위성사진 기반 경제 규모 예측에서의 멀티모달 LLM 생성 라벨의 활용방안 모색

이다래(Darae Lee),송민혁(Minhyuk Song),최유빈(Yubin Choi),차미영(Meeyoung Cha) 한국정보과학회 2023 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.12

가강수량의 변화패턴과 기후인자와의 상관성 분석

이다래 ( Darae Lee ),한경수 ( Kyung Soo Han ),권채영 ( Chaeyoung Kwon ),이경상 ( Kyeong Sang Lee ),서민지 ( Minji Seo ),최성원 ( Sungwon Choi ),성노훈 ( Noh Hun Seong ),이창석 ( Chang Suk Lee ) 대한원격탐사학회 2016 大韓遠隔探査學會誌 Vol.32 No.3

수증기는 지구 장파 복사에너지의 주요 흡수인자이다. 따라서 수증기량의 변화를 모니터링하고 변화의 원인을 세밀하게 조사하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 위성관측에 의해 얻어지는 Total Precipitable Water (TPW)자료를 사용하여 가강수량의 변화패턴을 모니터링 하고자 한다. 또한 기후인자들 중 수증기를 통해 생성되어 수증기의 변화패턴을 분석하는데 있어 중요한 역할을 하는 강수량과 다른 기후인 자들에 비해 비교적 주기적으로 나타나는 엘니뇨를 통해 가강수량의 변화패턴과 기후인자와의 상관성분석을 실시하고자 한다. 본 연구에서는 TERRA/AQUA 위성의 Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer (MODIS) 센서를 통해 관측된 TPW의 장기적인 변화와 한반도 중남부지방의 강수량변화를 정량적으로 분석 하고, 이들의 관계를 엘니뇨와 함께 비교하였다. 이를 통해 엘니뇨의 발생이 한반도 중남부지방의 강수량과 TPW의 변화에 영향을 주고 있는 지에 대해 조사하고자 한다. 먼저, 시계열 분석을 통해 TPW와 중남부지방 강수량의 변화를 정량적으로 산출하고 anomaly분석을 통해 이들의 변화를 세밀하게 분석한 결과 서로 반대 의 양상을 띠는 부분이 발견되어 엘니뇨의 anomaly분석결과와 비교하였다. 그 결과 대부분 같은 양상을 띠고 있던 TPW와 강수량이 엘니뇨가 발생한 후 서로 반대의 양상을 띠는 것을 확인하였다. Water vapor is main absorption factor of outgoing longwave radiation. So, it is essential to monitoring the changes in the amount of water vapor and to understanding the causes of such changes. In this study, we monitor temporal variability of Total Precipitable Water (TPW) which observed by satellite. Among climate variables, precipitation play an important part to analyze temporal variability of water vapor because it is produced by water vapor. And El Nino is one of climate variables which appear regularly in comparison with the others. Through them, we analyze relationship between temporal variability of TPW and climate variable. In this study, we analyzed long-term change of TPW from Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer (MODIS) data and change of precipitation in middle area of Korea peninsula quantitatively. After these analysis, we compared relation of TPW and precipitation with El Nino. The aim of study is to research El Nino has an impact on TPW and precipitation change in middle area of Korea peninsula. First of all, we calculated TPW and precipitation from time series analysis quantitatively, and anomaly analysis is performed to analyze their correlation. As a result, TPW and precipitation has correlation mostly but the part had inverse correlation was found. This was compared with El Nino of anomaly results. As a result, TPW and precipitation had inverse correlation after El Nino occurred. It was found that El Nino have a decisive effect on change of TPW and precipitation.

