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토양 및 지하수수질 보전제도 분석과 관리개선방안 : 토양 및 지하수수질 측정망 운영체계 중심으로
임성재 연세대학교 보건대학원 2007 국내석사
우리나라는 현재 토양환경보전법 및 지하수법 근거에 의거 토양측정망 및 지하수수질 측정망을 각각 운영중에 있으며, 토양측정망은 현재 전국 토지용도별로 1,500지점에 대한 토양측정망과 2,000지점 이상에 대한 토양오염실태조사로 구분하여 실시하고 있고, 지하수수질 측정망은 현재 전국 오염우려지역 781지점 및 일반지역 1,240지점에 대해 실시중에 있다.환경부에서 매년 실시하고 있는 측정망중 2005년 토양측정망 운영결과를 보면, 공장용지 및 대지(垈地)의 TPH(Total Petroleum Hydrocarbons)가 전·답 등의 농경지보다 높게 검출되고, 2005년 지하수수질 측정망 운영결과에서는 공단 및 도시지역 등에서 수질기준 초과지점이 많은 반면에 유원지·공원지역에서 이들 오염물질의 수질기준 초과지점이 한 군데도 없는 것은 측정망 운영결과가 토지용도상 조사지역 특성을 어느 정도 대변하고 있다고 볼 수 있다.하지만, 토양측정망의 조사지점별로는 토지용도상 대지의 평균 TPH 오염도가 37.192㎎/㎏으로 공장용지 23.112㎎/㎏ 보다 높고, 검출지점수도 대지가 40지점, 공장용지가 29지점으로 대지에서 더 많으며, 창원공단에 대한 2006년 토양지하수환경조사 결과에 의하면 토양오염지점과 지하수오염지점은 대부분 상이하며, 전체 50여개 지하수 조사지점중 5지점만이 토양과 지하수 오염이 연계된 것으로 조사되고 있고, 2005년 측정망 운영결과는 토양과 지하수수질 측정망의 조사지점 및 검출된 오염물질이 서로 상이하여 측정망 운영결과를 통하여 창원공단의 토양과 지하수오염의 연계성을 검토하기는 곤란하였다.따라서, 토양 및 지하수 오염의 효율적 관리를 위해서는 토양 및 지하수수질 측정망의 운영체계를 검토하여 보다 효율적이고 상호 유기적인 관리 방안을 마련할 필요가 있으며,토양 및 지하수수질 측정망 운영결과 오염 특성, 토양 및 지하수수질 오염 관련조사 자료, 국내외에 토양 및 지하수 오염 관리체계, 각종 연구보고서 등을 분석하여 효율적인 측정망 운영을 위한 다음과 같은 결론을 얻었다.먼저, 토양측정망은 토지용도별로 장기적인 오염추세를 파악하는 것을 목적으로 하고 있으나 토지용도별로 검출된 오염물질이 토지용도의 토양오염을 대표하기에 부적절한 조사지점으로 대지(垈地)중 TPH가 검출된 관공서, 아파트단지내 등의 조사지점은 오염원인 규명후 순수한 대지로 측정망 지점을 변경할 필요가 있다. 아울러, 토지용도별로 오염영향과 연계성이 미흡한 오염물질의 검출 여부를 사후 관리를 통해 파악하여 적정한 대표성을 가진 지점으로 변경하는 것이 필요하다.토양측정망의 조사항목은 매년 1회씩 동일한 항목을 조사하고 있으나 일부 중금속(Cd, Hg, Cr+6)은 오염도가 크게 증가하거나 변화하지 않고 있으므로, 이들 중금속에 대해서는 조사대상지역에 따라 조사주기를 2년~3년에 1회로 축소하고, 외국과 같이 사용량이 많고 위해성이 있는 유기오염물질들을 추가{PAHs(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons), Benzo(a)pyrene 등}하며, BTEX는 세분화하는 등 조사 항목 확대방안을 검토하여 지하수오염과 연계한 다양한 오염실태 및 추세를 파악하는 방향으로 개선할 필요가 있다.지하수수질 측정망 운영체계는 먼저, 개인 등이 설치한 지하수관정을 줄이고 운영기관에서 직접 설치하는 방향으로 연차적으로 개선되어야 하며, 지하수수질 측정망을 선정시 기존에 수리지질 조사가 수행된 자료를 반영하여 조사대상지점을 추가하거나 부적절한 지점은 변경 선정할 필요가 있다.또한, 지하수수질 측정망으로 포함된 공단지역의 지하수관정은 공업용수라도 BTEX(4개 항목)를 조사항목에 추가할 필요가 있으며, 지하수에서 불검출되거나 또는 수질기준 초과지점이 거의 없는 중금속(Cd, Hg, Cr+6 등)은 조사지점에 따라 측정주기를 현행 반기 1회에서 년 1회로 축소하고 대신에 다양한 유류오염물질류(VOCs, MTBE 등)의 측정항목을 확대하는 방향으로 개선할 필요가 있다.지하수수질 측정망 운영결과를 활용함에 있어, 수질기준 초과여부만이 아닌 새로운 오염물질이 검출되거나 오염도 변화가 큰 지점에 대해서도 오염원인 규명 등 사후관리를 할 필요가 있다.이와함께, 환경부에서 측정하고 있는 오염우려지역과 시·도에서 조사하는 일반지역의 구분이 명확하지 않으므로, 일반지역중 도시지역은 민방위 비상급수용 지하수 관정, 농림지역 및 자연환경보전지역은 학교급수용·간이상수도용 지하수관정을 대상으로 조사대상 면적을 고려한 등거리 격자로 배분하여 지하수수질 측정망으로 선정하는 방안을 제안한다.이밖에 지하수수질 측정망에서 조사하는 전기전도도 측정치의 활용방안으로, 영농지역 등에서 전기전도도의 현장 측정치를 통한 질산성질소의 오염도 수준을 파악할 수 있는 방안을 검토하도록 제안한다.토양 및 지하수측정망 등의 운영결과를 GIS(Geographic Information System)상 에 나타내주는 토양지하수정보시스템(SGIS)의 측정망 조사지점별 오염도는 조사 항목 전체를 하나의 화면으로도 파악할 수 있도록 보완되어야 하며, 토양시료채취지점 등 정확한 위치 확인이 가능하도록 위치정보를 보다 정밀화할 필요가 있다. 