhancing CFD model by applying detailed and accurate CFD input data produced from 3D City model and integrating CFD model with 3D city model with OpenGL, 3D city aerodynamic simulation, and visualization tool. CFD_NIMR_SNU model developed by NIMR and SNU and 3D City model produced by NGII were used as input data. Wind flow and pollution diffusion simulator and viewer were developed in this study. Atmospheric environment simulation and visualization tool will save time and cost for urban climate planning and management by enhancing visual communication.

거칠기길이를 이용한 바람통로 네트워크 구축

안승만,이규석,이채연,An, Seung Man,Lee, Kyoo-Seock,Yi, Chaeyeon 한국조경학회 2015 韓國造景學會誌 Vol.43 No.3

The purpose of this study is increasing ventilation network usability for urban green space planning by enhancing its practicality and detail. A ventilation network feature extraction technique using roughness length($z_0$) was proposed. Continuously surfaced DZoMs generated from $z_0$(cadastral unit) using three interpolations(IDW, Spline, and Kriging) were compared to choose the most suitable interpolation method. Ventilation network features were extracted using the most suitable interpolation technique and studied with land cover and land surface temperature by spatial overlay comparison. Results show Kriging is most suitable for DZoM and feature extraction in comparison with IDW and Spline. Kriging based features are well fit to the land surface temperature(Landsat-7 ETM+) on summer and winter nights. Noteworthy is that the produced ventilation network appears to mitigate urban heat loads at night. The practical use of proposed ventilation network features are highly expected for urban green space planning, though strict validation and enhancement should follow. (1) $z_0$ enhancement, (2) additional ventilation network interpretation and editing, (3) linking disconnected ventilation network features, and (4) associated dataset enhancement with data integrity should technically preceded to enhance the applicability of a ventilation network for green space planning. The study domain will be expanded to the Seoul metropolitan area to apply the proposed ventilation network to green space planning practice. 본 연구는 바람통로의 세밀도와 편이성을 향상시켜 도시 녹지계획 활용도를 높이는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 유체역학적 거칠기 특성을 나타내는 거칠기길이($z_0$)로부터 바람통로 네트워크 추출기법을 제안하였다. 지적필지 단위로 산출된 $z_0$에 IDW, Spline, Kriging 내삽기법을 적용해 표면이 연속적인 수치거칠기길이모델(DZoM)을 생성한 후 수계망 추출 기법을 적용해 바람통로 네트워크를 산출하였다. 내삽기법 적용 결과들을 비교하여 가장 적합한 내삽 기법을 정하고 산출된 바람통로와 토지피복 및 지표온도의 공간적 관계를 분석하였다. 연구결과 DZoM 산출기법 중 Kriging 기법의 적용성이 IDW 및 Spline 기법보다 우수한 것으로 나타났다. Kriging 기법을 이용하여 선형 추출한 바람통로 네트워크(Type B)와 Landsat-7 ETM+에서 산출한 여름철과 겨울철 야간 지표온도 분포를 비교한 결과는 공간적 일치도가 높았다. 주목할 부분으로 산출된 바람통로의 흐름이 도시의 야간 열 부하들을 완화하는 것으로 보인다. 추출된 바람통로 네트워크 사상들(features)에 대한 엄밀한 평가와 개선이 수행된다면 녹지계획 실무에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. 이를 위해서는 (1) 거칠기길이 개선, (2) 녹지계획 목적에 맞는 바람통로의 해석 및 편집, (3) 분절된 바람통로 네트워크 연결, (4) 관련 자료의 상세한 구축 및 무결성 확보 등이 선행되어야 할 것이다. 제안된 바람통로 네트워크의 녹지계획 적용을 위해 향후 연구범위를 수도권으로 확장할 계획이다.

도시림의 여름철 평균복사온도 저감 추정 연구

안승만,손학기,이규석,이채연,An, Seung Man,Son, Hak-gi,Lee, Kyoo-Seock,Yi, Chaeyeon 한국조경학회 2016 韓國造景學會誌 Vol.44 No.1

이 연구는 제안한 평균복사온도의 차감비교기법을 통해 도시림이 여름철 옥외 환경에 미치는 온열완화를 정량적으로 추정하고 평가는 것을 목적으로 한다. 항공 라이다 측량시스템 기반 3차원 점군자료로부터 도시림이 있는 모의 대상지와 도시림이 없는 모의 대상지 두 사례를 구축하여 SOLWEIG 기반에서 평균복사온도를 산출하고 두 값들을 비교 및 분석하였다. 연구를 통해 도시림 캐노피가 연구지역 전체 일평균 $T_{mrt}$를 약 $5^{\circ}C$ 정도 저감하며 태양의 위치와 지면 조건에 따라 시간평균 $T_{mrt}$가 $33^{\circ}C$까지 저감될 수 있음을 확인하였다. 결과들은 도시미기후 지표(풍속, 습도, 대기 온도 등) 및 생명기상(인지온도 등) 연구들을 향상시키고 더불어 삼림 기반 공공 녹색정책 개발에 활용될 수 있을 것이다. This study aimed to estimate and evaluate the thermal mitigation of the urban tree canopy on the summer outdoor environment by quantitative use of mean radiant temperature. This study applied the SOLWEIG model based $T_{mrt}$ comparison method by using both (1) urban tree canopy presence examples and (2) urban tree canopy absence examples as constructed from airborne LiDAR system based three-dimensional point cloud data. As a result, it was found that an urban tree canopy can provide a decrease in the entire domain averaged daily mean $T_{mrt}$ about $5^{\circ}C$ and that the difference can increase up to $33^{\circ}C$ depending both on sun position and site conditions. These results will enhance urban microclimate studies such as indices (e.g., wind speed, humidity, air temperature) and biometeorology (e.g., perceived temperature) and will be used to support forest based public green policy development.