Landsat 8 위성 기반 고해상도 지표면 광대역 알베도 산출

이다래 ( Darae Lee ),서민지 ( Minji Seo ),이경상 ( Kyeong-sang Lee ),최성원 ( Sungwon Choi ),성노훈 ( Noh-hun Sung ),김홍희 ( Honghee Kim ),진동현 ( Donghyun Jin ),권채영 ( Chaeyoung Kwon ),허모랑 ( Morang Huh ),한경수 ( Kyung-soo 대한원격탐사학회 2016 大韓遠隔探査學會誌 Vol.32 No.6

알베도는 태양에너지의 흡수량을 결정하는 주요 기후 변수 중 하나로서, 이러한 알베도를 산출하는 것은 기후 변화 연구에 있어 중요한 과정이다. 이 때, 산출된 알베도 자료를 효율적으로 사용하기 위해서는 높은 공간해상도와 장기간의 일관성 있는 산출이 중요하게 고려된다. 따라서 본 연구에서는 Landsat 8을 기반으로 Landsat 7과의 일관성을 유지한 고해상도 지표면 광대역 알베도를 산출하였다. 먼저, Landsat 7과 Landsat 8의 채널 별 일관성을 분석한 결과, 상관계수(R)가 평균 0.96으로 높은 상관성을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 Landsat 7 알베도와 Landsat 8 반사도 채널 자료를 다중회귀분석에 적용하여 Landsat 8 광대역 알베도 전환 식을 도출하였다. 도출된 식을 통해 Landsat 8 지표면 광대역 알베도를 산출하고, Landsat 7 알베도 자료와 비교하여 검증하였다. 그 결과 R-square(R²)가 0.89, Root Mean Square Error (RMSE)가 0.003의 높은 정확도를 보였다. Albedo is one of the climate variables that modulate absorption of solar energy, and its retrieval is important process for climate change study. High spatial resolution and long-term consistent periods are important considerations in order to efficiently use the retrieved albedo data. This study retrieved surface broadband albedo based on Landsat 8 as high resolution which is consistent with Landsat 7. First of all, we analyzed consistency of Landsat 7 channel and Landsat 8 channel. As a result, correlation coefficient(R) on all channels is average 0.96. Based on this analysis, we used multiple linear regression model using Landsat 7 albedo, which is being used in many studies, and Landsat 8 reflectance channel data. The regression coefficients of each channel calculated by regression analysis were used to derive a formula for converting the Landsat 8 reflectance channel data to broadband albedo. After Landsat 8 albedo calculated using the derived formula is compared with Landsat 7 albedo data, we confirmed consistency of two satellite using Root Mean Square Error (RMSE), R-square (R²) and bias. As a result, R² is 0.89 and RMSE is 0.003 between Landsat 7 albedo and Landsat 8 albedo.

한반도에서의 수증기 경년변화와 기후인자와의 상관성 분석

이다래(Darae Lee),한경수(Kyung-soo Han),권채영(Chaeyoung Kwon) 대한공간정보학회 2017 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2017 No.5

수증기는 지구 장파복사 에너지의 주요 흡수인자로서 지표 온도 상승을 가속화시킨다. 이러한 변화는 대기 중 물 순환의 변화를 야기해 다양한 기상 현상을 발생시키고 있다. 이에 기상의 변화를 이해하고 예측하기 위해서는 수증기량의 변화를 모니터링 하는 것은 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 시공간적 변동성을 파악하기 용이한 위성관측을 통해 수집된 수증기 자료를 사용하여 수증기의 장기적인 변화패턴을 모니터링 하였으며, 기후인자들 중 수증기를 통해 생성되는 강수량과 다른 기후인자들에 비해 비교적 주기적으로 나타나는 엘니뇨와의 상관성을 분석하였다. 위성관측을 통해 수집된 수증기자료는 Moderate-Resolution Imaging Spectroadiometer(MODIS) 센서를 통해 관측된 Total Precipitable Water (TPW) 자료를 사용하였으며, 시계열 분석을 통해 TPW와 중부지방 강수량의 변화를 정량적으로 산출하고, 아노말리분석을 통해 이들 간의 상관관계를 엘니뇨와 함께 분석하였다. 그 결과 엘니뇨가 발생한 후 TPW와 강수량의 상관관계가 정 상관관계에서 역 상관관계로 나타나는 것을 확인하였다.

