• 제목/요약/키워드: 공선

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기후변화 시나리오를 적용한 산사태 피해면적 변화 예측 (Predicting Landslide Damaged Area According to Climate Change Scenarios)

  • 유송
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.376-386
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    • 2023
  • 기후변화로 인해 우리나라의 산사태 피해는 지속적으로 증가하고 있다. 사방사업 등 산사태 피해저감을 효과적으로 수립하기 위해서는 기후변화 영향을 고려하여 장기간의 산사태 위험도를 추정할 필요가 있다. 이 연구에서는 다변량 회귀분석을 통해 기후변화에 따른 산사태 피해면적의 변화를 예측하였다. 1980-2010 년의 산사태 피해면적과 강우관측자료를 학습자료로 적용하여 다변량 회귀모형을 구축하였다. 이때 강우관측자료를 통해 SSP 시나리오에서는 제공하는 7가지 강우인자를 추출하였다. 이후 분산팽창지수로 다중공선성을 검정하고 주성분 분석을 통해 차원을 축소하여 2개의 주성분을 독립변인으로 하여 산사태 피해면적 추정 모형을 도출하였다. 기후변화 시나리오를 활용하여 2030-2100년까지의 산사태 피해면적 변화를 추정한 결과, 산사태 피해면적은 1981년-2010년의 연평균 산사태 면적의 최대 2배 이상으로 증가하는 것으로 나타났다. 이 연구의 결과는 미래 기후변화를 고려한 산사태 피해저감 대책 수립 및 보강의 필요성을 제시하는 기초자료로 활용 가능할 것으로 보인다.

커터수명지수 예측을 위한 다중선형회귀분석과 트리 기반 머신러닝 기법 적용 (Application of Multiple Linear Regression Analysis and Tree-Based Machine Learning Techniques for Cutter Life Index(CLI) Prediction)

  • 홍주표;고태영
    • 터널과지하공간
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    • 제33권6호
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    • pp.594-609
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    • 2023
  • TBM 공법은 굴착면 안정성 확보 및 주변환경에 비치는 영향을 최소화하기 때문에 도심지나 하·해저터널 등에서 적용 사례가 증가하는 추세이다. 디스크 커터의 수명을 예측하는 대표적인 모델 중 NTNU모델은 커터수명지수(Cutter Life Index, CLI)를 주요 매개 변수로 활용하지만 복잡한 시험절차와 시험장비의 희귀성으로 측정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 다중선형회귀분석과 트리 기반의 머신러닝 기법으로 암석물성을 활용하여 CLI를 예측하였다. 문헌 조사를 통해 암석의 일축압축강도, 압열인장강도, 등 가석영함량과 세르샤 마모지수 등을 포함한 데이터베이스를 구축하였고 파생변수를 계산하여 추가하였다. 다중선형회귀분석은 통계적 유의성과 다중공선성을 고려하여 입력 변수를 선정하였고 머신러닝 예측 모델은 변수 중요도를 기반으로 입력 변수를 선정하였다. 학습용과 검증용 데이터를 8:2로 나누어 모델 간 예측 성능을 비교한 결과 XGBoost가 최적의 모델로 선정되었다. 본 연구에서 도출된 다중선형회귀모델과 XGBoost모델을 선행 연구와 예측 성능을 비교하여 타당성을 확인하였다.

대학생의 공동체 의식이 심리적 안녕감에 미치는 영향: 정서지능의 매개효과 (The Effects of college students' sense of community on their psychological well-being: The mediating effect of emotional intelligence)

