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        인공위성 고도계 자료로 추정한 동해 표층해류와 공간분포 변동성

        최병주,변도성,이강호,Choi, Byoung-Ju,Byun, Do-Seong,Lee, Kang-Ho 한국해양학회 2012 바다 Vol.17 No.4

        이 연구는 인공위성 고도계로 관측한 해수면 높이 자료를 이용하여 동해 표층해류를 생산하고, 동해 전체 영역에 대하여 동시성 있는 표층해류 분포를 동해 해류 정보 사용자에게 제공하기 위한 최초의 시도이다. 동해 전 영역에서 인공위성 고도계와 연안 조위관측소의 해수면 높이 자료를 동시에 얻을 수 있으므로 준실시간으로 넓은 해역에 대하여 동시성 있는 표층 지형류의 산출이 가능하다. 산출된 동해 표층 지형류로부터 주요 해류의 위치와 세기 그리고 중규모 이상의 소용돌이 발달 양상을 살펴볼 수 있다. 따라서 이들 해류의 이름과 평균적인 위치를 알 수 있도록 동해 해양지명에 대한 명칭과 위치를 기술하고, 개념적인 해류도를 제시하였다. 동해 해류정보가 실제 실용화될 수 있도록 인공위성 고도계 자료를 이용하여 산출한 지형류의 월 계절 연도별 해류 분포 예를 들고, 각 해류 분포를 설명하였다. 또한 시 공간적으로 변화하는 동해 표층해류 분포 형태를 객관적으로 분류하기 위하여 16년(1993~2008년)간의 표층해류 자료를 경험직교함수(Empirical Orthogonal Function, EOF)를 이용하여 분석하였다. EOF분석 제1모드(mode)는 주로 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흐르는 동한난류와 야마도분지 남서부 시계방향 순환의 강화 또는 약화를 나타냈다. 제2모드는 동한난류가 동해 남부를 가로지르며 사행하는 정도를 나타냈으며, 해류 사행의 파장은 약 300 km이었다. 제1모드와 제2모드가 모두 해류의 연간 변동성을 나타냈으며, 제1모드와 제2모드의 시간계수에 따라 동해 표층해류 분포를 관성 경계류 패턴(pattern), 대마난류 패턴, 사행 패턴, 외해분지류 패턴으로 분류할 수 있다. This is the first attempt to produce simultaneous surface current field from satellite altimeter data for the entire East Sea and to provide surface current information to users with formal description. It is possible to estimate surface geostrophic current field in near real-time because satellite altimeters and coastal tide gauges supply sea level data for the whole East Sea. Strength and location of the major currents and meso-scale eddies can be identified from the estimated surface geostrophic current field. The mean locations of major surface currents were explicated relative to topographic, ocean-surface and undersea features with schematic representation of surface circulation. In order to demonstrate the practical use of this surface current information, exemplary descriptions of annual, seasonal and monthly mean surface geostrophic current distributions were presented. In order to objectively classify surface circulation patterns in the East Sea, empirical orthogonal function (EOF) analysis was performed on the estimated 16-year (1993-2008) surface current data. The first mode was associated with intensification or weakening of the East Korea Warm Current (EKWC) flowing northward along the east coast of Korea and of the anti-cyclonic circulation southwest of Yamato Basin. The second mode was associated with meandering paths of the EKWC in the southern East Sea with wavelength of 300 km. The first and second modes had inter-annual variations. The East Sea surface circulation was classified as inertial boundary current pattern, Tsushima Warm Current pattern, meandering pattern, and Offshore Branch pattern by the time coefficient of the first two EOF modes.

