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A Qualitative Study of Private Social Welfare and Development Agencies (SWDA) in the Philippines
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 행정대학원 글로벌행정전공, 2024. 2. Huck-ju Kwon.Private social welfare and development agencies (SWDAs) play a crucial role in the effective provision of social welfare and development services to the disadvantaged and marginalized sectors of the country. The purpose of this study is to gain an in-depth understanding of the factors that affect the service delivery of SWDAs and gain insights into the experiences and perspectives of staff working within these organizations. Specifically, this study aims to identify the key organizational factors that shape the ability of private social welfare and development agencies to deliver effective services and assess how the said factors (e.g., organizational culture, structure, process, leadership, and decision making) impact their ability to provide effective services.
To achieve the aims of this study, a qualitative approach was employed by the researcher to obtain the relevant data from the study participants. In-depth qualitative interviews were conducted involving eighteen (18) key informants, comprised mainly of Executive Directors or Program Officers and Social Workers of selected SWDAs or NGOs who are actively engaged in social welfare activities in various parts of the Philippines. Using a thematic analysis approach, the transcribed data were analyzed by the researcher through the identification of key themes, sub-themes and categories that emerged from the responses. Based on the findings of the study, all five key factors play a significant role in influencing the quality of service delivered by SWDAs and NGOs. The findings of this study also highlighted the need for a positive organizational culture and adaptable organizational processes, as well as the importance of looking at leadership as a shared responsibility and inclusive decision-making, for an effective service delivery. While this study provides valuable guidance and implications for both practice and policy, future research may explore other factors that impact the quality of service delivery of these organizations.민간 사회 복지 및 개발 기관 ( 은 국가의 불우하고 편견을 받은 부문에 효과적인 사회
복지 및 개발 서비스를 제공하는 데 중요한 역할을 한다 . 본 연구의 목적은 SWDA 의 서비스
제공에 영향을 미치는 요소를 심층적으로 이해하고 이러한 기관에서 근무하는 직원들의
경험과 관점을 파악하는 것이다 . 특히 , 본 연구는 민간 사회 복지 및 개발 기관이 효과적인
서비스를 제공하는 데 영향을 미치는 주요 조직적 요소를 식별하고 , 해당 요소 예 : 조직 문화 ,
구조 , 과정 , 리더십 및 의사 결정 가 그들의 효과적인 서비스 제공 능력에 어떻게 영향을
미치는지를 평가하고자 한다.
연구의 목표를 위해 연구자는 질적 접근 방식을 사용하여 연구 참가자로부터 관련 데이터를
얻고자 했다 . 필리핀의 다양한 지역에서 사회 복지 활동에 참여하고 있는 , 선정된 SWDA,
NGO 의 이사 또는 프로그램 담당자 및 사회복지사가 주로 포함된 18 명의 주요 인터뷰
대상자를 대상으로 심층적인 질적 인터뷰를 실시했다 . 주제 분석 방법을 사용하 여 연구자가
기록한 데이터를 주로 응답에서 도출된 주요 주제 , 부주제 및 범주를 식별하였다 . 다섯 가지
주요 요소가 SWDA 및 NGO 가 제공하는 서비스의 품질에 중요한 영향을 미친다는 결과가
나왔다 . 본 연구의 결과는 긍정적인 조직문화 및 적응가능한 조직 프로세스의 필요성뿐만
아니라 리더십을 공동 책임으로 여기는 것을 비롯해 포용적인 의사결정의 중요성을 강조한다 .
이 연구는 실무 및 정책 모두에 대한 유용한 지침과 함의를 제공하며 , 향후 연구에서는 이러 한
기관의 서비스 제공 품질에 영향을 미치는 다른 요소들을 탐구할 수 있을 것이다.Abstract i
Abbreviations v
List of Tables vi
Chapter 1. Introduction 1
1.1 Background of the Study 1
1.2 Purpose of Research 2
1.3 Research Questions 3
Chapter 2. Theoretical Framework and Literature Review 5
2.1 Theoretical Framework 5
2.2 Conceptual Framework 7
2.3 Related Studies 8
2.3.1 The Concept of Non-Government Organization (NGO) Defined and its Characteristics 8
2.3.2 The Concepts of Social Welfare and Social Service Defined 9
2.3.3 Organizational Factors that Influence the Service Delivery of Social Welfare NGOs 10
2.3.4 Effective Service Delivery within the Context of Social Welfare NGOs 13
Chapter 3. Methodology 15
3.1 Data Collection 15
3.2 Population and Sample 16
3.3 Data Analysis 17
3.4 Ethical Considerations 19
3.5 Confidentiality 20
Chapter 4. Findings 21
4.1 Qualitative Data Collection 21
4.2 Qualitative Data Analysis 22
4.3 Findings 23
4.3.1 Coding and Discussion of Themes 23
4.3.2 Summary of Key Themes Based on the Interview Data 31
Chapter 5. Discussion and Conclusion 33
5.1 Summary of Findings 33
5.2 Implications for Theory 36
5.3 Implications for Practice and Policy 36
5.4 Policy Recommendation 37
5.5 Limitations of the Study 38
5.6 Suggestions for Future Research 38
References 40
Appendices 45
Appendix 1: Semi-Structured Interview Guide 45
Appendix 2: Detailed Findings on the Coding of Themes 47
국문초록 66석
EEG-음성 매칭 모델에서의 의미 단위 통합, 사전 훈련된 음성 인코더 및 시간 정렬 유사성의 효과 탐구
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 융합과학기술대학원 지능정보융합학과, 2024. 2. 이교구.The processing of speech and its perception in the human brain are complex phenomena. Recent advancements in neuroscience and machine learning have opened new pathways to explore these processes. This thesis investigates the integration of semantic aggregation, pretrained speech encoders, and time-aligned similarity maps in Electroencephalogram (EEG)-speech matching models.
The model comprises four stages: Modality Encoding, Embedding Aggregation, Information Fusion, and Classification. Pretrained speech encoders like Wav2Vec2.0 were utilized to enhance speech information extraction. The model also employed word-level semantic pooling and time-aligned similarity maps to aggregate and align speech and EEG data effectively. Experiments were conducted using the SparrKULee dataset, consisting of EEG data recorded from participants listening to continuous speech.
The study found that incorporating semantic information at the word level, utilizing time-aligned similarity across channels, and employing pretrained speech en- coders did not improve model performance. Moreover, the overall accuracy of the models remained relatively low. The best-performing model was the model that used time-aligned similarity alone with simpler encoders. These results suggest that while semantic information is useful, it may not be as crucial as anticipated in EEG-speech matching at a single-trial level.
This research underscores the importance of fine time-window similarity in EEG-speech modeling and reveals the potential limitations of employing high-level semantic contexts in such models. The findings suggest that further research is needed to explore the degree of semantic information in single-trial EEG data and the use of a more diverse dataset and augmentation techniques in EEG-speech matching models. keywords: EEG-speech matching, EEG-speech match/mismatch, Auditory neuroscience, Semantic aggregation, Speech decoding student number: 2022-27037인간 뇌에서의 음성 처리와 인식은 매우 복잡한 현상이다. 최근 신경과학과 기계 학습이 발전함에 따라 뇌에서의 음성 처리 과정을 탐구하는 새로운 방법이 제안되고 있다. 본 논문은 뇌파(EEG)와 음성 매칭 모델에서 어휘 분절, 사전 훈련된 음성 인코더, 그리고 시간 정렬 유사도 맵의 통합적 효과를 확인하는 연구이다.
EEG-스피치 매칭을 위한 본 모델은 모델 인코딩, 임베딩 집계, 정보 융합 및 분류의 네 단계로 구성되어 있다. Wav2Vec 2.0과 같은 사전 훈련된 음성 인코더를 이용하여 음성 정보를 효과적으로 추출했다. 또한, 모델은 음성과 EEG 데이터를 효과적으로 정렬하기 위해 단어 단위의 풀링과 시간 정렬 유사도 맵을 사용했다. 85명의 참가자들이 음성을 듣는 동안 EEG를 기록한 데이터셋인 SparrKULee 데이터셋을 사용하였다.
연구 결과 어휘 수준에서 의미 정보를 통합하고 사전 훈련된 음성 인코더를 사용하는 것이 기본 모델 성능을 넘어서지 못했다. 시간 정렬 유사도만을 사용한 기본 모델이 가장 좋은 성능을 보였지만, 그 정확도가 높지는 않았다. 이러한 결과는 의미 정보가 유용할 수는 있지만, 단일 시험 수준에서의 EEG-음성 매칭에서 예상만큼 중요하지 않을 수 있음을 시사한다.