  • 정영미;김태량
    • 문화기술의 융합
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    • 제10권3호
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    • pp.313-319
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    • 2024
  • 본 연구는 대학생들의 공동체 의식과 심리적 안녕감에서 정서지능의 매개효과를 살펴보고자 하였다. 이에 부산·경남 지역의 대학교에 재학중인 대학생 267명을 대상으로 설문조사를 진행하였다. 자료분석은 SPSS 21 프로그램을 활용하여 조사대상자의 일반적 특성, 주요변인의 평균, 표준편차, 왜도 및 첨도를 확인하였고 주요 변인들간에 다중공선성을 확인하고자 상관관계 분석을 실시하였으며 매개효과를 살펴보기 위해 Barron과 Kenny가 제안한 3단계 검증 방식에 따라 회귀분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 대학생의 공동체 의식은 심리적 안녕감에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다. 둘째, 대학생이 인식하는 공동체 의식이 정서지능에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 정서지능이 심리적 안녕감에 유의미한 영향을 주는 것으로 나타났다. 마지막으로 대학생의 공동체 의식과 심리적 안녕감 간의 관계에서 정서지능은 부분 매개 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이에 우리는 대학이라는 특수 상황에서 대학생들의 정서지능 기술과 사회적 참여에 밀접한 관련이 있는 공동체 의식을 높이는 다양한 방안을 찾아보고 실행하려는 노력을 통해 대학생들이 보다 행복하고 만족스러운 자신의 삶을 형성하고 지속해 나갈 수 있도록 도와야 할 것이다.

선형회귀분석과 머신러닝을 이용한 암석의 강도 및 암석학적 특징 기반 세르샤 마모지수 추정 (Estimation of Cerchar abrasivity index based on rock strength and petrological characteristics using linear regression and machine learning)

  • 홍주표;강윤성;고태영
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.39-58
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    • 2024
  • TBM (Tunnel boring machine)은 터널 굴착 과정에서 여러 디스크 커터를 이용하여 암석을 절삭한다. 디스크 커터는 암석과의 지속적인 접촉과 마찰로 인해 마모된다. 디스크 커터의 표면이 마모되면 절삭 능력이 감소하고 굴착 효율이 떨어진다. 암석의 마모성은 디스크 커터 마모에 큰 영향을 미친다. 높은 마모도를 가진 암석은 커터에 더 큰 마모를 일으키며, 이는 디스크 커터의 수명을 단축시킨다. 세르샤 마모지수(Cerchar abrasivity index, CAI)는 암석의 마모성을 평가하는데 널리 사용되는 지표로 CAI는 암석의 마모특성을 나타내며, 디스크 커터의 수명과 성능 예측에 필수적인 요소로 인식되고 있다. 본 연구의 목적은 암석의 강도, 암석학적 특성과 선형회귀, 머신러닝 기법을 이용하여 CAI를 효과적으로 추정하는 새로운 방법을 개발하는 것이다. 문헌 조사를 통해 CAI, 일축압축강도, 압열인장강도, 등가석영함량이 포함된 데이터베이스를 구축하고 파생변수를 추가하였다. 통계적 유의성과 다중공선성을 고려하여 다중선형회귀분석을 위한 입력변수를 선정하였고, 머신러닝 모델의 입력변수는 변수중요도 분석을 통해 선정하였다. 머신러닝 예측모델 중 Gradient Boosting 모델의 예측 성능이 가장 높게 나타나 최적의 CAI 예측 모델로 선정되었다. 마지막으로 본 연구에서 도출한 다중선형회귀분석과 Gradient Boosting 모델의 예측 성능을 선행연구들의 CAI 예측모델과 비교하여 연구 결과의 타당성을 확인하였다.

무인항공기의 위치 결정을 위한 사진 측량 기법과 오토 트래킹 토탈스테이션 기법의 비교 분석 (A Comparative Analysis between Photogrammetric and Auto Tracking Total Station Techniques for Determining UAV Positions)