      • 지구온난화에 대한 과학적 이해와 대응

        최병주(Byoung-Ju Choi) 전남대학교 종교문화연구소 2021 종교문화학보 Vol.18 No.1

        지구 시스템은 수권, 대기권, 지권, 생물권으로 구성되어 있으며, 각 구성요소는 서로 긴밀히 연결되어 있다. 최근 150년 동안 생물권에 속해 있는 사람이 지권에서 빠른 속도로 많은 양의 탄소를 꺼내서 대기권으로 이동시켰다. 대기 중으로 방출된 이산화탄소는 대기 중 이산화탄소의 농도를 증가시키고 온실효과를 증가시켜 전 지구적 대기와 해양의 온도상승과 각 지역에 기후변화를 만들고 있다. 이로 인해 지구 시스템의 현재 평형상태가 불안정해지고 새로운 평형상태로 옮겨가고 있다. 최근 120∼170년 동안 관측된 온실기체의 농도, 기온, 수온, 해수면 높이 자료가 이러한 변화과정을 보여주고 있으며, 지구시스템 수치 예측모델이 100∼300년 후 새로운 평형상태가 어떤 상태인지 전망해주고 있다. 이 연구에서는 성경 속 역사와 근현대 역사에 있었던 지구시스템의 평형상태 변화와 현재 지구시스템의 평형상태 변화의 차이점을 살펴보았다. 21세기 초반을 살아가는 그리스도인으로서 하나님이 만드신 지구시스템을 이해하고 관리하고 다스릴 책임이 있다고 믿는다면 그리고 미래 세대의 권리를 존중한다면, 지구온난화에 대하여 적극적으로 대응해야 한다. 이를 위해서 사람은 지구시스템과 새로운 관계를 설정하고, 온실기체 배출량을 줄일 대응 방안을 실천하며, 지구온난화의 큰 영향을 받는 생물들과 사람들을 위한 적응대책을 사랑으로 세워야 한다. 근본적으로는 지구시스템이 하나님의 창조원리에 따라 유지되고 있으므로 사람은 지구시스템이 안식년을 누릴 수 있도록 대책을 세울 필요가 있다. 만약 우리가 적절히 대응하지 못해서 지구온난화가 일어난다 하더라도 지구의 마지막이 오지는 않을 것이다. 그러나 지구시스템은 새로운 평형상태로 이동할 것으로 예상되며, 이러한 이동 과정은 미래에 생물권에서 살아갈 생물들과 사람에게 생존의 위협과 큰 고통을 가져다줄 것이다. 그러므로 사람은 할 수 있는 범위 내에서 지구시스템의 현재 평형상태를 잘 관리할 책임이 있다. The Earth system consists of the hydrosphere, atmosphere, geosphere, and biosphere, each of which is tightly interconnected. In the last 150 years, humans in the biosphere have taken out large amounts of carbon from the geosphere at a rapid rate and pumped it into the atmosphere. Excess carbon dioxide released into the atmosphere increases the concentration of carbon dioxide and enhances the greenhouse effect in the atmosphere, causing global atmospheric and ocean temperature rise and climate change in each region. This causes the current equilibrium in the Earth system to become unstable and move to a new equilibrium state. The greenhouse gas concentration, air temperature, water temperature, and sea level data observed for the last 120 to 170 years indicate this transition process, and the Earth system numerical prediction models predict what the new equilibrium state will be in 100 to 300 years. In this study, the difference between the change in the Earth system in the history of the Bible and the modern history and the change in the 21st century Earth system is examined. As a Christian living in the early 21st century, if we believe that we have a responsibility to understand, manage, and govern the Earth system created by God as well as we respect the rights of future generations, we must actively respond to global warming. To this end, humans must establish a new relationship with the Earth system, implement countermeasures to reduce greenhouse gas emissions, and set up adaptation measures with love for the creatures and people who are greatly affected by global warming. Fundamentally, since the Earth system is maintained according to God's creation principle, man needs to help the Earth system to take the Sabbatical year every seven year. Even if we do not take actions appropriately and global warming continues, the end of the Earth would not come, and the Earth system is expected to move to a new equilibrium state. However, during the transition to a new equilibrium state, plants, animals, and humans living in the biosphere will experience critical threats and great suffering.

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        한국의 해양예측, 오늘과 내일

        김영호,최병주,이준수,변도성,강기룡,김영규,조양기,Kim, Young Ho,Choi, Byoung-Ju,Lee, Jun-Soo,Byun, Do-Seong,Kang, Kiryong,Kim, Young-Gyu,Cho, Yang-Ki 한국해양학회 2013 바다 Vol.18 No.2

