• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.5
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• pp.1009-1019
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• 2009

In this research, various characteristics of South Korea's design flood have been examined by deriving appropriate design flood, using data obtained from careful observation of actual floods occurring in selected main watersheds of the nation. 19 watersheds were selected for research in Korea. The various characteristics of annual rainfall were analyzed by using a moving average method. The frequency analysis was decided to be performed on the annual maximum flood of succeeding one year as a reference year. For the 19 watersheds, tests of basic statistics, independent, homogeneity, and outlier were calculated per period of annual maximum flood series. By performing a test using the LH-moment ratio diagram and the Kolmogorov-Smirnov (K-S) test, among applied distributions of Gumbel (GUM), Generalized Extreme Value (GEV), Generalized Logistic (GLO) and Generalized Pareto (GPA) distribution was found to be adequate compared with other probability distributions. Parameters of GEV distribution were estimated by L, L1, L2, L3 and L4-moment method based on the change in the order of probability weighted moments. Design floods per watershed and the periods of annual maximum flood series were derived by GEV distribution. According to the result of the analysis performed by using variation rate used in this research, it has been concluded that the time for changing the design conditions to ensure the proper hydraulic structure that considers recent climate changes of the nation brought about by global warming should be around the year 2002.

• The Korean Journal of Applied Statistics
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• v.26 no.3
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• pp.483-494
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• 2013

The importance of financial risk management has been highlighted after several recent incidences of global financial crisis. One of the issues in financial risk management is how to measure the risk; currently, the most widely used risk measure is the Value at Risk(VaR). We can consider to estimate VaR using extreme value theory if the financial data have heavy tails as the recent market trend. In this paper, we study estimations of VaR using Peaks over Threshold(POT), which is a common method of modeling fat-tailed data using extreme value theory. To use POT, we first estimate parameters of the Generalized Pareto Distribution(GPD). Here, we compare three different methods of estimating parameters of GPD by comparing the performance of the estimated VaR based on KOSPI 5 minute-data. In addition, we simulate data from normal inverse Gaussian distributions and examine two parameter estimation methods of GPD. We find that the recent methods of parameter estimation of GPD work better than the maximum likelihood estimation when the kurtosis of the return distribution of KOSPI is very high and the simulation experiment shows similar results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.635-639
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• 2004

댐과 같은 구조물의 설계시 큰 강우량에 내한 분포함수의 적합성을 놀일 필요가 있다. 이에 대해 Wang (1997a and b)은 큰 설계량에 내한 적합성을 놀이기 위해 LH 모멘트와 고차 PWM(higher Probability Weighted Moments)방법을 제안하였다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 자 지역별로 대표적인 4개 지점의 일 강우량 자료를 사용하여 제안된 고차 PWM 방법의 적용성을 살펴보았다. 그 과정으로 가장 낮은 차수인 일반적인 PWM 방법과 더 높은 차수의 PWM 방법을 이용하여, GEV(Generalized Extreme Value) 분포와 Gumbel 분포에 대한 매개변수를 추정한 후 이 추정치를 확률지에 실측치와 함께 도시하여 결과를 비교하였다. 그리고 PPCC(Probability Plot Correlation Coefficient) 적합도 검정결과를 통해 추정된 매개변수의 적합성을 확인하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.10
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• pp.747-757
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• 2021

Quantification of extreme rainfall is very important in establishing a flood protection plan, and a general measure of extreme rainfall is expressed as an T-year return level. In this study, a method was proposed for quantifying spatial distribution and uncertainty of daily rainfall depths with various return periods using a hierarchical Bayesian model combined with climate and geographical information, and was applied to the Seoul-Incheon-Gyeonggi region. The annual maximum daily rainfall depth of six automated synoptic observing system weather stations of the Korea Meteorological Administration in the study area was fitted to the generalized extreme value distribution. The applicability and reliability of the proposed method were investigated by comparing daily rainfall quantiles for various return levels derived from the at-site frequency analysis and the regional frequency analysis based on the index flood method. The uncertainty of the regional frequency analysis based on the index flood method was found to be the greatest at all stations and all return levels, and it was confirmed that the reliability of the regional frequency analysis based on the hierarchical Bayesian model was the highest. The proposed method can be used to generate the rainfall quantile maps for various return levels in the Seoul-Incheon-Gyeonggi region and other regions with similar spatial sizes.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.209-213
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• 2008

