• 제목/요약/키워드: 공간적 분포

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기계학습 기법을 이용한 다지점 일강수량 모의 모형 개발 (Deelopment of a Multisite Daily Rainfall Simulation Model Using a Machine Learning)

  • 소병진;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.83-83
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    • 2017
  • 수자원공학에서 일강수량 모의기법은 다양한 목적으로 활용되고 있지만, 일반적으로 홍수와 가뭄의 영향을 고려할 수 있는 수공구조물의 위험도 및 신뢰성 평가 및 수자원 계획을 수립하기 위한 입력 자료생성을 목적으로 활용된다. 유역 단위의 분석시 단일 지점에 대한 강수 모의 기법을 적용할 경우 각각의 지점에서 관측된 강수 자료의 시계열 및 통계치 특성이 효과적으로 재현되지만 공간적으로 발생하는 즉, 지점 간의 종속관계를 재현하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 이유로 공간적인 전이 특성이 있는 가뭄 분석 및 유역내 유출량의 공간적 변동 특성 분석에 단일지점별 모의 결과를 이용할 경우 관측 자료와 상반된 공간적 변동성으로 인하여 잘못된 가뭄 및 유출 분석 결과가 도출되는 문제점이 있다. 따라서, 실제적으로 발생하는 강수 특성을 반영한 유역 단위의 홍수 및 가뭄 등의 수문 분석을 위해서는 지점간의 종속성을 반영할 수 있는 다지점 강수 모의 모형의 적용이 필수적이다. 본 연구에서는 다지점 모의에 있어서, Wilks 모형의 지점별 시변동 특성과 공간상관성 재현 능력, HMM 모형이 갖는 강수 사상별로 분포된 양적 분포 패턴 재현 능력을 복합적으로 나타낼 수 있는 새로운 다지점 일강수량 모의 모형인 기계학습 기반 범주화 기법을 이용한 다지점 일강수량 모의 모형(ML-MRS)을 개발하였다. 또한, 지점별 강수량에 적용되는 확률분포모형은 Gamma 분포로 구성된 혼합모형을 적용하여 단일 확률 분포 모형의 자료 적합 문제를 개선하였다. 모의를 통한 일강수량 시계열 자료는 일 강수자료의 통계량을 효과적으로 모의하였으며, 다지점 모형의 모의 결과를 적용한 가뭄 모의 결과 관측 자료에서 나타나는 공간적 패턴이 재현되었다. 본 모형은 시 공간적 사상을 효과적으로 재현함으로서 지역의 변동특성을 반영한 가뭄, 홍수, 기상 현상 분석 등 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다.

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한국 친환경농업의 공간적 확산 양상과 그 지리적 함의 (Spatial Diffusion Patterns of the Organic Farms in Korea and the Geographical Characteristics)

  • 현기순;이금숙
    • 한국경제지리학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.377-393
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 우리나라 농업공간에 나타나는 변화의 공간적 특징을 파악하는 것이다. 특히 세계화에 따라 가속되는 농산물 시장개방과 함께 안전한 먹거리와 지속가능성에 대한 수요 증가에 따라 부상하고 있는 친환경농업의 공간적 확산 양상과 그 지리적 특징을 분석한다. 이를 위하여 우리나라 농가와 친환경 농가의 공간적 분포 양상에 나타나는 변화를 분석하고, 특히 친환경농가의 공간적 특성을 파악하기 위하여 입지계수(LQ: Location Quotient)와 LISA(Local Indicator of Spatial Association) 분석을 적용하였다. 분석결과 2000년의 경우 우리나라의 친환경농업의 주요 집적지가 수도권과 충청권을 중심으로 분포하여 매우 불균등하게 나타났으나 2005년에는 전라권과 경상권 지역으로 확산되면서 특정지역의 공간집중이 비교적 완화되었다. 다중회귀분석을 이용하여 친환경농가 분포에 작용하는 지리적 변수들과의 관계를 분석한 결과 우리나라의 2005년 현재 친환경농업 분포는 농가 경영자의 연령, 농업관련 사업 경영농가, 농가의 정보화, 농가 경영자 교육수준 등에 영향을 받는 것으로 나타난다.

