• 제목/요약/키워드: 과소추정

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이중편파 레이더의 강우 추정 알고리즘별 수문학적 적용성 평가 (Evaluation of hydrological applicability for rainfall estimation algorithms of dual-polarization radar)

  • 이명진;이충기;유영훈;곽재원;김형수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권1호
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    • pp.27-38
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    • 2021
  • 최근 레이더 강우량을 수문학적으로 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 기상레이더의 경우 관측 특성상 산악 효과 등으로 인한 관측 영역의 한계로 빔의 차폐가 발생하며, 이는 강우량의 과소 추정의 원인이 된다. 이에 본 연구에서는 기상 레이더의 수문학적 활용을 위해 Hybrid Surface Rainfall (HSR)기법을 활용하여 레이더 강우를 추정하였으며, 분포형 유출모형인 GRM 모형을 활용하여 유출 해석을 수행하였다. 5개의 강우 사상에 대해 강우 보정 및 유출 모의를 수행한 결과 HSR 기법을 활용한 이중편파 레이더 강우량(Q_H_KDP)이 지상 강우량의 15% 이내의 오차를 보이며 정확성이 가장 높았으며, 이를 활용하여 유출 해석을 수행한 결과 역시 R2 0.9 이상 NRMSE가 0.8 이하, NSE 0.5 이상의 정확도를 나타내었다. 본 연구를 통하여 이중편파 레이더 강우의 적용성을 확인할 수 있었으며, 향후 레이더의 수문학적 활용에 관련된 연구에 활용성이 클 것으로 판단된다.

MODIS 전천후 기상자료 기반의 생물리학적 벼 수량 모형 개발 (Development of a Biophysical Rice Yield Model Using All-weather Climate Data)

  • 이지혜;서범석;강신규
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권5_2호
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    • pp.721-732
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    • 2017
  • 벼 등 식량작물 작황 추정의 경제, 산업적 중요성이 증가함에 따라 생물리 모형과 원격탐사 기반의 위성자료를 활용한 작황 추정 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 위성 기반의 전천후 기상 입력자료(i.e. 기온, 대기 수증기압 포차, 일사량)와 빛 이용효율 모형을 이용한 생물리적 작물 성장 알고리즘을 벼에 적용하여 벼의 수확량을 수확 시기 보다 이르게(9월 중순 경) 추정하는 것을 목적으로 하였다. 2003년부터 2014년까지 12년간 경상권을 제외한 국내의 군 단위 행정구역별 벼 수확량을 추정하고, 이를 통계청에서 제공하는 현미 생산량 통계와 비교, 평가하였다. 벼 건중량, 수확지수 그리고 수확량 추정 결과는 각각 지도로 작성하여 공간적 분포 양상을 분석하였다. 연도별 전국 평균 추정 건중량은 평균오차(ME)가 0.56%, 평균절대오차(MAE)가 5.73%로 유의미한 결과를 보였다. 연도별 군 단위 건중량은 ME가 0.10%에서 2.00%, MAE가 2.10에서 11.62%의 범위를 보였다. 추정된 건중량은 강원지역에서 상대적으로 과대 모의하고, 충청 이남의 도심과 서해 인근지역에서 과소 모의하는 경향을 보였다. 건중량과 유관한 통계청 자료(i.e. 볏짚 생산량)와는 상반된 변동 양상을 보였는데, 이는 입력자료의 해상도(1 km)로 인한 픽셀 내 토지피복 이질성으로 인한 오차로 사료된다. 또한 생육기간 이후 수확시기의 생육상황을 고려하지 못하는 점을 향후 연구에서 개선할 필요가 있다.

