• 제목/요약/키워드: Spatial error model

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Kriging Interpolation Methods in Geostatistics and DACE Model

  • Park, Dong-Hoon;Ryu, Je-Seon;Kim, Min-Seo;Cha, Kyung-Joon;Lee, Tae-Hee
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권5호
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    • pp.619-632
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    • 2002
  • In recent study on design of experiments, the complicate metamodeling has been studied because defining exact model using computer simulation is expensive and time consuming. Thus, some designers often use approximate models, which express the relation between some inputs and outputs. In this paper, we review and compare the complicate metamodels, which are expressed by the interaction of various data through trying many physical experiments and running a computer simulation. The prediction model in this paper employs interpolation schemes known as ordinary kriging developed in the fields of spatial statistics and kriging in Design and Analysis of Computer Experiments (DACE) model. We will focus on describing the definitions, the prediction functions and the algorithms of two kriging methods, and assess the error measures of those by using some validation methods.

Accuracy analysis of flood forecasting of a coupled hydrological and NWP (Numerical Weather Prediction) model

  • Nguyen, Hoang Minh;Bae, Deg-Hyo
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.194-194
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    • 2017
  • Flooding is one of the most serious and frequently occurred natural disaster at many regions around the world. Especially, under the climate change impact, it is more and more increasingly trend. To reduce the flood damage, flood forecast and its accuracy analysis are required. This study is conducted to analyze the accuracy of the real-time flood forecasting of a coupled meteo-hydrological model for the Han River basin, South Korea. The LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) products with the spatial resolution of 1.5km and lead time of 36 hours are extracted and used as inputs for the SURR (Sejong University Rainfall-Runoff) model. Three statistical criteria consisting of CC (Corelation Coefficient), RMSE (Root Mean Square Error) and ME (Model Efficiency) are used to evaluate the performance of this couple. The results are expected that the accuracy of the flood forecasting reduces following the increase of lead time corresponding to the accuracy reduction of LDAPS rainfall. Further study is planed to improve the accuracy of the real-time flood forecasting.

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GIS를 이용한 미시적 수준의 교통모형 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of Microscopic Traffic Simulation Model by Using GIS)

  • 김병선
    • Spatial Information Research
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    • 제23권4호
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    • pp.79-89
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    • 2015
  • 본 연구는 GIS를 이용하여 미시적 수준에서 교통현상을 시뮬레이션 할 수 있는 미시적 수준의 교통모형을 설계 및 구현하는데 목적이 있다. 이를 위해 차량이 GIS 도로 중심선 자료를 차선, 이동속도 등이 반영된 도로 네트워크 자료로 인식하는 방법론을 개발하였으며, 운전자의 주행 행태를 반영하기 위해 환경인식모형, 차두시간분포모형, 차량추종모형 및 차로변경모형으로 행태모형을 설계 및 구현했다. 모형의 정확도 평가는 종로구의 자하문길을 대상으로 관측자료와 예측 자료를 비교하였으며, 그 결과 시간대별 이동 속도를 매우 정확하게 예측한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 구현된 GIS 기반의 미시적 수준의 교통모형은 교통 탄소 배출량 분석, 교통류 평가 및 도시기반시설 입지 계획등의 다양한 분야에 효과적으로 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Advanced Forecasting Approach to Improve Uncertainty of Solar Irradiance Associated with Aerosol Direct Effects

  • Kim, Dong Hyeok;Yoo, Jung Woo;Lee, Hwa Woon;Park, Soon Young;Kim, Hyun Goo
    • 한국환경과학회지
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    • 제26권10호
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    • pp.1167-1180
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    • 2017
  • Numerical Weather Prediction (NWP) models such as the Weather Research and Forecasting (WRF) model are essential for forecasting one-day-ahead solar irradiance. In order to evaluate the performance of the WRF in forecasting solar irradiance over the Korean Peninsula, we compared WRF prediction data from 2008 to 2010 corresponding to weather observation data (OBS) from the Korean Meteorological Administration (KMA). The WRF model showed poor performance at polluted regions such as Seoul and Suwon where the relative Root Mean Square Error (rRMSE) is over 30%. Predictions by the WRF model alone had a large amount of potential error because of the lack of actual aerosol radiative feedbacks. For the purpose of reducing this error induced by atmospheric particles, i.e., aerosols, the WRF model was coupled with the Community Multiscale Air Quality (CMAQ) model. The coupled system makes it possible to estimate the radiative feedbacks of aerosols on the solar irradiance. As a result, the solar irradiance estimated by the coupled system showed a strong dependence on both the aerosol spatial distributions and the associated optical properties. In the NF (No Feedback) case, which refers to the WRF-only stimulated system without aerosol feedbacks, the GHI was overestimated by $50-200W\;m^{-2}$ compared with OBS derived values at each site. In the YF (Yes Feedback) case, in contrast, which refers to the WRF-CMAQ two-way coupled system, the rRMSE was significantly improved by 3.1-3.7% at Suwon and Seoul where the Particulate Matter (PM) concentrations, specifically, those related to the $PM_{10}$ size fraction, were over $100{\mu}g\;m^{-3}$. Thus, the coupled system showed promise for acquiring more accurate solar irradiance forecasts.

