• Title/Summary/Keyword: 강수패턴

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Design of Meteorological Radar Pattern Classifier Using Clustering-based RBFNNs : Comparative Studies and Analysis (클러스터링 기반 RBFNNs를 이용한 기상레이더 패턴분류기 설계 : 비교 연구 및 해석)

  • Choi, Woo-Yong;Oh, Sung-Kwun
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.24 no.5
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    • pp.536-541
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    • 2014
  • Data through meteorological radar includes ground echo, sea-clutter echo, anomalous propagation echo, clear echo and so on. Each echo is a kind of non-precipitation echoes and the characteristic of individual echoes is analyzed in order to identify with non-precipitation. Meteorological radar data is analyzed through pre-processing procedure because the data is given as big data. In this study, echo pattern classifier is designed to distinguish non-precipitation echoes from precipitation echo in meteorological radar data using RBFNNs and echo judgement module. Output performance is compared and analyzed by using both HCM clustering-based RBFNNs and FCM clustering-based RBFNNs.

Effective Drought Prediction Based on Machine Learning (머신러닝 기반 효과적인 가뭄예측)

  • Kim, Kyosik;Yoo, Jae Hwan;Kim, Byunghyun;Han, Kun-Yeun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.326-326
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    • 2021
  • 장기간에 걸쳐 넓은 지역에 대해 발생하는 가뭄을 예측하기위해 많은 학자들의 기술적, 학술적 시도가 있어왔다. 본 연구에서는 복잡한 시계열을 가진 가뭄을 전망하는 방법 중 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법과 실시간으로 가뭄을 예측하는 비시나리오 기반의 방법 등을 이용하여 미래 가뭄전망을 실시했다. 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법으로는, 3개월 GCM(General Circulation Model) 예측 결과를 바탕으로 2009년도 PDSI(Palmer Drought Severity Index) 가뭄지수를 산정하여 가뭄심도에 대한 단기예측을 실시하였다. 또, 통계학적 방법과 물리적 모델(Physical model)에 기반을 둔 확정론적 수치해석 방법을 이용하여 비시나리오 기반 가뭄을 예측했다. 기존 가뭄을 통계학적 방법으로 예측하기 위해서 시도된 대표적인 방법으로 ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average) 모델의 예측에 대한 한계를 극복하기위해 서포트 벡터 회귀(support vector regression, SVR)와 웨이블릿(wavelet neural network) 신경망을 이용해 SPI를 측정하였다. 최적모델구조는 RMSE(root mean square error), MAE(mean absolute error) 및 R(correlation Coefficient)를 통해 선정하였고, 1-6개월의 선행예보 시간을 갖고 가뭄을 전망하였다. 그리고 SPI를 이용하여, 마코프 연쇄(Markov chain) 및 대수선형모델(log-linear model)을 적용하여 SPI기반 가뭄예측의 정확도를 검증하였으며, 터키의 아나톨리아(Anatolia) 지역을 대상으로 뉴로퍼지모델(Neuro-Fuzzy)을 적용하여 1964-2006년 기간의 월평균 강수량과 SPI를 바탕으로 가뭄을 예측하였다. 가뭄 빈도와 패턴이 불규칙적으로 변하며 지역별 강수량의 양극화가 심화됨에 따라 가뭄예측의 정확도를 높여야 하는 요구가 커지고 있다. 본 연구에서는 복잡하고 비선형성으로 이루어진 가뭄 패턴을 기상학적 가뭄의 정도를 나타내는 표준강수증발지수(SPEI, Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)인 월SPEI와 일SPEI를 기계학습모델에 적용하여 예측개선 모형을 개발하고자 한다.

