낙엽송과 잣나무 뿌리의 토양보강효과 평가

김동엽(Kim Dongyeob),임상준(Im Sangjun),이상호(Lee Sang Ho),홍영주(Hong Youngjoo) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

해안녹화식물 선발을 위한 식생 피복도 모니터링

김동엽(Kim Dongyeob),임상준(Im Sangjun),권혁민(Kweon Hyuck-Min),임재홍(Yim Jaehong) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.5B

본 연구는 식물의 비사저감효과를 정령화하기 위한 기초연구로서 해안녹화에 적합한 식물을 선발하기 위해서 실시되었다. 이를 위해서 몇몇 초본식물을 현장식재한 후 식물 생장의 지표로서 시기별 식생 피복도 모니터링을 실시하였다. 문헌조시를 통하여 24종의 해안녹화식생 후보군을 선정하여 식생포지에 생육한 후, 내염성실험을 실시하여 갯기름나물, 갯패랭이, 땅채송화, 섬기린초, 좁은잎해란초, 큰꿩의비름, 털머위, 해국 등 7종을 선정하였다. 현장식재실험은 내염성실험에서 선정된 7종과 일반 초화류인 꿀풀과 좁은잎해란초 등 2종을 추가한 총 9종에 대하여 경상북도 울진 오산항 부근 해안가에 식재 포장을 설치하여 실시되었다. 각 식물별로 약 1년 동안 정기적으로 촬영된 사진을 이미지 프로세싱 기법으로 처리하여 최종적으로 피복도를 계산하여 시기별 변화 양상을 파악하였다. 그 결과, 섬기린초, 갯패랭이, 해국 등이 연중 높은 피복도를 나타낸 반면 꿀풀과 좁은잎해란초는 거의 모든 개체가 고사하여 매우 낮은 피복도를 나타내었다. 결론적으로 섬기린초, 갯패랭이, 해국 등이 해안녹화에 적합한 종으로 판단되었다. 추후 본 여구에서 선정된 식물들의 비사저감효과를 정량화하기 위한 풍동을 이용한 추가적인 연구가 요구된다. This study was carried out to select suitable plants for beach revegetation as a preliminary study for quantifying the effect of decreasing sand movement. After planting some herbal plants in field, monitoring of temporal change of vegetation coverage which was index of the growth rate was conducted. Through literature reviews, 24 candidate plants for beach revegetation were selected, then seven species of them, Peucedanum japonicum Thunb., Dianthus japonicus Thunb. ex Murray, Sedum oryzifolium Makino, Sedum takesimense Nakai, Sedum spectabile Boreau, Farfugium japonicum (L.) Kitam., Aster sphathulifolius Maxim. were picked through salinity tolerance experiments in laboratory. Seven species selected by salinity tolerance experiments and two additional herbal plants, Prunella vulgaris var. lilacina Nakai and Linaria vulgaris Mill., not the candidates, were nine final species which were planted in the beach around Osan port, Uljin, Korea. The changes of vegetation coverage of each species were investigated from photos periodically taken for about a year using image processing methods. As a result of the monitoring, Sedum takesimensei, Dianthus japonicus and Aster sphathulifolius were observed with high coverages during the whole monitoring while Prunella vulgaris var. lilacina and Linaria vulgaris were observed with low coverage during the same period. Consequently, Sedum takesimensei, Dianthus japonicus and Aster sphathulifolius were concluded as the most suitable plants for beach revegetation. Furthur study to quantify the effects of decreasing sand movement by the selected species is needed.

낙엽송 전간수확작업에서 HAM300을 이용한 집재작업의 작업일수 및 작업량을 고려한 경제성 분석

이은재 ( Eunjai Lee ),임상준 ( Sangjun Im ),이성재 ( Sung-jae Lee ),한상균 ( Sang-kyun Han ) 한국산림과학회(구 한국임학회) 2020 한국산림과학회지 Vol.109 No.1

