algorithms for deriving and analyzing retroreflectivity influence factors through regression analysis. METHODS : An experimental road lane was created to examine the trends of retroreflectivity and LiDAR intensity values, and a controlled indoor experiment was conducted to identify influencing factors. The optimal algorithm was developed by regression analysis of the experimental data. RESULTS : The significance probability (P-value) through SPSS linear regression analysis was 0.000 for measured height, 0.001 for perpendicular angle, 0.157 for vertical angle, and 0.000 for LiDAR intensity, indicating that measured height, vertical angle, and LiDAR intensity are significant factors because the significance probability is less than 0.05, and vertical angle is not significant. The NNR regression model performed the best, so the measurement data with height (1.2m, 2m, 2.2m) and vertical angle (11.3°, 12.3°, 13.5°) were analyzed to derive the optimal LiDAR Intensity measurement height and vertical angle. CONCLUSIONS : For each LiDAR measurement height and vertical angle, the highest correlation between LiDAR Intensity and retroreflectivity was found at a measurement height of 1.2 meters and a vertical angle of 12.3°, where the model learning accuracy (R2) was the highest.

PURPOSES : The purpose of this study is to verify the effect of improving the retroreflectivity of pavement marking by increasing the refractive index of glass bead. METHODS : Pavement marking test-beds has been installed in National Highway 19, 42 and KICT Yeoncheon SOC Center. In testbeds several marking sections were installed for each type of marking materials and glass beads. In this test-beds initial dry and wet retroreflectivity were measured and analyzed. RESULTS : When the refractive index of glass bead was adjusted upward in water based paint(glass bead No.1→ No.2), dry retroreflectivity increased by about 30 to 70%, and wet retroreflectivity slightly increased by about 10 to 40%. When using glass bead No. 2 in water based paint, it was found to meet the standards of the Road Traffic Act. However, since wet retroreflectivity of water based paint slightly exceeds the standard value, a follow-up investigation is needed to determine how long this performance can be maintained. When using glass bead No.1 in MMA(methyl methacrylate), the average wet retroreflectivity was evaluated to be 128 to 150 mcd/lx/m2, and when using glass bead No.2, the average wet retroreflectivity was evaluated to be about 200 to 270 mcd/lx/m2. Accordingly, MMA showed the best performance compared to other paints. CONCLUSIONS : When using glass bead No.1 in water-soluble paints and thermoplastic, it did not meet the wet retroreflectivity standards of the Road Traffic Act. But when using glass bead No.2, it met the wet retroreflectivity standards. As a result of analyzing the road marking budget according to the upward adjustment of the refractive index of glass bead, it was analyzed that if only the material class was adjusted upward, the cost would increase by more than twice the current budget. In order to decrease this budget increase rate(to increase service life), it is necessary to strengthen quality control standards for pavement marking and develop scientific-systematic quality control techniques.

PURPOSES : The retroreflectivity of pavement markings for road safety was evaluated. METHODS : Field tests of pavement markings, which are characters, symbols, crosswalks, and stop lines, but do not include line markings, were conducted using a portable retroreflectometer with the purpose of evaluating the retroreflectivity according to the type of pavement markings and roads. Furthermore, changes in retroreflectivity due to wheel passing and wet conditions were evaluated. Here, 192 test points for evaluating the retroreflectivity of pavement markings, 5 test points for evaluating reductions in retroreflectivity during conditions of wetness, and 28 test points for checking variability due to type of testing device were selected on major and minor arterial roads in Seoul. RESULTS : The average retroreflectivity of pavement markings measured in this study was 115.7 (mcd/m2·lux), which is lower than the minimum retroreflectivity required six months after installation but higher than the minimum remarking retroreflectivity required by Seoul city. The retroreflectivity of pavement markings measured on minor arterial roads was 69.1% of that on major arterial roads. The average retroreflectivity of pavement markings was reduced to 43.1% by wheel passing, which is below the remarking criterion. The average retroreflectivity measured on wet pavement markings was 43.7 (mcd/m2·lux), which is a ninth of that under dry conditions. The test results showed that retroreflectivity in the rain was much lower than the required value in the case of rain, which is 175 mcd/m2·lux, as issued by Seoul city. Compared with mobile retroreflectometers, a portable retroreflectometer produced 17% higher retroreflectivity based on the results of 28 test points. CONCLUSIONS : Based on the field tests, the retroreflectivity of pavement markings, i.e., characters, symbols, crosswalks, and stop lines, was higher than the average remarking criterion. However, the retroreflectivities of pavement markings passed by the wheel or in rain were lower than the remarking criteria. Considering that the remarking criteria in Seoul city are higher than those in Europe and the test results in this study indicate much lower values than those required in Seoul, further study is necessary to be able to properly modify the criteria for retroreflectivity.