또한, 농림부의 농경지 토양오염도자료, 지하수법 제20조 규정에 의한 정기적인 수질검사결과, 지역별 지하수위분포도 등 수리지질조사 자료들도 SGIS에 추가함으로써 토양·지하수 오염의 원인 규명과 실태 파악 등이 보다 가능하도록 개선할 필요가 있다. As the result of operating soil monitoring network in the 2005, TPH(Total Petroleum Hydrocarbones) appears to be higher in the factories and industrial sites than agricultural area. Also, groundwater quality network present that industrial and urban areas have many points which are over the standard. On the contrary, parks and recreational areas have no place over the standard, or exceed the standard only in nitrate.But in the aspect of land-use, average TPH of residential sites seems to be higher than that of the factories and industrial sites and have more detection-points. Soil monitoring network of the industrial sites is not connected with groundwater quality network in contamination-detection. So operation system of Soil monitoring and groundwater quality networks needs to be administered organically and efficiently. After operating Soil monitoring and groundwater quality networks, we have the following conclusion for the efficient operation of monitoring networks.First, the points that pollutants detected in the land use are not relevant to represent soil contamination need to changed into points that have the representation. Average contamination level of some heavy metal such as Cd, Hg, Cr+6 decreased, or didn't increase or change greatly on the whole. It is needed that while you should reduce period of investigating these heavy metal, you should enlarge the range of investigation including VOCs, BTEX, PAHs and elevate the utilization level of SGIS(Soil Groundwater Imformation system) by adding data of other examination institute SGIS built in the examination point of monitoring networks.As for the groundwater quality network system, the number of groundwater wells that individuals installed should phase down, and groundwater quality network points should be selected reflecting the data of the investigation of hydrogeological.Also, you need to add BTEX to the investigation item of industrial groundwater wells included in the groundwater quality network. You need to reduce measure period from once in 6 months to once in a year for the heavy metal such as Cd, Hg, Cr+6 that is not detected or has no point over the standard for groundwater quality while enlarging measure items such a s VOCs, MTBE.You need to administrate the points in which new pollutants is detected or contamination range changes greatly though you consider now the result of groundwater quality network operation, whether to exceed the standards. You should database and build the data of regular water quality investigation performed by Groundwater law into the SGIS information management system.In addition, I suggest that you should consider how to utilize EC(Electonical conductivity) which is investigated in the groundwater quality network in estimating the contamination level of nitrate.