        경제 발전에 따라 레저, 해운, 수산, 국방, 해난사고 등 해양을 이용하는 활동이 증가하면서 해양예보에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 기상에서 해양의 역할이 새롭게 인식되면서 정확한 기상 및 기후변화를 예측하기 위한 해양 예측의 필요성도 증가하고 있다. 사회적인 요구와 관련 기술의 발전에 힘입어 선진국을 중심으로 해양예측시스템이 수립되어 왔다. 이 연구에서는 세계적으로 해양예측시스템을 발전시키고 확산시킨 국제협력프로그램 GODAE(Global Ocean Data Assimilation Experiment)의 진행과정과 기여를 정리하였다. 그리고 현재 해양예측시스템을 운용 중인 미국, 프랑스, 영국, 이탈리아, 노르웨이, 호주, 일본, 중국이 해양예측시스템을 구축하면서 세웠던 목적과 비전, 역사, 연구 동향을 조사하고 각 나라의 해양예측시스템 현황을 비교하였다. 우리보다 앞서 해양예측시스템을 구축하여 사용하고 있는 나라들이 취한 개발 전략의 특징은 다음과 같이 요약해 볼 수 있다. 첫째, 국가적인 역량을 집중하여 성공적인 현업 해양예측시스템을 구축하였다. 둘째, 국제적인 프로그램을 통해 선진 기술을 공유하고 상호 발전시켰다. 셋째, 각 기관의 역할과 고유 목적에 따라 기여분야를 나눠가졌다. 국내에서도 최근 현업 해양예측시스템에 대한 수요가 증대되고 있다. 기상청, 국립해양조사원, 국립수산과학원, 국방과학연구소의 해양예측시스템 개발에 관한 현재 상황과 향후 장기적 계획을 조사하였다. 국지 해양예측 또는 기후예측 모델을 위한 개방경계 초기장 제공이 가능한 광역의 정확도 높은 해양예측시스템을 구축하기 위해서는 국내의 유관 기관 간 협력 관계가 필수적이다. 이를 위해 관련 기관과 연구자들이 함께 참여하는 컨소시엄 형성이 바람직하다. 컨소시엄을 통해 경쟁력 높은 예측 모델과 시스템을 구축할 수 있으며, 제한된 재원을 효율적으로 활용할 수 있고, 연구 개발 인력이 전문분야에 집중할 수 있으며, 중복 투자를 막고 각 기관은 고유 업무에 역량을 집중할 수 있다. 비록 해양예보에 있어 우리나라가 현 단계로는 국제적인 수준에 뒤쳐져 있지만, 각 유관 기관들이 고유 업무를 정립하고 국가적인 역량을 집중하여 현업 해양예측시스템을 공동 개발하면 곧 추격하여 해양예보 분야를 선도할 수 있을 것이다. National demands for the ocean forecasting system have been increased to support economic activity and national safety including search and rescue, maritime defense, fisheries, port management, leisure activities and marine transportation. Further, the ocean forecasting has been regarded as one of the key components to improve the weather and climate forecasting. Due to the national demands as well as improvement of the technology, the ocean forecasting systems have been established among advanced countries since late 1990. Global Ocean Data Assimilation Experiment (GODAE) significantly contributed to the achievement and world-wide spreading of ocean forecasting systems. Four stages of GODAE were summarized. Goal, vision, development history and research on ocean forecasting system of the advanced countries such as USA, France, UK, Italy, Norway, Australia, Japan, China, who operationally use the systems, were examined and compared. Strategies of the successfully established ocean forecasting systems can be summarized as follows: First, concentration of the national ability is required to establish successful operational ocean forecasting system. Second, newly developed technologies were shared with other countries and they achieved mutual and cooperative development through the international program. Third, each participating organization has devoted to its own task according to its role. In Korean society, demands on the ocean forecasting system have been also extended. Present status on development of the ocean forecasting system and long-term plan of KMA (Korea Meteorological Administration), KHOA (Korea Hydrographic and Oceanographic Administration), NFRDI (National Fisheries Research & Development Institute), ADD (Agency for Defense Development) were surveyed. From the history of the pre-established systems in other countries, the cooperation among the relevant Korean organizations is essential to establish the accurate and successful ocean forecasting system, and they can form a consortium. Through the cooperation, we can (1) set up high-quality ocean forecasting models and systems, (2) efficiently invest and distribute financial resources without duplicate investment, (3) overcome lack of manpower for the development. At present stage, it is strongly requested to concentrate national resources on developing a large-scale operational Korea Ocean Forecasting System which can produce open boundary and initial conditions for local ocean and climate forecasting models. Once the system is established, each organization can modify the system for its own specialized purpose. In addition, we can contribute to the international ocean prediction community.