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Combining Bias-correction on Regional Climate Simulations and ENSO Signal for Water Management: Case Study for Tampa Bay, Florida, U.S. (ENSO 패턴에 대한 MM5 강수 모의 결과의 유역단위 성능 평가: 플로리다 템파 지역을 중심으로)

  • Hwang, Syewoon;Hernandez, Jose
    • Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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    • v.14 no.4
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    • pp.143-154
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    • 2012
  • As demand of water resources and attentions to changes in climate (e.g., due to ENSO) increase, long/short term prediction of precipitation is getting necessary in water planning. This research evaluated the ability of MM5 to predict precipitation in the Tampa Bay region over 23 year period from 1986 to 2008. Additionally MM5 results were statistically bias-corrected using observation data at 33 stations over the study area using CDF-mapping approach and evaluated comparing to raw results for each ENSO phase (i.e., El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a). The bias-corrected model results accurately reproduced the monthly mean point precipitation values. Areal average daily/monthly precipitation predictions estimated using block-kriging algorithm showed fairly high accuracy with mean error of daily precipitation, 0.8 mm and mean error of monthly precipitation, 7.1 mm. The results evaluated according to ENSO phase showed that the accuracy in model output varies with the seasons and ENSO phases. Reasons for low predictions skills and alternatives for simulation improvement are discussed. A comprehensive evaluation including sensitivity to physics schemes, boundary conditions reanalysis products and updating land use maps is suggested to enhance model performance. We believe that the outcome of this research guides to a better implementation of regional climate modeling tools in water management at regional/seasonal scale.

Molecular Simulation of Anagram Problem Solving with PLM (확률 라이브러리 모델(PLM)에 의한 애너그램 문제 해결)

  • Kang, Youn-Jung;Lee, Eun-Seok;Tae, Kang-Soo;Zhang, Byoung-Tak
    • Proceedings of the Korean Society for Cognitive Science Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.130-134
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    • 2005
  • 본 연구는 애너그램(anagram) 문제해결 과제에서 발생하는 제약들(영어 철자연쇄 집합의 출현 확률과 단어 내 위치 확률)을 동시에 병렬적으로 만족시키는 확률 모델 학습과정을 보인다. 애너그램에 관한 많은 선행연구들은 이 문제해결 과정이 단순히 기호처리적인 층위뿐만 아니라 하위기호적(subsymbolic) 층위에서의 상향식 처리로 인해 일어남을 밝혀왔고, 주로 영어 철자의 연쇄체의 확률값을 이용해왔다. 본 연구는 확률 라이브러리 모델(Probabilistic Library Model)을 통해 애너그램 문제해결이 한 번씩 끝날 때마다 철자 연쇄체의 출현 및 위치 분포 확률이 어떻게 유연한 변화를 갖는지에 집중한다. 하나의 문제를 풀고 나면 본 모델은 그 전 문제를 풀었을 때의 상태 패턴으로부터 변화를 보인다. 이러한 분포 변화를 통해 하위기호적 활동의 영향이 문제해결에 있어서 학습구조의 유연한 변화에 중요한 영향을 끼친다는 점을 확인했다.

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A Study on the Improvement of Heavy Rainfall Model Based on the Ground Surface Data and Cloud Physics (지표자료와 구름물리를 토대로 한 호우모형의 개선에 관한 연구)

  • 김운중;이재형
    • Water for future
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    • v.28 no.6
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    • pp.229-236
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    • 1995
  • The physically based heavy rainfall model developed by Ceon(1994) for storm events is modified in this study. The main parts of this paper are composed of modeling saturation vapor pressure, cloud thickness, cloud top pressure. In a different way from the previous model, cloud top temperature and albedo measured by satellite are used as input data to the model. In this paper, the defect of saturation vapor pressure equation in the previous model was improved. Furthermore, the parameters for temperature and pressure on cloud top are eliminated as well as the time of calculation in the model is decreased. Also, the results show that there are very small gab between the hourly calculated.

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Assessment and Prediction of Agricultural Drought Utilizing Real Time Reservoir Storage Level (실시간 저수위를 활용한 농업가뭄평가 및 전망)

