• 제목/요약/키워드: Spatiotemporal index

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안전한 항공기 운항을 위한 현업 전지구예보모델 기반 깊은 대류 예측 지수: Part 1. 개발 및 통계적 검증 (Aviation Convective Index for Deep Convective Area using the Global Unified Model of the Korean Meteorological Administration, Korea: Part 1. Development and Statistical Evaluation)

  • 박이준;김정훈
    • 대기
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    • 제33권5호
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    • pp.519-530
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    • 2023
  • Deep convection can make adverse effects on safe and efficient aviation operations by causing various weather hazards such as convectively-induced turbulence, icing, lightning, and downburst. To prevent such damage, it is necessary to accurately predict spatiotemporal distribution of deep convective area near the airport and airspace. This study developed a new index, the Aviation Convective Index (ACI), for deep convection, using the operational global Unified Model of the Korea Meteorological Administration. The ACI was computed from combination of three different variables: 3-hour maximum of Convective Available Potential Energy, averaged Outgoing Longwave Radiation, and accumulative precipitation using the fuzzy logic algorithm. In this algorithm, the individual membership function was newly developed following the cumulative distribution function for each variable in Korean Peninsula. This index was validated and optimized by using the 1-yr period of radar mosaic data. According to the Receiver Operating Characteristics curve (AUC) and True Skill Score (TSS), the yearly optimized ACI (ACIYrOpt) based on the optimal weighting coefficients for 1-yr period shows a better skill than the no optimized one (ACINoOpt) with the uniform weights. In all forecast time from 6-hour to 48-hour, the AUC and TSS value of ACIYrOpt were higher than those of ACINoOpt, showing the improvement of averaged value of AUC and TSS by 1.67% and 4.20%, respectively.

필지단위 관개용수 공급에 따른 농업가뭄진단 평가 (Agricultural Drought Assessment and Diagnosis Based on Spatiotemporal Water Supply in Irrigated Area)

  • 신지현;남원호;김하영;문영식;방나경;이정철;이광야
    • 한국농공학회논문집
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    • 제63권4호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • Agricultural drought is a natural phenomenon that is not easy to observe and predict and is difficult to quantify. In South Korea, the amount of agricultural water used is large and the types of use are varied, so even if an agricultural drought occurs due to insufficient precipitation, the drought actually felt in the irrigated area is it can be temporally and spatially different. In order to interpret the general drought in the past, drought disasters were evaluated using single indicators such as drought damage area, precipitation shortage status, and drought index, and a comprehensive drought management system is needed through drought diagnosis survey. Therefore, we intend to conduct research on agricultural drought assessment and diagnosis using re-evaluation of agricultural facilities and irrigation water supply network due to changes in various conditions such as climate change, irrigation canal network, and evaluation of water supply capacity of agricultural facilities. In this study, agricultural drought diagnosis was conducted on two agricultural reservoirs located in Sangju, Gyeongsangbuk-do, with structural or non-structural evaluations to increase spatiotemporal water supply and efficiency in terms of water shortages. The results of the agricultural drought diagnosis evaluation can be used to identify irrigated areas and canal network vulnerable to drought and to prioritize drought response.

A Heuristic Estimation of the Genesis Probability of Tropical Cyclones using Genesis Frequency and Genesis Potential Index

  • Shin, Jihoon;Song, Chanwoo;Kim, Siyun;Park, Sungsu
    • 한국지구과학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.561-571
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    • 2019
  • To understand the genesis of tropical cyclones (TC), we computed TC genesis probability (GPr) by partitioning a highly localized genesis frequency (GFq) into nearby grid boxes in proportion to the spatial coherence of genesis potential index (GPI). From the analysis of TCs simulated by the Seoul National University Atmosphere Model Version 0 and the observed TCs, it was shown that GPr reasonably converges to GFq when averaged over a long-term period in a decent grid size, supporting its validity as a proxy representing a true TC GPr. The composite anomalies of the gridded GPr in association with the Asia summer monsoon, El Nino-Southern Oscillation (ENSO), and the Madden-Julian Oscillation (MJO) are much less noisy than those of GFq, and consequently are better interpretable. In summary, GPr converges to GFq, varies more smoothly than GFq, represents the spatiotemporal variations of GFq better than GPI, and depicts GFq with greater spatial details than other spatially smoothed GFqs.