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        외부 교류자장이 Bi-2223테이프의 동저항 및 손실특성에 미치는 영향

        류경우,최병주,Ryu, Kyung-Woo,Choi, Byoung-Ju 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.5

        A Bi-2223 tape has been developed for power applications such as a fault current limiter, a power cable and a superconducting magnetic energy storage system. In such applications, the Bi-2223 tape carries time varying transport current and in addition experiences time varying external magnetic field. It is well known that the external magnetic field not only causes magnetization loss in the Bi-2223 tape, but also drastically increases transport loss due to a so-called 'dynamic resistance' We developed an evaluation setup, which can measure transport loss in external at magnetic fields. Using this equipment, we measured the dynamic resistances for various amplitudes and frequencies of an external at magnetic field perpendicular to the face in the tape. Simultaneously we investigated the effect of an external ac field on transport loss with different experimental conditions. This paper describes test results ana discussions on correlation between the dynamic resistance and the transport loss for the Bi-2223 tape.

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        서해안과 남해안에서 1999년부터 2017년까지 최저와 최고 천문조위 계산

        변도성,최병주,김효원,BYUN, DO-SEONG,CHOI, BYOUNG-JU,KIM, HYOWON 한국해양학회 2019 바다 Vol.24 No.4

        조석현상이 뚜렷한 연안에서 항해, 연안 구조물 설계, 해양영토 획정, 침수범람 예보 등을 위하여 여러 조위 기준면들(tidal datums)이 사용된다. 우리나라 수로학 분야와 해안공학 분야에서는 수심을 측량하는 기본 수준면(datum level)으로 약최저저조위(ALLW)를 사용하고, 해안선과 안전수직높이(vertical clearances) 기준면으로는 약최고고조위(AHHW)를 사용하고 있다. 그러나 최근에 미국, 호주, 영국을 포함하여 국제적으로는 최저 천문조위(LAT)와 최고 천문조위(HAT)를 기본 수준면과 안전수직높이의 기준면으로 사용하고 있다. 이 연구에서는 서해안과 남해안 9개 조위 관측소에서 19년(1999-2017년) 동안 1시간 간격으로 관측한 해수면 높이 자료를 '19년 벡터평균 분석', '19년 연속 분석', '1년 연속 분석' 방법으로 각각 1분 간격으로 19년간 예측한 조위로부터 LAT와 HAT를 계산하였다. 이 연구에서는 19년 연속 관측자료의 조석 조화분해와 19년 연속 조석 예측에 모두 적합한 UTide 프로그램을 사용하였다. 각 조위 관측소에서 '19년 벡터평균 분석'과 '19년 연속 분석' 방법으로 각각 계산한 LAT 또는 HAT 값들의 차이는 대부분 ±1 cm 미만으로 큰 차이를 보이지 않았으며, 이 두 방법은 서로 거의 일치하는 결과를 생산하였다. 반면에 각 조위 관측소에서 19년간 연속 관측한 자료를 연별로 19개로 나누어 각각 1년 자료씩 조석 조화분해한 후 각각 19년간 조위를 예측한 '1년 연속 분석' 방법은 서로 크게 다른 19개의 LAT와 HAT 값들을 산출하였으며, 그 19개들의 표준편차는 3~7 cm이었다. '1년 연속 분석' 방법으로 구한 이들 값들은 '19년 연속 분석' 방법으로 산출 값과 비교하면 서해안과 남해안에서 LAT는 -16.4~10.7 cm의 차이를 보였으며, HAT는 -8.2~14.3 cm의 차이를 보였다. 계산된 LAT와 HAT를 ALLW와 AHHW와 정량적으로 비교했을 때, 서해안과 남해안에서 LAT는 ALLW보다 평균적으로 46.2 cm 더 낮았으며, HAT는 AHHW보다 평균적으로 33.6 cm 더 높았다. 이러한 차이에 가장 크게 기여하는 분조는 ALLW와 AHHW 계산에 고려되지 않은 진폭이 비교적 큰 S<sub>a</sub>와 N<sub>2</sub> 분조이었다. 