2차원 유속장(flow field)은 하천흐름의 특성을 이해하기 위한 중요한 수리학적 자료 중 하나로서, 수공구조물 위치선정 및 설계, 하천에서의 이송-확산 예측, 하천 의 수리학적 거동을 예측하기 위한 중요한 기본 자료로 사용된다. 지금까지 이러한 하천흐름 특성을 예측하기 위해 제한적인 현장조건과 적절한 계측방법, 계측기기 의 기술적 한계로 인해 현장실험 보다는 다양한 수치모형을 이용하여 왔다. 하지만 최근에는 계측기기의 발달로 과거보다 정확하고 정밀한 현장계측이 가능하여 졌 으며, 현장 계측자료의 질적이고 양적인 수요를 만족시키고 있다. 대표적으로 초음파도플러유속계(ADCPs; Acoustic Doppler Current Profilers)는 유량을 정확하 게 측정하는 것으로 유명하며, 2차원 뿐만 아니라 3차원 유속장 등 자세한 유속자료를 제공한다. 하지만 이러한 측정 능력에도 불구하고, ADCP를 활용한 유속 측정 은 주로 횡단면 측정을 기본으로 수행하기 때문에, 수치모형의 결과와 같이 높은 밀도의 유속장을 얻기 위해서 공간보간기법이 활용되고 있다. 하지만 만곡이 존재하 는 자연하천은 하도형상에 따라 유속이 지속적으로 변화하기 때문에 일반적인 공간보간기법을 적용하기 어렵다. 즉, 자연하천의 만곡에 따른 비등방성을 고려하지 않 는다면, 역거리가중법(IDW)과 크리깅(Kriging)과 같은 일반적인 공간보간기법으로는 잘못된 결과를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 만곡이 존재하는 사행하천을 대상으로 방향성을 고려하기 위한 곡선좌표계와 비등방성을 고려하기 위한 비등방적 참 조범위를 적용한 공간보간기법을 개발하였다. 본 연구에서 제시한 기법을 한국건설기술연구원 하천실험센터에 존재하는 3개의 사행수로가 포함된 실규모의 실험수 로를 대상으로 적용한 결과, 평균제곱근오차와 상관계수는 기존의 공간보간기법과 비교하여 각각 41.5% 감소, 40.0%가 증가하여 정확성과 상관성이 개선되었다.

The spaces under bridge have been used as business zone and yard. The facilities and piles of goods under bridges are considered at high risk for fire danger. In this paper, CFD simulations were conducted to predict the temperature change beneath steel and concrete bridges due to fire in clothing boxes, frequently placed in the space under bridge. Based on these results, the relationship between the piled height of clothing boxes and the clearance of bridge, and temperatures beneath the bridge was derived using a Lagrange interpolation.

The spaces under bridge have been used as business zone and yard. The facilities and piles of goods under bridges are considered at high risk for fire danger. In this paper, CFD simulations were conducted to predict the temperature change beneath steel and concrete bridges due to fire in clothing boxes, frequently placed in the space under bridge. Based on these results, the relationship between the piled height of clothing boxes and the clearance of bridge, and temperatures beneath the bridge was derived using a Lagrange interpolation.

MK-PRISM developed for wind interpolation was applied to case studies and was verified in previous studies. Thus, some tests were necessary before the model used in order to produce wind speed maps for the whole area of South Korea. In this study, the MK-PRISM was applied to producing wind speed maps of South Korea. The result showed that sharp changes occur in wind speed distribution, despite the continuous similar topographic. The primary reason for the phenomenon was that a linear regression slope between elevation and wind speed used in interpolation process was changed rapidly in some areas. This study used the landform classification data to address this problem. The improved model controlled similarly the slope of the linear regression equation in the continuous valley, slope, and ridge. Therefore, the slope of the linear regression equation does not change dramatically in the improved model. The improved model was named MK-PRISM-Wind in this study. The wind speed was similar on the ridge continuously in the wind speed distribution produced by MK-PRISM-Wind. In addition, the wind speed was more gradually changed compared to the previous model on the plains and foothills. The results mean that MK-PRISM-Wind can produce wind speed maps more reasonable than the previous model, and it can be applied to the wind speed interpolation of South Korea. High-resolution gridded wind speed map produced by MK-PRISM-Wind is expected to be utilized for various studies.

