연구 분야 - MATLAB & Simulink

연구 분야

지진학

전 세계 지진학자들은 구조적 및 인공적 지진 활동을 조사하고, 화산 활동을 모니터링하며, 다양한 센서 네트워크에서 수집한 파형 데이터를 분석하기 위해 MATLAB을 사용하고 있습니다. 전문가들은 지진학 데이터 액세스 및 분석을 위해 MATLAB을 사용자 지정하는 툴박스를 개발해 왔습니다.

다음과 같은 작업을 수행하는 방법을 살펴볼 수 있습니다.

  • MATLAB 및 Signal Processing Toolbox를 사용해 지진 파형의 읽기, 분석 및 비교 (Signal Processing Onramp)
  • 신호 분석기 앱을 사용해 대화형 방식으로 파형 분석 및 코드 자동 생성 (문서)
  • RDMSEED 및 MKMSEED 함수를 사용해 miniSEED 파일의 읽기 및 쓰기 (툴박스)
  • ISC Earthquake Toolbox for MATLAB을 사용해 ISC Bulletin에서 지진 데이터 다운로드 및 처리 (툴박스 및 API)
  • MATLAB 앱 ZMAP7 GUI를 사용해 지진 데이터 시각화, 통계 분석 및 지진 카탈로그 데이터 연구 (툴박스)
  • MATLAB 측지 툴박스 StavelGridstrain을 탐색해 GNSS 데이터에서 속도장 및 변형률 속도장 도출 (툴박스)

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응력 변화를 보여주는 그래프의 위도 및 경도 플롯.

Coulomb은 지진, 구조, 화산 연구 및 교육을 위한 오픈 소스 MATLAB 툴박스입니다. Toda 외, 2005(600회 인용)에서 연구원들은 남캘리포니아의 응력 변화, 변형 패턴 및 지진 트리거를 시뮬레이션하기 위해 Coulomb 툴박스를 사용했습니다.

해양 및 기후

MATLAB을 통해 연구원들은 복잡한 해양 및 대기 시스템을 분석하고 모델링하여 기후 변화와 환경 영향에 대한 더 깊은 이해를 얻을 수 있습니다.

  • Climate Data Toolbox 과거 데이터 탐색, 기온 경향 및 시공간적 기후 패턴 분석 (논문, G3)
  • Tide Model Driver 3.0: 조류 모델 데이터를 기반으로 조류 예측 (TMD 시작하기)
  • Ocean Data Tools: 널리 사용되는 해양학 데이터 사이트에서 API를 통한 데이터 액세스 (툴박스)
  • jLab: 해양 응용 사례의 빅데이터 분석, 신호 처리, 웨이블릿 분석, 지도작성 수행 (툴박스)

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수문학

MATLAB을 통해 유역 모델링, 홍수 및 산사태 예측, 수질 평가 등의 작업을 견인하는 수문학 데이터의 시각적 표현, 복잡한 시뮬레이션 및 통계 분석을 수행할 수 있습니다.


TopoToolbox로 작성된 3차원 지형 플롯.

Topotoolbox는 지형 데이터 분석을 위한 오픈 소스 툴박스입니다. 이 툴박스는 DEM(수치 표고 모델) 처리를 위한 툴과 인터페이스를 제공하여, 지형 발달, 수문 모델링 및 지형형태학적 분석의 연구를 지원합니다.

농업

MATLAB은 데이터 분석, 영상 처리, 스마트 농업을 위한 툴을 제공합니다. 이를 통해 작물 수확량 예측, 토양수분 분석, 고급 영상 기반 모니터링을 수행할 수 있습니다. 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.

  • 초분광 영상 처리 함수를 사용한 토지 피복의 변화 감지 (코드 예제)
  • ThingSpeak 및 IoT센서를 사용한 데이터 수집 및 분석을 통해 머신러닝 모델로 식물병 조기 감지 (사례 연구)
  • MATLAB로 전자기 스펙트럼의 다양한 부분의 영상 신호를 분석해 식생 검출 및 지도작성 (사례 연구)

모바일 기기를 들고 작물 밭에 무릎을 꿇고 있는 남성.

Li 외(2020)는 자동 영상 처리를 위해 MATLAB을 구현하여 식물의 성장을 측정했습니다. 여러 수확일에 걸쳐 스마트폰으로 수집한 영상을 스마트폰에서 MATLAB 모바일 앱을 사용해 로컬 컴퓨터에 저장하고 분석을 수행했습니다. 그런 다음 MATLAB 스크립트로 공유 폴더에서 영상을 추출하여 영상을 처리한 다음 잎의 면적을 추정했습니다. 데이터는 클라우드에 저장되었고 스마트폰에서 시각화되었습니다.