이 연구는 EEG-스피치 모델링에서 시간 유사도의 중요성을 보여주고 있고, 이러한 모델에서 고수준의 의미론적 맥락을 사용하는 데 있어 한계가 존재한다는 걸 밝혀냈다. 본 연구 결과는 리얼타임 EEG 데이터에서의 의미 정보의 중요도를 탐구하고, EEG-스피치 매칭 모델에서 더 다양한 데이터셋과 증강 기술을 사용하는 것에 대한 추가 연구가 필요함을 제안한다.Abstract i
Contents ii
List of Tables iv
List of Figures v
1 Introduction 1
1.1 Motivation 1
1.2 Problem Definition 4
2 Background 7
2.1 Background Theories 7
2.1.1 Electroencephalography (EEG) 7
2.1.2 Relationship Between EEG and Speech Acoustics 10
2.1.3 Relationship Between EEG and Speech Semantics 12
2.1.4 Acoustic and Semantic Information in Self-Supervised Speech Models 13
2.1.5 Modeling the EEG-speech Relationship: Task Setup 16
2.2 Related Works 17
2.2.1 EEG-Speech Modeling Using Linear Models 17
2.2.2 Utilizing Pretrained Speech Encoder 19
2.2.3 Semantic-level Aggregation of Embeddings 21
2.2.4 Time-aligned EEG-Speech Information Fusion 22
3 Method 24
3.1 Model Structure 24
3.1.1 Modality Encoding 24
3.1.2 Embedding Aggregation 28
3.1.3 Information Fusion 29
3.1.4 Classification 31
3.2 Comparison Framework 31
4 Experiment 34
4.1 Dataset 34
4.2 Data Preprocessing 35
4.3 Implementation Detail 36
4.4 Results and Discussion 39
5 Conclusion 46
5.1 Overview 46
5.2 Limitations and Future Work 47
Abstract (In Korean) 59석
빠르고 저전력인 극저온 CMOS 기반 컴퓨터 설계
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2024. 2. 김장우.Modern computer architectures suffer from a lack of architectural innovations, mainly due to the power wall and memory wall problems. That is, architectural in- novations become infeasible because they can prohibitively increase the power con- sumption (i.e., power wall) and their performance impacts are eventually bounded by slow memories (i.e., memory wall). To address the challenges, making computer sys- tems run at ultra-low temperatures (or cryogenic computer systems) has emerged as a highly promising solution as both power consumption and wire resistivity are expected to significantly reduce at low temperatures. However, cryogenic computers have not been yet realized due to the lack of understanding about their cost-effectiveness and feasibility (e.g., device and cooling costs vs. speedup, energy and area saving) and thus how to architect such cryogenic-optimal computer units. In this dissertation, we introduce the CryoServer project to design a fast and power- efficient cryogenic CMOS-based computer system. In this project, we focus on 77K temperature (-196°C; easily achieved by applying low-cost liquid nitrogen), at which modern CMOS devices reliably operate with moderate cooling cost. To realize full cryogenic computer systems, we develop 77K-optimized computer units for three ma- jor computer devices (i.e., DRAM, cache, and core). First, we develop CryoRAM, a validated cryogenic DRAM performance modeling tool, and propose two cryogenic- optimal DRAM designs (i.e., CLL-DRAM, CLP-DRAM) targeting for high perfor- mance and low power consumption, respectively. Second, we propose CryoCache, a fast, large, and power-efficient 77K-optimized cache architecture. Finally, we develop CryoCore, a 77K-optimized core architecture, which maximizes cores performance and area efficiency while minimizing the cooling cost. The full cryogenic computer systems equipped with our 77K-optimized DRAM, cache, and core designs achieves significant performance gain and power efficiency even including the cooling cost. keywords: Cryogenic Computing, DRAM, Cache, Processor, Performance Modeling, Computer Architecture student number: 2018-29413처리해야 하는 데이터의 규모와 프로그램이 요구하는 계산량이 계속해서 많아짐에 따라, 데이터센터와 슈퍼컴퓨터 업계에서는 더욱 고성능이면서 저전력인 서버를 계속해서 필요로 하고 있다. 하지만 컴퓨터를 설계하는 아키텍트들은 2000년대 중반부터 누설전류로 인한 회로의 발열 문제 (i.e., power wall)와 와이어 저항 증가로 인한 메모리의 성능 문제 (i.e., memory wall)로 인해, 더이상 컴퓨터의 성능과 전력을 유의미하게 개선하지 못하고 있다. 저온에서 누설전류와 와이어 저항이 크게 줄어들기 때문에, 컴퓨터를 극저온 환경에서 동작시키는 극저온 컴퓨팅은 컴퓨터 성능 개선의 근본적인 문제를 극복할 수 있는 유용한 해결책으로서 각광을 맞고 있다. 하지만 극저온 환경에서 컴퓨터 부품들의 성능과 전력을 평가할 수 있는 모델링 프레임워크의 부재와, 극저온을 유지하는 냉각 비용을 극복할 수 있는 적절한 설계의 부재로, 아키텍터들은 아직 극저온 컴퓨팅을 실현하지 못하고 있다.
본 학위논문에서는 컴퓨터의 주요 부품인 DRAM, 캐쉬, 코어에 대해서 극저온에서의 성능을 평가하는 모델링 프레임워크를 개발하고, 극저온에서 전력을 최소로하면서 고성능을 달성하는 회로 설계를 소개한다. 첫째로, 우리는 DRAM 성능 모델링 툴인 CryoRAM을 만들고 검증했고, 이를 이용하여 고성능과 저전력을 목표로 한 2가지 DRAM 디자인을 제안했다. 둘째로, 우리는 극저온 최적인 캐쉬 구조인 CryoCache를 설계했다. CryoCache는 상온 SRAM 기반 캐쉬보다 빠른 속도, 큰 capacity, 더 낮은 전력을 동시에 제공한다. 마지막으로, 우리는 극저온 최적인 코어구조인 CryoCore를 설계했다. CryoCore는 고성능과 저전력을 달성하면서도 더 작은 면적만을 차지한다. 우리의 극저온 최적인 DRAM, 캐쉬, 코어 설계를 적용했을 때, 극저온 컴퓨터로 높은 성능과 저전력을 동시에 달성할 수 있음을 보였다.Abstract i
Contents ii
List of Tables vi
List of Figures vii
1 Introduction 1
2 Background 6
2.1 Limitations of current computer scaling 6
2.2 Benefits of cryogenic computing 8
3 CryoRAM: Modeling and Optimizing DRAM at 77K 10
3.1 Motivation, Challenge, and Goal 10
3.1.1 Targeting a 77K-optimized DRAM 10
3.1.2 Challenges in designing 77K-optimized DRAM 10
3.1.3 Research goal 11
3.2 CryoRAM: Cryogenic DRAM Modeling Framework 12
3.2.1 MOSFET model 13
3.2.2 DRAM model 16
3.2.3 Thermal model 17
ii
3.3 Model Validation . 18
3.3.1 Experimental setup 18
3.3.2 MOSFET model validation . 20
3.3.3 DRAM model validation 21
3.3.4 Thermal model validation . 21
3.4 77K-Optimized DRAM Design 22
3.4.1 Maintaining the cryogenic temperature 23
3.4.2 Deriving two cryogenic DRAM devices 24
3.5 Single-Node Level Case Studies 25
3.5.1 Evaluation setup 26
3.5.2 IPC speed-up with CLL-DRAM . 26
3.5.3 DRAM power reduction with CLP-DRAM . 27
3.6 Datacenter Level Case Study . 28
3.6.1 Cryogenic Low-Power Architecture (CLP-A) 29
3.6.2 CLP-A: DRAM power evaluation 31
3.6.3 Cryogenic datacenter power modeling . 32
3.6.4 CLP-A: Total power cost evaluation 36
3.7 CryoRAM: Conclusion . 37
4 CryoCache: Modeling and Optimizing Caches at 77K 38
4.1 Motivation, Challenge, and Goal 38
4.1.1 Targeting a 77K-optimized cache 38
4.1.2 Challenges in designing a 77K-optimized cache 40
4.1.3 Research goal 41
4.2 Cell Technologies for Cryogenic Caches . 41
4.2.1 6T-SRAM . 42
4.2.2 3T-eDRAM 43
4.2.3 1T1C-eDRAM . 45
4.2.4 STT-RAM 46
iii
4.3 Cryogenic Cache Modeling Framework . 47
4.3.1 300K cache modeling 48
4.3.2 300K cache model validation 50
4.3.3 Cryogenic environment modeling 50
4.3.4 77K cache model validation 51
4.4 CryoCache: 77K-Optimal Cache Design . 52
4.4.1 Vdd and Vth scaling 52
4.4.2 Latency analysis 53
4.4.3 Energy consumption analysis 55
4.4.4 Selecting the 77K-optimal cache architecture 57
4.5 Evaluation 58
4.5.1 Evaluation methodology 58
4.5.2 Performance evaluation 60
4.5.3 Energy evaluation 62
4.6 CryoCache: Conclusion . 63
5 CryoCore: Modeling and Optimizing Cores at 77K 64
5.1 Motivation, Challenge, and Goal 64
5.1.1 Targeting a 77K-opimized core 64
5.1.2 Challenges in designing a 77K-optimized core 65
5.1.3 Research goal 66
5.2 CC-Model: Cryogenic Core Modeling Framework 66
5.2.1 MOSFET model 67
5.2.2 Wire model 69
5.2.3 Processor model 71
5.3 Model Validation . 72
5.3.1 MOSFET model validation . 72
5.3.2 Wire model validation 73
5.3.3 Processor model validation . 74
iv
5.4 CryoCore: Cryogenic-Optimal Core Design 75
5.4.1 Design principles for 77K-optimal core microarchitecture 77
5.4.2 CryoCore: Cryogenic-optimal core microarchitecture design . 80
5.4.3 Deriving two cryogenic-optimal processors . 81
5.5 Evaluation 82
5.5.1 Evaluation methodology 84
5.5.2 Performance evaluation 87
5.5.3 Power evaluation 89
5.6 Thermal budget of the cryogenic processors 90
5.7 CryoCore: Conclusion . 91
6 Towards a Full Cryogenic Computer System 93
7 Related Work 95
7.1 77K-targeted cryogenic DRAM 95
7.2 77K-targeted cryogenic on-chip memory . 96
7.3 77K-targeted cryogenic processor . 96
7.4 Other 77K-targeted cryogenic computer devices 97
8 Conclusion 98
Abstract (In Korean) 118
Acknowlegement 120박
저비용 IoT 센서의 하천 저류량에 대한 타당성 조사 및 불확실성 분석
