Earticle

This study compared and analyzed the construction of a land use change matrix for the Intergovernmental Panel on Climate Change’s (IPCC) land use, land use change, and forestry area (LULUCF). We used National Forest Inventory (NFI) permanent sample plots (with a sample intensity of 4 km) and permanent sample plots with 500 m sampling intensity. The land use change matrix was formed using the point sampling method, Level-2 Land Cover Maps, and forest aerial photographs (3rd and 4th series). The land use change matrix using the land cover map indicated that the annual change in area was the highest for forests and cropland; the cropland area decreased over time. We evaluated the uncertainty of the land use change matrix. Our results indicated that the forest land use, which had the most sampling, had the lowest uncertainty, while the grassland and wetlands had the highest uncertainty and the least sampling. The uncertainty was higher for the 4 km sampling intensity than for the 500 m sampling intensity, which indicates the importance of selecting the appropriate sample size when constructing a national land use change matrix.

The correlation between disturbance intensity and stand development was evaluated on the basis of natural forest community type classification in areas of Baekhaksan (more disturbed area) and Hwangaksan (less disturbed area). The vegetation data were collected by point-centered quarter sampling method, and they were subjected to cluster analysis for classifying community types and to analysis of species composition and species diversity for reviewing ecological characteristics. By the method of cluster analysis, natural forests of Baekhaksan were classified into Quercus forest community, Pinus densiflora community, Q. variabilis community, and Q. mongolica community. Those of Hwangaksan were divided into P. densiflora community, Q. mongolica community, Q. forest community, and Mixed mesophytic community. It is presumed that more developed and less disturbed forest area shows multiple species community pattern and more diversified structure than less developed and more disturbed forest area. In Korean peninsula, the abundance of red pine may play an important indicator to estimate the developmental pattern of the forest after artificial disturbance. The overall evaluation indicated that less disturbed Hwangaksan area had more developed stand pattern with mixed mesophytic community, more complicated species composition, and higher species diversity than Baekhaksan area.

현대 차량에서 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU) 간 통신 프로토콜로 널리 사용되는 CAN(Controller Area Network)은 설계 시 보안이 고려되지 않아 메시지 송신자 인증 및 식별 기능이 부재하다. 이로 인해 공격자가 임의로 CAN 네트워크에 위조된 메시지를 주입하여 차량 안전을 위협할 수 있다는 구조적 취약성을 가진다. 기존 연구들은 주로 ECU가 메시지를 전송할 때 나타나는 고유한 전기적·시간적 특성을 기반으로 송신자를 식별하였으나, 이는 메시지 송신 없이 수신만 하는 ECU에 대해서는 식별이 불가능한 한계가 있다. 본 논문에서는 이를 극복하고자 CAN 프레임 수신 시 각 ECU의 고유한 SP (Sampling Point) 기반 타이밍 특성을 활용해 ECU를 식별하는 새로운 SP 기반 피처를 제안한다. 제안 기법은 CAN 비트 단위에서 정밀하게 제어된 비트 인젝션 신호를 주입하여 ECU별 SP 차이에 따른 offset 기반 에러 반응을 수집하고, 이를 활용해 통계적 특성을 추출하여 머신러닝 모델로 ECU 식별을 수행한다. 실험 결과, 동일한 하드웨어 구성의 보드 간에도 SP 기반 피처의 명확한 차이가 확인되었으며, Random Forest 분류기를 통해 90% 이상의 높은 식별 성능을 달성하였다.

CAN(Controller Area Network) is widely used for communication protocol among ECUs(Electronic Control Units) in modern vehicles. However, since CAN protocol was not designed with security considerations, it lacks security mechanisms for sender authentication and identification. This structural vulnerability allows adversaries can inject malicious messages, threatening vehicle safety. Existing methods typically identify the transmitting ECU based on unique electrical or timing characteristics, but they are ineffective for ECUs that only receive messages without transmitting. To address this limitation, this paper proposes a novel SP(Sampling Point)-based feature for ECU identification, exploiting unique timing characteristics observed during the reception of CAN frames. The proposed approach injects precisely timed bit-flip signals at the bit-level, collects offset-dependent error responses resulting from ECU-specific SP differences, and extracts statistical features to train a machine-learning classifier. Experimental results demonstrate distinct SP-based feature patterns among identically configured boards, achieving over 90% identification accuracy with a Random Forest classifier.