The interpolation of missing AIS data can be used for recovering the lost data of a ship’s state which is then able to produce useful information for VTS stations or other ships. Previous research has introduced some interpolating methods however there are some problems with regard to missing AIS data. This paper proposes one new method which includes linear interpolation, cubic Hermit interpolation and an identification mechanism to overcome some of those limitations, first AIS data regarding ship position, COG, SOG and HDG is divided into separate time series, then the characteristic of the missing data is investigated into through using an identification mechanism, an appropriate interpolation is selected to fit all the time series which matches the characteristics. Numerical experiments are carried out using real AIS data to validate the algorithm of this approach and the results are compared with the previous method, after which the actual missing area is suggested to be interpolated by the proposed method. The interpolation results show this approach can be applied well in practice.

Through Estimation of stress distribution, both value and location of the maximum stress can be found. and the maximum stress is very important indicator for structural safety evaluation. In this connection, a lot of studies to estimate stress distributions are conducted. But studies on the optimal number and location of measurement points are few. So, In this study, the effects of the number and location of measurement points on the estimation stress distribution for the steel beam structure using motion capture system and cubic smoothing spline interpolation are researched.

This study investigates the theoretical background of the interpolation methods that regards the topographical effect on the climate data, such as Co-kriging, Artificial Neural Network and MK-PRISM(Modified Korean Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model). Prior to applying the MK-PRISM to the interpolation of wind speed, this study has improved the model to be closer to the fundamental concept of the PRISM and verified it‘s validity. Since each method has individual advantages and disadvantages, there will be a need for comparative studies in order to select an interpolation method that is suitable for the topography of Korea. This study has added a weighted value that considers the existence of clusters at the known point, and has supplemented the digital elevation models and aspects distribution of multiple scales for application. In addition, this study has allowed the consideration of sharp changes between the known point and unknown point when calculating the topographic facet weighting. The supplement model was verified through the interpolation of rainfall in Jeju Island. The coefficient of determination and KGE(Kling and Gupta Efficiency) of the model displayed the results of 0.86 and 0.87, respectively for August 2010 monthly precipitation in Jeju Island, and the model was accordingly verified. This study is able to provide the necessary information to the researchers who wish to interpolate the observation data of wind speed. Furthermore, the supplement MK-PRISM becomes available to the research on the interpolation of wind speed.

파티클 기반의 유체 시뮬레이션에서 파티클 들이 경계면에 부딪쳐 쇄파를 일으키는 경우 과도한 움직임으로 인해 자연스러운 흐름을 표현하기 어렵다. 파티클이 이동하는 시간 간격을 세분화하여 선형보간 함으로써 이 문제를 해결할 수 있다. 이렇게 하면 경계면에 모여 압력이 높아진 파티클 들의 가속도 벡터가 부드럽게 변한다. 하지만 보간을 하기위한 최소 샘플수가 높기 때문에 파티클 들이 점성을 가진 액체처럼 뭉치는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 가중치 보간 방식을 사용한다. 가중치 보간은 파티클의 현재 가속벡터와 이전 가속벡터에 서로 다른 가중치를 주며 차례로 더해 이동벡터를 구한다. 가중치 보간 방식을 쓰면 비슷한 흐름을 표현하는데 필요한 샘플수가 선형 보간 방식보다 적다. 그 결과로 점성을 가진 액체처럼 뭉치는 선형보간 방식의 문제점을 해결할 수 있다.

영상 워핑은 입력 영상을 주어진 조건에 적합하게 변형하는 기술로, 최근 영화나 애니메이션 분야에서 캐릭터의 얼굴 형상을 변형하는데 활용되고 있다. 얼굴 특징을 기반으로 형상을 변형하는 워핑 방법 가운데 하나인 메쉬 워핑은 입력 영상에서 눈, 코, 입 주변의 사각형 모양의 메쉬 그룹을 형성하여 1:1정합시킴으로써 워핑 영상을 생성하는 방법이다. 이는 메쉬 제어점 좌표에 오차가 있거나 작은 면적의 메쉬로 세분화되어 생성된 경우 메쉬들의 경계 선분에서 결과 영상이 일그러지는 문제점이 있다. 본 연구는 얼굴의 자연스러운 워핑 영상을 생성하는 과정에서 오류 발생을 최소로 하며 정확한 결과를 적은 연산량과 시간에 처리하기 위해 삼각형기반의 영상 보간 기법을 제안한다. 우선 얼굴을 대표하는 특징점들을 찾고 이들을 연결하여 기본 삼각형 메쉬를 구성한다. 제안하는 방법은 기존의 메쉬 워핑과 비교하여 연산 처리량과 시간은 단축되면서 워핑 과정에서의 오류 발생을 줄일 수 있음을 실험으로 보인다.