목재수확작업의 경제성을 분석하기 위한 방법은 기계비용법(machine rate method)과 현금흐름법(cash-flow method: CFM)으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 CFM을 이용하여 낙엽송 임분에서 HAM300 전간집재작업의 경제적 타당성 분석을 실시하였다. 즉, 연간 작업일수(50, 100, 150, 200일/년)와 작업 생산성 변화(효율성 40% 개선 효과)에 대하여 집재작업의 경제적 타당성을 평가하고자 하였다. 분석방법으로는 순현재가치법(net present value: NPV)과 자본회수기간법(pay-back period)을 이용하였다. 연간 작업일수가 150일 이상인 조건에서 NPV의 값이 0보다 크기 때문에 경제적 타당성이 충분한 것으로 나타났으며, 이 때 자본회수기간은 3.65년 이하로 분석되었다. 작업생산성(m3/scheduled machine hour)이 40% 증가하는 시나리오에서는 연간 작업일수가 100일인 조건에서도 현금흐름이 안정적이며, 경제적 효과가 큰 것으로 나타났다. 하지만, 연간 작업일수가 50일 이하인 경우에는 집재작업의 수익성이 악화되어 투자에 대한 의사결정이 어려운 것으로 분석되었다. 결과적으로, HAM300 집재작업은 수익성이 있는 작업조건(연간작업일수: 100일 이상, 연간작업량: 5,000 m3)이 지속적으로 확보가 가능하다고 판단되는 작업조건에서 투자에 대한 결정이 이루어져야 한다. Two strategies for calculating economic feasibility are the machine rate and cash-flow methods. This study used the cash-flow method to evaluate the economic feasibility of the HAM300 yarding operation for extracting tree length logs in Larix kaempferi forest stands. In financial analysis based on 7-year cash-flow, the net present value and pay-back period method were used. We analyzed two scenarios: operating opportunities (50, 100, 150, and 200 days per year) and productivity change yield (7.5 and 10.5 m³/scheduled machine hour: SMH). The analysis indicated that high rates of return on extraction activity investment can be achieved when machines are used for >150 days per year. In addition, improved productivity (10.5 m3/SMH) increased financial feasibility compared to current productivity (7.5 m³/SMH) when machines were operated for 100 days per year. These results suggest that the appropriateness of HAM300 harvesting depends on the number of annual operating days and productivity.

해안사구 녹화용 식물의 현장 식재 후 시기별 피복도 변화

김동엽(Kim Dong Yeob),임상준(Im Sangjun),이상호(Lee Sang Ho),권혁민(Kweon Hyuck-Min),임재홍(Yim Jae-Hong) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

Salt-dilution 방법을 이용한 산지소하천의 유량과 유속 관계 분석

양현제 ( Hyunje Yang ),이성재 ( Sung-jae Lee ),임상준 ( Sangjun Im ) 한국산림과학회(구 한국임학회) 2018 한국산림과학회지 Vol.107 No.2

산지하천의 평균유속을 정확하게 추정하는 것은 하천의 수리적 흐름을 이해하고, 사방댐과 같은 사방구조물 최적 설계를 위해 중요하다. 산지하천의 평균 유속에 대한 연구는 부족한 실정이나 최근에는 상대적으로 자료 확보가 용이한 유량 자료를 이용하여 유량과 평균유속의 관계를 파악하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 이 연구에서는 8개소의 서로 다른 산지소하천에서 조사된 87회의 유량과 평균 유속 자료를 분석하였다. 산지하천의 유량과 평균유속을 측정하기 위해 salt-dilution 방법을 사용하였으며, 평균유속은 도달 시간의 조화 평균을 적용하여 구하였다. 하천의 거칠기 높이를 이용하여 유량과 유속과의 무차원 관계식을 도출하였다. 거칠기 높이는 하상재료의 D₅₀, D₈₄와 하상변위의 σ_pro, IPR₉₀를 이용하였으며, σ_pro와 IPR₉₀의 정확성이 더 높게 나타났다. 일반적으로 유량과 평균 유속은 지수함수 관계를 보였다. Reach-average velocity prediction in steep mountain streams is important for understanding fluvial processes and practical applications of erosion control in mountain streams. little studies have been conducted in reach-average velocity, but hydraulic researches have been carried out to examine the relationship between discharge and reach-average velocity in torrent reaches using a relatively large amount of discharge data. In this study, a total of 87 data were measured in 8 torrent reaches. Salt-dilution method was used to estimate discharge. Reach-average velocity was calculated from harmonic mean of travel time that were measured by salt-dilution technique. In order to exlpore the hydraulic relation, both discharge and velocity were non-dimensionalized by using D₅₀, D₈₄, σ_pro and IPR₉₀. It also indicated that σ_pro and IPR₉₀ were good variables as roughness height for develop the relationship between non-dimensional discharge and velocity in mountain streams. Generally, reach-average velocity could increase exponentially as discharge increases.