  • 김원진;김창재;조연주;김지선;김희정;이동훈;이온유;맹주필
    • 한국측량학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.553-562
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    • 2017
  • 무인항공기 (UAV, Unmanned Aerial Vehicle)에 탑재되는 다양한 센서들 중에서 GPS (Global Positioning System) 수신기는 GPS 신호를 기반으로 정지비행 (hovering flight), 경로비행 (waypoint flight) 등 다양한 임무의 수행을 돕는다. GPS신호가 원활하게 수신되는 환경에서는 GPS 수신기를 활용할 수 있지만, 최근에 무인항공기의 활용을 시설물 모니터링, 배송, 레저 등 다양한 분야로 용도가 확대하면서 무인항공기의 비행 장소가 다양해지고 있다. 이러한 원인으로 무인항공기가 GPS 신호의 제약을 받는 음영지역이나 고층 빌딩이 밀집한 지역 등을 비행하면서 신호가 단절되거나 멀티패스로 인해 신호 에 다양한 잡음이 포함될 수 있다. 이에 본 연구에서는 무인항공기의 3차원 위치 결정을 위하여 해석 사진 측량 기법과 오토트래킹 토탈스테이션 기법을 이용하였다. 해석 사진 측량 기법으로는 중심투영의 기하학적 원리인 공선조건식 (collinearity equation)을 이용한 광속조정법을 기반으로 하였으며, 오토 트래킹 토탈스테이션 기법은 360도 프리즘 타깃을 초단위 이하로 추적하는 원리를 기반으로 하였다. 두 가지 기법에서 무인항공기의 위치 결정을 위해 사용된 타깃은 무인항공기 상단에 각각 탑재하였으며, 타깃간에는 x, y, z방향으로 기하학적 이격이 존재한다. 무인항공기의 비행 속도에 따른 결과 확인을 위해 0.86m/s, 1.5m/s, 2.4m/s로 속도를 달리하여 데이터를 취득하였으며, 타깃의 기하학적 이격을 통해 정확도평가를 하였다. 그 결과 무인항공기의 이동 경로인 x, y 방향으로는 최소 1mm에서 최대 12.9cm까지 오차가 발생하였고 비교적 이동이 적은 z 방향으로는 비행 속도와 무관하게 동일하게 7cm 오차가 발생하였다.

RCP 기후변화시나리오를 이용한 미래 북한지역의 수문순환 변화 영향 평가 II. 압록강유역의 미래 수문순환 변화 영향 평가 (Impacts assessment of Climate changes in North Korea based on RCP climate change scenarios II. Impacts assessment of hydrologic cycle changes in Yalu River)

  • 정세진;강동호;김병식
    • 한국습지학회지
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    • 제21권spc호
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    • pp.39-50
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    • 2019
  • 본 논문의 목적은 기후변화가 북한지역에서 유역규모의 수문순환에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 먼저, CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)의 모형인 MRI-CGCM3모델을 선택하였으며, 추계학적 축소기법의 하나인 SDQDM(Spatial Disaggregation-Quantile Delta Mapping)기법을 이용하여 기후변화시나리오 자료를 편의보정 하였다. 또한 관측치와 SDQDM 기법의 적용 전·후의 비교를 통해 SDQDM기법의 타당성을 검토하였다. 또한 기후변화에 따른 극한기후가 북한의 유역규모 수문순환과 유출에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 일반적으로 기후변화에 따른 수문순환을 전망하기에 앞서 분석에 사용되는 유출모형의 매개변수 최적화가 우선적으로 수행되어야 하지만 북한지역은 정치적 이유로 인해 미계측 유역으로 분류되어 있어 관측 유출량 자료를 확보하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 양질의 유출량자료가 있는 남한의 16개 유역을 대상으로 M-RAT모형의 최적 매개변수를 산정하였다. 또한 유역특성변수 간 상관분석을 통해 다중공선성을 고려하였고, 단계적 회귀분석을 통해 미계측 유역에 적용 할 수 있는 매개변수 추정식을 산정하였다. 매개변수 추정식의 검증을 위해 남한의 오십천, 남대천, 용담댐, 영강 유역을 미계측 유역이라고 가정하고 교차검증을 수행한 결과 4개 유역 모두 효율계수 NSE가 0.8이상으로 높은 효율성을 확인하였다. 본 논문에서는 기후변화시나리오와 추정된 유출모형의 매개변수를 이용하여 북한의 압록강 유역의 기후변화에 따른 유역규모의 수문순환과정의 변화를 평가하였다. 분석 결과, 기후변화시 강수량이 증가하였고, 기온상승으로 인해 증발산량의 증가되는 것으로 전망되었고, 유역 내 유역 저류량은 감소하는 것을 확인하였다. 유황 분석결과 Future 1, 2 기간에 풍수량은 증가하고, 갈수량이 감소하고 Future 3 기간에 풍수량과 갈수량이 증가하는 것으로 전망되었다.