재현기간이 수백년 이상인 이상홍수의 초과확률을 추정하기 위해서는 재현기간 이상의 홍수자료를 이용해 내삽(interpolation)을 해야 하지만 현재 우리나라의 체계적(systematic) 관측자료 기간은 이에 훨씬 미치지 못한다. 따라서, 역사 자료(historical data)를 이용해 자료 길이를 확장하는 방법, 홍수자료에 비해 비교적긴 강우자료와 유출 모형에 의한 합성자료를 이용하는 방법 등이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 역사 자료와 체계적 관측자료를 효율적으로 결합할 수 있는 EMA(Expected Moment Algorithm) 기법을 연구하였다. EMA는 Cohn 등(1997)에 의해 제안된 방법으로 미국의 공식 분포인 LP3(Log-Pearson type 3) 분포를 대상으로 반복 계산을 통해 매개변수를 추정하는 기법으로서 본 연구에서는 LP3 분포 대신에 최근 국내 홍수빈도해석 시 많이 쓰이고 있는 GEV(Generalized Extreme Value) 분포를 대상으로 EMA 절차를 이론적으로 유도하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.53.2-53.2
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• 2010

국내 홍수빈도해석 지침서 제공을 위한 기초 연구로서 미국 홍수빈도해석 지침서인 Bulletin 17B과 같이 국내 적합한 홍수빈도해석 기법을 제시하고자 하였다. 홍수빈도해석 지침서의 핵심은 확률분포형과 매개변수 추정법을 제시하는 것이며 이에 GEV(Generalized Extreme Value), GLO(Generalized Logistic) 분포, B-GLS(Bayesian Generalized Least Square) 기법을 대상으로 다양한 연구를 수행하였다. B-GLS 기법을 이용하여, 국내 대유역에 골고루 위치하며 댐의 영향을 받지 않는 31개 지점의 연최대 일유량 시계열의 L-변동계수(L-moment coefficient variation)와 L-왜도계수(L-moment coefficient skewness)를 추정할 수 있는 회귀모형을 제안하였다. 위 회귀모형을 구성하기 위한 유역특성으로는 유역면적, 유역경사, 유역평균강우 등을 사용하였다. Bayesian-GLS(B-GLS) 적용 결과를 OLS(Ordinary Least Square) 및 B-GLS 기법에서 지점간의 상관관계를 고려하지 않는 Bayesian-WLS(Weighted Least Square)와 비교 평가하여 그 우수성을 입증하였다. 따라서 본 연구에서 제안된 B-GLS에 의한 지역회귀모형은 국내의 미계측유역이나 또는 관측 길이가 짧은 계측유역의 홍수빈도분석을 위해 매우 유용할 것으로 기대된다. 또한 수행된 연구의 내용을 공론화하는 노력이 계속된다면 공감대가 형성된 가이드라인을 제정되는데 일조를 하리라 확신한다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• v.28 no.6
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• pp.1415-1425
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• 2017

Typhoons are accompanied by strong wind and heavy rains. It causes casualties and property damage on the Korean peninsula every year. The effect of typhoon to daily precipitation should be quantified to prevent the damage of typhoon. Daily precipitation, maximum wind speed and, mean wind speed data was collected from 60 weather stations between 1976 and 2016. The parameters of the generalized extreme value distribution were estimated through the maximum likelihood estimation and the L-moment estimation. The impact of a typhoon can be obtained through a comparison of return levels between the whole data and typhoon excluded data. We conclude that the eastern and southern coastline are exposed to the risk of heavy rainfall which is caused by typhoon.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.6
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• pp.493-500
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• 2014