임성재 동국대학교 일반대학원 2022 국내박사
As 2022 has begun, North Korea launched a projectile estimated to be a ballistic missile increasing tensions beteween South and North Korea. This action of North Korea which was announced as a nuclear power can be interpreted as a part of the ‘birnkmanship’ to take the initiative negotiating with the Biden government. ‘Birnkmansip’ means North Korea’s military actions and used as a frame analyzing North Korean foreign policy which is reckless and unpredictable. This tactic can be defined as a strategy to induce the counterpart’s concession and maximize own profits by making crisis intentionally. It has been a symbol of negotiation strategy of North Korea against the U.S and is compared with ‘coercion strategy’ or the ‘chicken game’ from game theory. Thomas Schelling explained that “Brinkmanship is not to threaten the counterpart by proclaiming to jump out of the cliff, but to make others negotiate developing uncontrollable crisis. As the opinion of Schelling, this strategy is not one-sided threats that are leaded by North Korea, but the tactic to instill fear to counterpart that uncontrollable crisis can happen. The brinkmanship paid off against the U.S : Through the negotiation after Pueblo Incident and the 1st North Korean nuclear crisis, North Korea obtained the apology from the U.S, was guranteed non-aggression and the economic support. However, the U.S had not just negotiated and compromised to North Korea’s continual tactic. In the Panmunjeom Axe Murder Incident, North Korea had to express the regret by Kim Il Sung himself, and in the 2nd North Korean nuclear crisis, North Korea accepted diplomatic loss because of the ignorance of the U.S and strong actions. Brinkmanship has been treated as the diplomatic victory of North Korea, but it also provided the reasons to strength the ROK-U.S combined defense readiness and the power of South Korean army. North Korean brinkmanship changed strategic target around the Cold War. In the Cold War, North Korea used this tactic aggressively to show off the military confidence, but after the cold war, it has been used protectively as a negotiation tool to keep the system. The results of negotiation caused by ‘Pueblo Incident’ and ‘Panmunjeom Axe Murder Incident’ in the cold war and the 1st and 2nd North Korean nuclear crisis cases using nuclear development as an arms after the cold war show the change of a strategic target. The brinkmanship strategy aimed at preserving body regeneration resulted in the first-ever North Korea-U.S. summit in the Kim Jong un era. Brinkmanship is the strategy that can be used by any nations, but it is not usual that one country repeatedly used it for a long time. The power that North Korea can continue this strategy comes from the internal background of strong dictatorship, military nationalization, and closed self-sustaining economy, and the external background of China's Continuous Support, accumulated experience in negotiations with the U.S., The absolute power structure ends to be the