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Saliency Map을 이용한 대표 색상 기반의 영상 검색 (Dominant Color Based Image Retrieval using Saliency Map)

  • 안재현;이상화;조남익
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.213-216
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    • 2013
  • 본 논문에서는 객체 위주의 컬러 영상 검색을 위하여 영상의 saliency map을 이용해 객체 중심의 영상을 생성하고, 객체와 그 주변 영역에서의 대표 색상이 가지는 통계적 특성과 공간적 분포 정보를 이용하는 방법을 제안한다. 먼저, 영상의 saliency map을 이진화하여 영상을 객체/배경으로 분할하고 객체를 중심으로 객체/배경의 비율이 일정한 일정 크기의 영상을 생성한다. 생성된 영상에서 대표 색상을 추출하고, 각 색상이 영상에서 어떻게 분포하는가를 나타내는 이진 공간분포 지도를 형성한다. 그 후 영상 간의 대표 색상마다 이진 공간분포의 차이를 비교함으로써, 색상의 통계적 특성과 공간적 분포가 동시에 반영된 특징으로 영상을 검색한다. 본 논문에서 제안한 saliency map을 이용한 대표 색상 기반의 영상 검색 기법은 기존의 대표 색상 기반의 영상 검색보다 우수한 성능을 보여준다.

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자료생성방법을 사용한 강우의 공간분포가 첨두유량의 변동성에 미치는 영향에 대한 실험적 연구 (Experimental study of rainfall spatial variability effect on peak flow variability using a data generation method)

  • 김남원;신문주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권6호
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    • pp.359-371
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    • 2017
  • 본 연구에서는 안동댐유역을 대상으로 분포형 모형과 미계측유역 자료생성방법인 공간확장자료 생성방법을 사용하여 47개 미계측유역에 대해 홍수유출 시계열자료를 생성하고 3개 관측유역을 포함한 총 50개 유역에 대해 첨두유량을 추출하여 분석함으로써 강우의 공간분포가 유출에 미치는 영향을 실제유역과 실제사상에 대해 자세히 분석하였다. 20개 사상에 대해 GRM 모형의 매개변수 보정 및 검증결과 적절한 모형효율 통계결과를 얻었다. 이 추정된 매개변수와 실제강우(강우의 공간분포를 고려한 강우) 및 공간평균강우(실제강우를 공간적으로 평균한 강우)를 사용하여 50개 유역의 홍수유출 시계열자료를 생성하였으며 이 시계열 자료 중 첨두유량을 추출하여 분석한 결과 공간평균강우에 의한 첨두유량의 분포는 실제강우에 의한 첨두유량의 분포와 차이가 있었다. 강우의 분포가 유역전반에 비슷한 경우에는 실제강우와 공간평균강우에 의한 첨두유량의 분포가 비슷하거나 약간의 차이가 있었다. 하지만 호우가 상류 또는 하류방향으로 이동하거나 강우가 무작위로 분포되는 경우에는 공간평균강우에 의한 첨두유량의 분포가 실제강우에 의한 첨두유량의 분포보다 크게 좁아지는 것을 보였다. 이러한 사상의 비율을 조사한 결과 강우의 공간적 변동성을 고려하지 않고 홍수유출을 모의한다면 약 35%의 사상에 대해서는 적절하지 않은 첨두유량 모의결과를 얻을 수 있는 것으로 조사되었다. 따라서 홍수량 산정 또는 수자원 설계 시 강우의 시간분포 뿐만 아니라 공간분포 또한 고려해야 한다. 계측유역과 미계측유역의 첨두유량의 관계를 조사한 결과 낙동강 지류들에 위치한 미계측유역들의 첨두유량들은 그 크기가 넓게 분포됨에 따라 계측유역의 첨두유량을 사용하여 생성한 power law 관계를 이 미계측유역들의 첨두유량 추정 시 사용할 수 없었다. 또한 계측유역들의 첨두유량 또는 미계측유역 중 상하류로 연결된 비독립적인 소유역들의 첨두유량간에는 power law 가 존재하였으나 낙동강 지류들에 위치한 독립된 소유역들의 첨두유량들 간에는 상관관계가 없었다.