근적외선 분광기법을 이용한 낙엽의 함수율 예측

홍석주 ( Suk-ju Hong ),( Qiwen Li ),임상준 ( Sangjun Im ),김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2

매년 막대한 피해를 불러일으키는 대표적 산림재해인 산불은 낙엽 등의 연료의 연소를 통해 일어난다. 이 때 낙엽의 수분함량은 산불의 발화와 확산에 중요한 요소이다. 낙엽이 건조할수록 산불이 일어나기 쉬워 마른 낙엽이 쌓인 봄철에 산불의 발생이 적으며, 낙엽의 수분함량이 높은 여름에 산불의 발생이 적다. 수분은 근적외선 대역의 특정 파장을 흡수하는 성질을 가지며, 이와 관련하여 근적외선 분광기법으로 수분함량을 측정하는 연구들이 선행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 근적외선 분광기와 초분광 카메라로 얻은 정보를 통해 낙엽의 함수율을 예측할 수 있는 모델을 개발하고자 하였다. 굴참나무, 상수리나무, 신갈나무, 전나무 네 가지 종류의 낙엽을 침수를 통해 함수율 조건을 설정한 후, 근적외선 분광기를 이용해 근적외선 반사 스펙트럼을 얻고, 초분광카메라를 이용해 가시광선-근적외선 대역의 초분광 영상을 획득하였다. 낙엽을 드라이오븐에서 135℃로 하루 동안 건조하여 중량법으로 함수율을 측정한 후, 전처리를 거친 근적외선 스펙트럼데이터와 PLS 회귀분석을 하여 회귀모델을 구성하였다. 각 낙엽의 종류별과 활엽수군에 대하여 PLS 회귀분석을 진행하여 가장 적절한 전처리법을 거친 최적 모델들을 획득하였다. 활엽수군에 대한 최적 모델은 SNV 전처리를 거쳤으며 Calibration Rsquare 0.9623 Validation Rsquare 0.9518의 높은 적합도를 보였다. 초분광 영상은 영상처리를 통해 낙엽의 이미지를 분리한 후 한 이미지의 픽셀 당 스펙트럼 데이터의 평균을 낸 후 PLS 회귀분석을 진행하였다. 활엽수군에 대하여 최적의 모델은 전처리를 거치지 않았으며 Calibration Rsquare 0.8730 Validation Rsquare 0.6933의 결과를 얻었다.

땅밀림 위험지 평가를 위한 기계학습 분류모델 비교

이제만 ( Jeman Lee ),서정일 ( Jung Il Seo ),이진호 ( Jin-ho Lee ),임상준 ( Sangjun Im ) 한국산림과학회 2021 한국산림과학회지 Vol.110 No.4