근해 유자망에 의해 어획되는 참조기자원의 관리를 위한 가입당 산란자원량 모델의 비교분석 (Coastal Water Fisheries Resources Research Division, National Institute of Fisheries Science)

  • 이은지;서영일;박희원;강희중;장창익
    • 수산해양기술연구
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    • 제51권4호
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    • pp.535-544
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    • 2015
  • 본 연구에서는 가입에 따른 산란자원량의 변화를 나타내어 가입남획을 방지하는 가입당 산란자원량 모델(spawning biomass per recruit model)을 비교 분석하였다. 가입당 산란자원량 모델은 연령별 선택비를 고려하지 않는 (knife-edged selectivity) 방법과 연령별 선택비를 고려한 (age specific selectivity) 방법의 두 가지가 있으며 연령별 선택비를 고려하지 않는 방법의 경우 가입당 자원량의 식에 성숙비를 곱함으로써 가입당 산란자원량을 나타낼 수 있다. 하지만 기존의 가입당 산란자원량 추정 방법은 어구가입 이후의 모든 연령을 고려하지 않고 어구가입 연령의 성숙비만을 가입당 자원량에 곱함으로써 가입당 산란자원량을 계산하였다. 본 연구에서는 이를 수정하여 어구가입 이후의 모든 연령을 고려한, 즉, 연령별 자원량에 대해 가중평균된 성숙비를 가입당 자원량에 곱하여 가입당 산란자원량을 추정하였다. 한국 근해에서 유자망에 의해 어획되는 참조기자원을 대상으로 기존의 방법과 새로운 방법을 적용하여 추정된 가입당 산란자원량을 비교한 결과 어구가입연령의 성숙비가 1.00 이상에서는 가입당 산란자원량이 차이가 없었다. 그러나 성숙비가 1.00 미만인 연령에서는 어구가입연령이 낮을수록 오차가 크게 나타났으며 기존 방법에 의해 가입당 산란자원량이 과소 추정되었고 어구가입연령별로 가입당 산란자원량의 오차 값을 비교하였을 때, 적게는 4세 때의 0.25 g에서 많게는 1세 때의 130.69 g만큼의 오차가 나타났다. 또한 연령별 선택비를 고려하지 않는 방법과 연령별 선택비를 고려한 방법을 통해 $F_{35%}$를 비교한 결과 연령별 선택비를 고려하지 않는 방법 중 기존 방법에 의한 $F_{35%}$가 0.349/year로 나타났으며 새로운 방법에 의한 $F_{35%}$가 0.302/year로써 새로운 방법에 의한 값이 연령별 선택비를 고려한 방법에 의한 $F_{35%}$인 0.320/year와 유사하게 추정되었다. 따라서 본 연구에서 제시된 새로운 가입당 산란자원량 방법은 대부분의 어구가입연령이 2세 미만으로 낮게 나타나는 한국 연근해 어종을 대상으로 가입당 산란자원량 모델을 통해 자원평가를 실시할 경우 가입당 산란자원량과 그에 따른 적정어획수준의 오차 값을 줄여줄 것이며 기존의 방법을 통한 $F_{35%}$의 값은 과대 추정되어 남획의 위험이 있으므로 새로운 방법을 통해 적정어획수준을 추정하는 것이 옳다고 판단된다.

위성 자료를 이용한 도시지역 극치강우 모니터링: 2011년 7월 집중호우를 중심으로 (Validation of Extreme Rainfall Estimation in an Urban Area derived from Satellite Data : A Case Study on the Heavy Rainfall Event in July, 2011)