세균성 이질의 탐색적 공간분석 (An Explorator Spatial Analysis of Shigellosis)

  • 박기호
    • 대한지리학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.473-491
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    • 1999
  • 세균성 이질은 국내 제1종 법정 전염병으로 분류되어 관리되고 있는 질환으로서 1998년 이후 그 발병 사례가 급속히 증가하고 있다. 본 연구는 1999년 3월 부산시 사상구에서 집단 발병한 세균성 이질을 대상으로 하여, 각 환자들의 발병 시점과 장소의 분포패턴에 대한 지리학적 고찰을 목적으로 한다. 환자분포의 특징적 공간패턴과 그들의 시계열적 확산 양상 등을 탐색하기 위한 방법론은 보건지리학과 지도학 및 공간통계학에 기반을 둔 공간분석기법을 중심으로 설정하였다. 분석자료는 해당 지역의 수치지형도, 지적도, 인구 센서스 자료를 포함한 GIS 데이터베이스로 구축되었다. 인구분포를 감안한 밀도구분도를 바탕으로 개별환자의 위치자료와 동 단위로 집계된 자료를 자료의 형태에 따라 분석기법을 달리하였으며, 환자 발생 밀도, 상대적 위험지수 등을 지도화하여 역학자료의 시각적 통계적 분석을 수행하였다. 환자분포의 공간적 중심위치와 분산의 변화 등 기술적 통계분석과 함께 제1차 공간속성을 커널추정법으로 찾아보았다. 이와 더불어 ‘공간적 의존성’과 관련된 제2차 공간속성은 K-함수와 시뮬레이션을 통해 분석하여 군집성 등이 통계적으로 확인되었다. 본 연구를 통해 역학조사시 GIS의 활용사례가 제시되었으며, 모집단 인구를 고려한 확률지도 작성 기법과 다양한 데이터 가시화 방법, 그리고 시계열별 발생 환자들의 지리적 변이를 분석 하는데 따르는 문제들이 논의되었다.

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지구통계기법과 GIS를 이용한 연안지역 해수침투 분포 파악 (Analysis of the Distribution Pattern of Seawater Intrusion in Coastal Area using the Geostatistics and GIS)

  • 최선영;고와라;윤왕중;황세호;강문경
    • Spatial Information Research
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    • 제11권3호
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    • pp.251-260
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    • 2003
  • 본 연구에서는 지구통계기법과 GIS를 이용하여 Cl/sup -/ 농도 분포도를 작성하고 이를 통해 해수침투 분포 양상을 파악하였다. 분포도는 탐색적 공간자료 분석을 통해 자료의 분포 패턴을 파악한 후에 정규크리깅과 공동크리깅을 이용하여 작성하였다. 지구통계기법인 크리깅은 시ㆍ공간적인 자료의 분포특성과 상관관계를 이용하여 신뢰할 만한 결과를 제공한다. 공동크리깅의 이차변수는 상관분석을 통해 Cl/sup -/과의 상관성이 큰 TDS, Na/sup +/, Br/sup -/을 선정하였다. Cl/sup -/ 농도 분포도를 분석한 결과 공동크리깅에 의한 분포도가 정규크리깅의 분포도보다 더욱 정밀하게 나타났으며, 전반적으로 이민촌 일대와 해안가 지역에서 높은 농도 이상대를 보이고 있음을 확인할 수 있었다.

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우량계와 강우레이다에 의해 관측된 강우량의 공간 분포 비교 (Comparison of Spatial Distributions of Rainfall Derived from Rain Gages and a Radar)

  • 김병식;김형수;양동민
    • 한국습지학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.63-73
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    • 2010
  • 수문학적 강우-유출 모형의 가장 중요한 입력 자료는 강우량 자료이다. 기존에는 지상 우량계 관측자료의 점 우량을 티센, 역거리제곱법, 크리깅 등의 내삽방법을 사용하여 유역의 면적강우량을 산정하였다. 그러나 이러한 방법들도 여전히 유역 내의 정확한 강우의 분포 추정에 많은 어려움이 있다. 강우 레이다의 경우 공간적인 측정을 통하여 보다 정확하게 강우의 공간적 분포를 파악할 수 있게 한다. 본 연구에서는 지상 우량계에서 관측된 점 우량을 역거리제곱법(Inverse Distance Squared, IDS)과 크리깅 기법으로 면적강우량의 공간분포를 산출하였고, 이를 강우레이다로부터 추정된 레이다 강우의 공간분포와 비교하였다. 그 결과 레이다에 의해 측정된 강우가 현실적인 강우의 공간 분포를 제공하는 것을 확인하였다.