비오톱 지도와 항공라이다 자료를 이용한 바람통로 분석 및 기후평가

김연미,안승만,문수영,김현수,장대희,Kim, Yeon-Mee,An, Seung-Man,Moon, Soo-Young,Kim, Hyeon-Soo,Jang, Dae-Hee 한국조경학회 2012 韓國造景學會誌 Vol.40 No.6

본 연구는 비오톱 지도와 항공 라이다 자료만을 이용해 GIS 분석기법을 적용하여 개개의 비오톱에 대한 기후분석 및 평가정보를 제공함을 목적으로 하고 있다. 1차 분석단계에서 비오톱 지도로부터 면적, 경사, 경사길이, 표면특성, 바람통로 기능, 바람통로 폭, 바람통로 장애물 요소를 각각 구하여 냉기/신선기 생성 및 바람통로 기능을 평가하였으며 2차 분석단계에서는 이들 요소를 종합하여 기후평가를 수행하여 비오톱 단위 별로 기후평가 자료를 생성하였다. 항공라이다 자료는 비오톱을 이용한 바람통로 분석에 유효하였다. 평가인자와 평가 등급 간의 상관성을 그래프 및 상관계수를 통해 확인한 결과 냉기/신선기 생성 등급과 Surface_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.967로 높게 나타났으며 바람통로 기능에서는 등급별 Function_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.884, Obstacle_GRD 평균값과의 상관계수는 (-)0.834로 나타났다. 기후평가 등급과 WindCorridor_GRD 상관계수는 0.928, 기후평가 등급과 ColdAir_GRD 상관계수는 0.855로 나타나 비오톱의 WindCorridor_GRD가 ColdAir_GRD에 비해 상관성이 높게 나타났으며 항공사진 정사영상을 이용한 육안 검수에서도 기후평가 및 등급화 결과가 잘 반영된 것으로 나타났다. 결과적으로, 비오톱 지도와 항공라이다 자료를 이용해 기후 분석 및 평가 방법을 적용한 결과 광명-시흥시 보금자리 주택개발 예정지의 기후평가등급에 따른 면적분포 비율은 1등급 18.5%, 2등급 18.2%, 3등급 30.7%, 4등급 25.2%, 5등급 7.4% 순으로 나타났으며 본 연구방법을 통해 기후평가 정보를 각각의 비오톱 단위별로 통계적 정보와 함께 제시할 수 있었다. The main purpose of this paper is to deliver a climate analysis and evaluation method based on GIS by using airborne LiDAR data and Biotop type map and to provide spatial information of climate analysis and evaluation based on Biotop type Map. At first stage, the area, slope, slope length, surface, wind corridor function and width, and obstacle factors were analyzed to obtain cold/fresh air production and wind corridor evaluation. In addition, climate evaluation was derived from those two results in the second stage. Airborne LiDAR data are useful in wind corridor analysis during the study. Correlation analysis results show that ColdAir_GRD grade was highly correlated with Surface_GRD (-0.967461139) and WindCorridor_ GRD was highly correlated with Function_GRD (-0.883883476) and Obstacle_GRD (-0.834057656). Climate Evaluation GRID was highly correlated with WindCorridor_GRD (0.927554516) than ColdAir_GRD (0.855051646). Visual validations of climate analysis and evaluation results were performed by using aerial ortho-photo image, which shows that the climate evaluation results were well related with in-situ condition. At the end, we applied climate analysis and evaluation by using Biotop map and airborne LiDAR data in Gwangmyung-Shiheung City, candidate for the Bogeumjari Housing District. The results show that the aerial percentile of the 1st Grade is 18.5%, 2nd Grade is 18.2%, 3rd Grade is 30.7%, 4th Grade is 25.2%, and 5th Grade is 7.4%. This study process provided both the spatial analysis and evaluation of climate information and statistics on behalf of each Biotop type.