위성기반 해빙 농도 산출물들의 품질 일관성 분석

이은경 ( Eunkyung Lee ),서민지 ( Minji Seo ),이경상 ( Kyeong-sang Lee ),최성원 ( Sungwon Choi ),이다래 ( Darae Lee ),진동현 ( Donghyun Jin ),권채영 ( Chaeyoung Kwon ),김홍희 ( Honghee Kim ),허모랑 ( Morang Huh ),한경수 ( Kyung-soo 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.3

본 연구에서는 산출 방법에 따른 해빙 자료 간의 차이를 조사하기 위하여 1980-2010년 북극 지역의 EUMETSAT OSI SAF, NASA Team(NT)의 해빙 농도와 해빙 면적의 차이를 비교하였다. 그 결과 두 자료의 해빙 농도와 해빙 면적이 계절별, 해역별로 다른 일관성을 보였다. 계절별로는 OSI SAF의 해빙 농도가 전체적으로 0.85 %, 봄 0.48 %, 여름 0.97 %, 가을 1.38 %, 겨울 0.66 % 높게 나타났다. 해역별로는 북극해에서 OSI SAF의 해빙 농도가 2.7 %, 해빙 면적이 19.8만 ㎢ 높았으나 링컨해 일부에서는 해빙 농도가 2.3 %, 해빙 면적이 2만 ㎢ 낮게 나타났다. We compared sea ice concentration(SIC) and sea ice extent(SIE) using EUMETSAT Ocean and Sea Ice Satellite Application Facilities(OSI SAF) and NASA Team(NT) sea ice algorithm in the Arctic during 1980-2010 to investigate the difference between sea ice data applied different algorithms. SIC and SIE of the two data showed different consistency by season and by sea area. Seasonally, SIC of OSI SAF was 0.85 % overall, 0.48 % in spring, 0.97 % in summer, 1.38 % in autumn and 0.66 % in winter higher than NT SIC. By sea area, OSI SAF SIC was 2.7 %, SIE was 198,000 ㎢ higher than NT in Arctic Ocean, but in Lincoln Sea, OSI SAF SIC was 2.3 %, SIE was 20,000 ㎢ lower than NT.

On-line SPE 오비트랩질량분석기를 이용한 수질 중 농약 및 의약물질의 다성분 신속동시 분석연구

전다래 ( Darae Jeon ),김형섭 ( Hyung-seob Kim ),이혜리 ( Hyeri Lee ),서지원 ( Jiwon Seo ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

최근 화학물질의 양이 증가하면서 지하수 및 하천 등 환경중으로 유입되고 있으며, 규제되고 있지 않던 신규 의약물질이나 농업에 빈번히 사용되는 농약들이 여전히 미량 검출되고 있어 지속적인 관심이 필요한 실정이다. 하지만, 환경 중 다양한 방해물질로 인해 기존 분석기술로 해당 물질 확인에 어려움이 있고, 전처리 절차는 여전히 복잡하고 오랜 시간을 요구하고 있다. 본 실험에서는 수환경 시료를 별도의 전처리없이 신속 분석 가능한 On-line SPE와 질량값을 정밀·정확하게 측정할 수 있는 오비트랩 질량분석기를 활용하여 수환경 중 농약 및 의약물질 탐색 적용성 평가를 수행 하였다. 시험에 사용된 대상물질은 국내에서 사용량이 높거나 비번하게 검출되는 농약(유기염소제, 유기인제, 카바메이트제 등 315종)과 의약물질(항생제, 진통제, 항균제 등 52종)을 선정하였다. 분석기기는 Thermo Q Exactive Plus with Dionex Ultimate 3000-Q을 사용하였고, Electrospray ionization (ESI) 이온화 방법 및 Full scan/ddMS2 방법을 이용하여 분석하였다. 시료(1 mL)를 Hypersil GOLD aQ(20×2.1 mm, 12 μm, Thermo) 농축컬럼을 통해 1000배 농축한 후, CORTECS T3(100×2.1 mm, 1.6 μm, Waters) 분석컬럼으로 분리하여 기기분석을 진행하였다. 유효성 검증결과, 직선성은 0.99 이상이었으며 정량한계는 3.59∼118.79 ng/L 정확도 및 정밀도 각각 73∼120.3%, 0.3∼18.16%으로 정량분석에 유효함을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 확립한 분석법으로 수계에 잔류하는 농약 및 의약물질을 전처리와 분석까지 32분의 짧은 시간으로 분석 가능하였으며, 차후 각종 폐수 및 하천수 등 수질에서의 신속하고 감도 높은 분석의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

Exploration and analysis research of pesticides residue using Online SPE with LC-Oribitrap