Forest inventory is based on the sampling methods which estimates the population statistic in terms of calculating stand volumes, and so the researches on cost-effective, precise, and convenient method of computing stand volumes are still important issues in South Korea. The aims of this study were to analyze the applicability of point sampling methods by comparing the complete enumeration and square plot sampling and to figure out the number of points per ha for increasing the precision with regard to the density and percentage of sample points. Study area was 9.25 ha with two sub-compartment (4.3 ha and 4.85 ha) and mainly covered by Japanese larch (Larix kaempferi (Lamb.) Carriere) and natural deciduous forests, located in the research forest of Kangwon National University. Point sampling was carried out with 2 and 4 basal area factor (BAF) and the number of points were 134, which were sampled in the grid unit of 30 m × 30 m. Square plots were sampled with 21 plots in the grid unit of 20 m × 20 m. The stand basal area was 22.9 m2/ha and the stand density was 507 trees/ha in complete enumeration. These statistics were similar to the results of using point sampling: 21.1 m2/ha for stand basal area and 509 trees/ha for stand density. However, it was quite different from the results of using square plots: 38.9 m2/ha for stand basal area and 700 trees/ha for stand density. To analyze the density and percentage of point sampling, the number of plots were categorized into five groups based on the 134 plots (100%): 10 plots (7.5%), 20 plots (14.9%), 40 plots (29.9%), 60 plots (44.8%), 100 plots (74.6%). As a result of analyzing the basal area and stand density randomly, the difference occurred when 10 to 20 plots were used, but there was no large difference between 40 and 100 plots. Assuming that the area of forest inventory which conducts in South Korea is generally 5 to 30 ha, the number of sampling points in this study were different from that in the previous studies, and thus, it is considered to be used for the practical use.

본 논문에서는 포인트 샘플링을 이용한 음함수 곡면에서 나타나는 앨리어싱을 줄이기 위한 새로운 하이브리드 앤티앨리어싱 방법을 제안한다. 하이브리드 앤티앨리어싱 방법은 하나의 음함수 곡면에 대해 Z-버퍼에서 나타나는 픽셀 값들의 차이를 구하여 세가지 형태의 Z-버퍼를 각각 사용하는 방법이다. 차이의 수준을 정하여 차이가 심할 때는 멀티 Z-버퍼를 사용하고 차이가 중간 정도일 때는 더블 Z-버퍼를 사용하며 차이가 경미할 때는 원래의 Z-버퍼만을 사용하여 3차원 객체를 표현하는 방법이다. 기존에 앤티앨리어싱 효과를 높이기 위하여 전체적으로 멀티 Z-버퍼를 사용하였는데 사용되는 Z-버퍼의 개수를 줄이면서 멀티 Z-버퍼를 사용한 것과 비슷한 효과를 보이는 효율적인 방법이다.

This paper proposes a new hybrid anti-aliasing method for reducing aliasing appearing on an implicit surface using the point sampling. The hybrid anti-aliasing method is a method that finds differences in the values of pixel shown in Z-buffers for an implicit surface and thereby uses each of three types of Z-buffer. After determining the level of differences, it expresses a 3 dimensional object by using a multi Z-buffer if the level is severe, a double Z-buffer for a middle level, and only the original Z-buffer for a negligible difference. In comparison with the existing method in which multi Z-buffers have been entirely used for enhancing the anti-aliasing effect, the hybrid anti-aliasing method is an efficient method demonstrating an effect similar to the one using a multi Z-buffer while reducing the number of Z-buffers to be used.

일반적으로 수치지도의 등고선은 항공사진을 해석 및 수치 도화기 상에서 입체시 하여 동일한 높이의 점들을 3차원으로 측정하고 도화하여 생성되므로 등고선 도화는 작업량이 많고 도화사의 주관적인 판단과 경험에 의해 결정된다. 그러므로 지형의 형태와 특성을 묘사하는 등고선의 도화는 도화사의 풍부한 경험이 요구된다. 또한 국내의 수치지도는 수치지형모델(DTM) 데이터를 포함하고 있지 않으므로 DTM이 필요한 경우 대부분 등고선 데이터로부터 간접적으로 생성한다. 본 연구에서는 지형의 특성에 대한 중요한 정보를 포함하고 있는 model key point를 등고선에서 추출하고, 이를 기반으로 지형적 특성을 고려하여 DTM의 격자간격을 효율적이고 융통적으로 조절하여 정량적 및 정성적인 측면에서 최적의 데이터를 이용하여 DTM을 생성하는 방법을 제안한다. 이를 위하여 progressive sampling 기법을 적용하여 지형이 복잡하여 기복이 큰 산악지역에는 격자간격을 작게하고 지형이 완만한 지역은 격자간격을 상대적으로 크게한다. 그러므로 고정된 하나의 격자간격을 사용하지 않고 지역별로 서로 다른 격자간격을 가지는 다중격자 DTM을 생성하였다. 다중격자 DTM은 용량이 최적화되어 계산량이 적고, 신속한 디스플레이 할 수 있는 장점이 있다.