극궤도 위성(Aura)에 탑재되어 운용 중인 Ozone Monitoring Instrument (OMI)를 이용하여 동아시아 지역에 대한 등가 람버시안 반사도(Lambertian Equivalent Reflectance; LER)를 유도하였다. 본 연구의 LER 기후값(2004년 10월 -2007년 9월)은 기존 OMI 및 MODIS 결과와 다음 대기환경 변수의 관점에서 비교분석되었다. 파장(자외선, 가시광선), 지표 특성(육지, 해양), 그리고 구름 제거. 자외선 및 가시광선 파장역(328-500 nm)에서 산출된 LER은 최소 반사도뿐만 아니라 세 종류 하위 평균(1, 5, 10% 이내)으로 산출되었다. 이들 중에 10% 평균값이 OMI 결과와 가장 잘 일치하였다. 여기서 상관계수는 0.88, 평균 제곱근 오차는 1.0%. 그리고 평균 편차는 −0.3%이었다. 10% 평균값과 기존 OMI LER값은 해양에서 가시광선에 비하여 자외선 영역에서 큰(~2%) 반면에 육지에서는 작게(~1%) 나타났다. 또한 파장 및 지표 특성에 따른 LER 변동폭은 육지 및 가시광선 조건에서, 특히 만년설 및 사막 지역에서 크게 나타났다(~3%). 최소 반사도값은 해양 및 육지의 표본 지역에서 MODIS에 비하여 약 1.4% 과대 산출되었다. 이러한 원인은 고해상도 MODIS 자료에서의 효과적인 구름 제거에 있다고 분석되었다. MODIS에 대한 10% 평균값의 상대 오차는 기존 OMI 산출물에 비하여 해양에서 작았으나(−0.6%) 육지에서는 컸다(1.5%). OMI 산출물 경우에 육지에서의 작은 상대 오차는 Landsat 자료 이용한 효과적인 구름 제거에 있다고 추정되었다. 본 연구는 정지궤도 환경위성(예, GEMS) 관측을 이용한 지면반사도 산출에 기여할 것으로 기대된다.

본 연구의 목적은 위성의 밝기온도를 기반으로 한 정량적 강우량 추정기법의 개선을 위함이다. 우리나라 여름철 강우사례를 이용하여 강우추정을 위한 비선형 관계식을 개선하였다. 분석을 위해 레이더 자료로 기상청 기상레이더 관측망의 고도 1.5 km와 CMAX 반사도 합성자료를 사용하였으며, 위성자료는 천리안 위성의 가시, 적외, 수증기 채널의 자료를 이용하였다. 새롭게 도출된 알고리즘은 A-E method, CRR v4.0 analytic function의 결과와 비교를 하였다. 검증을 위해 우리나라 ASOS에서 관측한 지상강우량 자료를 사용하였다. 공간검증을 위해 검증지수로 POD, FAR, CSI를 계산하였으며 각각 0.67, 0.76, 0.21로 나타났다. 정량적 강우검증을 위해 MAE와 RMSE를 계산하였으며 각각 2.49, 6.18 mm/h였다. A-E에 비하여 정량적인 오차가 줄어들었으며 CRR에 비하여 공간적인 정확도가 증가하였다. 개선한 관계식을 적용한 방법이 두 알고리즘의 부족한 부분을 보완할 수 있는 것으로 판단된다. 개선한 관계식을 통해 강우를 추정하는 방법은 복잡한 알고리즘을 거치지 않고 짧은 시간에 강우추정이 가능함으로써 현업용 실시간 초단기 예보에 활용될 수 있다.

