• 제목/요약/키워드: semivariogram

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해수면 난류수 유동방향 탐지를 위한 지구통계학적 분석기법 적용 (Application of Geostatistical Analysis Method to Detect the Direction of Sea Surface Warm Flows)

  • 최현우;김현욱
    • 한국지리정보학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.168-178
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    • 2006
  • 최근 울진원자력 발전소에 대량의 해파리가 유입되어 냉각용수 공급을 위한 취수구를 막고 발전장애를 일으키는데, 이에 대한 사전 방지 대책 중 하나로 해양생물 대량유입의 감시 및 예보의 필요성이 제기되고 있다. 자체 이동 능력이 약한 보름달 물해파리와 같은 해양생물체에 대해서는 해수유동이 중요한 유입 요소로 작용하며, 울진주변해역에서 표층 해류방향이 북서향일 때에는 대마난류를 타고 올라온 해파리가 발전소 쪽으로 이동하여 피해를 주게 된다. 난류수의 유동방향 탐지를 위해 울진해역 $25km{\times}25km$ 공간범위를 설정하여 NOAA 해수면온도 관측자료를 수집하였다. 통계적 분석을 위해 수온자료는 GIS point 데이터로 만들고 ArcGIS의 geostatistical analyst를 사용하였으며, 수온 point 데이터에 대해 방향성 반베리오그램(directional semivariogram) 계산과 이방성(anisotropy)으로 해수면 난류수 유동방향을 탐지하였다. 이러한 실험적 결과는 발전소 취수구에 해양생물 대량유입을 감시하는 요소기술로 해파리유입 조기경보시스템 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

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세미베리오그램을 이용한 KoFlux 광릉(산림) 및 해남(농경지) 관측지 지면모수의 공간 비균질성 정량화 (Quantifying the Spatial Heterogeneity of the Land Surface Parameters at the Two Contrasting KoFlux Sites by Semivariogram)

  • 문상기;류영렬;이동호;김준;임종환
    • 한국농림기상학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.140-148
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    • 2007
  • 경관의 비균질성은 원격 탐사에 의한 지면 특성 관측에 필연적으로 영향을 준다. 본 연구에서는 주요 지면 모수의 경관 비균질성을 정량적으로 해석할 수 있는 지구통계기법을 소개한다. 연구지역은 두 곳의 KoFlux 연구지로서 (1) 복잡지형의 온대 혼합림으로 구성된 광릉 연구지와 (2) 비교적 평탄한 농경지인 해남 연구지이다. 복사 모수인 지면온도(LST)와 알베도의 공간적 비균질성을 특성화하기 위하여 세미베리오그램과 프랙털 분석을 수행하였다. 이 두 모수는 두 연구지의 상향 장파 및 단파 복사를 결정하는 중요한 인자들이다. 이 모수들은 2001년 9월 23일과 2002년 2월 14일의 두 지역의 고해상도 Landsat ETM+영상에서 추출하였다. 분석 결과, 광릉과 해남 연구지는 알베도의 특성 규모가 각각 1 km 이상 그리고 약 0.3 km 이었다. 지면온도의 경우, 특성 규모는 광릉이 1 km 이상 그리고 해남이 0.6-1.0 km 이상이었다. 두 지면 모수의 특성 규모는 두 지역에서 모두 계절 변화를 보이지 않았다.

A Space Model to Annual Rainfall in South Korea

  • Lee, Eui-Kyoo
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제10권2호
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    • pp.445-456
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    • 2003
  • Spatial data are usually obtained at selected locations even though they are potentially available at all locations in a continuous region. Moreover the monitoring locations are clustered in some regions, sparse in other regions. One important goal of spatial data analysis is to predict unknown response values at any location throughout a region of interest. Thus, an appropriate space model should be set up and their estimates and predictions must be accompanied by measures of uncertainty. In this study we see that a space model proposed allows a best interpolation to annual rainfall data in South Korea.

강우량 추정에서 유전자 알고리즘을 활용한 크리깅 방법의 적용

  • 류제선;박영선;차경준
    • 한국통계학회:학술대회논문집
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    • 한국통계학회 2003년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.295-300
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    • 2003
  • 공간적으로 영향을 받는 위치에서의 상호 연관성을 고려한 예측모형 중에서 크리깅 (kriging) 방법은 관측된 데이터를 보간(interpolation)하고, 부드럽게 연결(smoothing)하며, 새로운 데이터를 예측(prediction)하는 통계적 모형으로서 많이 활용되고 있다. 크리깅 모형을 적용하기 위해서는 먼저 주어진 두 위치에서의 비연관성을 나타내는 세미베리오그램 (semivariogram)의 3가지 모수(nugget, sill, range)를 추정해야 한다. 본 연구에서는 전역 적 최적화 방법인 유전자 알고리즘(genetic algorithm)을 도입하여 세미베리오그램 모수들을 추정하였고, 이를 통해 강우량(rainfall)에 대한 크리깅 추정량을 산출하고 효과성을 판단하였다.