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건설환경공학부, 2024. 2. Kim Young-Oh.Feasibility Study and Uncertainty Analysis of Low-Cost IoT Sensors for Low River Flow Arwa KHATATBEH Dept. of Civil and Environmental Engineering College of Engineering Seoul National University The current thesis work presents a comprehensive study on the integration of low-cost IoT sensors for discharge measurements in low-flow rivers. The research primarily focuses on the evaluation of a set of sensors namely: YF-S201, DN80, and HC-SR04, referred to respectively as Sensors A, B, and C. This evaluation is conducted under a spectrum of conditions, aiming to optimize their use in velocity and water level monitoring. The study initiated a thorough calibration of these sensors in a laboratory setting, employing methods like index velocity and regression analysis to enhance measurement accuracy. The calibration results indicate that Sensor A is particularly effective in low-flow scenarios while it shows higher uncertainty below 0.1 m/s. Adjustments considering temperature and humidity notably improve the accuracy of the ultrasonic sensor (Sensor C). Field experiments complement these findings, demonstrating the sensors' competency in practical flow ranges (0.2 m/s to 0.4 m/s). A key aspect of the study involves a detailed uncertainty assessment, using the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) and the International Standard Organization (ISO) methodologies, which confirms the sensors' reliability under field conditions within specific velocity ranges. The study also explores the sensors' suitability for regions with typical low-flow characteristics, like Jordan, considering factors such as economic feasibility and technical specifications. Despite certain limitations in extreme flow conditions, the sensors' low cost and adaptability make them a promising solution for water monitoring in such environments. Overall, this thesis represents a step in discharge monitoring, specifically concerning its application to river management. By delving into the integration of IoT sensors for monitoring discharges in low- flow river and meticulously analyzing the associated uncertainties, it lays the foundation for further advancements in this critical domain. Notably, the primary focus on low cost and uncertainty stands as a hallmark of novelty in this research. Keyword: Low-cost IOT sensor; Low-flow river; Uncertainty; GUM; ISO 748; Calibration Student Number: 2019-39427현재의 박사 논문은 저류 강에서 저비용 IoT 센서를 융합한 포괄적인 연구를 제시합니다. 연구는 주로 YF-S201, DN80, HC-SR04와 같은 세트의 센서인 센서 A, B 및 C를 평가하는데 중점을 두었습니다. 이 평가는 다양한 조건에서 수행되었으며, 이러한 센서들을 속도 및 수위 모니터링에 최적화하기 위한 것이었습니다. 연구는 실험실 환경에서 이러한 센서들의 철저한 교정을 시작했으며, 측정 정확도를 향상시키기 위해 색인 속도 및 회귀분석과 같은 방법을 사용했습니다. 교정 결과, 센서 A 는 특히 저류 상황에서 효과적이며, 0.1 m/s 미만의 높은 불확실성을 보였습니다. 온도와 습도를 고려한 조정은 초음파 센서의 정확성(Sensor C)을 현저히 향상시켰습니다. 현장 실험은 이러한 센서들이 실제 유속 범위(0.2 m/s 에서 0.4 m/s)에서의 성능을 보여주었습니다. 연구의 중요한 측면은 Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) 및 International Standard Organization (ISO) 방법론을 사용하여 센서들의 특정 속도 범위 내에서의 신뢰성을 확인하는 상세한 불확실성 평가입니다. 연구는 또한 YF-S201, DN80, HC-SR04 와 같은 저류 특성이 특징인 지역, 예를 들어 요르단과 같은 지역에서 이러한 센서들의 적합성을 탐구했습니다. 경제적 실현 가능성 및 기술적 사양과 같은 요소들을 고려했습니다. 극단적인 유량 조건에서 일부 제한 사항이 있지만, 이러한 센서들의 저렴한 가격과 적응력은 이러한 환경에서 효율적인 수질 모니터링에 유망한 해결책이 될 수 있습니다. 이 논문은 저비용 IoT 센서들의 상세한 검토 섹션을 통해 실시간 유속 측정에서의 타당성과 효과를 입증하는 뿐만 아니라 이러한 센서들의 배치 최적화 및 고급 수질 관리 실천을 위한 데이터 해석에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다. 이러한 연구 결과는 환경 모니터링의 IoT 분야에 상당한 기여를 하며, 실용적인 해결책을 제시하고 이 분야의 미래 기술 발전을 위한 길을 열어줍니다.Abstract I
Table of Contents III
List of Abbreviations VIII
List of Nomenclature IX
List of Tables XII
List of Figures XIII
Chapter 1. Introduction 1
1.1 Motivation 3
1.2 Research Objectives 5
1.3 Scope and Organization of the Dissertation 6
Chapter 2. Literature Review 8
2.1 Flow Regimes in River Systems . 8
2.1 Traditional and Modern Approaches for Discharge Estimation in Open Channels 10
2.2 IoT Technology in Water Resource Management 14
2.2.1 An Overview of the Technology Behind IoT Sensors and Their Applications in
Water Resources Management . 15
2.2.2 IoT Sensor Integration and Calibration 16
2.2.3 Exploring the Current Research on Low-Cost IoT Sensors for Flow Measuremen
in Open Channels 17
2.3 Uncertainty in Hydrometric Measurements 20
2.3.1 Uncertainty of Discharge Measurement Methods 22
2.3.2 Acceptable Uncertainty Ranges in Open Channel Flow Measurements . 24
Chapter 3. IoT Sensor Integration and Calibration for Open Channel Flow
Measurement 29
3.1 Introduction . 29
3.2 Methodology 31
3.2.1 Integration of IoT Sensors 31
3.2.1.1 Sensors . 31
3.2.1.2 Microcontroller (WeMos D1 Board) 33
3.2.1.3 ThingSpeak 33
3.2.1.4 Source Code/Program 34
3.2.1.5 Sensors Synchronization . 37
3.2.2 Open Channel Flow Prototype . 39
3.2.3 Determining Mean Velocity and Applying IoT Sensors for One-Point Index
Velocity Measurement . 40
3.2.4 Calibration of Sensor A . 40
3.2.5 Calibration of Sensor B . 42
3.2.6 Calibration of Sensor C . 42
3.3 Result 46
3.3.1 Index-Velocity vs. Mean Velocity: Regression Analysis 46
3.3.2 Calibration Result 47
3.3.2.1 Sensor A 47
3.3.2.2 Sensor B 56
3.3.2.3 Sensor C 58
3.4 Chapter Conclusion . 62
Chapter 4. Flow Rate Measurement using IoT Sensors: A Study on Low-Flow River
Conditions (Case Study) 64
4.1 Introduction . 64
4.2 Methodology 66
4.2.1 Case Study (1): Dorimcheon Stream 66
4.2.1.1 Study Area 66
4.2.1.2 Instrument Installation and Configuration 67
4.2.1.3 Velocity Area Method 68
4.2.2 Case Study 2: Andong Experimental River 72
4.2.2.1 Study Area 72
4.2.2.2 Instrument Installation and Configuration 74
4.2.2.3 Velocity Area Method 79
4.2.2.4 Index-Velocity Method . 81
4.2.2.5 Cross-Validation Process and Correction Method: Enhancing IoT Data Accuracy
82
4.3 Result 85
4.3.1 Case Study (1) 85
4.3.1.1 Comparison of FT2 Sensor Velocity and a Fixed Point Velocity Measurement by
IoT Sensors . 85
4.3.2 Case Study (2) 87
4.3.2.1 Index-Velocity vs. Mean Velocity: Regression Analysis 87
4.3.2.2 Comparison of Discharge Data-IoT Sensor vs FlowTracker 91
4.3.2.4 Enhancing IoT Accuracy: Insights from Cross-Validation and Correction
Analysis 93
4.3.2.5 Enhancing IoT Accuracy: Exploring Correlation and Error . 95
4.3.2.6 Correction Factor Liner Equation 97
4.3.2.7 Correction Factor Application Process for Enhancing IoT Sensor Data Accuracy
99
4.4 Chapter Conclusion . 101
Chapter 5. Accuracy Assessment and Error Decomposition of Internet of Things
Sensor: Low-Flow Conditions 102
5.1 Introduction 102
5.2 Methodology 104
5.2.1 Estimating Measurement Uncertainty Using the Type-A Approach in Laboratory
Conditions 104
5.2.1.1 Uncertainty Analysis of Ultrasonic Water Level Sensors under Stable and
Fluctuating Conditions . 104
5.2.1.2 Uncertainty Analysis of YF-S201 Sensor in Laboratory Conditions 106
5.2.2 Evaluating Uncertainty in River Discharge Measurements Using FlowTracker (FT)
and IoT Sensors According to ISO Standards 108
5.2.3 Evaluating Uncertainty of Flow Rate and Water Level Measurements Using GUM
. 112
5.2.3.1 YF-S201 Sensor 112
5.2.3.2 Ultrasonic Sensor (HC‐SR04) 119
5.3 Result 122
5.3.1 Uncertainty Analysis in IoT Sensors Using the Type-A Approach in Laboratory
Conditions 122
5.3.2 Uncertainty in River Discharge Measurements Using FlowTracker (FT) and IoT
Sensor According to ISO Standards 123
5.3.3 Measurement Uncertainty in River Discharge Utilizing YF-S201 Sensors through
GUM 126
5.3.4 Measurement Uncertainty in River Discharge Using Water Level Sensor through –
GUM 133
5.4 Chapter Conclusion . 136
Chapter 6. Conclusions . 138
6.1 Overall Conclusions and Summary 138
6.2. Limitations 140
6.3. Contributions and Interpretation 142
References . 143
Appendix A: Sensor Data and Experimental Setup for Chapter 3 159
Appendix B: llustrations of IoT Sensor Fieldwork in Chapter 4 171
Appendix C: Statistical Insights & Data Details for Chapter 5 174
Appendix D: Economic Evaluation - Cost Analysis of IoT Sensors 185
국문초록 . 186
Acknowledgment 188박
제2형 당뇨 마우스 모델을 이용한 인체 유래 프로바이오틱스와 당뇨치료제와의 병용효과에 대한 연구
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 농업생명과학대학 농생명공학부(바이오모듈레이션전공), 2024. 2. 김희발.Effects of human-derived probiotics in combination with anti-diabetic medicines on type 2 diabetes in db/db Won Jun Kim Major of Biomodulation Department of Agricultural Biotechnology The Graduate School Seoul National University Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is traditionally considered a disease that occurs in adulthood. However, with its increasing incidence among young individuals, it is now recognized as a significant public health challenge. In this study, based on three distinct investigations, we focused on the development and selection of anti-diabetic functional probiotic strains derived from healthy Koreans, along with evaluating their synergistic effects with anti- diabetic medicines in a T2DM mouse model. In Study 1, probiotic properties and safety evaluations were conducted on isolates obtained from the feces of 20 Korean adults. Seven candidate strains, including Bifidobacterium longum NBM7-1, Lactobacillus acidophilus NMC3-4, Lactiplantibacillus plantarum NMC15-1, Lactobacillus rhamnosus NBM17-4, Lactococcus lactis NM11-5, L. lactis NT13-2, and Pediococcus pentosaceus NM11-3, were selected. NBM7-1 (CKD1), NBM17-4 (CKD2), and NMC15-1 (CKD3) were chosen as anti- diabetic functional strains based on their insulin sensitivity enhancement and intestinal integrity improvement observed in Caco- 2 and C2C12 cell lines. In Study 2, the selected strains' anti-diabetic effects were evaluated in db/db (leptin+/+) diabetic mice, comparing them with positive control groups treated with anti-diabetic medicines (LO®, SI®) and a probiotics mixture group (CKDM; CKD1+CKD2+CKD3) over an 8-week oral administration period. CKD1 and CKD2 demonstrated anti-diabetic effects, notably improving insulin sensitivity, pancreatic function, and alleviating hepatic steatosis, possibly linked to the enhancement of IL-22, a crucial factor associated