  • 윤선권;박경원;김종필;정일원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권4호
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    • pp.371-384
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    • 2014
  • 본 논문에서는 천리안(Communication, Ocean and Meteorological Satellite; COMS)과 TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)을 통하여 관측한 위성영상자료를 이용한 극치강우(Extreme Rainfall) 추정 알고리즘을 개발하였으며, 2011년 7월 집중호우를 대상으로 그 적용성을 평가하였다. TRMM/PR(TRMM/Precipitation Radar)과 AWS(Automatic Weather System) 자료를 이용하여 고도에 따른 멱급수 회귀방정식으로 Z-R관계식을 추정한 결과 $Z=303R^{0.72}$를 산출하였으며, 지상관측 자료와 비교한 결과 상관계수가 0.57로 분석되었다. 이 값과 TRMM/VIRS(TRMM/Visible Infrared Scanner)와의 관계를 이용하여 극치강우알고리즘을 개발하였으며, 천리안 위성에 적용하여 10분강 우를 추정한 결과 강우강도가 큰 경우에는 과소 추정하는 경향이, 작은 경우에는 과대 추정하는 경향이 있는 것으로 분석되었으나, 전반적인 패턴은 관측과 유사한 경향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 이 알고리즘을 같은 센서를 이용하는 천리안 위성에 적용하여 AWS의 상관관계를 분석한 결과, 10분 강우량의 경우 상관계수는 0.517로 평균제곱근 오차는 3.146으로 분석되었고, 공간 상관행렬 오차의 평균은 -0.530~-0.228의 음의 상관을 보이는 것으로 분석되었다. 위성자료를 이용한 극치강우량 추정의 오차 발생 원인은 여러 가지 외부적인 요인으로 판단되며, 지속적인 알고리즘 개선 및 오차보정을 통한 정확도 개선이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구의 결과는 추후 다양한 정지궤도위성의 이용을통 한 다중 원격탐사자료의 활용으로 보다 정확한 미계측 유역 수문자료 확충 및 실시간 홍수 예 경보 시스템 구축에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

곰솔 및 삼나무의 흉고형수(胸高形數) 결정(決定)에 관한 연구(硏究) (Studies on the Determination of the Breast-Height Form Factors for Stem of Pinus thunbergii and Cryptomeria japonica)

  • 박남창;정영관
    • 한국산림과학회지
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    • 제70권1호
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    • pp.28-37
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    • 1985
  • 곰솔과 삼나무의 흉고형수(胸高形數)를 구(求)하기 위하여 흉고형수(胸高形數)를 수령(樹齡), 흉고직경(胸高直徑) 및 수고(樹高)의 극수(亟數)로 나타낸 8개(個)의 모형(模型)을 선정(選定)하여 추정식(推定式)을 구(求)하고, 구(求)한 추정식(推定式)의 유의성(有意性)을 검정(檢定)한 후 정도(精度)가 가장 높은 추정식(推定式)에 의하여 흉고형수(胸高形數)를 결정(決定)하였으며, 그 결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. <곰솔의 흉고형수추정(胸高形數推定)> ${\bullet}$ 수령(樹齡) : $F=0.553-4.567\;1/A+71.409\;1/A^2\;(R^2=0.928)\\{\hspace{85}(6.727^{**})\hspace{30}(14.100^{**})}$ ${\bullet}$ 흉고직경(胸高直徑) : $F=0.356+1.774\;1/D-0.770\;1/D^2\;(R^2=0.944)\\{\hspace{90}(15.102^{**})\hspace{15}(2.908^{**})}$ ${\bullet}$ 수고(樹高) : $F=0.316+1.546\;1/H+0.397\;1/H^2\;(R^2=0.941)\\{\hspace{90}(8.380^{**})\hspace{25}(3.896^{**})}$ <삼나무의 흉고형수추정(胸高形數推定)> ${\bullet}$ 수령(樹齡) : $F=0.400+2.348\;1/A+17.053\;1/A^2\;(R^2=0.889)\\{\hspace{90}(3.501^{**})\hspace{25}(3.298^{**})}$ ${\bullet}$ 흉고직경(胸高直徑) : $F=0.353+2.118\;1/D-1.462\;1/D^2\;(R^2=0.923)\\{\hspace{85}(14.873^{**})\hspace{15}(3.545^{**})}$ ${\bullet}$ 수고(樹高) : $F=0.403+0.427\;1/H+2.843\;1/H^2\;(R^2=0.887)\\{\hspace{90}(3.254^{**})\hspace{25}(5.742^{**})}$ 등(等)으로 구(求)하였다. 이들 추정식(推定式)에 의하여 결정(決定)된 흉고형수(胸高形數)는 우리나라에서 지금까지 일괄(一括) 적용(適用)되고 있는 흉고형수(胸高形數) 0.45에 비(比)하여 소경목(小徑木), 유령목(幼齡木)에서는 과대치(過大値) 그리고 대경목(大徑木), 노령목(老齡木)에서는 과소치(過小値)로 나타났다.

