초록 ▼

연구개요
미세먼지는 때론 광역적으로, 때론 국소적으로 발생한다. 이에 대응하여 다양한 장소에 측정기를 설치하여하며, 동시에 질량뿐만 아니라 미세먼지 정보는 입자의 크기, 부피분포(소산계수 혹은 시정거리), 그리고 그 성분을 측정하여 관련 응용정보 즉 기상, 기후, 보건, 항공 등에 필요한 정보를 제공할 수 있어야 한다.
본 연구 목표는 널리 보급된 디지털 사진기를 이용하여 언급한 정보를 원하는 3 차원 공간에서 미세먼지의 미세물리적 정보(크기, 면적, 질량), 화학적 정보를 얻고자 하는데 있다. 미세먼지의 기초 정보는 오

연구개요
미세먼지는 때론 광역적으로, 때론 국소적으로 발생한다. 이에 대응하여 다양한 장소에 측정기를 설치하여하며, 동시에 질량뿐만 아니라 미세먼지 정보는 입자의 크기, 부피분포(소산계수 혹은 시정거리), 그리고 그 성분을 측정하여 관련 응용정보 즉 기상, 기후, 보건, 항공 등에 필요한 정보를 제공할 수 있어야 한다.
본 연구 목표는 널리 보급된 디지털 사진기를 이용하여 언급한 정보를 원하는 3 차원 공간에서 미세먼지의 미세물리적 정보(크기, 면적, 질량), 화학적 정보를 얻고자 하는데 있다. 미세먼지의 기초 정보는 오염원의 원인과 영향을 파악하고 예측하는데 중요한 파라메터를 제공한다. 즉 기본 물리량인 미세먼지의 크기분포(부피, 밀도)와 굴절률은 타 물리량 예를 들어 기후효과(알베도), 보건지수(면적과 굴절률), 기타 항공에서 필요한 시정거리를 얻은데 사용이 가능하다.

연구 목표대비 연구결과
카메라로 얻은 영상으로부터 카메라의 RGB 3 파장에서 소산계수를 정량적으로 얻은 방법을 도출하고 이를 이용하여 입자의 크기 정보를 제공하는 AE(Angstrom Exponent)를 추출하였다. 본 방법은 실시간으로 입자의 크기 정보를 제공한다. 지금까지의 영상 활용 기술은 시정에 필요한 대비 정보만으로 정성적인 값을 얻은 연구가 주로 수행되었다.
3 개의 파장에서 얻은 정량적인 값 소산계수와 에어코리아의 3 개 질량 정보, 그리고 두 개 모드의 미세먼지 분포를 결정하는 6 개의 변수 중에서 주요 변수 3 개를 추출하는 방법을 제시하였다. 즉 초미세먼지 총량, 조대입자 총량, 그리고 초미세먼지의 크기 (3 개)를 추출하는 알고리즘을 개발하고 적용하였다. 본 방법은 소산계수로부터 입자의 질량을 추출하는 중요한 변수인 MEE(Mass Extinction Efficiency)를 얻은데 중요한 정보를 제공한다.
카메라의 경우 야간에 데이터를 얻을 수 없는 단점이 있으며, 또한 해양이나 하늘방향으로는 영상의 피사체가 없는 경우에 소산계수를 얻는데 문제가 있으나, 본 연구에서 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법을 제안하고 실증하였다. 현재는 특허 출원 중에 있으나 차후 이를 적극적으로 활용한다면 기상, 항공, 교통 등에 적용할 수 있는 시스템을 구축할 수 있을 것이라 생각된다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
중소벤처기업부에서 주관하는 Collabo R&D사업의 일환으로 본 연구를 통하여 얻은 노우하우를 기업에 기술 이전하기 위한 예비 연구를 6 개월간 수행하였으며, 23 년부터는 본 연구과정을 통하여 얻은 기술을 관련 기업체에 기술이전을 실시할 예정이다. 또한 기상청에서 주관하는 “기상 관측 장비 핵심기술 및 관측 자료 활용 기법 개발” 사업을 통하여 현재 난제로 알려진 안개의 현재 예측 문제를 해결할 수 있도록 본 연구의 결과를 활용할 예정이다.
본 연구를 통하여 카메라를 이용하는 다양한 방법이 제시되었으며, 카메라의 경우 비교적 저렴한 가격으로 설치가 가능하고, 다양한 목적으로 국내 곳곳에 설치되어 운영되고 있다. 아직까지는 영상의 정보를 단순히 대비의 변화나 주위 환경을 모니터링하는데만 사용되었으나, 구체적으로 부유 물질의 농도나, 소산계수 등에 대한 정보를 추출하는데 한계를 보여왔다. 그러나 본 연구를 통하여 제시되는 다양한 알고리즘과 특허를 활용한다면 보다 정량적인 정보를 얻을 수 있고, 이 값을 측정값으로 미세먼지의 고유값(크기분포, 질량 및 부피분포, 굴절률)에 대한 정보를 추출할 수 있을 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 45