background of the strategy. This reckless and unpredictable strategy is the most rational choice for the country. North Korea is using brinkmanship in various ways : Not only using it for the country image which seems to be irrational, but also building crisis situation by stages to get the initiative and to switch the tactic. Acceptance of Jimmy Carter just before the war in 1st North Korean nuclear crisis is an example that North Korea’s strategy is absolutely intentional and flexible. North Korea will continue using brinkmanship by launching missile as a nuclear power even during the Kim Jong Un era. The study and analysis about North Korea’s brinkmanship is valuable to understand the intention and action of North Korea when North Korea seems to use this strategy continuously. It is important to study it for peace of Korean Peninsula and our survival from the threat of North Korea. 북한은 2022년에 들어서자마자 탄도미사일로 추정되는 발사체를 연달아 발사하여 한반도의 긴장을 고조시켰다. 핵보유국임을 선언한 북한의 미사일 발사는 미국 바이든 정부와의 협상에서 주도권을 잡기 위한 ‘벼랑 끝 전략(brinkmanship)’의 일환으로 해석되기도 하였다. 벼랑 끝 전략은 북한의 위협적인 군사행동을 의미하는 용어이자 북한의 무모하고 예측 불가능한 대외전략을 분석하는 틀로 사용되었다. 위기조성이라는 관점에서 벼랑 끝 전략은 ‘의도적으로 위기를 조성하여 상대로 하여금 양보를 강요하고 자신의 이익을 극대화하려는 전략’이라고 정의할 수 있다. 벼랑 끝 전략은 북한이 그동안 미국을 상대로 시도해 온 협상전략의 상징처럼 여겨져 왔다. 상대방에 대한 위협과 위기조성을 의미하는 벼랑 끝 전략은 강압전략이나 게임이론의 치킨게임으로 비유되기도 한다. 토마스 셸링(Thomas Schelling)은 “벼랑 끝 전략(Brinkmanship)이란 벼랑 끝에서 뛰어내리겠다고 위협하는 것이 아니라 스스로도 통제할 수 없는 위기 상황을 만들어 상대방으로 하여금 타협할 수밖에 없도록 만드는 것”이라고 설명하였다. 북한의 벼랑 끝 전략은 북한이 주도하는 일방적인 위협이 아니라 주변국들로 하여금 통제할 수 없는 위기 상황이 발생할 수 있다는 공포를 심어주는 전략인 것이다. 북한은 미국을 상대로 벼랑 끝 전략을 구사하여 상당한 성과를 거두었다. 푸에블로호 나포사건과 1차 북핵 위기 시 북한은 미국과의 협상에서 벼랑 끝 전략을 구사하여 미국으로부터 사과와 불가침 보장, 경제적 지원을 얻어내는 등 외교적 승리를 거두었다. 그러나 미국이 동일한 행태를 반복하는 북한의 전략에 양보와 타협으로만 일관한 것은 아니었다. 판문점 도끼만행 사건에서 북한은 무모한 전략으로 김일성이 직접 유감을 표명하는 외교적 수모를 겪었으며, 2차 북핵 위기 시에는 미국의 무시와 강경한 맞대응에 외교적 손실을 감수하기도 하였다. 벼랑 끝 전략은 겉으로는 북한의 외교적 승리로 비쳐지고 있으나 한·미간의 연합방위체제와 남한의 군사력 강화의 빌미를 제공 하는 등 역효과를 초래하기도 하였다. 북한의 벼랑 끝 전략은 냉전을 전후하여 전략적 목표가 변화되었다. 냉전시기 북한은 군사적 자신감을 과시하기 위해 벼랑 끝 전략을 공세적으로 사용한 반면 냉전이후에는 체제생존을 위해 협상을 목표로 방어적인 전략을 사용하였다. 냉전시기 ‘푸에블로호 나포 사건’ 과 ‘8.18 판문점 도끼만행 사건’에서 보여준 협상결과와 냉전이후 핵개발을 무기로 한 ‘1·2차 북핵 위기’ 사례는 전략목표가 변화되었음을 보여주고 있다. 체재생존을 목표로 한 벼랑 끝 전략은 김정은 시대에 사상 최초로 북미정상회담을 실현시키는 성과를 가져오기도 하였다. 북한의 전유물로 여겨져 온 벼랑 끝 전략은 누구나 시도할 수 있는 전략이라 할 수 있지만 북한처럼 장기간에 걸쳐 반복적으로 사용한 경우는 찾아보기 힘들다. 북한이 벼랑 끝 전략을 지속할 수 있는 힘은 강력한 1인 지배와 군사 국가체제, 폐쇄적인 자립경제라는 대내적 배경과 중국의 지속적인 지원, 축적된 대미 협상경험이라는 대외적 배경에서 찾을 수 있다. 집권자의 결정에 어떠한 이의도 제기할 수 없는 절대 권력구조는 북한이 벼랑 끝 전략을 지속할 수 있는 요인으로 작용하고 있다. 무모하고 예측 불가능한 전략으로 치부되는 북한의 벼랑 끝 전략은 비합리성을 가장한 합리적 선택의 결과라고 하겠다. 비합리적으로 보이는 국가 이미지를 최대한 활용하는 것은 물론 위기상황을 단계적으로 조성하여 협상의 주도권을 확보하고 상황에 따라 유연하게 전략을 수정하는 방식으로 벼랑 끝 전략을 구사하고 있다. 1차 북핵 위기 시 전쟁 직전의 위기상황에서 카터의 방북을 허용한 것은 북한의 전략이 매우 계획적이며 유연하다는 것을 보여주는 사례라고 하겠다. 북한은 김정은 시대에도 핵보유국으로서 미사일 발사를 통한 벼랑 끝 전략을 지속할 가능성이 높다. 최근 지속되고 있는 북한의 미사일 발사는 이러한 북한의 의도를 보여주는 것이다. 북한이 벼랑 끝 전략을 지속할 의도를 보이고 있는 상황에서 북한의 벼랑 끝 전략에 대한 분석과 연구는 북한의 의도와 행동을 이해하기 위한 유용한 과정이다. 북한의 위협에 노출되어 있는 우리의 입장에서 북한의 벼랑 끝 전략에 대한 지속적인 연구는 한반도의 평화와 안정은 물론이고 우리의 생존을 위해서도 반드시 필요하다고 하겠다.