지면반사도 정보는 열평형 및 환경/기후 모니터링에 중요하다. 본 연구에서는 정지궤도위성의 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS) 관측에서 300-500 nm 파장 영역의 지면반사도 산출 시에 오차 유발 요 소에 대한 민감도를 조사하였다. 장차 GEMS 지면반사도 산출 시에 오차 분석을 위하여 극궤도 위성의 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS; 공간 해상도 1 km×1 km) 자료 및 Ozone Mapping Instrument (OMI; 12 km×24 km) 자료 그리고 복사전달모델 수치실험도 분석에 사용하였다. 본 연구에서 오차 유발 요소는 구름, 레일리 산란, 에어로졸, 오존 그리고 지면 특성이다. GEMS 저해상도(8 km×7 km)에서의 구름 탐지율은 MODIS 대비 약 79% 이었으나, GEMS 화소의 운량이 40% 이하에서는 상대적으로 낮았다. 이러한 경향은 구름 이외의 다른 효과(에어로졸, 지면 특성)로 인하여 주로 발생하였다. RGB 영상과 복사전달모델 계산을 기초로 조사된 레일리 산란 효과는 육지에 비하여 해양 지역에서 뚜렷하였다. 지면반사도가 0.2보다 작은 경우에 위성관측 대기상단 반사도는 에어로졸 양에 비례 하였으나, 0.2보다 큰 경우에는 그 반대 경향을 보였다. 또한 에어로졸 양에 의한 지면반사도 산출 오차는 자외선 영역 에서 파장에 따라 급격하게 증가하였으나, 가시광선에서는 일정하거나 다소 감소하였다. 오존 흡수는 자외선 영역(328- 354 nm) 중 328 nm에서 가장 크게 나타났다. 지면반사도가 0.15인 육지 경우에 음의 오존전량 아노말리(-100 DU)로 인한 지면반사도 산출 오차는 +0.1이었다. 본 연구는 GEMS 위성관측을 이용한 지면반사도 원격탐사의 정확도를 높이 는데 기여할 수 있다.

교통안전시설물은 도로 이용자가 필요로 하는 정보를 사전에 전달하고, 또한 행동을 동일하게 통제함으 로서 도로상의 안전 확보 및 교통 소통을 증진하는 시설이다. 교통안전시설 중 선으로 표시하는 중앙선, 구분선 등의 차선은 운전자에게 진로 및 도로선형 등의 시각적인 정보를 제공함으로써 운전자의 안전하고 편리한 운행을 돕는 중요한 역할을 한다. 최근 야간에 차선이 보이지 않아 운전자들의 야간 주행안전성이 문제가 되고 있다. 이와 같은 야간 주행 문제는 최근 3년간 야간 교통사고 사망자 수가 전체 사망자 수의 52.8%로 절반 이상을 차지할 만큼 대안 마련이 필요한 실정이다. 노면표시의 시인성은 자동차 전조등에서 나오는 빛을 유리알에 의해 재귀반사 함으로써 이루어진다. 하지만 유리알에 의한 재귀반사는 전조등 거리 에 따른 시인거리에 한계가 있고, 전조등 빛이 닿지 않는 구간인 굴곡이 심한 산지부 도로나 커브가 있는 회전구간에서 시인거리가 극히 제한될 수밖에 없다. 해외에서 주로 연구되고 있는 축광 노면표시는 재귀반 사 방식의 한계를 극복할 수 있고, 조명시설이 부족한 구간에 설치 시 야간 주행안전성을 향상시킬 수 있 다. 하지만, 대부분 축광에 의해 도료 자체에서 방출되는 빛만을 이용하여 시인성을 확보하는 기술로 자동 차의 전조등이 비추는 영역에서는 축광에 의한 시인성 효과를 얻기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 축광 노면표시에 유리알을 살포하여 자동차 전조등이 비추는 근거리에서는 재귀반사를 통한 시인성을 확보하 고, 원거리에서는 축광에 의한 시인성을 확보할 수 있는 축광 노면표시 개발을 위한 기초실험을 하고자 한 다. 이를 위해 유리알 성능과 노면표시 두께에 따른 축광 노면표시의 재귀반사도 및 휘도 성능을 비교･분 석하였고, 본 연구 결과는 향후 축광 노면표시 개발에 필요한 기초자료로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 축광 노면표시에 유리알을 살포하여 재귀반사와 휘도를 동시에 얻을 수 있는 노면표시 개발을 위한 기초실험을 수행하였다. 본 연구를 수행하며 도출한 결론은 다음과 같다. 1. 축광 노면표시 의 색도는「KS M 6080」기준을 만족하는 것으로 나타났다. 2. 축광 노면표시의 건조상태 재귀반사 실험 결과, 축광 노면표시에 유리알 살포시 경찰청 재귀반사 기준인 240 mcd/(㎡･Lux)를 모두 만족하는 것으 로 나타났다. 습윤상태 재귀반사 실험 결과도 유리알 1종 1호를 제외한 유리알 1종 3호와 2종 1호를 살포 한 축광 노면표시 시편은 경찰청 우천시 재귀반사 기준인 100mcd/(㎡･Lux)를 만족하는 것으로 나타났 다. 이에 따라 축광 노면표시에서도 유리알 살포시 자동차 전조등에 의한 재귀반사로 근거리 시인성 확보 가 가능할 것으로 판단된다. 3. 축광 노면표시는 일반 노면표시에 비해 유리알을 살포하지 않아도 도료 자체적으로 건조상태 재귀반사 성능이 높은 것으로 나타났다. 이는 축광 노면표시 도료가 자체적으로 빛 을 발산하기 때문인 것으로 판단된다. 4. 축광 노면표시에 유리알 살포시 축광 성능이 개선됨을 확인하였 고, 유리알 굴절률이 높아질수록 휘도 값이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 축광 노면표시의 두께가 두 꺼워질수록 휘도가 증가하긴 하지만 일정수준 이상으로 두께가 증가할 경우 축광 성능이 포화되어 더 이 상 휘도가 증가하지 않는 것으로 나타났다.