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토질구성이 다양한 붕적층의 합리적인 전단강도 평가방법 (Shear Strength Evaluation of Composite Colluvial Soil)

  • 이강일;강준호;김태훈
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.25-34
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    • 2009
  • 붕적층을 포함하는 복합지반의 경우 역의 최대입자크기가 매우 크고, 붕적층을 구성하는 토질의 입도분포가 지역마다 다양하여 시험을 통한 설계지반정수 산정은 매우 어렵다. 또한 이러한 지층의 응력-변형율 거동은 블록(자갈, 전석 등)과 기질(모래, 실트 등)부 경계면의 공학적 성질에 좌우되지만 통상적으로 강도가 작은 기질부의 특성으로 강도정수가 결정되어 대상지반이 과소평가되기 쉽다. 따라서 본 연구에서는 대상지역에 대한 대규모 트렌치 조사를 실시하고 굴착면에 대한 스캔라인 및 이미지 분석을 통한 역의 분포비율을 결정하고 이들 역의 분포비율과 기질부 강도정수를 BIMROCK 모형곡선에 적용하여 대상지역 붕적층의 강도정수 범위를 추정하였다. 마지막으로 강도정수의 적정성을 대상지층에 대하여 한계평형해석을 통해 검증한 결과 합리적인 전단강도를 평가할 수 있었다.

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무기체계의 환경시험을 위한 한반도의 온도기준 설정에 관한 연구 (A study on the temperature guidelines for weapon system test and evaluation in the Korean peninsula)

  • 문자영;김동길;성인철;홍연웅
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제27권6호
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    • pp.1593-1600
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    • 2016
  • 환경시험의 목적은 시험대상 제품이 수명주기 중 겪을 수 있는 환경에 노출되었을 때 정상적인 기능을 수행할 수 있는지 설계 제조되었는지를 시험 평가하는 것이다. 본 논문은 한반도 내륙에서 운용할 군수장비의 운용환경조건에 대한 온도시험의 설계 기준을 제안한다. 온도기준은 과도하거나 과소하지 않게 합리적으로 설계되어야하는데 본 연구에서는 한국에서 가장 더웠던 지역과 가장 추웠던 지역을 기준으로 고온 및 저온에 대한 다양한 백분위별 발생빈도를 제시한다. 1904년부터 2014년까지 132개 관측지점의 기온 자료를 분석한 결과 1개월 기준으로 가장 더운 지역은 대구, 가장 추운 지역은 양평으로 확인되었다. 한반도 내륙의 운용 환경에서 고온과 저온의 1% 발생빈도값은 각각 $38.7^{\circ}C$와 -$29.0^{\circ}C$로 추정되었다. 아울러 상대습도, 풍속, 태양복사를 포함하는 고온과 저온의 일주기표도 제시한다.

노드중복과 링크중복문제를 고려한 로짓선택확률의 비교연구 (A study on logit choice probability model taking into account the problems of common-nodes and common-links)