또한 천해분조가 강하게 발달한 내만에서는 M<sub>4</sub>와 MS<sub>4</sub> 분조가 추가적으로 그 차이에 상당히 기여하였다. LAT와 ALLW 간 차이와 HAT와 AHHW 간 차이가 같지 않은 이유는 ALLW와 AHHW를 계산할 때는 주요 4대 분조의 진폭만을 사용하지만 LAT와 HAT를 계산할 때는 실질적으로 67개 분조의 진폭뿐만 아니라 지각도 사용하기 때문이다. Tidal datums are key and basic information used in fields of navigation, coastal structures' design, maritime boundary delimitation and inundation warning. In Korea, the Approximate Lowest Low Water (ALLW) and the Approximate Highest High Water (AHHW) have been used as levels of tidal datums for depth, coastline and vertical clearances in hydrography and coastal engineering fields. However, recently the major maritime countries including USA, Australia and UK have adopted the Lowest Astronomical Tide (LAT) and the Highest Astronomical Tide (HAT) as the tidal datums. In this study, 1-hr interval 19-year sea level records (1999-2017) observed at 9 tidal observation stations along the west and south coasts of Korea were used to calculate LAT and HAT for each station using 1-minute interval 19-year tidal prediction data yielded through three tidal harmonic methods: 19 year vector average of tidal harmonic constants (Vector Average Method, VA), tidal harmonic analysis on 19 years of continuous data (19-year Method, 19Y) and tidal harmonic analysis on one year of data (1-year Method, 1Y). The calculated LAT and HAT values were quantitatively compared with the ALLW and AHHW values, respectively. The main causes of the difference between them were explored. In this study, we used the UTide, which is capable of conducting 19-year record tidal harmonic analysis and 19 year tidal prediction. Application of the three harmonic methods showed that there were relatively small differences (mostly less than ±1 cm) of the values of LAT and HAT calculated from the VA and 19Y methods, revealing that each method can be mutually and effectively used. In contrast, the standard deviations between LATs and HATs calculated from the 1Y and 19Y methods were 3~7 cm. The LAT (HAT) differences between the 1Y and 19Y methods range from -16.4 to 10.7 cm (-8.2 to 14.3 cm), which are relatively large compared to the LAT and HAT differences between the VA and 19Y methods. The LAT (HAT) values are, on average, 33.6 (46.2) cm lower (higher) than those of ALLW (AHHW) along the west and south coast of Korea. It was found that the S<sub>a</sub> and N<sub>2</sub> tides significantly contribute to these differences. In the shallow water constituents dominated area, the M<sub>4</sub> and MS<sub>4</sub> tides also remarkably contribute to them. Differences between the LAT and the ALLW are larger than those between the HAT and the AHHW. The asymmetry occurs because the LAT and HAT are calculated from the amplitudes and phase-lags of 67 harmonic constituents whereas the ALLW and AHHW are based only on the amplitudes of the 4 major harmonic constituents.

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        여름철 황해 동부 연안을 따라 흐르는 연안 경계류: 수치 모델 실험

        권경만,최병주,이상호,조양기,장찬주,Kwon, Kyung-Man,Choi, Byoung-Ju,Lee, Sang-Ho,Cho, Yang-Ki,Jang, Chan-Joo 한국해양학회 2011 바다 Vol.16 No.4