이원면 굴, Crassostrea gigas 양식어장의 월별 식물플랑크톤 종조성 및 수질환경 변화 (Monthly Variation of Phytoplankton Composition and Water quality in Cupped Oyster Crassostrea gigas Culture Area in Iwon, Korea)

  • 김수경;김병호;오은경;송기철;박승윤;한기연;임현정
    • 한국패류학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.249-258
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    • 2014
  • Phytoplankton species composition and ecological index (diversity, evenness, richness and dominance) were analysed from April 2013 to March 2014 at 10 stations of cupped oyster, Crassostrea gigas culture area in Iwon coast, Korea. Seasonal and positional variation of phytoplankton standing crops, biomass, dominant species and water quality were distinctively different according to occasionally inflow of Iwon dam reservoired water. The composition of phytoplankton species were Bacillariophyceae 98, Dinophycease 22, Chlorophycease 13, Cyanophyceae 8, Silicofalgellate 4, Euglenophyceae 2, Cryptophyceae 1 species. The most dominant species was Bacillariophyceae as 64.0%. The highest biomass of phytoplankton recorded in September as $40,910{\times}10^3$ cell/L at the station 1, near from inland water inflow area. Ecological indices (diversity, richness, evenness, and dominance index), used for structural change of phytoplankton community and water quality (temperature, dissolved oxygen, salinity) showed difference of spatiotemporal property also.

한국의 기상가뭄의 시공간 패턴으로부터 농업가뭄의 시공간 패턴 분리하기 (Decoupling of the Spatiotemporal Pattern of Agricultural Drought from that of Meteorological Drought in Korea)

  • 김대준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.140-152
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    • 2017
  • 기상청에서는 다양한 가뭄지수를 주기적으로 발표하고 있다. 하지만 이들 대부분은 기상학적인 가뭄지수로 농업적인 부분에 적용하기에는 어려운 부분이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 전국 대표 지점에 대하여, 같은 기간 동안 기상학적 가뭄지수와 농업가뭄지수를 각각 계산하여 보고, 이를 비교하여 가뭄의 성격에 따른 지리적 분포의 차이와 특성을 분석하였다. 복수의 가뭄지수가 추정한 전반적인 가뭄의 양상은 비슷하였지만, 성격에 따른 모의 방식이 다른 것으로 인한 차이를 확인할 수 있었으며, 농업가뭄지수(ADI)는 기상학적 가뭄지수(SPI, PN)에 비하여 식물의 토양가용수분에 대하여 높은 정확도를 나타내었다. 또한 ADI를 바탕으로 분석한 최근의 가뭄발생 양상은 봄과 초여름의 경우 평년에 비해 최근에 가뭄의 강도가 심했으며, 가을과 겨울의 경우는 평년에 비해 약화되는 패턴을 보였다. 또한 내륙지방이 해안지방에 비해 최근의 가뭄 정도가 더 심했다. 분야별로 특화된 가뭄지수를 고려하는 것은 각각의 성격에 맞는 가뭄에 대한 대책마련에 도움이 될 수 있을 것이다.