DaRae Jeon(전다래),Yujeong Huh(허유정),Bo-Kyong Kim(김보경),Hyeri Lee(이혜리),Jong-Woo Choi(최종우) 환경독성보건학회 2019 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2019 No.4

LC-Oribitrap/MS와 다양한 분리조건을 이용한 의약물질 및 호르몬 분석법 연구

전다래 ( Darae Jeon ),김영은 ( Young-eun Kim ),이혜리 ( Hyeri Lee ),김형섭 ( Hyoung Seop Kim ),신선경 ( Sun-kyoung Shin ),윤정기 ( Jeong-ki Yoon ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-

호르몬제를 포함한 의약물질은 주로 인간의 질병 치료 목적 및 동물들의 질병 치료, 예방 등의 다양한 목적으로 광범위하게 사용되고 있다. 수질 중 의약물질과 호르몬은 고상추출법 및 액-액추출법 등을 이용하여 전처리하고 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 분석하는 방법으로 연구되었다. 하지만, 이 방법은 다양한 종류의 의약물질 및 호르몬류를 분석하는데 분석과정이 복잡하고 오랜 시간이 소요된다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이런 단점을 보완하고자 자동으로 전처리되는 On-line SPE가 연계된 LC-Orbitrap 질량분석기를 활용하여 67종의 의약물질 (Tamoxifen, Ibuprofen 등) 4종의 호르몬 (Estrone, Progesterone 등) 동시 분석 가능한 분리 조건을 확인하고자 하였다. 분석기기는 Thermo사의 Q Exactive Plus와 Dionex Ultimate 3000-Q을 사용하였고, 데이터 처리는 다성분 분석에 적합한 Full scan/ddMS² 방법을 이용하였다. 시료 (1 mL)를 Hypersil GOLD aQ (20×2.1 mm, 12 μm, Thermo) 트랩컬럼을 통해 전처리한 후, 7종의 분석컬럼(CORTECS C18+, T3, XbridgeBEH 등)과 이동상 (methanol, acetonitrile)에 대해 분석감도 및 분리효율을 비교하였다. 그 결과 T3(100×2.1 mm, 1.6 μm, Waters) 컬럼과 0.1% Formic acid와 Methanol(0.1% Formic acid)의 이동상이 선택되었다. 확립된 분석법의 유효성 평가 결과 100∼5,000 ng/L에서 0.99 이상의 직선성을 보였으며, 정량한계는 140.63∼830.78 ng/L에서 산출되었다. 이때의 정확도는 87.1 %∼108.5 %이었고, 정밀도 1.46 %∼8.38 %를 보여 모두 양호한 결과를 보였다. 따라서 수계에 잔류하는 의약물질을 전처리와 분석까지 23분의 짧은 시간으로 분석 가능하였으며, 다양한 수환경에서 의약물질 및 호르몬류의 분석법 적용이 가능할 것으로 생각된다.

On-line SPE 오비트랩질량분석기 활용 의약물질 신속 분석법 연구

전다래 ( Darae Jeon ),허유정 ( Yujeong Huh ),김보경 ( Bo-kyong Kim ),이혜리 ( Hyeri Lee ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-

의료기술의 발달로 생산 및 유통되는 의약물질이 매년 증가하고 이에 따라 수계로의 유출이 우려되고 있어 수계에 존재하는 다양한 의약물질을 신속 · 정확하게 분석 가능한 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 별도의 전처리 없이 신속하게 분석할 수 있는 On-line SPE가 연계된 LC-Orbitrap질량분석기를 활용하여 기존의 복잡하고 긴 시간이 소요되는 전처리방법을 대신하여 신속 · 정확한 의약물질 동시분석법을 정립하였다. 대상물질로 국내에서 사용량이 높은 항생제, 진통제, 항균제 등 중에서 Carbamazepin 등 60종을 선정하였고, 분석기기는 Thermo사의 Q Exactive Plus LC-Orbitrap질량분석기를 사용하였다. 시료(1 mL)를 Hypersil GOLD aQ(20×2.1 mm, 12 ㎛, Thermo) 농축컬럼을 통해 1000배 농축한 후, CORTECS C18(100×4.6 mm, 2.7 m, Waters) 분석컬럼으로 분리하여 기기분석을 진행하였다. 위의 방법으로 유효성을 확인한 결과, 검정곡선의 직선성(r²)은 20-1000 ng/L 수준에서 0.99 이상이었고 정량한계는 26.58-232.06 ng/L, 정확도와 정밀도는 각각 71.16-113.82%, 0.2-9.49%으로 정량분석에 유효함을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 확립한 분석법으로 수계에 잔류하는 의약물질을 전처리와 분석까지 15분의 짧은 시간으로 분석 가능하였으며, 차후 각종 폐수 및 하천수 등 수질에서의 신속하고 감도 높은 분석의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