In general, contours in digital vector maps, which represent terrain characteristics and shape, are created by 3D digitizing the same height points using aerial photographs on the analytical or digital plotters with stereoscopic viewing. Hence, it requires lots of task, and subjective decision and experience of the operators. DTMs are generated indirectly by using contours since the national digital maps do not include digital terrain model (DTM) data. In this study, model key points which depict the important information about terrain characteristics were extracted from the contours. Further, determination of the efficient and flexible grid sizes were proposed to generate optimal DTM in terms of both quantitative and qualitative aspects. For this purpose, a progressive sampling technique was implemented, i.e., the smaller grid sizes are assigned for the mountainous areas where have large relief while the larger grid sizes are assigned for the relatively flat areas. In consequence, DTMs with multi-grid for difference areas could be generated instead of DTMs with a fixed grid size. The multi-grid DTMs reduce computations for data processing and provide fast display.

Modified cut-off sampling is widely used for highly skewed data. A serious drawback of modified cut-off sampling is adjustment of non-response in take-all stratum. Therefore, the problems of non-response in take-all stratum have been studied in various way such as substitute of samples, imputation or re-weight method. In this paper, instead of considering imputation or re-weight method in take-all stratum, a sample design which can reduce the number of take-all stratum including non-response samples is suggested by minimizing . Simulation studies are performed and Labor Survey data are used for the case study.

표면정보 기반 영상정합기법은 대상기관에서 추출된 표면정보를 기반으로 변환을 추정하여 서로 다른 영상의 전체적 형태의 유사성 정도를 최대화함으로써 정합을 수행하는 방법이다. 정합 수행에 있어 전체 객체를 가장 잘 대표하는 특정 개수의 표면점을 추출하고, 이 대표점으로부터 변환 값을 계산하는 것이 영상정합의 합리적인 최적화 단계를 위해 필수적이다. 대표점 추출결과에 따라 전체 정합의 결과가 달라지게 되므로 정합의 변환요소 값을 정확하게 구해낼 수 있는 대표점을 추출하기 위해 적절한 샘플링 기법의 선택이 요구된다. 본 연구에서는 효율적인 표면정보 기반 다중 모달리티 영상정합을 위해 계통추출법 기반 샘플링 기법과 특징점 탐지 기법 기반 샘플링 기법의 성능을 비교 분석하였다.

복잡한 도시환경의 경우, 주어진 셀에 대해 적은 수의 오브젝트들만이 보이므로 이러한 가상환경에 대해 가시성 검사를 수행하는 것은 렌더링 성능을 향상시키기 위한 매우 효과적인 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 주어진 공간에 대해 잠재적으로 보이는 오브젝트들을 효과적으로 계산하는 새로운 가시성 전처리 방법론을 제안한다. 제안하는 방법론은 일반적인 3차원의 폴리곤 모델을 다루며, 다수의 occluder에 의해 가려지는 오브젝트들을 다룰 수 있다. 제안하는 접근법은 볼륨 가시성 문제를 점 가시성 문제들로 나누고, 점가시성 문제를 하드웨어 가시성 큐어리, 특히 HP_occlusion_test 와 NV_occlusion_query를 이용하여 계산한다. 본 논문에서는 다양한 대규모 가상환경에 대한 실험을 수행하고 이를 통해 본 논문에서 제안하는 알고리즘의 성능을 보인다.

In cases of densely occluded urban scenes, it is effective to determine the visibility of scenes, since only small parts of the scene are visible from a given cell. In this paper, we introduce a new visibility preprocessing method that efficiently computes potentially visible objects for volumetric cells. The proposed method deals with general 3D polygonal models and invisible objects jointly blocked by multiple occluders. The proposed approach decomposes volume visibility into a set of point visibilities, and then computes point visibility using hardware visibility queries, in particular HP_occlusion_test and NV_occlusion_query. We carry out experiments on various large-scale scenes, and show the performance of our algorithm.

본 논문에서는 비디오코딩의 움직임 추정을 위한 빠른 움직임 추정알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 다단계 연속제거 알고리즘과 효율적인 다단계 연속제거 알고리즘에 기초하고 있다. 제안된 알고리즘은 계층적으로 탐색점을 추출하여 매우 많은 연산량을 필요로 하는 정합 연산량을 감소시키면서 최상의 움직임벡터를 얻을 수 있다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘의 효율성을 확인하였다.