  • Nam, Won-Ho;Choi, Jin-Yong;Yoo, Seung-Hwan;Jang, Min-Won;Ko, Kwang-Don
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1883-1886
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    • 2010
  • 농업가뭄은 강수의 부족으로 인하여 농업용 저수지의 저수량 저하로 농작물 생육 및 수확량의 직접적인 영향을 미치는 것으로, 농업가뭄평가는 강수량뿐만 아니라 작물의 생육시기별 필요수량과 용수공급능력을 모두 고려할 수 있어야 한다. 농업가뭄관리의 주요 대상인 논벼는 기본적으로 수원공과 관개지역 사이의 물수지를 판단함으로써 농업가뭄의 위험을 정의할 수 있다. 본 연구에서는 가뭄관리가 필요한 농업용 저수지 관개지구의 농업가뭄 평가를 위해 논 물수지 분석 모형과 저수지 물수지 분석 모형을 구성하고, 용수수급해석의 결과로부터 가뭄의 크기를 객관화하고 가뭄의 단계를 평가할 수 있도록 빈도개념을 적용한 저수지가뭄지수 (Reservoir Drought Index, RDI)를 이용하여 농업가뭄을 분석 평가하였다. 또한 농업용 저수지의 저수량 모의치와 실시간 저수위를 이용하여 경험적으로 농업용 저수지의 유입량을 자동으로 보정하여 장기적으로 최적화할 수 있는 방안을 제시하였으며, 과거 유효강수량을 시기별로 나누어 빈도분석을 통해 농업가뭄대응을 위한 가뭄 기상시나리오를 사용하여 향후 가뭄의 여러 가지 패턴에 따른 농업가뭄을 전망하였다. 이러한 다양한 시나리오를 통해 실제 물 관리 및 가뭄대책 업무에 반영하고 농업가뭄대응책 수립 및 농업수자원관리의 의사결정을 수립하는데 기초자료가 될 것으로 판단된다.

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Compressive Strength and Tensile Properties of High Volume Slag Cement Composite Incorporating Phase Change Material (상변화 물질을 함유한 하이볼륨 슬래그 시멘트 복합재료의 압축강도와 인장특성)

  • Kang, Su-Tae;Choi, Jeong-Il;Lee, Bang Yeon
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.8 no.2
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    • pp.183-189
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    • 2020
  • The purpose of this study is to investigate the compressive and tensile properties of high volume slag cement-based fiber-reinforced composite incorporating phase change material. Four mixtures were determined according to calcium hydroxide and expansive admixture, and the compressive strength and tension tests were performed. Test results showed that four mixtures showed a compressive strength over 51MPa and a tensile ductility over 3.2%. It was observed that calcium hydroxide and expansive admixture influenced the compressive and tensile performance, and the strength, ductility, and cracking patterns of composite could be improved by including proper amount of calcium hydroxide and expansive admixture.

Flood Simulation Using the Distributed Models S-RAT and VfloTM (분포형모형 S-RAT과 VfloTM를 이용한 홍수유출모의)

  • Nam, Dong Ho;Lee, Suk Ho;Kim, Byung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.93-93
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    • 2015
  • 최근 들어 전 세계적으로 극심한 기후변화와 그에 따른 기상이변으로 국지성 집중호우로 인한 홍수피해가 급증하고 있으며, 그의 피해규모 또한 대형화되고 있는 추세이다. 국내의 경우 1990년 중반부터 매년 국지성 집중호우나 이상호우로 인한 피해가 반복되고 있고, 그밖에 경우 7월과 8월 여름철에 강우가 집중되며 일정한 강우패턴이 사라지고 있다. 이러한 기상재해에 따른 피해를 줄이기 위해 강우-유출 현상에 관한 정교한 해석이 필요하며, 단기간에 발생되는 호우사상에 대한 유출해석은 홍수관리 측면에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 국지성 집중호우 및 돌발홍수가 잦은 낙동강수계인 경상남도 양산에 위치한 양산천을 대상유역으로 선정하여 홍수유출모의를 실시하였으며, 홍수유출모의에는 분포형모형인 S-RAT모형과 VfloTM모형을 사용하여 모의하였다. S-RAT모형의 검증을 위해 동일한 사상을 이용하여 보정 및 검증을 하였다. 또한 VfloTM 의 Inundation Tool을 이용하여 홍수범람모의를 하였고, 통계학적 분석을 통하여 두 모형의 오차를 계산하여 S-RAT모형의 국내 유역 적용성을 검토하였다.