  • 백승걸;임용택;임강원
    • 대한교통학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.63-71
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    • 2000
  • 로짓경로선택모형의 문제점으로 지적되고 있는 순환교통류(cyclic flow)와 경로중복(path overlapping)은 노드중복(common nodes)과 링크중복(common links)문제로 해석할 수 있다. 노드중복은 최단경로 보장문제 및 균형배정시 효율성 문제와, 링크중복은 비관련대안의 독립성 문제와 관련된다. 최근 위 문제들에 대한 연구가 각각 이루어지고 있으나, 두 가지 문제를 모두 고려한 연구나 이런 경우 로짓모형의 속성을 비교한 연구는 없었다. 이 글에서는 노드중복과 링크중복을 고려한 경우와 그렇지 않은 경우의 선택확률을 비교하여 현재 이용되고 있는 로짓경로선택모형의 문제점과 한계를 살펴보았다. 이를 위하여 본 연구에서는 노드중복문제와 링크중복문제를 동시에 고려한 로짓경로선택모형을 제시하였다. 이는 기존의 링크중복개념을 특정링크를 기준으로 통행기점에서 특정링크의 초기노드가지의 링크중복과 특정링크 종점노드부터 통행종점가지의 링크중복으로 세분화한 것이라고 할 수 있다. 제시된 모형을 이용하여 가상네트워크에서 경로 및 링크선택확률을 계산한 결과, 노드 중복과 링크중복을 고려함으로써 선택대안들간의 차별성을 고려하면서 특정경로 또는 특정링크의 선택확률이 과소 또는 과대추정되는 문제를 감소시킬 수 있었다. 이러한 결과를 통해 중복경로와 순환경로를 배제한 다중경로를 보다 효과적으로 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

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기하구조의 비동질성을 고려한 교통사고와의 관계: 고속도로 본선구간을 중심으로 (Relationship Between Accidents and Non-Homogeneous Geometrics: Main Line Sections on Interstates)

  • 박민호;노관섭;김종민
    • 대한교통학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.170-178
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    • 2014
  • 지금까지 교통사고발생과 기하구조와의 관계파악을 위한 모형정립에 관한 연구가 많이 이루어져 왔다. 이러한 연구들은 도로선형, 기하구조의 개선 혹은 위험구간 선정 등에 사용되어 교통사고 건수 및 사고심각도를 줄이는데 기여를 하여왔다. 하지만, 모형정립에 사용되었던 변수들은 자료수집 부족 등의 이유로 변수 혹은 대상구간이 가지고 있는 기하구조의 비동질성을 고려하지 못한 측면이 있었으며, 이는 모형 정립시 계수의 표준오차값이 과소 추정되어 모형전체의 신뢰성에 영향을 미쳐왔다. 따라서, 이번 연구에서는 사용되는 변수의 비동질성 고려가 모형의 결과에 미치는 영향을 알아봄으로써, 비동질성의 중요성을 파악하고자 하는데 목적이 있다. 그 결과, 모든 기하구조에 대한 비동질성을 고려하지는 못하였으나, 몇몇 사용된 기하구조 변수들의 경우, 의미 있는 결과가 도출되었다.

도시유역 CN 산정 연구 (Curve Number for Urbanized Areas)

  • 오경두;전병호;양경규;안원식;조영호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권12호
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    • pp.1009-1020
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    • 2005
  • 본 논문에서는 서울시를 대상으로 11개 토지이용 형태별 불투수면적 비율을 산정하고 이를 바탕으로 CN을 산정하였다. 또한 서울시 25개 구청별로 주택지역, 공업지역, 교통시설지역, 상업업무지역, 혼합지역 등 불투수면적 비율이 높은 5개 토지이용형태별로 불투수면적 비율을 검토하여 도시화에 따른 불투수면적 비율의 증가를 검토하고 이를 바탕으로 도시화율로부터 불투수면적 비율을 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 본 논문에서 검토한 결과 서울시 토지피복유형 중에서 미국과 비교했을 때 불투수율이 가장 크게 차이 나는 것은 주택지역이었으며, 다음으로 공업지역, 상업업무지역의 순으로 나타났다. 이에 따라 유출곡선지수(CN)는 미국에 비해 주택지역에서 최대 13, 공업지역에서 최대 12, 상업업무지역에서 최대 5까지 증가하는 것으로 분석되어 미국의 기준을 그대로 적용할 경우 국내 도시유역의 홍수유출량을 과소평가할 가능성이 있는 것으로 나타났다.