지리 공간 자료의 다중회귀분석을 이용한 제주도 남측사면 용천수의 시기별 질산성 질소 농도 예측 (Prediction of Seasonal Nitrate Concentration in Springs on the Southern Slope of Jeju Island using Multiple Linear Regression of Geographic Spatial Data)

  • 정윤영;고동찬;강봉래;고경석;유용재
    • 자원환경지질
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    • 제44권2호
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    • pp.135-152
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    • 2011
  • 제주도 남측사면에서 산악지역부터 해안지역에 걸쳐 분포하는 용천수에 대해 풍수기와 갈수기의 2회에 걸쳐 측정된 $NO_3$ 농도를 수해지질학적 인자 및 토지 이용 특성 인자를 포함하는 공간 변수들의 다중선형 회귀모형으로 예측하였다. 용천수의 $NO_3$ 농도는 평균 20 mg/L이며, <0.02~86 mg/L의 범위를 보여 인위적 오염의 정도가 매우 다양하다. 공간 변수는 용천수를 중심으로 원형 버퍼를 설정하여 추출하였으며, 수정결정계수 증가율과 원형 버퍼의 제한점을 고려하여 반경 400 m를 최적 범위로 설정하였다. 선택된 회귀 모형들은 p-값과 더빈-왓슨 통계치에 근거하여 모두 통계적으로 유의하였다. 설명변수는 수정결정계수, Cp (total squared error), AIC (Akaike's Information Criterion)등을 기준으로 선택하였으며 변수들의 유의성과 다중공선성을 확인하여 최적 회귀 모형을 제시하였다. 일부 용천수들은 이상치로 확인되었으나 전체 시료의 10%이내였으며, 이들은 원형 버퍼를 사용하는 다중회귀분석의 한계를 지시한다고 할 수 있다. 변수의 유의성 기준으로 선정된 최적 회귀 모형의 결정계수는 이상치 제거 전이 0.74-0.79, 제거 후가 0.86-0.87의 범위로 높은 설명력을 보여주었으며, 자연지역 면적 비율이 용천수의 $NO_3$ 농도에 가장 큰 영향력을 가지는 것으로 나타났다. 용천수 $NO_3$ 농도에 대한 인위적 토지이용의 영향력은 최적 버퍼 반경에서 두 조사 시기 모두 과수원 > 주거지역 > 밭의 순으로 나타났다. 이러한 결과는 제주도 남측사면 용천수의 수질이 수리지질학적 인자보다는 토지 이용 특성에 크게 좌우됨을 지시하며, 용천수의 오염 취약성이 주변의 지표 오염원, 특히 과수원 분포에 민감함을 보여준다.

재태기간 중 산모의 음주와 흡연에 노출된 신생아의 임상적 고찰 (The Clinical Study on the Neonate Delivered Under the Condition of the Maternal Smoking and Alcohol in Pregnancy)