Segmentation of SAR sea ice imagery using local fractal dimension
The climate change is a popular issue. People understand the concept of climate change. For instance, the polar bear on the melting sea ice is well-known image of the climate change. The climate has really be changed and it causes disasters without forecasting. Make it worse, the scale and frequency of disasters has been increased. To predict and prepare future climate, many researches have investigated the climate system. The computer simulation is a useful tool for this research. The goal of modeling is to guess more reliable future climate trend from many climate parameters. In this manner, recent climate models are contain properties of the sea ice. Because the sea ice is closely connected with the global energy budget of the earth and a circulation of the ocean and the atmospheric. In fact, the sea ice an essential factor in the polar climate investigation. First of all, the sea ice and snow on surface has a high albedo. Most solar radiation energy are reflected on sea ice surface. Otherwise, the open water region has low albedo and absorbs more solar energy. In this manner, the albedo of sea ice controls the energy budget of polar region. Secondly, the sea ice acts as an insulator between the ocean and the atmosphere. In this case, the thicker sea ice is, the better insulator. Thick sea ice effectively prohibits a heat exchange between the ocean and the atmosphere. Thus the circulation of the ocean and the atmospheric are affected. Third, the sea ice controls the salinity of the ocean. Sea ice contains a salinity as a small droplet called the brine cell. It is slightly going down by its high salinity when time goes by. This falling process ends up when the salinity enters to the ocean. On the other hand, a fresh water is added into the ocean when the melting process of sea ice is occurred without brine cells. By these means, the salinity of the ocean is affected by the sea ice. Consequently, the sea ice executes important roles for the polar climate and global climate system. In these manner, measuring properties of the sea ice is important for reasonable climate system simulation. This modeling process is closely connected with the climate change prediction. For decades, many satellite missions has been operated for monitoring the sea ice region. The Synthetic Aperture Radar (SAR) system has been included among these observations. The SAR has a good characteristics on the polar region observation. The SAR system is rarely affected by the atmospheric or weather condition. This feature can be archived by using the microwave frequency. The microwave band is located in the atmospheric window. It does not absorbed by particles in atmosphere likewise water vapor or ozone. Another advantage of the SAR mission is a wide swath. SAR system could monitor the wide area in one observation process. The other characteristics of SAR system is an active sensor. The active means that it can radiate and receive the signal. Thus SAR system can be operated in night time without sun light. In addition, it can make clear image by controlling a strength of the signal. With these advantages, the SAR system is suitable for monitoring the polar region. Due to these observations, a lot of sea ice data has been accumulated in present. The data should be operated for extracting the parameters what we need. In this study, I want to make parameters by segmentation technique. The segmentation of sea ice has still been remained a challengeable task. The difficulty of sea ice segmentation is connected to the scattering mechanism of the sea ice in electromagnetic radiation. In the view of the microwave sensor, the sea ice surface is rough, so sea ice is represented as a heterogeneous bulk region in SAR images. In addition, the speckle noise in SAR images makes it worse the sea ice segmentation. I focused on this characteristics and tried to