with insulin sensitivity and pancreatic function. Consequently, CKD1 and CKD2 were selected as potential candidates for mixed therapy with anti-diabetic medicines. In Study 2, the combination effects of anti-diabetic medicines (LO®, SI®, Met®) with probiotic strains CKD1 and CKD2 were investigated in the T2DM mouse model. The results indicated that when CKD1 was combined, insulin resistance and hepatic steatosis effectively decreased compared to using SI® or Met® alone. Interestingly, CKD2 showed superior anti-diabetic effects when used alone, outperforming its combination with anti-diabetic medicines. Thus, CKD1 was ultimately selected as the lead candidate for mixed therapy with anti-diabetic medicines. Furthermore, we calculated the half-maximal inhibitory concentration (IC50) of diabetic medicines to assess their efficacy, revealing a reduction in their anti-diabetic effects. However, when combined with CKD1, the anti-diabetic effects were augmented. Notably, the combination of CKD1 with Met® induced changes in gut microbiota composition, affecting various microbial species and metabolites associated with inflammation and IL-22 pathway activation. This study unveils the anti-diabetic effects of probiotic strains derived from healthy individuals and their synergistic effects with diabetic medicines in a T2DM mouse model. Notably, CKD1 exhibited no synergistic effects with LO®, possibly due to CKD1's inhibition of PPARγ, in contrast to LO®, which acts as a PPARγ agonist. On the other hand, SI® and Met®, known as insulin secretion agonists, demonstrated increased synergistic effects with CKD1, attributed to CKD1's ability to elevate GLP-1 and activate AMPK. Additionally, the correlation between T2DM and IL-22 signaling was explored, shedding light on the impact of T2DM on gut microbiota composition. Based on these findings, probiotic strain CKD1 holds promise as a potential adjunct therapy for T2DM patients. Keywords: Type 2 diabetes mellitus (T2DM), Probiotics, Bifidobacterium, Lactiplantibacillus, IL-22 pathway Student Number: 2020-35112Summary i
Contents v
List of Tables xv
List of Figures xvi
List of Abbreviations xxvii
1. Review of Literature 34
1.1. Diabetes Mellitus 34
1.1.1. Type 2 diabetes mellitus (T2DM) 34
1.1.2. The pathophysiology of T2DM 37
1.1.3. The worldwide prevalence of T2DM in adults 40
1.1.4. T2DM treatment trends 43
1.2. Anti-diabetes medicines 48
1.2.1. Met® 48
1.2.2. DPP4i® 50
1.2.3. TZDs ® 52
1.2.4. T2DM & gut microbiota 56
1.2.5. Anti-diabetic medicines and gut microbiota 59
1.3. The anti-diabetic effects of probiotics 62
1.3.1. Probiotics 62
1.3.2. Benefical effects of probiotics in T2DM 63
1.4. The effects of Interleukin-22 (IL-22) on T2DM 67
1.4.1. IL-10 family cytokines 67
1.4.2. The structure of IL-22 69
1.4.3. The functions of IL-22 on various tissues and organs 71
1.4.4. Microbiota and IL-22 signaling 73
2. Chapter 1. Screening of anti-diabetic potential human-derived probiotics in Caco-2 and C2C12 animal cells 75
2.1. Introduction 76
2.2. Material and Methods 78
2.3.1. Sample collection and probiotic strains and
cultivation 78
2.3.2. Survival ability in gastrointestinal environment 80
2.3.3. Carbohydrate fermentative pattern and enzymatic profiling 81
2.3.4. Hemolytic activity and biogenic amine production
81
2.3.5. Preparation of Cell-Free Supernatant (CFS) and
Microbial Lysates (MLs) 84
2.3.6. Cultivation of Caco-2 cells and C2C12 myoblasts 86
2.3.7. Measurements of gut permeability and tight junction
proteins (TJPs) expression on Caco-2 cells 87
2.3.8. Palmitate-induced insulin resistance in C2C12
myotube 89
2.3.9. α-glucosidase inhibition activity and Dipeptidyl
peptidase-4 inhibitor (DPP-4i) activity
91
2.3.10. Statistical Analysis 93
2.4. Results 94
2.4.1. Resistance to gastrointestinal track conditions 94
2.4.2. Carbohydrate fermentative pattern and enzymatic
profiling 96
2.4.3. Safety assessment 98
2.4.4. Transepithelial electrical resistance (TEER) 99
2.4.5. Glucose uptake activity in Caco-2 cells 101
2.4.6. Glucose uptake activity in palmitate-induced insulin resistance model using C2C12 myotubes 103
2.4.7. Insulin signaling in palmitate-induced insulin resistance model using C2C12 myotubes 105
2.4.8. a-glucosidase and dipeptidyl peptidase inhibition activity 107
2.5. Discussion 109
3. Chapter 2. Supplementation with the probiotic strains Bifidobacterium longum and Lactiplantibacillus rhamnosus alleviates glucose intolerance by restroing the IL-22 response and pancreatic β-cell dysfunction in Type 2 diabetic mice 112
3.1. Abstract 113
3.2. Introduction 115
3.3. Material and Methods 119
3.3.1. Animal expreiments 119
3.3.2. Biochemical parameters 122
3.3.3. Oral glucose tolerance test 123
3.3.4. Histopathological examination and immuno-histochemical (IHC) staining 124
3.3.5. Real-time qPCR analysis 126
3.3.6. Statistical Analysis 127
3.4. Results 130
3.4.1. Effects of probiotic strains on body weight and metabolic parameters in diabetic mice 130
3.4.2. Effects of probiotic strains on oral glucose tolerance test (OGTT) 136
3.4.3. Effects of probiotic strains on pancreatic β-cell dysfunction 139
3.4.4. Effects of probiotic strains on lipid accumulation in the liver 141
3.4.5. Effects of microbe on key genes of glucose and lipid metabolism in the liver and epididymal white adipose tissue(eWAT) 144
3.4.6. Restoration of gut barrier dysfunction and the activation IL-22 response by
probiotics 153
3.5. Discussion 156
3.6. Supplementary data 163
4. Chapter 3. B. longum CKD1 strain enhances the efficacy of anti-diabetic medicines throug upregulation of IL-22 response in Type 2 diabetic mice 167
4.1. Abstract 168
4.2. Introduction 170
4.3. Material and Metohds 173
4.3.1. Animal expreiments 173
4.3.2. Biochemical parameters 176
4.3.3. Oral glucose tolerance 176
4.3.4. Histopathological examination 177
4.3.5. Real-time qPCR analysis 178
4.3.6. 16S rRNA gene amplicon sequencing and analysis 179
4.3.7. GC-MS analysis of SCFAs 180
4.3.8. Statistical Analysis 181
4.4. Results 184
4.4.1. Enhancing the efficacy of anti-diabetic medicines through combination with CKD1 to alleviate diabetic phenotypes 184
4.4.2. The effects of combined treatments on oral glucose tolerance test (OGTT) 195
4.4.3. Suppression of hepatic lipid accumulation by combining anti-diabetic medicines and CKD1 200
4.4.4. Modulation of hepatic gene expression by combined anti-diabetic medicines and CKD1 208
4.4.5. Gut microbiota modulation by combined anti- diabetic medicines and CKD1 221
4.4.6. CKD1 enhanced the efficacy of anti-diabetic medicines on DB phenotypes 226
4.4.7. CKD1 activated hepatic, ileum and pancreatic IL- 22 pathway in the anti-diabetic medicines dose-depended manner 240
4.4.8. Impact of Met® and CKD1 on gut microbiota composition CKD1 247
4.4.9. Modulation of short-chain fatty acids (SCFAs) profiles by the combination of Met® and
CKD1 252
4.4.10. CKD1 enhanced IL-22 pathway with IC50 of anti-diabetic medicines 253
4.5. Discussion 255
4.6. Supplementary data 266
References 267
Abstract in Korean 295박
짐바브웨에서 정치 참여 태도의 성별 차이
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 국제대학원 국제학과, 2024. 2. Tae Gyun Park.Gender Differences in Attitude towards Political Participation: Exploring the Case of Zimbabwe
Mayibongwe Getrude Mabanda
International Development
Graduate School of International Studies
Seoul National University
The research recognizes the importance of political engagement in democracies and the ongoing underrepresentation of women in political spheres. It then explores the gender disparities in attitudes toward political engagement and to comprehend the consequences of these disparities for the general well-being of democratic institutions. Political participation in Zimbabwe has generally received considerable scholarly attention and literature generally agrees that political participation and decision-making are masculine affairs. This study is a modest contribution to the growing body of literature on political participation in Zimbabwe. It benefits from existing literature by using it as a starting point. Zimbabwes political history is profiled in general first before zeroing in on country profile in terms of gendered political participation. Using quantitative data, this study analyses the differentiated attitudes between men and women towards political participation in Zimbabwe. While acknowledging the historical or structural issues that have militated against women political participation, this study pushes the frontiers of knowledge further by paying attention to how gender differences have influenced political participation in Zimbabwe. By unravelling the gender differences in attitudes towards political participation, the study seeks to throw some bit of light on measures that could be taken to narrow the gender differences towards political participation in Zimbabwe.
