3D 점 데이터는 높은 정확성을 가진 사물의 표면 정보 데이터로 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 지리학에서 지형 파악과 분석에 많이 사용되고 있다. 일반적으로 3D 점 데이터의 Gridding 과정을 거치게 되는데 이는 불연속적인 점 데이터를 일정한 좌표 값으로 만드는 과정으로 긴 실행 시간과 높은 비용이 필요하다. 특히 Gridding 과정 중 보간 작업을 위해서 Kriging이 높은 정확성으로 주목받고 있지만 처리과정이 복잡하고 연산이 많아 처리속도가 상대적으로 느리기 때문에 많이 사용되지 않고 있다. 본 논문에서는 Gridding을 고성능으로 처리하기위해 Kriging 연산 과정을 병렬화했으며 격자 자료구조를 MapReduce 패러다임에 맞게 변형하여 Kriging에 적용하였다. 실험은 항공 LiDAR 데이터 약 1.6백만 개와 4.3백만 개의 점 데이터를 이용해서 제안한 MapReduce 구조에 적용하였고, 그 결과 3대의 이기종 클러스터에서 전체 실행시간이 순차적 프로그램에 비해 최대 3.4배 단축하였다.
비정상 확율함수인 지하수위 자료의 추정을 위하여 k계의 고유확율함수를 이용하였다. IRF-k의 우수성을 판정하기 위해 지하수위 자료가 정상 확율하수라고 가정하여 ordinary kriging과 비교 검토하였다. 교차 타다성에 의하며 IRF-k가 ordinary kriging에 비해서 지하수 분포 추정에 더 적합한 모델이다. 또한 추정치의 통계적 오차에 의하여도 IRF-k가 ordinary kriging에 비해 우수하다. IRF-k와 ordinary kriging은 지하수위 등고선과 3차원 표면 그림에 있어서 차이를 보이는데, IRF-k에 의해 만들어진 도면들이 더 정밀하다.
지진시 측정되는 strong motion 데이터와 시설물의 손상의 상관관계를 구하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 지진시 측정된 시간 - 지진강도 관계와 측정위치들이 포함된 대규모 지형정보시스템(GIS) 데이터에 대한 분석에 Kriging 공간 통계분석법을 사용함으로써 첨두지반속도(PGV)와 파이프라인 및 건물의 손상정도의 관계를 구할 수 있었으며, 특히, Kriging법은 측정치에 포함된 오차 등 불확실한 요소들을 고려한 $90\%$의 신뢰도에 해당하는 지진강도-손상 관계를 구할 수 있어서 역거리 제곱법 등 다른 공간데이터 분석법에 비하여 우수한 방법이었다.
Fog can cause large-scale human and economic damages, including traffic systems and agriculture. So, Korea Meteorological Administration is operating about 290 visibility meters to improve the observation level of fog. However, it is still insufficient to detect very localized fog. In this study, high-resolution grid-type visibility data were retrieved from irregularly distributed visibility data across the country. To this end, three objective analysis techniques (Inverse Distance Weighting (IDW), Ordinary Kriging (OK) and Universal Kriging (UK)) were used. To find the best method and parameters, sensitivity test was performed for the effective radius, power parameter and variogram model that affect the level of objective analysis. Also, the effect of data distribution characteristics (level of normality) on the performance level of objective analysis was evaluated. IDW showed a relatively high level of objective analysis in terms of bias, RMSE and correlation, and the performance is inversely proportional to the effective radius and power parameter. However, the two Krigings showed relatively low level of objective analysis, in particular, greatly weakened the variability of the variables, although the level of output was different depending on the variogram model used. As the level of objective analysis is greatly influenced by the distribution characteristics of data, power, and models used, care should be taken when selecting objective analysis techniques and parameters.
토양, 암석, 지하수로부터 실내에 유입되는 라돈은 인간에게 큰 위해를 끼치는 방사능 가스이다. 라돈 가스의 위해성을 확인하기 위해 실내 라돈 농도를 측정해 오고 있는데, 추가적인 분석 수행을 위해서는 신뢰성 높은 분포도 작성이 매우 중요하다. 본 연구에서는 비대칭 분포를 나타내는 라돈 농도의 공간 분포도 작성을 위해 단변량 크리깅 기법들의 비교를 목적으로 정규 크리깅, 비선형 자료 변환 기반의 로그 정규 크리깅, 다중 가우시안 크리깅과 지시자 크리깅의 예측 능력을 비교하였다. 예측 능력을 비교 분석하기 위해 잭나이프 방법을 이용하여 검증을 수행하였으며, 자료 구간별 오차와 샘플링 밀도의 차이에 따른 오차도 추가적으로 분석하였다. 남한 지역을 대상으로 한 사례 연구 결과에서 전반적으로 정규 크리깅에 비해 비선형 자료 변환 기반 크리깅 기법들이 좋은 예측 능력을 보였으며, 비선형 자료 변환 기반 크리깅은 로그 정규 크리깅, 다중 가우시안 크리깅 순으로 좋게 나타났다. 그러나 공간 패턴과 높은 값의 재생산을 고려할 때, 높은 값의 예측 능력은 정규 크리깅이 가장 우수하였다. 본 연구의 결과는 비대칭 분포 자료의 공간 예측을 위한 크리깅 기법의 선정에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.