This paper describes Declination interpolation method in the application of Digital Magnetic Compass(DMC) with small capacity memory for relatively low-priced system. The purpose of this study is to find accurate declination values using Declination Lookup Table(DLT) and Secular Variation Table(SVT) with the Bilinear interpolation method having four points data only. World Magnetic Model with Gauss coefficients produced by NOAA is used in the calculation of DLT and SVT at desired years. To verify the applicability of the proposed method, the simulation tests and the error analysis are carried out in this work. As results from tests, the interpolation error is within 0.01 degree that is much enough to implement high accurate DMC comparing with commercial DMCs on the market. In summary, the declination interpolation method, proposed in this study, can be useful in the application of DMC.

본 연구에서는 프랙탈 이론의 하천유역분야 적용성을 고찰을 통하여 하상의 불연속 경계면을 보간하기 위한 침식모형기반 프랙탈 기법을 제시하고, 이를 이용하여 적용 대상인 하상 경계부분의 3차원 지형을 생성하여 실제 측량성과와의 비교, 공간 통계학적 분석을 통해 이론의 적용성을 검증하였다. 침식모형기반 프랙탈 기법의 검증을 위해 표본을 추출하여 실제 지형측량 결과 및 IDW 기법에 의한 보간 지형과의 분산분석을 수행하였다. 표본집단이 모집단과 동일 분산을 갖고 있는지에 대한 표고값 간의 F-검정 결과, 유의확률 0.501로 유의수준 0.05보다 큰 것으로 분석되어 표고의 표준차이는 없는 것으로 나타났다. 분산분석 결과 RMSE는 IDW 및 침식모형기반 프랙탈 기법 각 0.802, 0.384로 침식모형기반 프랙탈 기법이 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과로 부터 3차원 정밀 하상 지형 생성 방법으로 침식모형기반 프랙탈 기법의 적용성이 우수한 것으로 사료된다.

입력자료의 불확실성은 강우-유출 모의에서 중요한 불확실성 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 먼저 세 가지의 서로 다른 내삽 기법을 통해 계산된 강수 입력 자료 (관측값을 각 소유역의 중심점으로 내삽하여 추정한 입력자료임)들이 강우-유출 모형에 미치는 영향을 분포형 수문모형 (PRMS)을 이용하여 분석하였으며, 내삽오차를 바탕으로 발생한 입력자료를 앙상블 유량 예측에 이용하는 과정을 수문학적으로 서로 다른 두개 하천 유역에 적용하였다. 또한 Monte

분포형 수문 모형의 일강우 입력 자료는 불가피하게 불규칙하고 밀도가 낮은 관측망에서 기록된 값을 내삽해 사용하게 되나, 흔히 사용되는 대부분의 내삽법들은 실제 일강우의 다양한 공간적 분포를 잘 재현하지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 널리 사용되는 다섯 가지의 강우 내삽 방법을 두개의 유역에 사용하여 비교하고 실제 공간적 분포를 보다 잘 나타낼 수 있는 2단계 내삽법을 제안하였다. 비교에 사용된 내삽법은 (1) 역가중치 방법(IDW), (2) 다중회

현재 선박들은 교량 및 시설물 통과시 선박의 흘수에 토대를 둔 대략적인 예측치로 안전통항 높이를 결정하고 있으나 표준선박을 제외한 바지선 등이 항해시 바다의 조석간만에 따라 안전통항 높이 예측치가 부정확할 때가 종종 있다. 또한 지구 온난화 및 국지적 해면 상승으로 인한 해양재난으로 인명피해와 재산피해가 점차 급증하고 있으며, 지진이 아닌 유사 재난해파에 대해서는 경고할 수 없는 문제가 상존하고 있다. 본 논문에서는 선박 등이 안전통항을 가능하게 하고, 쓰나미와 같은 재난해파로부터 피해를 절감시키기 위해 필요한 위성항법 기반의 정밀수직측위 기술들 중 해양 정밀측위 활용을 위한 GPS 정밀위성궤도의 보간에 관한 연구를 수행하였다. 본 논문에서 사용하는 GPS 정밀위성궤도는 국제 GNSS 서비스 기구인 IGS로부터 제공받을 수 있지만 데이터 간격이 15분으로 실시간 정밀측위시 최대 15분의 위성궤도 지연으로 오차가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 실시간 정밀측위 오차를 줄이기 위해 보간시 발생하는 발진현상을 효과적으로 제거하는 방법을 제안하였으며, 마지막으로 보간된 GPS 위성궤도의 정확도를 분석하였다.