RFID 태그 객체를 위한 구간 색인 구조의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Index for RFID Tag Objects)

  • 반재훈;홍봉희
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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    • pp.143-146
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    • 2008
  • RFID 시스템에서 태그의 위치를 추적하기 위해서는 태그의 제적을 모델링하고 색인으로 구성해야 한다. 궤적은 태그가 판독기의 인식영역으로 들어갈 때와 나갈 때 보고되는 두 개의 시공간 위치를 연결한 선분으로 표현될 수 있다. 만약 태그가 판독기의 인식영역에 들어와 나가지 않는 경우에 태그의 궤적은 인식영역에 들어올 때만 보고된 점으로 표현되며, 질의 처리 시 이러한 태그를 찾기 위해 질의영역을 확장해야하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 이 논문에서는 RFID 태그의 제적을 위한 구간 데이터 모델을 정의한다. 또한 구간 데이터 모델에 적합한 R-tree 기반 색인 구조인 IR-tree(Interval R-tree)를 제시하며 효율적인 질의처리를 위해 시간에 종속적인 동적 구간의 특성을 고려한 새로운 삽입 및 분할 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 다양한 데이터 집합에서 제안된 색인과 기존 알고리즘을 사용하는 색인과의 성능비교를 통하여 색인의 우수성을 입증한다.

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RFID 태그 객체의 위치 추적을 위한 색인 구조의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Index Structure for Tracing of RFID Tag Objects)

  • 김동현;이기형;홍봉희;반재훈
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.67-79
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    • 2005
  • RFID 시스템에서 태그의 위치를 추적하기 위해서 궤적은 모델링되고 색인되어야 한다. 궤적은 태그가 판독기의 인식영역으로 들어갈 때와 나갈 때 보고되는 두 개의 시공간 위치를 연결한 선분으로 표현될 수 있다. 만약 태그가 판독기의 인식영역에 들어와 나가지 않으면 시공간 위치는 오직 태그가 인식영역에 들어올 때만 보고된다. 따라서 판독기에 머물고 있는 태그는 궤적을 표현할 수가 없으므로 질의 시 이러한 태그를 검색할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 이 논문에서는 태그의 궤적을 간격으로 정의하고 새로운 색인인 Interval R-tree를 제안한다. 또한 효율적인 질의처리를 위한 새로운 삽입 및 분할 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 제안된 색인을 구현하여 다양한 데이터 집합에서 R-tree와 R*-tree와 성능을 비교하여 우수성을 입증한다.

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위성영상 기반 가뭄지수를 활용한 2022년 남부지역의 가뭄 분석 (Spatiotemporal patterns of the extreme 2022 drought event in Southern region using remote sensing based drought index)

  • 박광수;남원호;이희진;문영식;전민기
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.202-202
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    • 2023
  • 전 세계적으로 지구 온난화로 인해 발생한 가뭄은 사회적, 경제적, 환경적으로 막대한 피해를 야기하고 있다. 국내의 경우, 2022년부터 현재까지 지속되고 있는 가뭄 상황은 강수의 지역적 편차로 인해 남부 지역 중심으로 극심한 피해가 발생하였다. 남부 지역의 주요 용수공급원인 영산강, 섬진강권역의 용수 공급율은 예년의 57%(3.8억 톤)에 불과하며, 일부 도서·산간 지역은 용수공급이 제한되는 현상까지 발생하였다. 이러한 가뭄 피해를 대비하기 위해 초기에 모니터링을 통한 선제적 대응 방안을 구축해야 한다. 가뭄 모니터링의 경우 미계측 지역에 대한 모니터링 방법으로 주기적이고 균질한 자료를 제공 받을 수 있는 위성영상을 활용한 연구가 수행되고 있다. 가뭄을 정량적으로 분석하고 판단하기 위해 가뭄지수를 활용하고 있으며, 대표적인 가뭄지수는 지상 관측강수량자료를 활용한 확률분포 기반의 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)와 강수 및 기온의 변동성이 포함된 표준강수증발산지수 (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)가 있으며, 위성영상 자료를 활용한 가뭄지수인 증발스트레스지수(Evaporative Stress Index, ESI) 등이 있다. 본 연구에서는 강수와 기온을 고려한 가뭄지수인SPEI와 위성영상 기반의 가뭄지수인 ESI를 활용하여 2022년 남부 지역의 가뭄 사상을 중심으로 지표별 시공간적 변화를 분석하고자 한다. SPEI의 경우 기상관측소 지점자료의 기온과 강수량을 활용하였으며, Terra 위성의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 센서에서 제공되는 위성영상자료를 활용한 ESI는 미계측 지역에 대한 가뭄 판단을 위해 시·군별로 세분화하여 산정하였다.