This paper presents findings from the assessment of the volcanic ash fragility for multi-hazard resisting vinyl greenhouse and livestock shed among the agricultural facilities. The volcanic ash fragility was evaluated by using a combination of the FOSM (first-order second-moment) method, available statistics of volcanic load, facility specifications, and building code. In this study, the evaluated volcanic ash fragilities represent the conditional probability of failure of the agricultural facilities over the full range of volcanic ash loads. For the evaluation, 6 types(ie., 2 single span, 2 tree crop, and 2 double span types) of multi-hazard resisting vinyl greenhouses and 3 types(ie., standard, coast, and mountain types) of livestock sheds are considered. All volcanic ash fragilities estimated in this study were fitted by using parameters of the GEV(generalized extreme value) distribution function, and the obtained parameters were complied into a database to be used in future. The volcanic ash fragilities obtained in this study are planning to be used to evaluate risk by volcanic ash when Mt. Baekdu erupts.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.278-278
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• 2023

강우는 수문 현상을 구성하는 가장 기본적인 요소로, 관측된 강우 자료의 정확한 분석 결과는 수자원 정책과 계획·관리에 합리적 판단 근거로 작용한다. 강원도는 지난 2002년 태풍 루사로 인하여 일 강수량 870.5mm의 폭우가 기록된 지역으로, 극한 강우로 인한 막대한 피해가 해마다 발생하고 있다. 특히, 강원도 지역은 태백산맥 중심의 산악지형과 동해의 영향을 직·간접적으로 받는 강우 사상의 특성이 집중호우, 폭설 등으로 나타난다. 본 연구에서는 강원도 지역 극한 강우의 통계적 특성을 파악하기 위하여 국가수자원관리종합정보시스템에서 제공하는 강우 자료를 수집하여 분석하였다. 또한, 최근 5년간 극한 강우의 변동 특성을 정량적으로 분석하고자 2022년까지의 자료를 구축하여 기존 『홍수량 산정 표준 지침』 작성 시 산정한 결과(2017년까지의 자료)와 비교·분석하였다. L-모멘트법 기반의 Generalized Extreme Value (GEV) 분포형을 이용하였고, 지역빈도해석을 수행하여 확률강우량을 산정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.200-200
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• 2022

본 연구에서는 총 강우량과 강우강도을 고려한 이변수 분석으로 연최대 호우사상을 선별하고, 두 변수를 Copula 함수로 결합하여 최적의 모델조합을 찾는 확률호우사상 산정 방법론을 제시하였다. 국내 69개 관측소의 2020년까지의 관측 자료를 대상으로 1mm 이하의 강우는 제거한 뒤, IETD(Inter-Event Time Definition) 12시간을 기준으로 강우자료를 독립적인 호우사상으로 분리하였다. 호우사상의 여러 특성 중 양의 상관관계를 갖는 총 강우량과 강우강도를 변수로 선택해 이변수 지수분포에 대입하였고, 각 지점의 연최대 호우사상 시계열을 생성하였다. 2변수 지수분포의 매개변수는 전체 기간과 연도별로 나누어 추정해 본 결과 연도별 변동성이 큰 것을 확인해 연도별 추정 방식을 선택하였다. 연최대 강우사상 시계열의 총 강우량과 강우강도는 극한 강우에 적용하는 확률분포형 중 Lognarmal, Gamma, Gumbel, GEV(Generalized Extreme Value), GPD(Generalized Pareto Distribution) 5가지를 사용하여 각각 CDF(Cumulative distribution Function) 값을 추정하였다. 계산된 CDF 값은 3가지 Copula 모형으로 결합해 joint CDF 값을 산출하였다. 총 75개의 모델조합 중 최적 모델을 찾기 위해 CVM(Cramer-von-Mises) 적합도 검정을 시행하였다. CVM의 통계량 Sn 값이 가장 작은 모델조합을 해당 지점의 최적 모델조합으로 선정하였다.