Keywords: Gender differences, political participation, decision-making, structural factors
Student Number: 2022-26972이 연구는 민주주의에서 정치 참여의 중요성과 정치 영역에서 여성의 지속적인 과소 대표성을 다룬다. 그 후 정치 참여에 대한 태도의 성별 격차를 탐구하고 이러한 격차가 민주주의 제도의 전반적인 후생에 미치는 결과를 이해하는 것을 목표로 한다. 짐바브웨의 정치 참여는 전반적으로 상당한 학문적 관심을 받아왔고 문헌에서는 정치 참여와 의사 결정이 일반적으로 남성의 일로 여겨진다는 데 동의한다. 이 연구는 짐바브웨의 정치 참여에 관한 문헌이 늘어나는 추세에 조금이나마 기여하고 있다. 기존 문헌을 출발점으로 삼아, 짐바브웨의 정치사를 전반적으로 먼저 분석한 후 성별 정치 참여 측면에서 국가 현황을 집중적으로 살펴본다. 정량적 데이터를 사용하여 짐바브웨의 정치 참여에 대한 남성과 여성의 차별화된 태도를 분석한다. 여성의 정치 참여를 가로막는 역사적 또는 구조적 문제를 인정하면서도 성별 격차가 짐바브웨의 정치 참여에 어떤 영향을 미쳤는지에 주목함으로써 지식의 지평을 넓히고자 한다. 이 연구는 정치 참여에 대한 태도의 성별 차이를 밝힘으로써 짐바브웨에서 정치 참여에 대한 성별 차이를 좁히기 위해 취할 수 있는 조치에 대해 시사점을 던져주고자 한다.
핵심단어: 성별 격차, 정치 참여, 의사 결정, 구조적 요인Acknowledgements iv
Abstract v
LIST OF ACRONYMS viii
LIST OF TABLES ix
CHAPTER 1. INTRODUCTION 1
1. Background of Study 2
2. Conceptual framework 5
2.1. Defining Political Participation 5
2.2 Gender Differences in Political Participation Forms 6
3 Purpose of the Study 7
4. Significance of the study 7
5. Research objectives 8
6 Research questions 8
CHAPTER 2. COUNTRY PROFILE: ZIMBABWE 9
1. Overview of Zimbabwe 9
2. Commitment to Equal Participation between Men and Women 12
3. Political realities in Zimbabwe 13
CHAPTER 3. LITERATURE REVIEW 16
1. International Scenario 16
2 Regional Picture 18
3. Literature on Zimbabwe 19
4 Gender and Political Participation in Zimbabwe 20
5. Traditional Factors that Have Stifled Women Political Participation 21
6. The Research Gap 24
7. Hypothesis. 24
CHAPTER 4. DATA AND METHOD 25
1. Data 25
2. Data analysis 25
3. Description of the Sample 26
4. Variables of interest and Method 27
CHAPTER 5. FINDINGS 29
1. Three-way tables of dependent variables and gender 29
2. Regression analysis 38
CHAPTER 6. DISCUSSION AND CONCLUSION 47
1. Discussion 47
2. Conclusion 49
REFERENCES 51
Appendix A 55
Appendix B 56
Appendix C 57
Appendix D 58
Appendix E 59
Appendix F 60
Appendix G 61
Appendix H 62
Appendix I 63
Appendix J 64
Appendix K 65
Appendix L 66석
사람-로봇간의 상호작용 환경에서의 사람의 최적의 움직임
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 컴퓨터공학부, 2024. 2. 원정담.Generating optimal human movements in environments where interactions occur between humans and robots is crucial in both fields of computer animation and robotics. In the realm of exoskeleton research, it is crucial to take into account responses through interactions with humans, necessitating human experiments for controller development and leading to notable time and cost commitments. Specifically, the personalized adjustment of exoskeleton control parameters to individual body conditions, which is called personalization, involves meticulous tasks, demanding physical experiments for each individual. While physics-based simulation techniques have advanced, the issue of personalization is rarely tackled through this approach. There are several challenges associated with tackling personalization using simulation techniques. This involves creating diverse human models with various body conditions and generating human-exoskeleton gaits while considering their interactions. Additionally, the energy consumption patterns, which respond to changes in the exoskeletons control parameters, must closely resemble those observed in real humans. In this thesis, we propose a framework for generating optimal human movements in human-robot interactive environments. Our goal is to find the control parameters of the exoskeleton that assist in creating the optimal gait of a person wearing the hip assistive exoskeleton. Building upon a previously proposed gait generation framework utilizing reinforcement learning (RL), which demonstrated the ability to generate walking corresponding to high-dimensional human body conditions and walking conditions, we create a new gait genera- tor with an added exoskeleton module. We build a parameter optimizer using simulated gait data to find the optimal exoskeleton control parameters. The parameter optimizer transforms non-differentiable simulation data into a dif- ferentiable form through regression, enabling optimization. For the validation of this framework, we apply a new form of ankle assistive exoskeleton and introduce a novel walking environment, a slope. The results demonstrate that the framework can generate plausible gaits for various exoskeleton parameters, and the gait results reveal kinematics, mechanics, and muscle activation data from the simulation are very similar to real human data. Additionally, the kinematic data of gait simulation on the slope are similar to real human data, and it reasonably predicts the joint mechanics and muscle activation data which is not gathered from physical experiments.사람과 로봇의 상호작용이 존재하는 환경에서의 사람의 최적의 움직임을 생성하는 것은 컴퓨터 애니메이션 뿐만 아니라 로보틱스 분양에서도 필수적인 연구이다. 착용형 보조기구 연구는 항상 인간과의 상호 작용을 통한 반응을 고려하는 것이 필수적이어서 제어기를 제작하는 데 인간 실험이 필요하며, 이로 인해 상당한 시간과 비용이 소요된다. 특히 착용형 보조기구를 개개인의 신체조건에 맞도록하는 개인화 작업은 착용자 개개인 마다의 실험이 필요하기 때문에 매우 노동집약접이다. 시뮬레이션 기반 기술의 발전에도 불구하고 착용형 보조기구의 개인화 문제는 거의 다루어지지 않았다. 시뮬레이션 기술을 사용하여 맞춤화에 대응하는 데는 다음과 같은 어려움이 있다. 착용형 보조기구의 개인화 문제를 시뮬레이션 기술로 해결하는 것은 다양한 신체조건을 가지는 사람 모델을 생성하고, 사람-착용형 보조기구의 상호작용을 고려하여 보행을 생성할 수 있어야한다. 게다가, 착용형 보조기구의 동작 파라미터가 변함에 따라 실제 사람과 유사한 에너지 소비 패턴을 생성할 수 있어야한다.
본 학위 논문에서 우리는 사람-로봇의 상호작용이 존재하는 환경에서의 사람의 최적 움직임을 생성하는 프레임워크를 제안한다. 우리의 목표는 착용형 보조 기구를 착용한 사람의 최적의 보행을 생성하도록 하는 착용형 보조기구의 제어 파라미터를 찾는 것이다. 이전 연구에서 제안된 강확학습을 활용한 보행 생성 프레임워크는 높은 차원을 가지는 사람의 신체조건과 보행 조건에 대응하는 보행을 생성하는 능력을 보여주었다. 이를 기반으로 우리는 착용형 보조기구 모듈이 더해진 새로운 보행 생성기를 만들었다. 우리는 착용형 보조기구의 최적의 제어 파라미터를 찾기 위하여 시뮬레이션된 보행 데이터를 사용하여 파라미터 최적화기를 개발하였다. 파라미터 최적화기는 미분 불가능한 시뮬레이션 데이터를 회귀 기술을 통해서 미분 가능한 형태로 변환해줌으로써 파라미터의 최적화를 가능하게했다.
