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Development of a Data Reduction algorithm for Optical Wide Field Patrol
박선엽,금강훈,이성환,진호,박영식,임홍서,조중현,문홍규,배영호,최진,최영준,박장현,이종호 한국우주과학회 2013 Journal of Astronomy and Space Sciences Vol.30 No.3
The detector subsystem of the Optical Wide-field Patrol (OWL) network efficiently acquires the position and time information of moving objects such as artificial satellites through its chopper system, which consists of 4 blades in front of the CCD camera. Using this system, it is possible to get more position data with the same exposure time by changing the streaks of the moving objects into many pieces with the fast rotating blades during sidereal tracking. At the same time, the time data from the rotating chopper can be acquired by the time tagger connected to the photo diode. To analyze the orbits of the targets detected in the image data of such a system, a sequential procedure of determining the positions of separated streak lines was developed that involved calculating the World Coordinate System (WCS) solution to transform the positions into equatorial coordinate systems, and finally combining the time log records from the time tagger with the transformed position data. We introduce this procedure and the preliminary results of the application of this procedure to the test observation images.
다중 스케일 접근을 통한 부산광역시 대기 중 미세먼지(PM10) 및 초미세먼지(PM2.5) 농도의 국지적 특성 분석
박선엽 국토지리학회 2021 국토지리학회지 Vol.55 No.3
부산광역시 미세먼지 농도는 봄철을 중심으로 지난 15년간 전반적으로 감소 추세를 보이는 가운데 도시 내부의 국지적인 환경 특성에 따른 농도 분포의 차별성은 지속되고 있다. 공단지역, 상업지역, 주거지역 등 다양한 도시 조건에 따라 지점별로 평균농도 수준의 차이가 발생한다는 점이 확인되었고, 전반적으로 오전의 미세먼지 농도는 빠르게 증가하는 반면 오후 시간대의 감소 속도는 상대적으로 낮은 비대칭적 일주기 특징이 나타났다. 요일과 시간대별 미세먼지 농도에 기반한 군집분석 결과, 전체 관측 지점들은 지점별 농도 범위에 따라 4개의 주요 군집으로 구분되었다. 공업 또는 농업지역 특성이 지배적으로 나타나는 지역에서는 가장 높은 미세먼지 농도가 관측되었고, 다른 지역에 비해 농도 증가 속도가 빠를 뿐만 아니라 일최고농도 발생 시점도 앞당겨지는 경향을 보였다. 산업별 업종, 녹지 분포, 1차 및 2차 오염물질의 비중과 같은 미세먼지 농도에 영향을 미치는 세부적 요인의 국지적 분포 특징을 파악함으로써 대기질 개선의 구체적인 방향을 마련할 수 있을 것으로 전망된다. While PM10 concentrations in Busan Metropolitan City have decreased over the past 15 years, their intra-city variations still persist due to local environmental characteristics of the city. It has been confirmed that the average PM10 level spatially varies depending on various urban conditions such as industrial, commercial, and residential areas. Asymmetric daily cycles were observed in PM10 concentrations, where PM10 levels increased rapidly in the morning hours, but the rate of decrease in the afternoon hours was relatively lower throughout the city. A cluster analysis based on the daily and weekly PM10 data showed that the city’s air-quality monitoring points were divided into four main clusters caused primarily by their PM10 levels. The highest PM10 concentration was observed in the industrial or agricultural cluster, where PM10 concentrations increased faster in the morning, and the daily peak concentration occurred earlier than the other sites. The city’s specific strategies for air-quality improvement may be established when the spatially varying contributing factors on PM10 levels such as the type of industrial sectors, green space distributions, proportions of primary and secondary pollutants are further evaluated at the local level.