Kriging model is widely used as design analysis and computer experiment (DACE) model in the field of engineering design to accomplish computationally feasible design optimization. In general, kriging model has been applied to many engineering applications as an interpolation model because it is usually constructed from deterministic simulation responses. However, when the responses include not only global nonlinearity but also numerical error, it is not suitable to use Kriging model that can distort global behavior. In this research, generalized kriging model that can represent both interpolation and regression is proposed. The performances of generalized kriging model are compared with those of interpolating kriging model for numerical function with error of normal distribution type and trigonometric function type. As an application of the proposed approach, the response of a simple dynamic model with numerical integration error is predicted based on sampling data. It is verified that the generalized kriging model can predict a noisy response without distortion of its global behavior. In addition, the influences of maximum likelihood estimation to prediction performance are discussed for the dynamic model.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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pp.406-408
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2006
Various geological thematic maps such as grain size or ground water level maps have been generated by interpolating sparsely sampled ground survey data. When there are sampled data at a limited number of locations, to use secondary information which is correlated to primary variable can help us to estimate the attribute values of the primary variable at unsampled locations. This paper applies two multivariate geostatistical algorithms to integrate remote sensing imagery with sparsely sampled ground survey data for spatial estimation of grain size: simple kriging with local means and kriging with an external drift. High-resolution IKONOS imagery which is well correlated with the grain size is used as secondary information. The algorithms are evaluated from a case study with grain size observations measured at 53 locations in the Baramarae beach of Anmyeondo, Korea. Cross validation based on a one-leave-out approach is used to compare the estimation performance of the two multivariate geostatistical algorithms with that of traditional ordinary kriging.
Accurate estimation of the spatial distribution of rainfall is critical to the successful modeling of hydrologic processes. The objective of this study is to evaluate the applicability of spatially distributed rainfall data. Spatially distributed rainfall was calculated using Kriging method and Thiessen method. The application of spatially distributed rainfall was appreciated to the runoff response from the watershed. The results showed that for each method the coefficient of determination for observed hydrograph was $0.92\~0.95$ and root mean square error was $9.78\~10.89$ CMS. Ordinary Kriging method showed more exact results than Simple Kriging, Universal Kriging and Thiessen method, based on comparison of observed and simulated hydrograph. The coefncient of determination for the observed peak flow was 0.9991 and runoff volume was 0.9982. The accuracy of rainfall-runoff prediction depends on the extent of spatial rainfall variability.
공간상관이 존재하는 지리통계 자료(geostatistical data)에 대하여 일반적으로 널리 사용되는 Kriging 모형과 통계학적 공간자료 분석모형인 지리적 가중회귀 모형을 고려하고, 미지의 위치에 대한 예측력을 비교해 본다. 두 모형의 예측력을 검토하기 위하여 환경부 자료를 실증사례로 활용한다. 전국의 116개 대기오염 측정망에서 얻은 1999년의 월별 일산화탄소(Co/ppm) 자료의 평균을 구하여 Kriging모형과 지리적 가중회귀 모형에 적합하고 미지의 위치를 예측하여 예측오차제곱합(PRESS)으로 각각의 방법에 대한 예측성능을 비교한다.
Nguyen, Xuan Thanh;Nguyen, Ba Tung;Do, Khac Phong;Bui, Quang Hung;Nguyen, Thi Nhat Thanh;Vuong, Van Quynh;Le, Thanh Ha
Journal of Information Processing Systems
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제11권1호
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pp.134-147
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2015
This paper presents the applications of Kriging spatial interpolation methods for meteorologic variables, including temperature and relative humidity, in regions of Vietnam. Three types of interpolation methods are used, which are as follows: Ordinary Kriging, Universal Kriging, and Universal Kriging plus Digital Elevation model correction. The input meteorologic data was collected from 98 ground weather stations throughout Vietnam and the outputs were interpolated temperature and relative humidity gridded fields, along with their error maps. The experimental results showed that Universal Kriging plus the digital elevation model correction method outperformed the two other methods when applied to temperature. The interpolation effectiveness of Ordinary Kriging and Universal Kriging were almost the same when applied to both temperature and relative humidity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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