지진 발생과 집중호우에 의해 땅밀림형 산사태 유형으로 분류되는 땅밀림 현상이 전국적으로 광범위하게 나타나고 있다. 산림청은 땅밀림으로 인한 인명 및 재산 피해를 예방하기 위해 땅밀림 우려지 현장조사 판정표를 통해 땅밀림 발생 위험지를 사전에 파악하고 있다. 한편 최근에는 컴퓨터 기술의 발달로 인공지능의 한 분야인 기계학습 분류기법을 이용하여 산지재해 취약성을 평가하거나 자연재해를 예측하고 있다. 따라서 이 연구에서는 기계학습 분류기법인 k-Nearest Neighbor(k-NN), Naive Bayes(NB), Random Forest(RF), 그리고 Support Vector Machine(SVM) 분류모델을 이용하여 땅밀림 발생 위험등급을 분류하였다. 한국치산기술협회의 2018∼2020년 조사 자료 4,618개 중에서 땅밀림 현상의 발생 여부를 고려하여 발생지 총 146개소, 그리고 미발생지 146개소를 임의추출하여 292개 자료를 선정하였으며, 이 중 70%에 해당하는 204개소 자료를 훈련자료로 하여 모델을 구축하였다. 전체 자료의 30%에 해당하는 88개 검증자료에 대해 모델을 평가한 결과, k-NN은 0.727, NB는 0.750, RF는 0.807, 그리고 SVM은 0.750의 분류정확도를 보였다. 또한, Kappa 상관계수는 각각 0.534, 0.580, 0.673 및 0.585, 그리고 AUC는 각각 0.872, 0.912, 0.943 및 0.834로 계산되었다. 따라서 땅밀림 위험지역 판정을 위한 기계학습 분류모델은 RF, NB, SVM, 그리고 k-NN 순으로 높은 성능을 보였다. 기계학습 분류모델은 향후 산지토사재해의 예방 및 대응을 위한 기초자료로 활용 가능하며, 땅밀림 재해 관리 및 피해 경감에 위한 정책 개발에 필요한 정보를 제공할 것이다. The soil creep, primarily caused by earthquakes and torrential rainfall events, has widely occurred across the country. The Korea Forest Service attempted to quantify the soil creep susceptible areas using a discriminant value table to prevent or mitigate casualties and/or property damages in advance. With the advent of advanced computer technologies, machine learning-based classification models have been employed for managing mountainous disasters, such as landslides and debris flows. This study aims to quantify the soil creep susceptibility using several classifiers, namely the k-Nearest Neighbor (k-NN), Naive Bayes (NB), Random Forest (RF), and Support Vector Machine (SVM) models. To develop the classification models, we downscaled 292 data from 4,618 field survey data. About 70% of the selected data were used for training, with the remaining 30% used for model testing. The developed models have the classification accuracy of 0.727 for k-NN, 0.750 for NB, 0.807 for RF, and 0.750 for SVM against test datasets representing 30% of the total data. Furthermore, we estimated Cohen's Kappa index as 0.534, 0.580, 0.673, and 0.585, with AUC values of 0.872, 0.912, 0.943, and 0.834, respectively. The machine learning-based classifications for soil creep susceptibility were RF, NB, SVM, and k-NN in that order. Our findings indicate that the machine learning classifiers can provide valuable information in establishing and implementing natural disaster management plans in mountainous areas.

근적외선 분광 및 최적파장선정기술을 이용한 낙엽층의 수분함량 분석

홍석주 ( Suk-ju Hong ),이아영 ( Ah-yeong Lee ),이예은 ( Ye-eun Lee ),임상준 ( Sangjun Im ),김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2

낙엽 내에 존재하는 수분은 강우에 따른 토양의 수분 침투에 영향을 미치며, 낙엽부후균의 생성과 발달에 영향일 미쳐 낙엽의 부식속도를 조절하고 토양의 호흡 등에도 관여한다. 또한 주요 산림재해 중 하나인 산불은 낙엽 등의 연료가 발화되어 발생하는 데, 이 때 낙엽의 수분조건은 연료발화에 가장 중요한 요소로 알려져 있다. 하지만 낙엽의 수분함량은 직접적으로 계측하기 어렵고 낙엽의 종류, 두께, 부후정도 뿐 아니라 강우량, 상대습도, 풍속, 온도 등에 따라 수분함량이 변화하기 때문에 수학적으로 정확하게 예측하는 것에도 한계가 따른다. 일반적으로 낙엽층의 수분함량 조사에 이용되는 중량법은 시간이 오래 소요되고, 반복실험이 어렵다. 미국 산림청에서는 산불예보 등을 위한 목적으로 전기전도도 측정 방식의 낙엽수분측정기를 이용하고 있으나 낙엽의 종류와 퇴적두께 등에 따른 영향을 파악하기 어렵고 결과의 오차폭이 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 수분이 근적외선 특정 대역에서 큰 흡수 파장을 갖는 점을 고려하여 실시간 분석이 가능한 근적외선 분광기법을 통해 낙엽의 수분함량을 예측하고자 하였다. 24시간 침수시킨 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무의 3종 활엽수에 대해 건조시키며 근적외선 스펙트럼을 측정하였으며, 드라이오븐을 이용한 중량법으로 함수율을 측정하였다. 근적외선 스펙트럼과 함수율 사이의 회귀분석은 PLSR을 이용하였으며, iPLS, VIP, Beta-Bootstrap, Beta-peak 등의 파장 선택 방법을 통해 특정 파장대역 선택에 따라 형성된 모델의 변화를 확인하였다.

식생에 의한 전단력 분배 효과

홍영주(Hong Youngjoo),김동엽(Kim Dongyeob),이은재(Lee Eunjae),임상준(Im Sangjun) 대한토목학회 2010 대한토목학회 학술대회 Vol.2010 No.10

산림유역 강우유출 모형을 이용한 임도 측구 배수량 산정에 관한 연구

이상호(Lee Sang Ho),우보명(Woo Bo-Myeong),임상준(Im Sangjun) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10