레이더 반사도를 이용한 강수추정의 개선을 위해 새로운 접근 방식인 경북대학교에서 개발한 하이브리드 고도면을 이용한 강수량 추정기법(Hybrid Surface Rainfall, KNU-HSR)을 사용하였다. KNU-HSR기법은 지형에코와 레이더 빔차폐의 영향을 받지 않는 2차원 하이브리드 고도면에서의 반사도를 이용하여 강수량을 추정한다. 본 연구에서는 정적 HSR 및 동적 HSR기법이 사용되었으며 비교 검증되었다. 정적 HSR은 빔차폐지도와 지형에코지도를 사용하며, 동적 HSR은 정적 HSR에 추가적으로 실시간 퍼지로직 품질관리를 통한 품질지수지도를 사용한다. 검증을 위해 상관계수(correlation coefficient), 총비율(total ratio), 평균편의(mean bias), 정규화된 표준편차(normalized standard deviation), 평균 상대오차(mean relative error)를 사용하였으며, 10개 강우사례의 지상우량계 강우자료를 이용하여 두 HSR의 강우추정 성능을 평가하였다. 모든 검증지수에서 동적 HSR은 반사도 보정을 하지 않은 정적 HSR에 비해 더 우수한 성능을 보였다. 동적 HSR은 레이더로부터 근거리에서는 과대추정하였으며 원거리에서는 빔 폭 확장 및 빔 고도증가로 인해 과소추정하였다. 동적 HSR의 정규화된 표준편차와 평균상대오차는 레이더로부터의 거리에 관계없이 가장 좋은 결과를 보였다. 정적 HSR은 약한 강우강도에서 상당히 과대추정하였으나 동적 HSR은 모든 강우강도에서 1.0에 총비율을 보였다. 반사도의 시스템오차 보정 후, 동적 HSR의 정규화된 표준편차와 평균상대오차는 각각 약 20%와 15%로 개선되었다.