        여름철 황해 동부 연안 저층에 형성되는 수온전선을 따라 북쪽으로 흐르는 연안 경계류의 크기와 위치에 영향을 주는 요소들을 3차원 수치모형인 ROMS를 이용하여 살펴보았다. 여름에 수심이 깊은 외해에서는 태양 가열로 강한 성층에 존재하지만 수심이 얕은 연안에서는 조류가 일으키는 저층 혼합으로 해수물성이 연직으로 잘 혼합된다. 이 과정에서 성층화된 외해와 연직 혼합이 잘되고 수온이 높은 연안 사이에서 수온전선이 형성되며, 수온전선을 가로 지르는 방향의 밀도 구배에 의해 수온전선을 따라 북쪽으로 흐르는 연안 경계류가 발생함을 확인하였다. 해류계를 이용한 현장 관측에서도 약 10 cm/s로 북상하는 연안 경계류가 관측되었다. 이러한 수온전선을 따라 북쪽으로 흐르는 연안 경계류는 주로 조류와 바람의 영향을 크게 받는다. 조류에 의한 저층 혼합과 바람에 의한 표층 혼합이 여름철 황해 동부 경계류에 가장 큰 영향을 주는 요소다. 바람에 의한 표층 혼합은 북쪽으로 흐르는 황해 동부 연안 경계류의 폭을 더 넓게 하여 수송량을 증가시킨다. 강물의 유입과 일사량의 변화는 연안 경계류의 세기와 위치 변화에 큰 영향을 주지 않는다. 성층이 강하게 이루어지는 여름철 황해 동부 연안 $36^{\circ}N$에서는 대조기(소조기) 동안 강한(약한) 조류가 북쪽으로 흐르는 해류의 수송량을 증가(감소)시키지만, 동안 경계류의 위치를 크게 변화시키지는 않는다. 연안 경계류의 평균적인 위치는 바람의 세기 변화에 따라 변화하였다. Coastal boundary current flows along the eastern boundary of the Yellow Sea and its speed was about 0.l m/s during the summer 2007. In order to find major factors that affect the coastal boundary current in the eastern Yellow Sea, three-dimensional numerical model experiments were performed. The model simulation results were validated against hydrographic and current meter data in the eastern Yellow Sea. The eastern boundary current flows along the bottom front over the upper part of slopping bottom. Strength and position of the current were affected by tides, winds, local river discharge, and solar radiation. Tidal stirring and surface wind mixing were major factors that control the summertime boundary currents along the bottom front. Tidal stirring was essential to generate the bottom temperature front and boundary current. Wind mixing made the boundary current wider and augmented its north-ward transport. Buoyancy forcing from the freshwater input and solar radiation also affected the boundary current but their contributions were minor. Strong (weak) tidal mixing during spring (neap) tides made the northward transport larger (smaller) in the numerical simulations. But offshore position of the eastern boundary current's major axis was not apparently changed by the spring-neap cycle in the mid-eastern Yellow Sea due to strong summer stratification. The mean position of coastal boundary current varied due to variations in the level of wind mixing.

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        SOA 기반 서비스 사이의 오류 데이터 정제 서비스 개발

        지은미,최병주,이정원,Ji, Eun-Mi,Choi, Byoung-Ju,Lee, Jung-Won 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지D Vol.14 No.7

        현재까지 오류 데이터를 정제하는 기법은 여러 소스로부터 대량의 데이터를 통합하여 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터의 품질을 관리함으로써 의미 있는 정보를 추출하기 위함이었다. 급변하는 비즈니스 환경과 무한경쟁 사회에서 지속적으로 생존하려면 환경 변화에 빠르게 대처해야 한다. 최근 시스템의 요구사항이 복잡해짐에 따라 대규모의 분산 시스템을 통합 구축하기 위한 서비스 기반 구조 (Service Oriented Architecture)로 확산되고 있으며, 여기에서도 각 서비스간의 데이터 정제기법을 통한 신뢰성 있는 데이터 교환이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 서비스들이 하나의 시스템으로 통합되는 과정에서 이벤트를 통해 서비스 간에 전송되는 XML데이터의 품질 관리를 수행하여, 이미 통합되어 저장된 데이터베이스 데이터의 오류를 탐지하여 정제하는 것이 아니라 상호 작용하는 서비스간의 데이터 정제에 초점을 두고 SOA를 기반으로 하는 오류 데이터 정제 서비스를 개발한다. Dirty Data Cleansing technique so far have aimed to integrate large amount of data from various sources and manage data quality resided in DB so that it enables to extract meaningful information. Prompt response to varying environment is required in order to persistently survive in rapidly changing business environment and the age of limitless competition. As system requirement is recently getting complexed, Service Oriented Architecture is proliferated for the purpose of integration and implementation of massive distributed system. Therefore, SOA necessarily needs Data Exchange among services through Data Cleansing Technique. In this paper, we executed quality management of XML data which is transmitted through events between services while they are integrated as a sole system. As a result, we developed Dirty Data Cleansing Service based on SOA as focusing on data cleansing between interactive services rather than cleansing based on detection of data error in DB already integrated.

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