저해상도 3D 해저 디지털 지형 모형(Digital terrain model: DTM)의 이미지를 컴퓨터 화면에 확대 표시할 때 데이터가 없는 픽셀은 인위적으로 보간해서 표시할 수밖에 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 선형 보간법의 문제점을 개선하기 위해 저해상도 DTM으로부터 지형정보를 추출하고 이로부터 보간하는 방법을 다룬다. 이를 위해 DTM을 다수의 패치로 분할하고 프랙탈 이론(Fractal theory)를 이용하여 프랙탈 차원을 추정하고, 추정 정보와 원래의 데이터를 근간으로 패치 지형을 Midpoint Displacement법으로 보간하고, 보간된 이미지의 국부적인 기복을 완화해 자연스런 해저지형을 만들기 위해 미디언 필터(Median filter)를 이용한다. 가상의 프랙탈 지형 맵을 이용하여 제안된 알고리즘의 그 유효성을 검정한다.

피부, 옷 등 실세계의 대부분의 물질들은 반투명한 재질로 되어있고, 부드러운 외양을 띄고 있다. 본 논문에서는 GPU 기반의 계층화 알고리즘을 통해, 양극 확산 (dipole diffusion) 기법에 기반한 표면 내에서의 빛의 산란에 의한 조명을 근사하여 반투명한 재질을 실시간에 렌더링하는 기법을 제안한다. 무수히 많은 수의 픽셀 빛 입자들은 GPU를 활용하여 쿼드트리로 계층화된다. 렌더링될 각 픽셀마다, 많은 빛 입자를 대신하여 좋은 화질로 근사할 수 있는 집합들을 선택하고, 이것을 사용하여 조명을 계산한다. 우리는 또한, 고해상도 이미지를 효율적으로 렌더링하기 위해 공간적 일관성과 early-z 컬링을 이용한 계층적 화면 보간 기법을 소개한다. 이를 위하여, 화면 정보를 GPU 상에서 계층화한다. 우리는 공간적 유사도가 높은 픽셀들을 하나의 픽셀로 렌더링함으로써 적응적으로 보간한다. 실험을 통해 빛 계층화를 통해 반투명한 물체를 실시간에 렌더링할 수 있음을 확인하였다. 화면 보간 기법은 동급 화질에서 렌더링 비용을 2~4배 정도 감소시켰다. 모든 과정은 GPU를 사용한 이미지 공간 상에서 빠르게 수행되며, 어떠한 긴 전처리과정도 필요하지 않는다.

Continuous depth data are often required in applications of both onboard systems and maritime simulation. But data available are usually discrete and irregularly distributed. Based on the neuron network technique, methods of interpolation to the charted depth are suggested in this paper. Two algorithms based on Levenberg-Marquardt back-propaganda and radial-basis function networks are investigated respectively. A dynamic neuron network system is developed which satisfies both real time and mass processing applications. Using hyperbolic paraboloid and typical chart area, effectiveness of the algorithms is tested and error analysis presented. Special process in practical applications such as partition of lager areas, normalization and selection of depth contour data are also illustrated.

미계측지점에서의 일유출량 시계열을 합성하기 위한 도구로서 유황곡선과 공간내삽알고리즘을 이용한 지역화기법이 개발되었다. 본 연구에서는 낙동강 유역의 8개 유량 관측 지점들 중 일부를 미계측지점으로 가정하여 지역화 기법을 통해 미계측 지점의 유황곡선을 합성하였으며, 합성된 유황곡선을 공간 내삽 알고리즘에 적용하여 미계측 지점의 일유출수문곡선을 합성하였다. 미계측지점으로서 가정된 지점에서의 관측 수문곡선과 합성 수문 곡선을 비교한 결과는 상당히 좋은 값을 나