도심지 빌딩에 의한 그림자가 대기경계층에 미치는 영향을 파악하기위하여 위성자료 분석과 수치실험을 실시하였다. 연구에 사용된 위성은 한국다목적위성(KOMSAT-2)의 가시자료이며, 수치모형은 다중반사도 계산을 위한 반사도 계산모형과 지표면 열수지를 계산하기 위한 오레건주립대학교 경계층 모형의 2가지이다. 위성자료 분석에서 고층빌딩이 밀집한 지역은 그렇지 못한 지역에 비하여 반사도가 최대 17% 낮게 산정되었다. 이는 건물의 그림자가 원인으로 작용한다. 그리고 반사도의 일변화는 태양고도에 따라 다르며, 정오에 가장 작은 값을 나타낸다. 건물 밀도가 높은 경우 지표면 온도가 43.5˚C까지 상승하는데 비하여 건물 밀도가 낮은 지역의 경우 지표면 온도는 37.4˚C까지 상승한다. 그러나 높은 빌딩에 따른 기계적 난류에 의하여 반사도에 의한 온도상승이 직접적으로 대기온도상승과 연결되지는 않는다.

차선의 주요성능인 차선반사도는 도로의 기하구조 특성, 차선재료, 교통량, 일기, 환경요인등 다양한 요소에 의해 영향을 받게 된다. 그 결과 차선은 영향을 받은 정도에 따라 각기 다른 반사성능을 나타내게 된다. 본 논문은 공용중인 고속도로에서 차선의 반사성능 감소가 심할 것으로 예상되는 특정 기하구조 및 시설물 구간의 차선반사도 증감의 특성을 확인하여 밝히는 데 그 목적이 있다. 이를 통해 현행 최소차선반사도 기준과 비교하여 차선 반사도의 기하구조 또는 시설물 구간에 따른 차별적 관리가 필요하다는 주장을 제시하고자 한다. 데이타 분석을 위해 중부고속도로 하남JCT-남이JCT구간에서 황색실선. 백색점선의 차선반사도를 측정하였다. 이 측정치를 도로시설물 특이사항별로 구분하고, 각 구간에 대해 진입 전, 해당 구간, 통과 후로 구분하여 각각의 차선반사도를 비교 분석하였다. 분석결과 곡선구간, 오르막구간, IC램프구간, 터널구간에서 차선반사도가 상대적으로 낮게 측정되었다. 이로써 차선반사도의 기하구조 및 시설물 구간에 따른 차별적 적용 및 관리의 필요성을 제시하였다.

최근 기후변동성으로 유발되는 불안정한 기상상태를 효과적으로 관측하고자 레이더가 도입되고 있다. 레이더는 경험식으로 산정된 Z-R 관계식을 통하여 레이더 강우량을 제시하게 된다. 이 과정에서 레이더 강우량은 필연적으로 지상에 도달하는 실제 강우량과는 정량적 오차가 발생하게 된다. 본 연구는 확률통계학적 방법론을 이용하여 Z-R 관계식 매개변수 산정과정에서 우리나라의 강우특성을 고려함과 동시에 Z-R 관계식 매개변수의 불확실성을 정량적으로 제시하고자 한다. 강우의 계절성을 고려하여 Z-R 관계식 매개변수를 추정하는 과정에서 Bayesian 추론기법을 도입하여 생산된 레이더 강우량은 기존의 Z-R 관계식에 비하여 개선된 통계적 효율기준을 제시하였다. 따라서 Bayesian 추론기법을 활용한 Z-R 관계식 매개변수 산정은 정량적으로 신뢰성 있는 고해상도 강우정보의 생산은 고도화된 수문해석 및 기상예보 지원을 가능케 할 것으로 판단된다.

레이더 빔 차폐는 송신된 레이더 빔이 지형 및 차폐물로 인해 부분 혹은 완전히 차단되는 현상으로 강수량 추정시 과소추정의 주된 원인이 된다. 본 연구에서는 레이더 누적반사도지도를 이용하여 지형에 의한 부분차폐영역의 반사도를 보정하였다. 누적반사도지도는 레이더 반사도를 누적하고, 공간적으로 균일한 레이더 반사도 장을 가정하여 작성하며, 빔 차폐를 분석하는데 유용한 자료이다. 차폐분석을 통해 차폐보정지도를 작성하고, 태풍과 장마 사례에 적용하여 차폐가 발생