In this paper, we present a fast motion estimation algorithm to reduce the computations of block matching algorithm for motion estimation in video coding. The proposed algorithm is based on Multi-level Successive Elimination Algorithm and Efficient Multi-level Successive Elimination Algorithms. The best estimate of the motion vectors can be obtained by hierarchical search point sampling and thus the proposed algorithm can decrease the number of matching evaluations that require very intensive computations. The efficiency of the proposed algorithm was verified by experimental results.

2차원 유한요소 모델의 동일한 형상과 하중 조건에 있어서 6절점 요소의 굽힘 강성은 8절점 요소의 굽힘 강성보다 더 크게 나타난다. 이와 같은 현상은 3차원 16절점 요소와 20절점 요소에서도 나타나며, 완전 요소의 중간 절점들을 제거하므로 인하여 나타난다. 따라서 이 현상을 상대적 강성강화 현상이라 할 수 있다. 강성강화 현상을 보정하기 위한 매우 효과적인 방법으로 가우스 적분점 수정법을 도출하였으며, 이 방법은 확장적인 강성과 같이 다른 종류의 강성을 변화시키지 않으며, 또한 패취시험을 통과하였다. 적분점 수정량은 재료의 포아송비의 함수로 나타나며, 2차원 평면응력 상태와 평면변형율 상태에 대한 두개의 수정식을 구하였고, 또한 3차원 고체요소에 대하여 확장하였다. 가우스 적분점 수정법의 효과를 검증하기 위하여 보와 판의 자유 및 강제운동 문제를 해석하였으며, 등방성 적층 보와 판에 대해서도 단층보와 단층판과 같은 방법으로 적용하여 그 효율성을 입증하였다.

For the same configuration of two-dimensional finite element models, 6-node element exhibits stiffer bending stiffness than 8-node element. This is true in the relation between 16-node element and 20-node element for three-dimensional model. This stiffening phenomenon comes from the elimination of several mid nodes from full-node elements. Therefore, this may be called 'relative stiffness stiffening phenomenon'. It seems that there are a couple of ways to correct the stiffening effect, however, we could find only one effective method-the method of modification of Gauss sampling points-which passes the patch test and does not alter other kinds of stiffness, such as extensional stiffness. The quantity of modification is a function of Poisson's ratios of the constituent materials. We could obtain two modification equations, one for plane stress case and the other for plane strain case. This method can be extended to 3-dimensional solid elements. Except the exact plane strain cases, most 3-dimensional plates could be modeled successfully with 16-node element modified by the equation for the plane stress case. The effectiveness of the modification method is checked by applying it to several examples with excellent improvements. In numerical examples, beams with various boundary conditions are subjected to static and time-dependent loads. Free and forced motion analyses of beams and plates are also tested. The beam and plate may be composed of isotropic multilayers as well as a single layer.

We propose a modified 6-node element, where the sampling point of Gauss quadrature moved in the thickness direction. The modified 6-node element has been applied to static problems and forced motion analyses. In this study, this method is extended to the finite element analysis of the natural frequencies of two dimensional problems. We also propose a modified 16-node element for three dimensional problems, which behaves much like a 20-node element with smaller degree of freedom. The modified 6-node and 16-node elements have been applied to the modal analyses of beams and plates, respectively. The results agree well with the results of the 8-node or 20-node element models.

이동 물체의 전역 경로 탐색에 있어 출발지점과 도착지점은 반드시 필요한 조건 중 하나이다. 선박의 경로 탐색에 있어 도착가능 지점은 부두 이외 선박의 입출항 전 대기 장소 및 선박 수리 등 다양한 목적으로 이용되는 정박지(Anchorage)도 포함될 수 있다. 이러한 정박지는 연안 해역 환경에 따라 특정 형태로 설계된 공간으로 경로 탐색을 위한 도착지점은 선박이 정박을 위한 투묘 지점이라고 볼 수 있다. 이에, 본 연구에서는 샘플링 기반 탐색 알고리즘 중 PRM 및 계산 기하학 알고리즘을 통해 정박지라는 특정 공간에 대해 다른 선박이 점유하지 않는 공간 탐색을 통한 투묘 지점 산출 방법을 제시하였다. 또한, 개발된 알고리즘을 검증하기 위하여 국내 목포항 11번 정박지를 대상 해역으로 선정하고 시뮬레이션을 수행한 결과 다른 선박이 점유하지 않는 공간에 대해 투묘 지점을 탐색할 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 선박의 의사 결정 및 VTS의 정박지 관리를 위한 지원 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