Prophet 모형에 기반한 부산광역시 대기 중 PM10 농도의 시계열 예측 기법 평가
박선엽 국토지리학회 2022 국토지리학회지 Vol.56 No.4
Facebook Prophet is a useful tool for analyzing and forecasting the trends and seasonalities of time-series data with periodicity. This study classified the entire air-quality monitoring sites into four clusters based on the local characteristics of PM10 concentration change patterns in Busan Metropolitan City using the Ward method, a widely accepted hierarchical clustering technique, and evaluated the effect of the major parameters of the Prophet model on its performance of forecasting the atmospheric PM10 concentration changes for each cluster. Due to the overall decreasing trend of the city’s PM10 concentration level, the magnitude of its seasonality has been graded down during the study period. Therefore, it was appropriate to apply a multiplicative approach to the model, considering the overall trend and spread of PM10 level changes over time caused by seasonality. Study results showed that the model’s validity was higher in clusters with relatively homogeneous land use characteristics than the other clusters consisting of residential, commercial, and mixed areas. In terms of PM10 concentration levels, overestimation occurred in the range where PM10 concentrations were low, and underestimation was found in the high-end range. To summarize the effects of parameter setting on the model’s forecast performance, the forecast accuracy of the Prophet model increased under the conditions where the Fourier series and seasonality scale were set relatively low and the change-point detection tolerance was set relatively high. Facebook Prophet 모형은 주기성을 가진 시계열 자료의 추세와 계절성 특성을 분석하고 예측하기 위한 유용한 도구이다. 본 연구는 부산광역시 대기 중 미세먼지 농도 변화 패턴의 국지적 특성에 따라 계층적 군집화 기법의 일종인 Ward법을 사용하여 전체 관측지점을 4개 군집으로 구분하고, Prophet 모형의 주요 매개변수가 군집별 미세먼지 농도의 시계열적 예측 성능에 미치는 영향을 평가하였다. 연구기간 중 도시 평균농도의 감소 경향에 따라 계절별 농도 변동 폭이 감쇠하고 있어서, 시간 흐름에 따른 변화 추세(trend)와 변동 폭(spread)의 변형 특징을 분석 모델에 반영하기 위해 승법 모델(multiplicative model)을 적용하였다. 군집별 분석 결과, 모형 적합도는 거주지, 상업, 혼합지역 등으로 구성된 군집에 비해 토지이용 특성이 상대적으로 등질적인 군집에서 더 높게 나타났다. 미세먼지 농도 구간별 적합도 측면에서는, 미세먼지 농도가 낮은 범위에서는 과대 추정이, 농도가 높은 범위에서는 과소 추정이 발생하였다. Prophet 모형의 예측 성능에 미치는 매개변수의 영향을 요약하면, 푸리에 급수와 계절성 강도 설정은 비교적 낮게, 변곡점 탐지 허용 범위는 상대적으로 높게 설정한 조건에서 Prophet 모형의 정확도는 높아지는 것으로 분석되었다.
박선엽,임홍서,조중현,배영호,박영식,문홍규,최영준,박장현,김태훈,박희선,진호,이정호,금강훈,최진,김재혁,Park, Seon-Yeop,Im, Hong-Seo,Jo, Jung-Hyeon,Bae, Yeong-Ho,Park, Yeong-Sik,Mun, Hong-Gyu,Choe, Yeong-Jun,Park, Jang-Hyeon,Kim, Tae-Hun,Park, Hu 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2
우주물체 전자광학 감시체계(OWL: Optical Wide-field Patrol)는 전세계에 5개의 50cm급 자동 망원경과 1개의 2m급 망원경을 설치하여 인공위성의 궤도 정보를 얻는 시스템이다. 이 시스템을 운영하게 될 소프트웨어는 크게 두 부분으로 나누어지는데, 해외 원격지에 설치되는 관측소의 50cm급 망원경의 마운트와 검출기, 돔, 기상 측기, 전원 제어 장치를 통합하여 무인으로 관측을 수행하고 그 결과를 본부에 보고하며, 각 시스템을 안전하게 보호하는 기능을 갖는 SOS(Site Operating System)와, 스케줄러에 의하여 각 관측소에 필요한 관측 일정을 작성하여 전달하고 관측소의 운영 현황을 모니터링 하는 NOS(Network Operating System)로 구성된다. OWL OS를 위하여, 시스템을 전반적으로 운영하는 운영 시나리오를 설계하였으며, 이 시나리오에는 기상조건 악화와 장비 오류 등의 경우에 시스템을 보호하고 상황을 즉시 보고하는 비상사태 대처 방안을 포함하였다. 이러한 운영의 모든 단계에서 주기적 또는 필요시 로그 기록이 남도록 하였으며, 이 로그 기록을 바탕으로 사용자가 원할 때에 본부에서 운영상황을 요약하여 보여주는 각종 통계 자료를 작성하여 확인할 수 있도록 하였다.