단시간 다중모델 앙상블 바람 예측 (Wind Prediction with a Short-range Multi-Model Ensemble System)

  • 윤지원;이용희;이희춘;하종철;이희상;장동언
    • 대기
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    • 제17권4호
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    • pp.327-337
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    • 2007
  • In this study, we examined the new ensemble training approach to reduce the systematic error and improve prediction skill of wind by using the Short-range Ensemble prediction system (SENSE), which is the mesoscale multi-model ensemble prediction system. The SENSE has 16 ensemble members based on the MM5, WRF ARW, and WRF NMM. We evaluated the skill of surface wind prediction compared with AWS (Automatic Weather Station) observation during the summer season (June - August, 2006). At first stage, the correction of initial state for each member was performed with respect to the observed values, and the corrected members get the training stage to find out an adaptive weight function, which is formulated by Root Mean Square Vector Error (RMSVE). It was found that the optimal training period was 1-day through the experiments of sensitivity to the training interval. We obtained the weighted ensemble average which reveals smaller errors of the spatial and temporal pattern of wind speed than those of the simple ensemble average.

신산업의 공간분포 패턴과 집적 요인에 관한 연구 (A Study on the Spatial Patterns and the Factors on Agglomeration of New Industries in Korea)

  • 사호석
    • 한국경제지리학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.125-146
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    • 2020
  • 지역경제 침체에 따라 지역 차원에서 신산업을 육성할 필요성이 대두되고 있다. 본 논문은 2007년부터 2017년까지 지난 10년 동안 신산업의 성장에 따른 공간패턴을 분석하고, 이러한 분포형태를 결정하는 요인을 파악하는 데 주요한 목적이 있다. 신산업은 수도권을 중심으로 매우 불균등하게 분포하여 비수도권과 지역격차가 두드러졌다. 신산업의 공간분포는 정적인 공간적 자기상관성을 보였으며, 특정 소수 지역을 중심으로 집적하는 경향이 나타났다. 공간계량모형을 토대로 신산업 집적 요인을 파악한 결과, 지역 내 대학원생 수, 지역에서 기술창업기업이 차지하는 비중, 지역별 초·중·고등학교 수, 지식기반제조업과 지식기반서비스업의 특화도와 산업구조 다양성, 고용밀도가 신산업 분포에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 논문은 비수도권 내 신산업 육성을 위해서 고급인재 유인 및 양성과 지역환경 개선을 위한 정책을 수립하는 것이 지방의 신산업 육성을 위한 경쟁력을 향상시키는 데 필요하다는 정책적 시사점을 제공하였다.

인터넷 상에서의 H.264 비디오 전송을 위한 패킷 손실 복원에 관한 연구 (Packet Loss Recovery for H.264 Video Transmission Over the Interne)

  • 하호진;김영용;임창훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권10C호
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    • pp.950-958
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    • 2007
  • 본 논문은 인터넷에서 실시간 비디오 전송을 위하여 패킷 손실을 복원하기 위한 알고리즘을 제안한다. 인터와 인트라 프레임에 존재하는 시간축과 공간축의 의존성을 분석함으로써, 패킷 손실로 인한 에러 은닉과 에러 전파에 의한 비디오 화질의 왜곡을 최소화하도록 순방향 에러 정정 코드 (forward error correction, FEC)를 비디오 패킷에 할당한다. 최적의 FEC 패킷을 할당하기 위해서, 우선 패킷 손실로 인한 비디오 화질 저하의 크기를 패킷 왜곡 모델로 정형화한다. 그리고 주어진 채널환경과 패킷 왜곡 모델을 이용하여 적은 계산으로 패킷 정정 율에 비례하는 FEC 패킷 할당 알고리즘을 제안한다. 실험 결과에서, 제안된 알고리즘은 패킷 손실 네트워크 환경에서 많은 비디오 화질 향상을 가져왔으며, 패킷 손실 율의 증가에도 상대적으로 적은 화질 감소를 얻을 수 있었다.