  • 공선희;김수현;이호준;김학성;이동우;김재윤
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권1호
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    • pp.34-39
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    • 2005
  • 목 적 : 재태기간 중 산모의 음주와 흡연이 태아에게 미치는 유해성은 잘 알려져 있으나 이에 대한 통계 자료가 명확치 않다. 이에 저자 등은 최근 일개 미혼모 관련 자선 기관을 통해 본원에 내원한 산모를 대상으로 임신 중 음주, 흡연 양상과 신생아의 신체지수와의 관련성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 2001년 3월부터 2004년 3월까지 국립의료원에 입원하여 분만한 미혼산모 중 임신기간 동안 흡연력 또는 음주력이 있는 산모 125명에서 출생한 신생아를 연구군으로, 흡연력 또는 음주력이 없는 산모 174명에서 출생한 신생아를 대조군으로 설정하여, 각 군 신생아의 신체지수(출생체중, 신장, 두위)를 비교 분석하였고 또한 연구군의 산모 중 음주와 흡연의 기간과 양을 조사할 수 있는 59명에서, 이 변수들이 신생아의 신체지수에 미치는 영향을 비교하였다. 결 과 : 재태기간 중 산모의 음주나 흡연에 노출된 경우 신생아의 출생체중은 $3,088.0{\pm}326.5g$으로, 대조군의 출생체중 $3,243.1{\pm}367.8g$과 비교하여 유의하게 낮은 수치를 보였고, 실신장의 경우, 노출군은 $49.2{\pm}2.0cm$, 대조군은 $50.1{\pm}1.6cm$로 나타났으며, 실두위의 경우, 노출군은 $33.3{\pm}1.3cm$, 대조군은 $34.0{\pm}1.5cm$로 실신장, 실두위 모두 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또한, 재태연령별 백분위수로 비교한 경우에도 같은 결과를 보였다. 흡연군과 비흡연군간의 실체중, 실신장, 실두위에서도 실체중의 경우 흡연군은 $3,094.3{\pm}329.5g$, 비흡연군은 $3,217.9{\pm}366.1g$으로 비흡연군이 높았고, 실신장의 경우 흡연군은 $49.2{\pm}2.0cm$, 비흡연군은 $50.0{\pm}1.8cm$로 비흡연군이 높았으며, 실두위의 경우 흡연군은 $33.4{\pm}1.3cm$, 비흡연군은 $33.9{\pm}1.5cm$로 비흡연군이 높아, 모두 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또한 그 백분위수 분석에서도 같은 결과를 보였다. 그리고, 음주군과 비음주군의 실체중, 실신장, 실두위를 비교하였을 때도 실체중의 경우 음주군은 $3,099.2{\pm}289.6g$, 비음주군은 $3,212.3{\pm}380.5g$, 실신장의 경우 음주군은 $49.4{\pm}2.0cm$, 비음주군은 $49.9{\pm}1.8cm$, 실두위의 경우, 음주군은 $33.2{\pm}1.4cm$, 비음주군은 $33.9{\pm}1.4cm$로 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또한 그 백분위수 분석에서도 같은 결과를 보였다. 그러나 흡연과 음주의 기간과 양은 신생아의 실체중, 실신장, 실두위와 상관관계가 없었으며, 그 재태연령별 백분위수와도 상관관계가 없었다. 결 론 : 임신 중 음주와 흡연은, 신생아의 출생체중, 신장, 두위의 감소를 초래한다는 사실을 확인하였으며, 임신 중의 음주, 흡연에 대하여 경각심을 가지고 임신 중 금연, 금주를 위한 구체적인 방법을 모색하여야 할 것으로 사료된다.

석회암 유래 토양에서의 물의 이동특성과 토양 입자 및 유기물과의 관계에 따른 Pedo-Transfer Function의 결정 (Determination of Pedo-Transfer Function Using the Relation Between Soil Particle Distribution, Organic Matter and Water Movement in Soil Originated from Limestone)

