• 제목/요약/키워드: Probability Weighted Moment

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L, LH, LQ-모멘트의 비교와 GEV 분포의 매개변수 추정 (Comparison of L, LH, LQ-moments and Parameter Estimation of GEV Distribution)

  • 이길성;진락선
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.1137-1141
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    • 2004
  • 본 연구에서는 Probability Weighted Moments의 새로운 선형조합기법인 LQ-moments를 이용하여 GEV 분포의 매개변수를 추정하고 L, LH, LQ-moments를 사용하여 뉴욕주의 Donnattsburg에 위치한 Independence River의 홍수량을 빈도 해석하였다. LH, LQ-moments가 제시된 근본적인 이유는 L-moments가 극치값에 내해 지나치게 민감한 단점을 보완하기 위해서인데, 이번 연구의 결과에 의하면 오히려 LH, LQ-moments가 극치값에 대해 민감하게 반응하여 부정확한 결과가 도출되었다. 그러므로 항상 LH, LQ-moments가 L-moments의 대안이 될 수 있는 것은 아님을 알게 되었다. 그리고 수학적 유도에서 L, LH, LQ-moments는 좀더 쉽고 간편한 메개변수 추정을 위해 Probability Weighted Moments의 선형조합을 통해 고안되었다는 공통점을 가지고 있지만, 이 점을 제외한 나머지 부분의 수식 유도에서는 서로 많은 차이가 있어서 지역적인 특성과 확률분포형의 특성을 고려하여 L, LH, LQ-moments 중에서 선별 사용해야 할 것이다.

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절단된 홍수 자료에 대한 확률가중적률 추정량 (Expected Probability Weighted Moment Estimator for Censored Flood Data)

  • 전종준;김영오;김용대;박준형
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.357-361
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    • 2010
  • 미래의 연별 최대 강수량 예측의 정확성을 향상시키는데 역사적 자료가 도움이 된다는 많은 연구 결과가 있었다. 관측의 오차와 자료의 손실로 역사자료를 이용한 강수 예측 방법은 절단자료의 분석을 중심으로 연구되었다. 대표적인 역사자료의 이용방법으로 조건부 적률을 이용한 B17B [Interagency Committee in Water Data, 1982], 조건부적률과적률 관계식을 이용한 Expected Moment Algorithm(EMA) [Cohn et al.;1997], 조건부 확률가중적률을 이용한 Partial Probability Weighted Moment (PPWM)[Wang ; 1991] 방법이 있다. 본 연구에서는 역사적 자료를 반영하는 방법에 있어 B17B와 EMA의 관계를 밝히고 그러한 관계가 PPWM에 동일하게 적용할 수 있음을 보였다. 우리는 B17B와 EMA의 관계를 적률방정식으로 표현하였고 PPWM에서 확률가중 적률 방정식을 정의함으로써 PPWM을 확장하였다. 본 연구에서 제안한 새로운 역사 자료를 이용한 강수예측 방법론을 Expected Probability Weighted Momemt (EPWM) 방법이라고 부르고 그 예측 방법의 성능을 다른 예측방법과 시뮬레이션 결과를 통해 비교하였다. 역사 자료 방법론의 비교는 Generalized Extreme Value (GEV) 분포를 이용하여 이루어졌으며, 각 방법론은 GEV분포의 형태모수(shape parameter)따라 다른 특성을 나타난다는 것을 보였다. 뿐만 아니라 여기서 제안한 EPWM 방법은 대부분의 경우에 좋은 추정량을 준다는 것을 보였다.

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고차확률가중모멘트에 의한 극치강우의 빈도분석 (Frequency Analysis of Extreme Rainfall using Higher Probability Weighted Moments)

  • 이순혁;맹승진;류경식;김병준
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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    • pp.511-514
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    • 2003
  • This study was conducted to estimate the design rainfall by the determination of best fitting order for Higher Probability Weighted Moments of the annual maximum series according to consecutive duration at sixty-five rainfall stations in Korea. Design rainfalls were obtained by generalized extreme value distribution which was selected to be suitable distribution in 4 applied distributions and by L, L1, L2, L3 and L4-moment. The best fitting order for Higher Probability Weighted Moments was determined with the confidence analysis of estimated design rainfall.