항공 LiDAR 데이터를 활용한 CFD 모델 입력자료 품질 향상에 대한 기초연구

박명하,안승만,최윤수,정인훈,전병국,Park, Myeong-Ha,An, Seung-Man,Choi, Yun-Soo,Jeong, In-Hun,Jeon, Byeong-Kuk 한국공간정보학회 2012 한국공간정보학회지 Vol.20 No.1

최근 CFD 기술 발전과 보편화를 통해 소규모 지역에서의 수치기상모의 영향평가와 설계반영 기법이 단지계획과 엔지니어링 설계에 반영되는 추세이지만 수치지도에서의 건물이나 지물 높이정보 부재와 그에 따른 입력방법의 부정확성 등으로 인해 수치기상모의 결과의 신뢰성이 저하되어, 산업 현장에서 실험적 연구로만 진행될 뿐 일반 업무로는 확대되고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 연구는 현재 대도시를 중심으로 구축되고 있는 항공 LiDAR 기술을 통해 수집된 데이터들로부터 수치기상모의에 필요한 기본 입력 자료를 자동 추출 및 구축하여 수치기상모의에 활용하고자 기존의 수치지도 및 현장조사 자료를 기반으로 하는 수치모의와 비교한 결과, 모의 범위 및 해상도가 증가할수록 초기입력자료(.in)의 생상효율성이 증가하였으며, 자료의 품질 및 해상도 또한 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 향후, 도시 재개발로 인해 발생하는 입체적인 도시의 물리적 구조 변화를 항공 LiDAR 데이터를 이용함으로써 환경변화예측을 위한 수치모의에 빠르게 이용할 수 있을 것이다. The recent development of CFD techniques are being involved w ith Environmental Impact Assessment and Environmental DesignroThey are being applied to the Site Planning and Engineering Design works as a new trendroHowever, CFD laboratory works are not extended to the field works in Industrial Project due to inaccuracy of the data input process that is cause by absence of regional height informationsroHence, in this study, we promote to build a new initial input data processing steps and algorithms for CFD Model generation. ENVI-met model is very popular, efficient, and freely downloadable CFD model. Light Detection And Ranging (LiDAR) are well known state of art technology and dataset proving a reliable accuracy for CFD. We use LiDAR data as a input source for CFD input producing process and algorithm development and evaluation. CFD initial input data generation process and results derived from am development and set is very useful and efficient for rapid CFD input data producing and maklomore reliable CFD Model forec st for atmospheric and climatic analysis for planning and design engineering industry.

가중 경사 커널 기반 LiDAR 미추출 지형 분류 개선

이호영(Lee Ho Young),안승만(An Seung Man),김성수(Kim Sung Su),성효현(Sung Hyo Hyun),김창헌(Kim Chang Hun) 대한공간정보학회 2010 대한공간정보학회지 Vol.18 No.2

항공레이저측량을 통한 지형 분류작업은 분류 정확도의 확보와 세밀한 지형 표현의 두 목표를 동시에 만족해야 한다. 이 두 목표를 달성하기 위한 자동분류 처리에 연구로서 노이즈가 많은 지형분류 결과로부터 필터링을 통한 품질향상 연구가 다수 있었으나 한국과 같이 삼림이 울창하고 지표면 투과율이 낮은 환경에서의 항공레이저측량 결과 적용 시 관목 및 교목 하층이 지면으로 분류되는 오류가 많았다. 이에 본 연구는 정확도가 높고 점밀도가 낮은 1차 지형분류 결과를 기반으로 아직 지형으로 등록되지 않은 LiDAR 지형 분류 후보 점군들로부터 세밀 지형 표현에 필요한 점들을 추출하는 기법으로 점분류 처리절차를 개선하였다. 주변 지형 포인트의 가중치를 부여하여 경사 (gradient) 계산을 통해 미추출 LiDAR 점군들로부터 지형 표현 점들을 분류하는 본 알고리즘은 특히 능선부분의 사라진 특징을 찾아내거나 무너진 논둑을 복원하는 등 최소의 점들로 중요한 지형 요소점(terrain model key points)을 놓치지 않고 세밀하게 표현하는데 효과적이다. 이 알고리즘을 통해 추출한 점들과 1차 지형분류 결과를 결합하여 지형분류최적화 방법을 제안하였다. The purpose of LiDAR ground classification is to archive both goals which are acquiring confident ground points with high precision and describing ground shape in detail. In spite of many studies about developing optimized algorithms to kick out this, it is very difficult to classify ground points and describing ground shape by airborne LiDAR data. Especially it is more difficult in a dense forested area like Korea. Principle misclassification was mainly caused by complex forest canopy hierarchy in Korea and relatively coarse LiDAR points density for ground classification. Unfortunately, a lot of LiDAR surveying performed in summer in South Korea. And by that reason, schematic LiDAR points distribution is very different from those of Europe. So, this study propose enhanced ground classification method considering Korean land cover characteristics. Firstly, this study designate highly confident candidated LiDAR points as a first ground points which is acquired by using big roller classification algorithm. Secondly, this study applied weighted gradient kernel(WGK) algorithm to find and include highly expected ground points from the remained candidate points. This study methods is very useful for reconstruct deformed terrain due to misclassification results by detecting and include important terrain model key points for describing ground shape at site. Especially in the case of deformed bank side of river area, this study showed highly enhanced classification and reconstruction results by using WGK algorithm.