이 프레임워크의 일반화를 위해 새로운 형태의 발목 착용형 보조기구를 적용하고 새로운 보행 환경인 경사로를 도입했다. 결과는 해당 프레임워크가 다양한 착용형 보조기구 파라미터에 대해 타당한 보행을 생성할 수 있음을 보여주며, 보행결과는 시뮬레이션에서 얻은 보행 데이터가 실제 사람 데이터와 매우 유사하였다. 또한 경사에서의 보행 시뮬레이션의 보행 데이터는 실제 사람 데이터와 유사하며, 물리적 실험에서 얻지 못한 관절 메커니즘과 근 활성화 데이터를 합리적으로 예측했다.Chapter 1. Introduction 1
Chapter 2. Background 8
2.1. Physics-based simulation and control 9
2.2. Musculoskeletal system and simulation 10
2.3. Exoskeleton and simulation 11
2.4. Crowd Simulation and Robot Navigation 13
Chapter 3. A Deep-RL-Neuromechanical Framework for Finding Optimal Exoskeleton Parameters 15
3.1. Introduction 15
3.2. Methods 18
3.2.1. Overview 18
3.2.2. Gait Generator 18
3.2.3. Exoskeleton Optimizer 27
3.2.4. Framework configuration: simulation parameters, training variables, and movement criteria 32
3.3. Results 36
3.3.1. Neuromechanical simulation framework for optimizing exoskeleton parameters 36
3.3.2. Alignment of simulation results with reference human data 37
3.3.3. Optimal parameters for various body conditions 39
3.4. Discussion 43
3.4.1. Main Results 43
3.4.2. Problems our work addressed 44
3.5. Conclusion 49
Chapter 4. Generalization of a Deep-RL-Neuromechanical Framework across Diverse Exoskeleton and Gait Environments for Personalization 51
4.1. Introduction 51
4.2. Method 53
4.2.1. Overview 53
4.2.2. Deep-RL-Neuromechanical Framework 54
4.2.3. Unpowered Passive Ankle Exoskeleton 58
4.3. Results 60
4.3.1. Comparing the simulation results to the reference data 60
4.3.2. Comparing the simulation results to the reference data in slope 69
4.4. Discussion 73
4.5. Future Work 75
4.6. Conclusion 78
Chapter 5. Navigating Simulation in Crowded Environment by Deep Reinforcement Learning 81
5.1. Introduction 81
5.2. Method 84
5.2.1. Simulation Overview 84
5.2.2. Agent Learning using Deep Reinforcement Learning 84
5.3. Results 88
5.3.1. Scenarios 89
5.3.2. Generalization 91
5.3.3. Optimality in bottleneck scenario 92
5.3.4. Shape variation learning 93
5.3.5. Comparison 94
5.4. Conclusion 94
Chapter 6. Conclusion 100
6.1. Contribution 100
6.2. Future Work 102
Bibliography 104
요약 128박
기하 정보를 이용한 물체의 6차원 자세 추정 신경망
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2024. 2. 조남익.물체의 3차원 위치와 회전 값을 영상으로부터 인식하는 것은 컴퓨터 비전 분야의 근본적인 문제이다. 최근 딥러닝(deep learning) 기반 방법들이 물체 자세 추정 분야에서도 좋은 성능을 보였으나, 취득에 많은 비용이 요구되는 물체의 메쉬(mesh)를 필요로 하거나, 물체와 카메라의 기하 정보를 충분히 활용하지 못하여 성능이 제한적이었다. 이에, 본 학위논문에서는 이러한 기하 정보를 물체의 자세를 추정하는 신경망(neural network) 학습에 활용하여 다양한 환경에서 높은 성능을 나타내는 접근법들을 제안한다. 먼저, 본 논문은 3차원 원근 그리드(perspective grid)를 활용하여 물체의 자세를 추정하는 방법을 제안한다. 기존의 방법들에선 카메라 공간(camera space)으로 변환된 물체의 점들간의 오차를 최소화하도록 신경망을 학습하였다. 그러나, 이는 메쉬가 제공된 환경에서만 사용할 수 있으며, 투영 기하(projective geometry) 특성을 학습에 반영하지 못한다는 한계가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 카메라에서 물체로 향하는 광선(ray)상의 그리드를 새로운 기준으로 삼아 신경망을 학습하여, 물체의 형태와 광선간의 관계를 고려하여 자세를 추정한다. 이는 공간 변형 신경망(spatial transformer network)에 적용되어 반복적으로 물체의 자세를 보정하는 render-and-compare 시스템으로 구성된다. 또한, 스페이스 카빙(space carving)을 통해 구성한 정보를 활용하여 메쉬가 없는 환경에서도 사용 가능한 방법을 제안한다. 이를 바탕으로, 메쉬를 사용하지 않고도 성공적으로 물체 공간상의 그리드를 추정하여 기존 방법들보다 더 정확한 자세 추정 성능을 보인다. 이어서, 기존 딥러닝 기반의 자세 추정 신경망들의 문제를 분석한 후, 물체를 다양한 기하 정보로 모델링하고, 여러 참조 영상을 사용하여 성능을 높이는 방법을 제안한다. 기존에는 투사된 물체의 3차원 좌표를 추정한 후 PnP-RANSAC 방식을 적용하여 자세를 찾는 것이 일반적이었으나, 이는 텍스쳐(texture)가 부족하거나 둥근 형태를 지니는 물체에서 흐릿하게 추정되는 한계점이 있었다. 또한, 단일 참조(reference) 영상을 사용하는 render-and-compare 방법은 첫 번째 자세 추정 과정에서 극소점(local minimum)에 빠지는 경우 추후 자세 보정이 어렵다는 한계점이 있었다. 이를 보완하기 위해, 위치 부호화 (positional encoding)를 물체의 3차원 좌표에 적용하여 더욱 세밀하게 구성한 기하 정보를 신경망으로 추정하고, 이를 render-and-compare에 사용하여 성능을 개선한다. 또한, 여러 참조 영상으로부터 추정한 자세들을 기반으로 신뢰도 높은 자세를 취득함으로써 극소점에 빠지는 문제를 완화한다. 이에 더해, 카메라 내부 파라미터를 반영하는 이미지 공간 (image space)상에서의 자세 보정 방법을 제안하여 줌인(zoom-in) 방법에 의한 모호성을 완화한다. 마지막으로, 데이터 증강(data augmentation) 방법 및 적응형 인스턴스 정규화 방식(adaptive instance normalization)을 사용하여 목표하는 물체의 자세 추정을 개선한다. 제안 방법은 기존의 방식들에 비해 더 정확한 성능을 나타내며, 특히 다른 방식에서는 추정하기 어려웠던 텍스쳐가 부족하고 둥근 형태로 생긴 물체 및 가려진 물체에 대해서도 정확하게 추정한다. 마지막으로, 광학 흐름(optical flow)을 기반으로 학습 과정에 포함되지 않았던 물체의 자세를 추정하는 문제를 다룬다. 지정된 물체를 학습하던 문제와 달리 미학습(unseen) 물체는 기본자세(canonical pose) 및 형태를 신경망이 학습하지 못하기 때문에 난이도가 높다. 기존의 방식들은 많은 참조(reference) 영상을 기반으로 템플릿 매칭(template matching) 방법을 사용하거나, 트랜스포머(transformer) 신경망을 기반으로 국소 특징점간의 관계를 파악하여 자세를 추정하였으나, 두 방식 모두 기하 정보를 활용하지 못하는 한계점이 있었다. 이에, 본 논문에서는 광학 흐름 추정을 기반으로 기하 도메인에서 재구성(reconstruction)함으로써 물체의 기하학적 특성을 자세 추정 과정에서 고려하도록 구성한다. 추가로, 학습 과정에서 cycle-consistent 특성을 기반으로 설계한 목적함수를 적용하고, 새롭게 제안하는 변형 가능한 컨볼루션(deformable convolution)기반 통합기(aggregator)을 통해 참조별 오차를 효과적으로 보정한다. 제안한 방법이 성공적으로 물체의 형태를 복원하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 기반으로 기존의 방법에 비해 자세를 빠르게 추정하는 것을 확인한다. 제안된 방법들은 다양한 데이터셋에서 평가되었으며, 기존의 방식들에 비해 3차원 자세 오차 및 2차원 투사 정확도 평가지표에서 뛰어난 성능을 보인다. 또한, 세 가지 방법 모두 텍스쳐를 포함하는 메쉬가 없는 환경에서도 사용할 수 있게 설계함으로써 기존 방법들보다 높은 범용성을 가진다. 이를 통해, 본 학위논문에서는 물체의 기하 정보를 신경망 학습에 적절히 반영하는 것이 성능 향상에 핵심적인 요소임을 확인한다.Recognizing the position and rotation of an object in 3D space from an image is a challenging problem in computer vision. While neural network-based methods for object pose estimation have shown superior performance then conventional methods, they often require expensive object meshes or fail to consider information from camera geometry, which limits their applicability in more general scenarios. To address these issues, this dissertation proposes approaches that incorporate geometric information in deep neural networks for 6D object pose estimation, enhancing the model's performance and utility in diverse settings. The first proposed method estimates the pose of an object based on a 3D perspective grid. Prior neural network-based methods relied on minimizing the error of transformed object vertices in camera space. However, these methods are inapplicable for settings without meshes and do not consider the properties of the camera geometry. As an alternative, this dissertation suggests using the projective grid as a new criterion, defined by the rays that pass through the object in the object space, which models the relationship between the appearance and the rays. This approach is implemented within a spatial transformer network, which forms a render-and-compare system that iteratively corrects the estimated pose. Furthermore, the space carving feature is employed for the mesh-less setting. Overall, the proposed method successfully predicts the grids in object space and demonstrates superior performance compared to conventional methods, even without using mesh. The following chapter analyzes the shortcomings of previous methods and proposes improvements through multi-scale geometric representation and multi-reference. Prior object 3D coordinate estimation-based methods have employed the PnP-RANSAC for pose estimation, which suffers from blurry estimation in texture-less or spherical objects. Additionally, the single reference guided render-and-compare-based methods have been prone to local minima problems, which fail to refine the pose in subsequent iterations. To address these issues, positional encoding is employed in the render-and-compare framework to leverage the object shape with more detail. Furthermore, a multi-reference-based pose refinement is proposed to mitigate the local minima problem. The intrinsic matrix untangled pose parametrization method is also introduced to relieve the ambiguity issue caused by zoom-in. Additionally, data augmentation techniques and adaptive instance normalization are applied to help the model focus on the target object. The proposed method shows state-of-the-art performance and successfully addresses failure cases in previous methods, such as insufficient texture, spherical shapes, and occlusions. Finally, the dissertation proposes optical flow-based object pose estimation to address the unseen object in the training stage. Estimating the pose of an unseen object is challenging since the canonical pose and 3D shape are not trainable. Previous methods rely on either template matching with many references