  • 허승오;정강호;손연규;하상건;김정규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.132-138
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    • 2009
  • 강원도 남부(영월)와 충북 제천, 단양 등지에 널리 분포하는 석회암에서 유래된 토양은 점토 및 철분함량이 많은 식질계 토양으로 세립(細粒)질로 구성이 되어 있고 자갈이나 잔돌이 있는 토양으로 분류되므로 토양의 침투 및 투수속도가 화강암이나 화강편마암 유래 토양과는 다른 양상을 보인다. 본 연구는 석회암 유래 토양의 침투속도와 토양층위별 투수속도 측정결과인 현장 포화수리전도도(Kfs, field saturation hydraulic conductivity)에 토양의 입도 분포 및 유기물 함량이 미치는 영향을 파악하고자 그들 사이의 상호관계를 분석하였다. 실험을 위해 이용된 토양은 과림, 모산, 장성, 마지, 안미, 평안의 6개 토양통이었고 장력 침투계(disc tension infiltrometer)와 투수속도 측정계(Guelph permeameter)로 침투 및 투수속도를 측정하고 입도 분포와 유기물함량을 분석했다. 전체 측정대상 토양의 표토 및 층위별 Kfs와 그 토양들의 모래, 미사, 점토 및 유기물 함량과는 유의한 상관관계를 찾을 수 없었다. 그것은 측정 토양이 농경지 토양 외에도 산림 토양이 포함되어 있고, 산림토양도 유기물 층이 존재한다거나 다량의 자갈이나 잔돌 등의 함량이 존재하기 때문인 것으로 여겨진다. 이것은 포화수리 전도도가 토양의 입도분포나 유기물 함량과의 관계가 있다고 했던 다수의 연구와는 상반된 결과이므로 이를 더 검토해볼 필요성이 있다. 이를 위해, 측정된 6개의 대상 토양 중에서 암쇄토인 모산통과 유기물 함량이 9.2%로 일반토양보다 월등히 높은 과림통의 O충을 제외하고 토양 입도분포 및 유기물 함량과 침투 및 투수속도와의 관계를 살펴보았다. 분석결과 모래의 함량과 Kfs의 관계는 결정계수($R^2)가 0.309로 비교적 낮게 나타나고 있지만 정의 직선 상관관계를 나타냈으며, 미사함량과는 관계가 없었고, 점토함량과는 결정계수가 0.3164로서 부의 직선 상관관계를 나타냈다. 유기물 함량과는 다른 토양 입도분포들보다 결정계수가 높으며($R^2=0.4884^{*}$) 지수함수 관계를 나타내고 있다. 이러한 결과들을 종합하면 석회암 유래토양에서의 현장포화수리 전도도는 모래나 유기물 함량이 많으면 증가하고 점토 함량이 많으면 감소할 것이므로 이들을 조합한다면 현장 포화수리전도도를 예측하는 PTF(Pedo-Transfer Function)를 작성할 수 있다. 본 연구에서는 이를 위해 모래, 점토, 유기물 함량을 고려해 PTF를 분석한 결과 점토는 다중 공선성 때문에 제외를 하고 모래와 유기물 함량만을 이용해 Kfs를 예측할 수 있는 PTF를 작성했다.

유전자 알고리즘을 이용한 분류자 앙상블의 최적 선택 (Optimal Selection of Classifier Ensemble Using Genetic Algorithms)

  • 김명종
    • 지능정보연구
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    • 제16권4호
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    • pp.99-112
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    • 2010
  • 앙상블 학습은 분류 및 예측 알고리즘의 성과개선을 위하여 제안된 기계학습 기법이다. 그러나 앙상블 학습은 기저 분류자의 다양성이 부족한 경우 다중공선성 문제로 인하여 성과개선 효과가 미약하고 심지어는 성과가 악화될 수 있다는 문제점이 제기되었다. 본 연구에서는 기저 분류자의 다양성을 확보하고 앙상블 학습의 성과개선 효과를 제고하기 위하여 유전자 알고리즘 기반의 범위 최적화 기법을 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안된 최적화 기법을 기업 부실예측 인공신경망 앙상블에 적용한 결과 기저 분류자의 다양성이 확보되고 인공신경망 앙상블의 성과가 유의적으로 개선되었음을 보여주었다.