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작물 모니터링을 위한 다중 센서 고해상도 위성영상의 시공간 융합 모델의 평가: Sentinel-2 및 RapidEye 영상 융합 실험 (Evaluation of Spatio-temporal Fusion Models of Multi-sensor High-resolution Satellite Images for Crop Monitoring: An Experiment on the Fusion of Sentinel-2 and RapidEye Images)

  • 박소연;김예슬;나상일;박노욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_1호
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    • pp.807-821
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    • 2020
  • 이 연구에서는 작물 모니터링을 위한 시계열 고해상도 영상 구축을 위해 기존 중저해상도 위성영상의 융합을 위해 개발된 대표적인 시공간 융합 모델의 적용성을 평가하였다. 특히 시공간 융합 모델의 원리를 고려하여 입력 영상 pair의 특성 차이에 따른 모델의 예측 성능을 비교하였다. 농경지에서 획득된 시계열 Sentinel-2 영상과 RapidEye 영상의 시공간 융합 실험을 통해 시공간 융합 모델의 예측 성능을 평가하였다. 시공간 융합 모델로는 Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model(STARFM), SParse-representation-based SpatioTemporal reflectance Fusion Model(SPSTFM)과 Flexible Spatiotemporal DAta Fusion(FSDAF) 모델을 적용하였다. 실험 결과, 세 시공간 융합 모델은 예측 오차와 공간 유사도 측면에서 서로 다른 예측 결과를 생성하였다. 그러나 모델 종류와 관계없이, 예측 시기와 영상 pair가 획득된 시기 사이의 시간 차이보다는 예측 시기의 저해상도 영상과 영상 pair의 상관성이 예측 능력 향상에 더 중요한 것으로 나타났다. 또한 작물 모니터링을 위해서는 오차 전파 문제를 완화할 수 있는 식생지수를 시공간 융합의 입력 자료로 사용해야 함을 확인하였다. 이러한 실험 결과는 작물 모니터링을 위한 시공간 융합에서 최적의 영상 pair 및 입력 자료 유형의 선택과 개선된 모델 개발의 기초정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

이동체를 위한 R-트리 기반 색인에서의 궤적 클러스터링 정책 (Policies of Trajectory Clustering in Index based on R-trees for Moving Objects)

  • 반재훈;김진곤;전봉기;홍봉희
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제12D권4호
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    • pp.507-520
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    • 2005
  • 이동체 데이터베이스를 위한 과거 궤적 색인으로 R-tree계열이 많이 사용되었다. 그러나 R-tree계열의 색인은 공간 근접성만을 고려하였기 때문에 동일 궤적을 검색을 할 때 많은 노드 접근이 필요하다. 즉 기존의 이동체 색인들은 공간 근접성과 궤적 연결성이 서로 상반된 특징을 가지므로 함께 고려하지 못했다. 이동체 색인에서 영역 질의의 성능개선을 위해서는 노드 간의 심한 중복과 사장 공간(Dead space)을 줄여야하고, 궤적 질의의 성능 개선을 위해서는 이동체의 궤적 보존이 이루어져야 한다. 이와 같은 요구 조건을 만족하기 위해, 이 논문에서는 R-tree 기반의 색인 구조에서 궤적 클러스터링 정책을 제안한다. 노드 분할 정책에서는 궤적 클러스터링을 위해서 동일 궤적을 그룹화해서 분할하는 공간 축 분할 정책과 공간 활용도를 높이는 시간 축 분할 정책을 제안한다. 또한 비단말 노드의 연결 정보를 저장하여 개선된 복합 질의 알고리즘을 제안하였다. 이 논문에서는 제안한 R-tree기반 색인 구조의 구현 및 성능 평가를 통해서 검색성능이 우수함을 보였다.