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고차확률가중모멘트법에 의한 지역화빈도분석과 GIS기법에 의한 설계강우량 추정(II) - L-모멘트법을 중심으로 - (Estimation of Design Rainfall by the Regional Frequency Analysis using Higher Probability Weighted Moments and GIS Techniques(l ) - On the method of L-moments-)

  • 이순혁;박종화;류경식
    • 한국농공학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.70-82
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    • 2001
  • This study was conducted to derive the regional design rainfall by the regional frequency analysis based on the regionalization of the precipitation suggested by the first report of this project. Using the L-moment ratios and Kolmogorov-Smirnov test, the underlying regional probability distribution was identified to be the Generalized extreme value distribution among applied distributions. Regional and at-site parameters of the generalized extreme value distribution were estimated by the linear combination of the probability weighted moments, L-moment. The regional and at-site analysis for the design rainfall were tested by Monte Carlo simulation. Relative root-mean-square error(RRMSE), relative bias(RBIAS) and relative reduction(RR) in RRMSE were computed and compared with those resulting from at-site Monte Carlo simulation. All show that the regional analysis procedure can substantially reduce the RRMSE, RBIAS and RR in RRMSE in the prediction of design rainfall. Consequently, optimal design rainfalls following the legions and consecutive durations were derived by the regional frequency analysis.

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고차확률가중모멘트법에 의한 지역화빈도분석과 GIS기법에 의한 설계강우량 추정 (III) - LH-모멘트법과 GIS 기법을 중심으로 - (Estimation of Design Rainfall by the Regional Frequency Analysis using Higher Probability Weighted Moments and GIS Techniques (III) - On the Method of LH-moments and GIS Techniques -)

  • 이순혁;박종화;류경식;지호근;신용희
    • 한국농공학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.41-53
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    • 2002
  • This study was conducted to derive the regional design rainfall by the regional frequency analysis based on the regionalization of the precipitation suggested by the first report of this project. According to the regions and consecutive durations, optimal design rainfalls were derived by the regional frequency analysis for L-moment in the second report of this project. Using the LH-moment ratios and Kolmogorov-Smirnov test, the optimal regional probability distribution was identified to be the Generalized extreme value (GEV) distribution among applied distributions. regional and at-site parameters of the GEV distribution were estimated by the linear combination of the higher probability weighted moments, LH-moment. Design rainfall using LH-moments following the consecutive duration were derived by the regional and at-site analysis using the observed and simulated data resulted from Monte Carlo techniques. Relative root-mean-square error (RRMSE), relative bias (RBIAS) and relative reduction (RR) in RRMSE for the design rainfall were computed and compared in the regional and at-site frequency analysis. Consequently, it was shown that the regional analysis can substantially more reduce the RRMSE, RBIAS and RR in RRMSE than at-site analysis in the prediction of design rainfall. Relative efficiency (RE) for an optimal order of L-moments was also computed by the methods of L, L1, L2, L3 and L4-moments for GEV distribution. It was found that the method of L-moments is more effective than the others for getting optimal design rainfall according to the regions and consecutive durations in the regional frequency analysis. Diagrams for the design rainfall derived by the regional frequency analysis using L-moments were drawn according to the regions and consecutive durations by GIS techniques.

검조기록을 이용한 극치해면 산정 (Evaluation of Extreme Sea Levels Using Long Term Tidal Data)

  • 심재설;오병철;김상익
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.250-260
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    • 1992
  • 본 논문에서는 비교적 장기간의 조위 관측자료가 축적되어 있는 인천, 제주, 여수, 부산, 묵호에 대하여 극치확률법과 결합확률법을 이용하여 극치해면을 산정하였다. 극치확률법의 분포는 Gumbel, Weibull 및 일반화 극치(GEV)분포에 대하여 최소자승법, 모멘트법, 확률가중적률(PWM)법으로 parameter를 추정하여 극치해면을 산출하였다. 그 결과 Gumbel 분포와 최소자승법이 각각 다른 분포와 다른 parameter 추정법에 비해 크게 추정되는 경향이 있다. 그리고 결합확률법이 극치확률법 보다 대략 5-l0cm 정도 크게 나타났다. 이는 극치확률법이 tide와 surge가 동시에 발생한 조위를 사용한 반면 결합확률법은 동시 발생하지 않은 극치 tide와 극치 surge도 포함하여 극치해면을 산출하기 때문에 값이 조금 크게 추정된다.