공간적 자기상관성과 관내사전투표와 본투표의 투표율: 제21대 총선 서울시 동별 분석 (Spatial Autocorrelation and the Turnout of the Early Voting and Regular Voting: Analysis of the 21st General Election at Dong in Seoul)

  • 임성학
    • 의정연구
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    • 제26권2호
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    • pp.113-140
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    • 2020
  • 이 연구는 공간적 자기상관성(spatial autocorrelation)이라는 개념을 사용해 한국 선거를 처음으로 분석했다는 점에서 의미가 있다. 공간적 자기상관성이란, 공간상의 한 위치에서 발생하는 사건은 그 주변 지역에서 발생하는 사건과는 상관관계가 높다는 것을 의미한다. 제21대 총선 서울지역의 투표율을 관내 사전투표율과 본투표율로 나누고 투표율의 공간적 패턴이 나타나는지 살펴보았다. 기존의 연구가 선거구 단위를 토대로 분석한 것이 대부분이고 개인자료를 사용한 것이라면 이 연구에서는 좀 더 하위 단위인 읍면동 단위를 기준으로 분석했고 공간자료와 집합자료를 사용해 분석하였다. 본투표율의 모란 I (Moran's I) 지수는 0.261로 꽤 높은 공간적 자기상관성을 보인 반면 관내사전투표율의 지수는 0.095로 낮아 통계적 유의성이 있음에도 불구하고 공간적 자기상관성이 거의 없는 것으로 나타났다. 공간적 자기상관성이 강하게 나타난 본투표율을 OLS 회귀모델과 공간통계모델로 비교해 분석해보았다. 일반 회귀모델에서 결정계수인 R2가 0.585261에서, 공간오차모델에서는 0.656631로 상승하여 약 7퍼센트포인트의 설명력 증가를 볼 수 있어 공간통계모델이 설명력이 높다는 사실을 알 수 있었다. 가장 흥미로운 결과는 관내사전투표율과 본투표율의 관계인데, 관내사전투표율이 높은 동은 본투표율이 낮게 나오고, 관내사전투표율이 2% 정도 올라가면 본투표율은 약 1% 정도 떨어지는 것으로 조사되었다. 이 연구에서는 관내사전투표율과 본투표율에 영향을 미치는 변수는 매우 다르고, 관내사전투표율의 상승폭이 본투표율 하락폭과 다르다는 점에서 투표편의제공에 따른 분산효과로만 볼 수 없다는 것을 알 수 있어 기존 연구와 차별성을 가진다.

부정류 모형을 이용한 하천 조도계수 산정 및 산정오차의 수면곡선에 대한 민감도 분석 (Manning's n Calibration and Sensitivity Analysis using Unsteady Flood Routing Model)

  • 김선민;정관수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.324-328
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    • 2005
  • This study is to figure out uncertainty relationship between input data and calibrated parameter on unsteady hydraulic routing model. The uncertainty would be present to model results as a variant water surface profile along the channel. Firstly, Manning's n is calibrated through the model with assumed uncertainty on input hydrograph. Then, spatially distributed n-values sets based on the calibrated n values are used to get water profile of each n-values set. The results show that ${\pm}0.002$ of error in Manning's n cause ${\pm}30cm$ of maximum water surface differences at the Sumjin river.

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격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM의 개선(I) - 이론 및 모형 - (A Modified grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model (ModKIMSTORM) (I) - Theory and Model -)

  • 정인균;이미선;박종윤;김성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6B호
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    • pp.697-707
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    • 2008
  • 격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM(grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)은 유역의 지표흐름, 지표하흐름 및 하천흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 본 모형은 유닉스 운영체제의 C++언어로 개발되었으며, 각 셀에서의 흐름을 모의하기 위하여 단방향흐름 알고리즘과 격자기반 수문학적 물수지요소를 채택하고 있으나 운영에 몇몇 제약사항이 있다. 본 연구에서는 기존모형을 개선하고자 하였으며, MS Windows 운영체제에서 실행 가능하도록 FORTRAN 90 언어를 이용하여 ModKIMSTORM을 개발하였다. 기존모형에 비해 개선된 주요사항으로, 물리적 기반의 침투기법인 GAML(Green-Ampt & Mein-Larson) 침투모형 추가, 격자 유출심과 Manning 조도계수에 의한 논에서의 지표유출 제어, 지표격자의 기저유출 요소 추가, 공간강우와 지점강우의 처리, 전 후 처리부문 개발, 5개 평가항목(피어슨의 결정계수 $R^2$, Nash & Sutcliffe 모형효율 E, 유출용적 편차 $D_v$, 첨두유출의 상대오차 $EQ_p$, 첨두시간의 절대오차 $ET_p$)을 이용한 모의결과의 자동 평가 기능을 개발하였다. 추가적으로, 모형의 계산효율을 향상시키고 지표격자의 기저유출을 하천격자로 이송하기 위하여 쉘정렬 알고리즘을 채택하였다. 모형의 입력자료는 ESRI ArcInfo W/S 또는 ArcView와 같은 GIS 소프트웨어 및 MS Excel을 이용하여 간단히 구축할 수 있으며, 모의결과의 공간적 분포를 확인할 수 있는 토양수분, 지표유출, 유출심 및 유속분포도는 BSQ, ESRI ASCII Grid, ESRI Binary Grid 및 IDRISI Raster 형식으로 출력할 수 있도록 개선하였다.