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강우강도 데이트를 이용한 세미베리오그램의 추정과 공간이상치에 관한 연구 (On the Estimation of Semivariogram and Spatial Outliers with Rainfall Intensity Data)

  • 유성모;엄익현
    • 응용통계연구
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    • 제12권1호
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    • pp.125-141
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    • 1999
  • 서로 다른 위치에서 동시에 관찰된 자료들이 공간적인 변인에 의하여 영향을 받는다면 공간적인 변인의 함수식에 의한 예측모형을 설정하는 것이 타당하다. 본 연구에서는 공간적인 변인으로 거리가 주어졌을 때, 공간자료에 대한 세미베리오그램 모형의 추정과 관측되지 않은 지점에 대한 공간예측기법을 정리하였으며, 또한 공간이상치 탐지를 위한 두가지 방법론으로 분포론적 방법과 p-Deletion 방법을 제시하였다. 방법론의 예시를 위하여 강우강도 자료를 이용하였으며 서로 상관되어 있는 공간데이터에 대한 시뮬레이션을 통하여 두가지 방법을 비교하였다.

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수정된 Kriging법을 응용한 다목적지구통계모델의 개발 및 타당성 검토 (Development and Validation of Multi-Purpose Geostatistical Model with Modified Kriging Method)

  • 김인기;성원모;정문영
    • 자원환경지질
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    • 제26권2호
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    • pp.207-215
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    • 1993
  • In modem petroleum reservoir engineering, the characterization of reservoir heterogeneities is very important to accurately understand and predict reservoir production performance. Formation evaluation for the description of reservoir is generally conducted by performing the analysis of well logging, core testing, and well testing. However, the measured data points by well logging or core testing are in general very sparse and hence reservoir properties should be interpolated and extrapolated from measured points to uncharacterized areas. In assigning the data for the unknown points, simple averaging technique is not feasible as optimum estimation method since this method does not account the spatial relationship between the data points. The main goal of this work is to develop PC-version of multi-purpose geostatistical model in which several stages are systematically proceeded. In the development of model, the simulator employs a automatic selection of semivariogram function such as exponential or spherical model with the best values of $R^2$. The simulator also implements a special algorithm for the fitting of semivariogram function to experimental sernivariogram. The special algorithm such as trial and error scheme is devised since this method is much more reliable and stable than Gauss-Newton method. The simulator has been tested under stringent conditions and found to be stable. Finally, the validity and the applicability of the developed model have been studied against some existing actual field data.

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Spatial Analyses of Soil Chemical Properties from a Remodeled Paddy Field as Affected by Wet Land Leveling

  • Jung, Ki-Yuol;Choi, Young-Dae;Lee, Sanghun;Chun, Hyen Chung;Kang, Hang-Won
    • 한국토양비료학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.555-563
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    • 2016
  • Uniformity and leveled distributions of soil chemicals across paddy fields are critical to manage optimal crop yields, reduce environmental risks and efficiently use water in rice cultivation. In this study, an investigation of spatial distributions on soil chemical properties was conducted to evaluate the effect of land leveling on mitigation of soil chemical property heterogeneity from a remodeled paddy field. The spatial variabilities of chemical properties were analyzed by geostatistical analyses; semivariograms and kriged simulations. The soil samples were taken from a 1 ha paddy field before and after land leveling with sufficient water. The study site was located at Bon-ri site of Dalseong and river sediments were dredged from Nakdong river basins. The sediments were buried into the paddy field after 50 cm of top soils at the paddy field were removed. The top soils were recovered after the sediments were piled up. In order to obtain the most accurate spatial field information, the soil samples were taken at every 5 m by 5 m grid point and total number of samples was 100 before and after land leveling with sufficient water. Soil pH increased from 6.59 to 6.85. Geostatistical analyses showed that chemical distributions had a high spatial dependence within a paddy field. The parameters of semivariogram analysis showed similar trends across the properties except pH comparing results from before and after land leveling. These properties had smaller "sill" values and greater "range" values after land leveling than ones from before land leveling. These results can be interpreted as land leveling induced more homogeneous distributions of soil chemical properties. The homogeneous distributions were confirmed by kriged simulations and distribution maps. As a conclusion, land leveling with sufficient water may induce better managements of fertilizer and water use in rice cultivation at disturbed paddy fields.

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.

A Space-Time Model with Application to Annual Temperature Anomalies;

  • Lee, Eui-Kyoo;Moon, Myung-Sang;Gunst, Richard F.
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제10권1호
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    • pp.19-30
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    • 2003
  • Spatiotemporal statistical models are used for analyzing space-time data in many fields, such as environmental sciences, meteorology, geology, epidemiology, forestry, hydrology, fishery, and so on. It is well known that classical spatiotemporal process modeling requires the estimation of space-time variogram or covariance functions. In practice, the estimation of such variogram or covariance functions are computationally difficult and highly sensitive to data structures. We investigate a Bayesian hierarchical model which allows the specification of a more realistic series of conditional distributions instead of computationally difficult and less realistic joint covariance functions. The spatiotemporal model investigated in this study allows both spatial component and autoregressive temporal component. These two features overcome the inability of pure time series models to adequately predict changes in trends in individual sites.

연안 해역 음향 측심 자료의 계층적 보간 (The Hierarchical Interpolation of the Coastal Echo Sounding Data)

  • 이석찬;이창경
    • 한국측량학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.63-73
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    • 1991
  • 음향측심자료는 연직단면상의 연속자료이며 측심선사이에는 자료추출점이 없다. 본 연구에서는 음향측심자료에 대하여 측심선상에서 등간격으로 선형보간을 실시하고, 이 보간점을 자료점으로 하여 반분산으로 부터 유도된 크리깅 법으로 측심선 사이에 위치한 정규격자점의 수심을 보간하였다. 이와같은 계층적 보간법은 음향측심 자료에 있어서 기존의 이동평균법이나 크리깅법에 비해 정확도 향상과 보간소요시간절감 효과를 보였다.

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