parameterize this feature. The Fractal Geometry was introduced by Mandelbrot. It can measure the randomness in the nature or self-similarity. The Local Fractal Dimension (LFD) can determine a heterogeneity of the sea ice region by fractal geometry. For this reason, the LFD was adopted in the segmentation process in this study. After the LFD calculation, the sea ice pixels have high LFD value, otherwise the open water pixels have relatively low LFD value. With LFD calculation, pixels were separated by sea ice and open water. In this manner, the LFD is shown a useful tool for segmentation purpose. In addition, the Markov Random Field (MRF) segmentation method was also utilized in this study. The MRF segmentation method is based on a probability model and uses statistical parameters of input image. MRF segmentation method uses two aspect of image. One is feature energy and another is label energy. Conventionally, the feature energy has been measured by the Gaussian maximum likelihood function. It assume that the pixels in image are followed the Gaussian distribution. By this means, the feature energy determines a similarity of initial classes and interested pixel. MRF segmentation also uses the clique potential to establish the label energy. It describes a relationship between adjacent pixels in local region. These two aspects of the image establish the cost function of the MRF segmentation. With cost function, the segmentation task is same as an optimization process. To resolve this, the MRF segmentation method has used the Expectation-Maximization (EM) algorithm in operation. The proposed segmentation method is composed following two phases. First, the LFD of input SAR image was derived. In second phase, the LFD image was inserted to the MRF segmentation method. For comparing reason, a hybrid image was made by original SAR image and calculated LFD image. The segmentation results were resembled in both LFD input and hybrid input cases. Though, segmentation results from hybrid images were shown more similar to human interpretation. These segmentation results were evaluated by an unsupervised evaluation method for segmentation. This method uses inter-class disparity and intra-class disparity for making criterion values. In this study, the TerraSAR-X images are used for testing the proposed segmentation method. The SAR images are taken in the Arctic sea in summer season. In the summer season, sea ice suffers melting process. So the shape of sea ice is irregular and chaotic. Even though, the proposed method could produce successful segmentation results from these SAR images. And successful segmentation results are could be converted to the ice concentration rate in that region. This calculation also performed in present study. For guarantee the result of ice concentration, ice concentration data from the Advanced Microwave Scanning Radiometer - Earth Observing System (AMSR-E) and aerial photographs were used in this study. The result of this study shows that the proposed segmentation method could provide advanced segmentation results. The LFD could capture the characteristics of sea ice and separate sea ice and open water pixels in SAR images. Especially, the segmentation results from hybrid images were similar to human interpretations. From segmentation results, it is possible to establish the ice concentration. Ice concentration from segmentation results were more accurate than AMSR-E which used a passive sensor. The reason is originated from a difference in resolution. High resolution SAR images allows more detailed estimation of the ice concentration. The proposed method is anticipated for being utilized in other sea ice researches. in addition, an estimation method for ice concentration is going to be used for researching the accurate surface albedo. Therefore I think it is possible that the future climate change research will uses more accurate sea ice distribution and other properties with the proposed method. 