청미천 유역 내 산림사면에서 단면선에 따른 토양수분특성의 공간적 계절적 변동 (Spatial and Seasonal Variability of Soil Moisture Properties along Transect Line on a Forest Hillslope in the Cheong-Mi Catchment)

  • 곽용석;김상현;정성원;이연길;이정훈;김수진
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.45-57
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    • 2015
  • 사면스케일에서 토양수분의 시공간적 분포를 이해하기 위해서는 사면의 단면선(Transect line)에 따른 토양수분 분포 및 변동에 대해 기본적인 해석과 이해가 선행되어야 한다. 이에 단면선에 따라 설계된 여러 토양수분 측정지점으로부터 토양수분 자료에 대해 토양수분 특성인자를 고려하여 토양수분의 특성변동에 대해 이해하고자 하였다. 또한 사면의 위치 및 지형 그리고 토성의 공간적 분포의 토양수분 특성에 대한 영향도 분석하였다. 연구 사면에서 깊은 토양 층에서 평균적 토양수분의 공간적 분포는 지표 층에서의 공간적 분포 경향과는 많이 달랐으며, 사면의 지형 및 위치 그리고 토성의 공간적 분포는 토양수분의 시공간적 분포특징에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 상부흐름의 기여가 상당한 측정지점에서는 토양수분 변동의 안정화가 진행이 되는 것으로 나타나, 수문학적 경계(hydrologic Threshold)에 대한 추가 연구가 진행되어야 할 것으로 보인다. 또한 토양수분의 불균질한 공간적 경향은 우선적 흐름의 영향과 관련이 있다고 보여진다.

GIS 기반 유역 배수 밀도의 공간분포도 작성 (Mapping the Spatial Distribution of Drainage Density Based on GIS)

  • 김주철;이상진
    • 대한공간정보학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.3-9
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    • 2010
  • 하천에 의하여 지면이 절개되는 정도로 정의되는 배수밀도는 유역의 형태학적 응답을 포괄적으로 반영하는 자연 지형의 근본적인 특성으로 알려져 있다. 본 연구에서는 배수밀도에 대한 통계학적 접근방법을 기반으로 해당 지형 인자의 공간적 변동성을 분석하고 이로부터 배수밀도의 공간적 변동성을 도시할 수 있는 방법을 제시하였다. 지표면 유하거리의 통계학적 특성을 분석해 본 결과 이 지형인자는 고도의 공간적 변동성으로 대표되는 자연지형의 고유한 특성들 중 하나임을 확인할 수 있었다. 이로부터 본 연구에서 제시한 분포도 형태의 배수밀도는 고전적인 정의의 배수밀도보다 유용한 도구가 될 수 있을 것으로 판단된다.

공간적 상관길이와 역학적 효과에 따른 거친 단일 균열 내의 유체 흐름에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Characteristics of Fluid Flow in Rough Fractures with Spatial Correlation Length and Mechanical Effect)

  • 정우창
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.27-39
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    • 2007
  • 본 논문은 유효수직응력과 간극분포의 공간적 상관길이에 따른 거친 단일 균열 내에서의 유체흐름에 대한 특성을 수치적으로 분석한 것이다. 균열 내의 공간적으로 상관된 변화하는 간극분포는 지구통계학적 방법(i.e. Turning Bands algorithm)을 이용하여 발생시켰으며, 유효수직응력에 따른 간극분포의 변화를 묘사하기 위해 유효수직응력과 역학적 간극 사이의 단순한 비선형 관계식를 이용하였으며, 이를 흐름 모형에 결합하였다. 모의분석결과 균열 내의 유체흐름은 적용된 유효수직응력과 간극분포의 공간적 상관길이에 따라 변화하는 간극분포의 기하학적 특성에 크게 영향을 받은 것으로 나타났다. 그밖에 본 연구에서 모의된 유체흐름의 결과를 이용하여 유효수직응력과 균열의 유효투수성 사이의 관계를 나타내는 수정 Louis 식을 제안하였다.

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