or transformer-based local feature matching. However, both approaches only focus on appearance similarity and do not consider the geometric information of the object. Therefore, this dissertation proposes optical flow-based cross-domain reconstruction to leverage the object's geometric feature during pose estimation. Additionally, a cycle-consistent loss is proposed to utilize self-supervision consistency, and a novel deformable aggregator is designed to integrate the misaligned features from each reference effectively. Experiments demonstrate that the proposed method successfully reconstructs the unseen object's geometric features and shows competitive performance on object pose estimation while showing a fast inference time. The proposed methods are evaluated on benchmark datasets of the object pose estimation field and demonstrate great performance in 3D pose and 2D projection metrics. Furthermore, all three methods are designed to be applicable in environments without mesh, thereby having more practicality than conventional approaches. Consequently, this dissertation confirms that appropriately leveraging geometric information of the object in a neural network is a crucial factor in enhancing performance.Abstract i
Contents iv
List of Tables vii
List of Figures x
1 Introduction 1
1.1 Definition of the Problem 2
1.2 Specific Object Pose Estimation 3
1.3 General Object Pose Estimation 4
1.4 Outline 6
2 Related Works 7
2.1 Template Matching 7
2.2 Keypoints Estimation 8
2.3 Dense Correspondence Estimation 9
2.4 Pose Refinement 10
3 Grid-Guided Object Pose Estimation 12
3.1 Motivation and Overview 12
3.2 Method 14
3.2.1 Framework Overview 14
3.2.2 Object Space Grid Generator 17
3.2.3 3D Feature Reconstruction 19
3.2.4 Projector and Pose Estimator 21
3.2.5 Objective Functions 22
3.3 Experiments 23
3.3.1 Datasets and Evaluation Metrics 23
3.3.2 Experiment Setup 24
3.3.3 Comparison with the State-of-the-Art 25
3.3.4 Ablation Studies 32
3.3.5 Runtime Analysis 35
3.3.6 Summary 35
4 Coordinate-Guided Object Pose Estimation 36
4.1 Motivation and Overview 36
4.2 Method 39
4.2.1 Offline Reference Generation 40
4.2.2 Geometric Feature Extraction 42
4.2.3 Pose Refinement 43
4.2.4 Objective Function 45
4.3 Experiment 47
4.3.1 Experimental Setup 47
4.3.2 Comparison with State-of-the-arts 50
4.3.3 Ablation Study 54
4.4 Summary 56
5 Flow-Guided Object Pose Estimation 57
5.1 Motivation and Overview 57
5.2 Method 59
5.2.1 Cross-domain Reconstruction 60
5.2.2 Flow-guided Pose Refinement 62
5.2.3 Objective Functions 62
5.3 Experiment 65
5.3.1 Experimental Setup 65
5.3.2 Comparison with State-of-the-arts 66
5.3.3 Ablation Studies 70
5.4 Summary 72
6 Conclusion 73
Bibliography 75
Abstract (In Korean) 88박
Changes in Trade Volume of Korea's Materials, Components and Equipment Industry Due to the 2019 Korea-Japan Semiconductor Trade Dispute
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 국제대학원 국제학과(한국학전공), 2024. 2. 한정훈.반도체 수요는 산업 발전에 따라 점점 늘어나고 있다. 반도체를 둘러싼 각국의 경쟁이 심화되는 한편, 제조에 있어 글로벌 공급망 구조를 갖고 있는 반도체는 관계국간의 협력이 중요한 국제적 전략 물자로 인식되어왔다. 이런 가운데 일본은 2019 년 7 월 한국과의 역사 문제와 안보상 우려를 이유로 반도체 제조에 필수적인 불화수소, 포토레지스트, 불화폴리이미드 등의 세 품목에 대한 수출 관리를 강화하며 한국을 백색국가에서 제외했다. 일본으로부터의 수입 절차 복잡화로 인해 수입에 불리한 상황에 놓이게 된 한국은 이 세 품목에 해당하는 소재, 부품, 장비 산업을 근본적으로 발전시키는 정책을 시행하며 국산화와 수입 다변화를 추진하였다. 그러나 이에 대한 기존 연구 및 정부성과보고는 수입액 변화나 탈(脱)일본화 대응에 대한 단편적인 분석에 머물러 있을 뿐, 일련의 영향에 대한 분석이 부족하다. 또한 HS 코드를 활용한 통계 분석에 대해서는 데이터 추출에 한계가 있다는 지적도 존재한다. 이에 본 연구에서는 산업통상자원부가 운영하는 소부장넷의 통계자료를 활용하여 세 품목이 해당되는 소부장 산업의 각 수입액에서 규제의 영향을 분석하였다. 그 결과, 수입액이 감소하여 국산화 및 수입 다변화에 성공했다는 기존 연구와 달리, 전체적으로 그 수입액은 2019년에는 감소했다가 다시 증가 추세를 보였으며, 그 수입특화도 심화되고 있었다. 즉 한국은 규제로 인해 수입에 불리한 조건이었음에도 불구하고 일본으로부터의 수입을 지속하고 있었던 것이다. 본고는 이와 같은 역설적인 추세를 보인 요인을 한국과 일본의 산업구조와 기술에 초점을 맞춰 고찰했다. 그 결과 한국은 반도체 디바이스 분야의 수출에 특화하여 급속한 산업 발전을 이루기 위해 그 제조에 필요한 원자재와 기술을 일본으로부터의 수입에 의존하여왔음이 드러났다. 그리고 이러한 산업구조 고착화로 인해 한국은 일본 소부장 의존도가 높아져 한국 소부장 산업 취약성이 두드러지게 되었다. 또 이러한 취약성으로 인해 국산화 성과도 정부 보고와 달리 현재 단계에서는 일본과 같은 질을 유지 가능한 대체가 이루어지지 않았음을 지적하였다. 이와 같은 한국 반도체 산업의 구조적 배경은 한국이 일본의 수출규제에도 불구하고 일본으로부터의 수입에 지속적으로 의존하는 요인으로 작용하였다. 주요어 : 반도체, 소부장, 수출규제, 산업구조, 한일관계 학 번 : 2022-24299The demand for semiconductors is increasing due to the development of the industry. While many countries are intensifying their competition over semiconductors, they have been regarded as an important international strategic material that requires cooperation with other countries because of the global supply chain structure in which semiconductors are manufactured on a worldwide scale.
Citing historical issues and security concerns, Japan excluded South Korea from its white list of countries in July 2019, imposing stricter export controls on three items essential for semiconductor manufacturing: hydrogen fluoride, photoresists, and fluorinated polyimides. In response to Japan's action, the ROK implemented a policy to fundamentally develop its materials components and equipment (Sobujang) industry, which also includes these three items, promoting domestic production and import diversification. Previous research and government reports only provided fragmentary analysis of changes in import value and responses to de- Japanization, and lacked analysis of a series of influences. In addition, it has been pointed out that statistical analysis using HS codes in previous research has limitations in extracting data.
This research made use of the statistical data from Sobujang-net from the Ministry of Trade, Industry and Energy to analyze the impact on the import value of each of the three products and the import value of the Japanese garment industry. The results demonstrated that, in contrast to existing research that has shown a decrease in import value and success in domestic production and import diversification, the overall import value decreased for a time but presented a trend of increasing again, and the specialization of imports has deepened. In other words, it became clear that Korea continued to import from Japan despite the restrictions that made imports less favorable. This paradoxical trend factor was examined by focusing on the industrial structure and technology of Korea and Japan. As a result, it became clear that the ROK, in order to achieve rapid industrial development by specializing in the export of semiconductor devices, relied on imports of raw materials and technology necessary for their manufacture from Japan. This industrial structure has made Korea dependent on Japanese parts and equipment, and the vulnerability of the Korean Sobujang industry has become pronounced. Furthermore, due to this vulnerability, it was revealed that, contrary to the government's report, domestic production had not been replaced by the same quality as in Japan at this stage. Due to this structural background of the Korean semiconductor industry, Korea continued to receive imports from Japan even after the restrictions were imposed. Keywords：Semiconductor, Materials/Components/Equipment, Export restrictions, National strategies, Korea-Japan
Relationship.제 1 장 서 론 1
제 1 절 이론적 배경 1
제 2 절 선행연구 . 5
제 3 절 연구 목적과 방법 12
제 4 절 논문의 구성 . 13
제 2 장 대한수출규제 영향과 한국정부의 대응 14
제 1 절 규제 배경 . 14
제 2 절 한국정부의 대응 18
제 3 절 규제 영향과 정책 성과 26
제 3 장 통계 분석 . 29
제 1 절 3품목 수입동향 . 29
제 2 절 소부장 산업 수입동향 . 34
제 3 절 무역특화지수 . 40
제 4 절 소부장 생산액 43
제 4 장 분석결과 요인분석 45
제 1 절 한국 반도체 구조 45
제 2 절 기술 54
제 5 장 결론 61
참고문헌 63
Abstract . 67석
Spatial Variation of Early Riparian Vegetation Recovery after the 2020 Summer Extreme Flood along the Seomjingang River, South Korea
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 사회과학대학 지리학과, 2024. 2. 김대현.There is growing concern that climate change and flooding has a close relations. In the summer of 2020, a 1-in-500-year rainfall led to a record-breaking extreme flood along the Seomjingang River of southern Korea, which in turn devastated a substantial portion of riparian vegetation. There are ongoing recovery processes on the vegetation along the river.