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Water use vulnerability using climate change and socioeconomic scenarios in Han River basin (한강유역의 기후변화 및 사회경제 시나리오를 적용한 물이용 취약성 평가)

  • Park, Hyesun;Chae, Yeo Ra;Kim, Heey Jin;Kim, Yeonjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.482-482
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    • 2017
  • 기후변화로 인하여 가뭄 또는 홍수 등의 유역 수자원 피해가 빈번하게 발생하고 있기 때문에 이에 대응하기 위한 예측 및 적응방안 마련이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 유역의 물이용 취약성을 평가하고자 하였으며, 평가 지표는 취약성 정의에 따라 노출, 민감도, 적응능력으로 구성하였다. 일반적으로 미래 시나리오 적용 시 기후변화 요소는 고려하고 있으나 사회경제적 요소는 거의 반영되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 강수 패턴의 변화를 반영한 기후변화 시나리오와 인구, 경제, 토지이용변화에 대한 사회경제 시나리오의 적용가능성을 고려하여 지표를 선정하였다. 이후 물이용 취약성의 정량적 평가를 위하여 다기준 의사결정기법(Multi-Criteria Decision Making)인 TOPSIS(Technique for Order Performance by Similarity to Ideal Solution) 기법을 활용하여 취약성을 지수화하였다. 자료는 국가 통계 및 관측 자료와 각 시나리오를 통해 수집하였고, 유출량 등의 모의 자료는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형의 결과를 활용하였다. 타 유역에 비하여 기후변화 및 사회경제적 요소에 대한 영향이 큰 한강유역에 대하여 중권역별 물이용 취약성 순위를 도출하였다. 이를 통하여 기후변화 및 사회경제 시나리오를 적용한 물이용 취약성을 평가하고, 각 시나리오의 상대적 중요성을 분석하였다.

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Comparison of Terra MODIS NDVI and Drone NDVI for Agricultural Drought Monitoring (농업가뭄모니터링을 위한 Terra MODIS NDVI와 드론 NDVI의 비교)

  • Jung, In-Kyun;Kang, Su-Man;Nam, Won-Ho;Jung, Kwang-Wook
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.396-396
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    • 2018
  • 우리나라의 가뭄은 통계적으로 5~6년 주기로 발생해 왔으나 최근에는 가뭄의 발생 빈도가 점점 증가하고 주기 또한 짧아지는 경향을 보이고 있다. 가뭄의 패턴 또한 지속적이고 국지적으로 강하게 나타내는 경향이 있어 피해가 심각해지고 있다. 2017년도에는 모내기가 시작되어야 할 시기에 극심한 물 부족으로 이앙시기가 지연되고 밭작물이 마르는 피해를 겪었다. 국가가뭄정보센터의 2017년 가뭄예경보 자료에 따르면, 1~7월에는 안성, 서산, 홍성 지역을 중심으로, 7~9월에는 남해안지역을 중심으로, 10월~12월에는 울주, 경주, 밀양 지역을 중심으로 가뭄이 나타났음을 확인 할 수 있다. 가뭄 파악을 위한 방법 중 하나로 인공위성영상을 활용한 원격탐사 기법이 있으며, 국내에서는 관측주기가 짧고 관측폭이 넓은 Terra MODIS 영상을 활용하는 연구 사례를 다수 찾아볼 수 있다. 최근에는 드론에 NIR, 열화상, 초분광 카메라 등을 탑재하여 탐지범위가 국소적이지만 가뭄에 따른 작물의 상태를 보다 상세하게 파악하기 위한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 드론을 이용한 가뭄지역의 영상특성을 분석하는 기초자료를 구축하기 위하여 2017년 극심한 가뭄이 발생하였던 안성지역을 대상으로 Terra MODIS NDVI를 이용한 식생상태지수(VCI), 정규식생지수(SVI)를 분석하여 가뭄으로 추정되는 드론촬영 대상지역을 파악하였으며, 선정된 지역을 대상으로 R-G-NIR 카메라를 탑재한 드론 촬영을 실시하였다. 드론영상의 전처리를 통하여 고해상도 NDVI영상을 작성하고 지상의 작물 및 토지이용 상태에 따른 NDVI 분포특성과 Terra MODIS NDVI와의 차이점을 분석하였다.

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