In the global path finding of moving objects, the starting point and destination are essential prerequisites. In ship navigation, the potential destinations include not only docks but also anchorages used for various purposes such as waiting for ship entries and exits, and ship repairs. These anchorages are designed spaces customized to coastal environments, and to enable path finding, the destination can be considered the berthing location at which a ship anchors. Therefore, this study proposes a method for identifying berthing locations within these designated areas (anchorages) by exploring spaces not occupied by other ships, using sampling-based search algorithms such as PRM and computational geometry algorithms. Additionally, to validate the developed algorithms, simulations were conducted targeting No.11 anchorage in Mokpo Port, South Korea. The indicate that feasible berthing locations in unoccupied spaces can be identified. Additionally the results are expected to contribute to future ship decision-making and support anchorage management in vessel traffic services (VTS).

상당수의 사업체 조사는 절사표본설계법을 사용하고 있다. 이는 절사표본설계법에서 얻은 전수층이 많은 정보를 포함하고 있어 전체 표본크기를 최소화 할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 최근 전수층에 포함된 사업체들의 무응답률이 높아감에 따라 전수층이 가지고 있는 장점에 한계가 나타나고 있다. 이에 Lee (2011), Shin과 Lee (2013)는 표본설계 단계에서부터 주어진 허용오차를 만족하면서 전수층 규모를 최소화하는 연구를 실시하였다. 본 연구에서는 주어진 허용오차를 만족하고 Hidiroglou (1986)가 제안한 방법으로 산출 된 표본크기를 고정한 상태에서 표본층 분산에 알려진 함수를 적합하여 전수층 크기를 최소화하는 새로운 최적 절사점을 제안하였다. 또한 Hidiroglou (1986)와 Shin과 Lee (2013)가 제안한 절단분포를 이용한 방법과 본 연구에서 제안한 방법을 모의실험과 사례연구를 통해 비교하였다.

Modified cut-off sampling is widely used for highly skewed data. A serious drawback of modified cut-off sampling is the difficulty of adjustment of non-response in take-all stratum. Therefore, solutions of the problems of non-response in take-all stratum have been studied in various ways such as substitute of samples, imputation or re-weight method. In this paper, a new cut-off point based on minimizing MSE being used in exponential and power functions is suggested and it can be reduced the number of take-all stratum. We also investigate another cut-off point determination method with underlying distributions such as truncated log-normal and truncated gamma distributions. Finally we suggest the optimal cut-off point which has a minimum of take-all stratum size among suggested methods. Simulation studies are performed and Labor Survey data and simulated data are used for the case study.

본 연구는 LIDAR라고 불리는 레이져 스캐너를 이용하여 관악산 주변 암반 불연속면을 스캔하여 얻은 삼차원 점군 데이터로부터 삼각망을 구성하고 이로부터 암반 불연속면의 방향을 검출하는 내용을 다루고 있다. 각 불연속면의 방향정보를 획득하는 데 Ball Pivoting, Wrap 알고리즘 두 가지 방법을 사용하고 점군의 샘플링 간격을 원간격, 2, 5, 10 cm로 다운샘플링 하였을 때의 방향 검출 효율성을 확인하였고 각각으로부터 얻어지는 방향정보를 퍼지 K-평균 클러스터링 기법을 이용하여 평사투영망 위에서 비교 분석하였다. 투영방향에 의존적인 Delaunay 삼각망 구성방법보다 Ball Pivoting, Wrap 알고리즘이 암반 불연속면 정보 검출에 더 적합함을 확인하였고, 샘플링 간격이 5 cm일 때 Ball Pivoting, Wrap 알고리즘 모두 가장 많은 패치를 검출해내었고 또한 가장 넓은 패치들의 면적을 검출해냄을 확인하였다.

In this study, a LIDAR laser scanner was used to scan a rock slope around Mt. Gwanak and to produce point cloud from which directional information of rock joint surfaces shall be extracted. It was analyzed using two different algorithms, i.e. Ball Pivoting and Wrap algorithm, and four sampling intervals, i.e. raw, 2, 5, and 10 cm. The results of Fuzzy K-mean clustering were analyzed on the stereonet. As a result, the Ball Pivoting and Wrap algorithms were considered suitable for extraction of rock surface orientation. In the case of 5 cm sampling interval, both triangulation algorithms extracted the most number of the patch and patched area.