기후변화는 널리 알려진 이슈이다. 대부분의 사람들이 기후변화의 이유와 양상에 대해 잘 알고 있으며, 특히 북극곰과 녹아 내리는 해빙의 모습을 기후변화의 증거로서 쉽게 떠올리고 있다. 이러한 기후변화는 예상치 못한 재난을 불러 일으켜 사람들의 안전과 생활을 위협하고 있다. 특히 최근에는 기후변화의 양상이 더 급격히 진행되고 있으며, 이로 인해 재해의 규모 또한 증가하고 있다. 이러한 재해를 막고 미래의 기후를 예측하기 위해서는 기후모델에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위해 연구자들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 전 지구적인 기후모델을 생성하여 연구하고 있으며, 보다 정확한 모델을 통해 향후의 기후변화를 예측하고자 힘쓰고 있다. 최근의 기후모델들은 해빙의 특징을 표현하여 보다 정확한 시뮬레이션을 하고 있다. 해빙은 실제로 극지방의 기후연구에 큰 비중을 차지한다. 먼저 해빙과 표면의 눈은 높은 반사도를 가지고 있어 태양복사에너지를 반사한다. 반대로 해양은 태양복사에너지를 보다 많이 흡수하여 지구복사에너지 수지에 영향을 준다. 또한 해빙은 해수와 대기 사이의 열교환을 방해하는 단열재 역할을 한다. 두꺼운 해빙일수록 보다 효과적인 단열재가 되므로 이러한 연구에서는 해빙의 두께를 추정하는 것이 중요한 연구가 된다. 이외에 해빙은 해수의 염분에도 영향을 미친다. 해빙은 생성시 포함한 염분을 브라인셀(염분세포)의 형태로 내부에 가지고 있다. 이 염분세포는 염도가 높아 점차 얼음을 녹이며 밑으로 이동하여 결국 해양으로 유입된다. 이후 이 해빙이 녹게 되면 담수가 바다에 투입된다. 이러한 과정을 통해 해양의 염분은 변동하고, 열염분순환이 일어나게 된다. 이처럼 해빙은 극지방의 기후에 영향을 주어 전 지구적인 기후에 영향을 준다. 이로 인해 해빙의 특성을 연구하는 것이 필요하다. 지난 수십년간 해빙을 연구하고 감시하기 위해 많은 관측이 이루어 졌다. 그 중에는 합성개구레이더를 이용한 연구도 포함된다. 합성개구레이더는 지구 대기의 영향을 받지 않는 마이크로파의 주파수를 이용하여 기후의 영향을 받지 않으면서 상대적으로 넓은 지역을 한번에 관측할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 직접 신호를 쏘고 받는 능동센서이기 때문에 야간에도 관측이 가능하다. 이러한 장점은 사람이 실제로 접근하기 힘든 극지방을 관측하기에 매우 유용하다. 최근의 많은 연구 및 관측들로 인해 수많은 해빙자료들이 획득되었다. 이 같은 자료들에서 유용한 변수들을 추출하기 위한 방법의 하나로 본 연구에서는 영상분할기법에 집중하였다. 해빙은 특수한 전자기파적 산란특성을 갖기 때문에 영상 내에서 분류해 내기 힘들다. 마이크로파 주파수로 해빙을 관찰하면, 해빙의 표면이 거칠게 보인다. 이러한 표면 거칠기와 해빙의 부분적인 유전율이 균일하지 않기 때문에 합성개구레이더 영상 내의 해빙은 불균질한 모습을 나타낸다. 또한 합성개구레이더 영상의 특징인 스페클 패턴 또한 해빙의 분류를 어렵게 만드는 요인이다. 이러한 한계점들을 극복하고자 본 연구에서는 해빙의 특성을 측정하고자 하였다. 이와 관련하여 만델브로트에 의해 도입된 프랙탈 기하학을 사용하였다. 이 프랙탈 기하에서는 자연현상에서 관찰되는 불규칙성이나 자기복제성을 표현하기에 유용하다. 이를 국소 영역에 적용하여 국소 프랙탈 차원의 개념을 사용하였다. 이를 통해 해빙에서 관측되는 불균질한 모습을 국소 프랙탈 차원으로 측정하였다. 국소 프랙탈 차원은 불규칙한 밝기값을 갖는 해빙지역에서는 상대적으로 높은 값을 가지고, 보다 균질한 바다 지역에서는 상대적으로 낮은 값을 갖는다. 즉, 국소 프랙탈 차원을 통해 해빙과 바다가 구분되는 것이다. 따라서 국소 프랙탈 차원은 해빙 분할 기법에 유용한 방법이라 생각된다. 본 연구에서는 이에 더해 마코프 랜덤 필드 (MRF) 를 이용한 영상분할기법을 사용하였다. MRF 분할기법은 마코프 확률 모델에 근거하여 통계적인 변수들을 사용하여 분류하는 기법이다. 이 때 영상 내의 화소들이 가우시안 분포를 따른다고 보고, 가우시안 최대우도함수를 이용하여 각 화소들이 각 등급에 포함될 확률을 계산한다. 또한 MRF 분류기법은 국소 화소들 사이의 관계를 이용하여 구성을 정의한다. 이 두 가지 방법을 통해 비용함수를 구성하고, 이를 최적화 계산방법 중 하나인 EM알고리즘을 사용하여 영상분할을 수행한다. 본 연구에서 제안하는 영상분할기법은 합성개구레이더 영상에서 획득한 국소 프랙탈 차원을 MRF 모델 기반 영상분할기법을 통해 해빙을 분할하는 방법이다. 또한 비교를 위해 합성개구레이더 영상과 국소 프랙탈 차원을 합한 혼합영상을 제작하여 동일하게 MRF 모델 기반 영상분할기법을 적용하였다. 이를 통해 획득한 분할영상은 무감독 평가방법을 통해 분할 결과를 평가하였다. 본 연구에 사용한 영상은 TerraSAR-X 위성으로 촬영한 북극해의 영상으로, 주로 여름철의 해빙들이 찍힌 영상을 사용하였다. 여름에는 해빙이 녹기 때문에 합성개구레이더 영상에서 복잡하게 표현된다. 본 연구에서 제시된 방법은 기존의 분할기법에 비해 보다 개선된 분할결과를 내주었다. 분할된 영상에서 해빙의 밀집도를 추출해 내는 연구도 수행되었다. 해빙 밀집도 결과를 비교하기 위해 수동센서를 사용한 AMSR-E영상과 항공사진을 사용하였다. 본 연구에서는 제시한 해빙 분할 기법을 통해 합성개구레이더 영상에서 해빙을 분류하여 보았다. 국소 프랙탈 차원이 해빙의 특성을 잘 포착하여 영상내의 해빙과 바다를 화소별로 잘 구분했고, 이를 이용하여 수행한 MRF 영상분할기법은 기존의 해빙분할기법보다 발전된 결과를 산출하였다. 특히 혼합영상을 통해 얻은 결과는 사람이 해석한 분류결과와 비슷했다. 그리고 분할결과를 이용하여 해빙의 밀집도도 추측해 낼 수 있었다. 고해상도 합성개구레이더를 통해 얻은 해빙 밀집도는 기존의 수동센서를 이용한 결과보다 현실을 더 잘 반영하는 것으로 보인다. 제시된 기법을 이용하여 향후 다양한 해빙의 특성을 추출하는 연구가 가능하리라 생각되고, 여름철 북극해의 정확한 표면 반사도를 구하는 연구에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
금융기업의 ESG 경영 현황 및 평가 결과와 금융 소비자 인식에 관한 연구
본 연구에서는 금융기업의 다양한 ESG 경영 활동에 대해서 4개 금융기업의 지속가능경영보고서 등을 기초로 하여 E, S, G 각 영역별로 살펴보았으며, 국내외 주요 ESG 평가기관들의 평가결과도 비교해 보았다. 이러한 금융기업의 활동과 국내외 ESG 평가기관들의 평가결과와는 별개로 금융기업의 ESG 경영 활동에 대한 소비자 인식이 어떠한지를 실증 조사를 통해서 분석해 보고자 하였다. 또한 ESG 경영 활동에 대한 인식이 기업 신뢰와 기업 애호도에 미치는 영향도 파악해 보았다. 금융기업들의 ESG 경영 활동 및 평가 결과와 함께 실증 연구를 통해 소비자 인식을 함께 파악해 보았다는 점에서 이론적 시사점이 있다 할 수 있다. 실무적으로는 무엇보다도 소비자들을 대상으로 한 실증 연구 결과가 제시하고 있는 것처럼 ESG 경영 활동에 대한 인식, 각 영역별 우수한 기업 등이 여전히 부족하거나 혹은 명확하지 않은 것으로 나타나 보다 적극적인 소비자를 비롯한 다양한 이해관계자들을 대상으로 한 커뮤니케이션이 필요하다고 할 것이다. 또한 국내외 ESG 평가기관들의 평가 결과와 소비자가 인식하는 ESG 각 영역 및 종합 평가 결과와는 차이가 존재하므로 해당 결과를 바탕으로 하여 금융기업의 ESG 경영 활동에 대한 재평가가 필요할 것이다. 마지막으로 ESG 경영 활동은 기업 신뢰와 기업 애호도에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타나, 소비자 인식에 대한 실증 결과를 기초로 보다 체계적이고 적극적인 ESG 경영 활동이 지속적으로 실천되어야 할 것이다.