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Frequency analysis of nonidentically distributed large-scale hydrometeorological extremes for South Korea

  • Lee, Taesam;Jeong, Changsam;Park, Taewoong
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.537-537
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    • 2015
  • In recent decades, the independence and identical distribution (iid) assumption for extreme events has been shown to be invalid in many cases because long-term climate variability resulting from phenomena such as the Pacific decadal variability and El Nino-Southern Oscillation may induce varying meteorological systems such as persistent wet years and dry years. Therefore, in the current study we propose a new parameter estimation method for probability distribution models to more accurately predict the magnitude of future extreme events when the iid assumption of probability distributions for large-scale climate variability is not adequate. The proposed parameter estimation is based on a metaheuristic approach and is derived from the objective function of the rth power probability-weighted sum of observations in increasing order. The combination of two distributions, gamma and generalized extreme value (GEV), was fitted to the GEV distribution in a simulation study. In addition, a case study examining the annual hourly maximum precipitation of all stations in South Korea was performed to evaluate the performance of the proposed approach. The results of the simulation study and case study indicate that the proposed metaheuristic parameter estimation method is an effective alternative for accurately selecting the rth power when the iid assumption of extreme hydrometeorological events is not valid for large-scale climate variability. The maximum likelihood estimate is more accurate with a low mixing probability, and the probability-weighted moment method is a moderately effective option.

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한국 주식 수익률에 대한 Extreme 분포의 적용 가능성에 관하여 (On the Applicability of the Extreme Distributions to Korean Stock Returns)

  • 김명석
    • 경영과학
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    • 제24권2호
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    • pp.115-126
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    • 2007
  • Weekly minima of daily log returns of Korean composite stock price index 200 and its five industry-based business divisions over the period from January 1990 to December 2005 are fitted using two block-based extreme distributions: Generalized Extreme Value(GEV) and Generalized Logistic(GLO). Parameters are estimated using the probability weighted moments. Applicability of two distributions is investigated using the Monte Carlo simulation based empirical p-values of Anderson Darling test. Our empirical results indicate that both the GLO and GEV models seem to be comparably applicable to the weekly minima. These findings are against the evidences in Gettinby et al.[7], who claimed that the GEV model was not valid in many cases, and supported the significant superiority of the GLO model.

Monte Carlo 모의를 이용한 지점 간 확률가중모멘트의 교차상관관계 (Cross Correlations between Probability Weighted Moments at Each Sites Using Monte Carlo Simulation)

  • 신홍준;정영훈;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권3호
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    • pp.227-234
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    • 2009
  • 본 연구에서는 지점 간 확률가중모멘트의 교차상관관계를 구하기 위해 Monte Carlo 모의를 이용하여 이를 지점간 표본자료의 교차상관성에 대한 관계식으로 확장하여 근사값을 구하고자 하였다. 모의실험 결과 각각의 확률가중 모멘트간 교차상관계수는 지점 간 표본자료의 교차상관계수와 자료크기가 동일하고 동시간 자료일 경우 기울기 1인 선형관계를 보이며, 자료크기에 따른 동시간 자료의 비율이 작아질수록 선형적인 관계는 점점 약해지게 된다. 따라서 자료크기에 따른 영향을 고려하기 위하여 보정항을 추가한 제곱함수식을 제시하였으며, 이 식에 발생된 자료를 적합시켜 각각의 경우에 따른 매개변수를 추정하였다. 이 결과를 이용하여 지역빈도해석의 지점 간 교차 상관성을 고려한 수문추정량의 분산 추정 등의 연구에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.