LC-Orbitrap/MS와 통계기법을 이용한 만경·동진강 수계 오염물질 탐색기법 연구

이혜리 ( Hyeri Lee ),김형섭 ( Hyoung-seop Kim ),서지원 ( Jiwon Seo ),전다래 ( Darae Joen ),홍선화 ( Seonhwa Hong ),김준우 ( Junwoo Kim ),최종우 ( Jong-woo Choi ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

국내 등록된 화학물질은 약 53,000 여종이 있으며, 이러한 화학물질은 다양한 산업활동 등에 따라 대기, 수질, 토양 등 환경매체로 배출되고 있다. 이러한 다양한 오염물질을 Online-SPE가 연계된 LC-Orbitrap/MS를 이용하여 분석하고 그 결과를 통계적 기법을 통하여 해석하고자 하였다. 연구지점은 농업지역, 산림지역, 도심지역 및 축산단지 등의 영향을 확인할 수 있는 만경강과 동진강 수계에서 각각 9지점씩 총 18지점을 선정하였다. 분석대상물질은 농약류 315종 및 의약 물질 52종을 선정하였으며, 시료(1 mL)을 Hypersil Gold aQ 컬럼(20 × 2.1 mm, 12 μm)이 장착된 Online-SPE로 농축하여 LC-Orbitrap/MS(Q Exactive Plus with Dionex Ultimate 3000-Q)로 분석하였다. 수질시료 분석결과 농약류 35종과 의약물질 16종이 검출되었으며, 검출농도는 정량한계 미만에서 최대 0.986 μg/L로 검출되었다. 분석대상물질 중 amisulbrom, carbendazim, chlorantraniliprole, metolachlor, propisochlor, tebuconazole, felbamate, naproxen이 10지점 이상에서 검출되었으며, alachlor(LOQ∼0.926 μg/L)와 amoxicllin(LOQ∼0.986 μg/L)는 검출빈도는 높지 않았으나 다른 지점에 비해 높은 농도로 검출되었다. 지점과 검출항목과의 관계를 확인하기 위하여 heat map과 군집분석을 수행한 결과, 동진강 상류와 만경강 상류 지점에서 유사한 결과를 보였으며, 각 지천내 지점이 유사한 결과를 보였다. 또한 PLS-DA를 이용한 주성분 분석을 시도하였으며, 이때 지점 간의 관계를 확인하기 위하여 검출농도를 정규화(Normalization)하여 분석하였다. 정규화 방법은 대상물질의 검출농도와 검출농도 최소값 간의 차이를 최대값과 최소값의 차이로 나누어 산출하였다. 정규화 전에는 뚜렷하지 않았던 지점간의 차이가, 정규화하여 주성분 분석을 한 결과, 동진강과 만경강 간의 구분이 뚜렷함을 확인할 수 있었다. 또한 동진강에서는 농약류(metoxyfenozide, tebufenozide, fenoxanil 등)가 1.0 이상의 높은 VIP 값을 보였으며, 만경강에서는 의약물질(ketoprofen, carbamazepine, naproxen, bezafibrate 등)이 높은 VIP 값을 보여, 동진강과 만경강 유역이 각각 농업지역과 도심지역(전주시)의 영향을 받고 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 다성분 분석시 통계기법을 이용하여 농도 비교만으로 확인할 수 없었던 지점과 검출항목간의 관계를 확인할 수 있었으며, 이러한 기법을 통해 최근 많이 시도되고 있는 비표적 분석연구에서도 방대한 양의 결과를 해석하는데 활용이 가능할 것으로 판단되었다.