이상치 지시 이진벡터를 활용한 구조건전도모니터링을 위한 적대적생성신경망 기반 계측데이터 이상치 복원 모델
임성재 연세대학교 일반대학원 2024 국내석사
구조 건전도 모니터링을 수행하기 위해 센서 네트워크를 구축하게 된다. 이때, 다양한 센서들이 구조물에 부착되어 구조물의 응답을 계측 받게 되는데, 통신 불안정으로 인한 데이터 유실, 베터리 수명 및 교체, 센서의 노후화로 인한 정확성 감소와 같은 이유로 데 이터 계측에 한계가 발생할 수 있다. 이는 구조 건전도 모니터링의 안정성을 저해하는 주 요 요인이 된다. 따라서 본 연구에서 이상데이터가 발생하여도 장기 구조 건전도 모니터 링의 안정성을 유지할 수 있는 이진조건 기반의 적대적생성신경망을 사용한 센서 네트워 크 결측 데이터 복원 기법을 제안한다. 이상데이터의 위치정보를 가지고 있는 이진벡터를 추가함으로써 이상데이터에 대한 복원성능을 향상시켰으며 이진조건을 사용하지 않는 적 대적생성망과의 성능 비교를 수행하였다. 또한 실제 구조응답 데이터의 경우 손실 혹은 이상데이터를 구분하는데 한계가 있기 때문에 이상데이터를 분류하여 이를 토대로 이진 벡터를 결정하는 합성곱신경망을 추가하였다. 해당 모델의 검증을 수행하기 위해 3가지 실험 데이터를 활용하였으며, 해당 실험을 통해 구조 건전도 모니터링 수행에 있어서 결 측 데이터를 대체할 수 있는 유의미한 데이터 복원 성능을 확인하였다. 또한 손실률이 증 가하여도 일정수준 이상의 복원성능을 보이는 것을 확인하였다.
자전연소합성법에 의해 제조된 BaTiO₃ 분말의 첨가제에 따른 유전특성 평가
Barium titanate(BaTiO₃) is one of the most important materials in the electronics industry, particularly because of its high dielectric constant and ferroelectric properties. Barium titanate as a dielectric material for X7R-type(a low dissipation factor of 1.5% or less, temperature coefficient of capacitance less than ±15% deviation over the temperature range of -55 to 125℃) capacitive components fine extensive use in electric equipment for data processing, military applications, automotive applications, telecommunications and other applications in which the materials are subjected to substantial changes in temperature, frequency and voltages. In this study, high purity fine BaTiO₃ powders prepared by SHS(Self-propagating High-temperature Synthesis) were used to manufacture X7R-type ceramics. we would examinate the study of dielectric properties and temperature characteristics with various additives(binder, sintering agent, ion exchanger) In separate binder addition, the green and sintered density of specimen were decreased as binder content increases. The increased porosity resulted in fine grain size due to the inhibition of grain boundary moving. Dielectric property of BaTiO₃ based-ceramics is greatly dependent of grain size. The smaller is grain size, the broader is dielectric constant as temperature viriation. Especially, when ion exchangers were used, the T_(c) of BaTiO₃ shifts to lower and the dielectric constant curve become broad. In this study, a temperature stable high dielectric ceramic capacitor material was made from various additives.