Flooding has a great ecological impact that can directly affect the reciprocal interactions among landform, water flow, and vegetation in riparian ecosystems. In particular, riparian vegetation can significantly contribute to forming overall fluvial landscape dynamics. Therefore, It is essential to understand the ecological processes related to riparian vegetation.
The main purpose of this study is to clarify the recovery process of riparian vegetation after an extreme flood throughout a whole river and to identify the very factors that can significantly affect the early recovery of riparian vegetation. I first acquired a total of 5 satellite images(Sentinel-2) collected in May 2020, October 2020, May 2021, 2022, and 2023. Using the bands of the satellite images, I could build a machine-learning model that can classify the riparian vegetation into herbs and woody plants. A lot of analyses were performed using the information on classified vegetation.
First, the analysis of variance and annual changes in Theils T suggested the distinct recovery pattern between herbs and woody plants. Second, the choropleth map of the recovery rate visualized the spatial pattern and Morans I index showed the positive spatial autocorrelation of the recovery processes along the whole river. Lastly, I could identify the significant variables that can affect the early recovery processes through the spatial regression models.
Based on the above results, I could identify the early recovery pattern of riparian vegetation and the factors that can affect the vegetation recovery. Two general findings in this study are of interest. The first is that the recovery of herbs and woody plants needs to be understood in different contexts. The recovery of herbs and woody plants showed distinct patterns and different factors were related to each recovery. The second is that the global approach along the entire river can be crucial when identifying the processes in fluvial ecosystems. The recovery rate after flood appeared spatially different along the whole river, which implies the importance of understanding the ongoing ecological processes across a broad spatial scale.
By examining the recovery pattern of riparian vegetation after an extreme flood throughout a whole river, this study can help to establish spatial priority for the management of the riparian ecosystem after an extreme flood. The management and conservation of riparian ecosystems should take into account both the type of riparian vegetation and the spatial heterogeneity in vegetation recovery processes.집중 호우는 기후 변화와 긴밀한 관계가 있는 것으로 예측되고 있으며, 많은 연구에서 집중 호우로 인한 홍수의 빈도와 강도 증가를 예상하고 있다. 지난 2020년 여름, 한반도 전역에 걸쳐 집중 호우와 대규모 홍수가 발생하였고, 전국에서 많은 피해가 보고되었다. 특히, 섬진강 유역에는 500년 재현 주기로 발생한 집중 호우가 대홍수로 이어져 하천생태계에 큰 교란이 발생하였다. 홍수로 인해 많은 수변 식생이 파괴되었으며, 그 이후 회복의 과정을 거치고 있다. 이에 본 연구는 대규모 홍수 발생 이후 초기 수변 식생 회복 프로세스를 다양한 측면에서 확인하는 것을 연구 목적으로 하였다. 홍수 이후의 회복을 파악하기 전에 홍수로 인한 지형 변화와 식생 피해를 먼저 파악하였고, 수변 식생 회복 프로세스는 진행 양상, 공간적 변이, 회복에 영향을 미치는 주요한 요인 세 가지 측면에서 다양한 분석을 통해 확인하였다.
분석에 앞서 초목 분류 모델을 구축하여 가장 높은 정확도를 보이는 모델을 선정하고, 하천 생태계 전역에 분포하는 식생을 초본과 목본으로 분류하여 파악하였다. 다음으로, Theil 지수와 분산 분석 및 사후검정을 통한 회복 프로세스의 진행 양상을 확인하였다. 또한, 단계구분도를 통한 시각화 및 공간적 자기상관 계산을 바탕으로 회복 프로세스의 공간적 변이를 살폈다. 마지막으로 초본 회복률과 목본 회복률 각각을 종속 변수로 한 다중 및 공간 회귀 분석을 통해 초기 식생 회복률에 영향을 미치는 주요한 요인을 파악하였다.
먼저, 초본과 목본의 회복양상에서 나타나는 차이를 분산 분석 결과와 Theil 지수 변화를 통해 확인하였다. 초본의 경우 3년이라는 짧은 시간에서도 전역에 걸친 회복을 파악할 수 있었다. 반면에 목본의 회복은 일부 하도 구간에서 국지적으로 일어나고 있었다. 다음으로, 단계 구분도를 통한 시각화와 모란 지수를 통해 목본의 회복 프로세스가 초본에 비해 공간적으로 더 군집하는 경향이 있다는 것을 확인하였다. 마지막으로, 공간 회귀 모델을 통해 초본과 목본의 회복 프로세스 각각에 영향을 미치는 주요한 요인을 확인하였다. 초본 회복률은 초본 피해율, 홍수 전 식생 구성비, 홍수 직후 초본 및 목본 피도, 퇴적 면적과 양의 관계를 보이는 것으로 나타났다. 한편, 목본의 회복률은 홍수 전 식생 구성비와 음의 관계에 있으며, 홍수 직후 목본의 피도와는 양의 관계에 있는 것으로 나타났다. 초본과 목본의 회복 프로세스에 영향을 미치는 주요한 요인은 차이가 나며, 특히 식생의 구성비와 홍수 직후 식생 분포는 초본과 목본 회복에 중요하게 작용한다.
본 연구에서 파악한 대규모 홍수 이후 하천 생태계에서 나타나는 초기 식생 회복 프로세스와 관련해서는 크게 두 가지 논의가 가능하다. 먼저, 초본과 목본의 회복은 서로 다른 맥락에서 파악될 필요가 있다는 것이다. 본 연구에서는 Theil 지수를 비롯하여, 분산 분석, 주성분 분석, 단계구분도를 통한 시각화, 공간 회귀 분석까지 다양한 통계 방법을 적용하여 초본과 목본의 회복이 다른 양상을 보이며, 각 회복에 영향을 미치는 주요한 요인이 다르다는 사실을 확인할 수 있었다. 홍수에 대한 식생의 반응을 파악할 때 초목에 대한 분류가 선행될 필요가 있다. 다음은 하천생태계에 나타나는 프로세스를 연구할 때는 전역적 접근이 중요하다는 것이다. 본 연구에서는 섬진강 전역에서 나타나는 초기 식생 회복을 확인하였고, 이를 통해 초기 식생 회복이 공간적으로 이질적으로 나타난다는 것을 확인할 수 있었다. 최근 변하고 있는 교란의 양상을 고려한다면 넓은 공간 범위에 걸친 생태계의 반응을 파악할 필요가 있다. 대규모 홍수에 대한 생태계의 반응을 전역적으로 살피는 연구는 다양한 분야에서 기초 정보로 활용할 수 있으며, 이를 바탕으로 더 효과적인 생태계 관리에 기여할 수 있을 것이다.제 1 장 서론 1
제 1 절 연구배경 1
제 2 절 선행연구 검토 및 평가 2
1. 홍수 이후 하천생태계 변화 연구와 전역적 접근의 필요성 2
2. 식생 회복 연구의 시공간적 스케일과 초기 식생 회복의 공간적 변이 파악의 필요성 2
3. 식생 지수를 활용한 식생 회복 연구와 식생 구분의 필요성 3
4. 홍수 이후의 수변 식생 회복 연구와 대규모 홍수 이후 식생 회복 연구의 특수성 3
제 2 장 연구 목적 및 연구의 이론적 배경 6
제 1 절 연구 목적 6
제 2 절 연구의 이론적 배경 9
1. 하천 생태계에서 나타나는 상호작용과 수변 식생의 역할 9
2. 홍수의 발생과 하천 생태계에서 나타나는 상호작용 10
3. 초기 식생 회복 파악의 중요성 12
제 3 절 용어의 정의 14
1. 수변 공간과 수변 식생 14
2. 식생 피해와 식생 회복 15
제 3 장 연구 지역 및 방법 17
제 1 절 연구 지역 17
1. 연구 지역 개관 17
2. 연구 지역의 지형·지질 21
3. 연구 지역의 기후·기상 21
4. 연구 지역의 식생 22
제 2 절 연구 방법 23
1. 현장 조사 23
2. 초목 분류 방법 24
3. 홍수로 인한 침식 및 퇴적 면적 계산 방법 28
4. 식생 피해율과 회복률 계산 방법 29
5. 통계 방법론 31
제 4 장 연구 결과 36
제 1 절 초목 분류 모델 36
제 2 절 대홍수로 인한 지형 변화 38
1. 대홍수로 인한 퇴적 38
2. 대홍수로 인한 침식 39
3. 대홍수로 인한 지표 변화 면적 40
제 3 절 대홍수로 인한 식생 피해 43
1. 대홍수로 인한 피도 변화 43
2. 대홍수로 인한 초본 피해 45
3. 대홍수로 인한 목본 피해 46
제 4 절 대홍수 이후 식생 회복의 진행 양상 48
1. 초본 회복 프로세스의 진행 48
2. 목본 회복 프로세스의 진행 49
3. 단위 면적 당 피도와 식생 회복률의 불평등 지수 변화 50
제 5 절 대홍수 이후 식생 회복의 공간적 변이 53
1. 초본 회복률의 공간적 변이 53
2. 목본 회복률의 공간적 변이 54
제 6 절 대홍수 이후 식생 회복에 영향을 미치는 주요 요인 55
1. 식생 회복률과 독립 변수의 상관관계 분석 57
2. 식생 회복률에 대한 회귀 분석 결과 57
제 5 장 토의 60
제 1 절 초목 구분의 필요성 60
제 2 절 대홍수로 인한 지형 변화 61
제 3 절 대홍수로 인한 수변 식생의 피해 62
제 4 절 수변 식생 회복의 진행 양상 63
제 5 절 수변 식생 회복의 공간적 변이 65
제 6 절 수변 식생 회복에 영향을 미치는 주요 요인 66
제 7 절 정리 68
제 6 장 결론 70
제 1 절 요약 70
제 2 절 결론 72
참고문헌 74
Abstract 87석