• Title/Summary/Keyword: 단기확률변수

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An Evaluation of the Palmer Drought Severity Index in Korea (우리나라에서 Palmer 가뭄지수의 평가)

  • Lee, Dong-Ryul;Moon, Jang-Won;Choi, Si-Jung;Kang, Seong-Kyu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.352-356
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    • 2008
  • 가뭄관리에서 가장 중요한 요소는 1) 강수량, 지표수, 지하수, 댐수, 토양수분 등 물 공급량의 시 공간적 모니터링과 2) 이용가능한 물 공급량 약화 정도에 따라 적시적소에 물 이용자가 취해야할 행동요령을 제시하는 것이다. 가뭄지수는 가뭄관리에서 종합적인 물 공급량 정보를 하나의 수치로 정량화하여 가용 수자원의 악화정도를 나타내어 가뭄경보의 기준으로 활용된다. 현재까지 개발된 대표적인 가뭄지수들은 PDSI(Palmer Drought Severity Index), SPI(Standardized Precipitation Index), SWSI(Surface Water Supply Index) 등이 있다. PDSI는 여러 가지 제한점을 가지고 있지만 가뭄지수 개발의 시발점이 되었다는 점에서 전세계적으로 이용하고 있고 국내에서도 기상청의 공식적인 가뭄지수로 발표되고 있다. PDSI는 복잡한 물수지 모형에 의해 산정되며, 이용되는 매개변수는 지역의 기후상황, 보정자료기간 등에 민감하게 작용하고 있으나 이들에 대한 국내기후 환경에서의 평가가 선행되어 있지 않고 있다. PDSI는 가뭄과 습윤 기간의 시작과 종료 시점을 확률적으로 산정하여 이를 기반으로 가뭄경보에 활용하고 있다. 또한, 이들 확률은 기상학적 가뭄상황을 나타내는 PDSI에 후행하는 하천유출, 저수지 수위, 지하수 등의 수문학적 가뭄을 표현하는 PHDI(Palmer Hydrological Drought Index)를 산정하는 데 이용된다. Z-지수 역시 PDSI에서 얻을 수 있는 가뭄지수로 단기간의 가뭄특성에 의한 농업가뭄을 표현하는 데 적합한 지수로 알려져 있다. 본 연구에서는 PDSI의 제한점들을 살펴보고 우리나라의 기후상황, 자료보정기간 등에 따른 PDSI의 제매개변수들을 재산정하여 계산된 PDSI의 변동성을 검토한 후 이를 Palmer(1965)가 제시한 PDSI 산정식과 비교 평가하였다. 또한 가뭄의 시작과 종료 확률 개념에 의하여 산정된 PDSI를 기상청에서 제공하고 있는 PDSI와 비교 분석하여 개선점을 도출하였다.

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Estimation of future climate change factor based on CMIP6 data (CMIP6 자료 기반 미래 기후변화 할증률 산정)

  • Beak, Dojin;Kim, Jongho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.308-308
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    • 2023
  • 자연재해대책법 제 16조 6에 따라 기후변화로 인한 방재성능목표의 영향을 고려하기 위해 방재성능가이드라인을 설정하여 운영하고 있다. 2017년 공표된 기후변화를 고려한 방재성능목표 강우량의 단기 할증률은 CMIP5 자료를 기반으로 기본 5%, 관심 8%, 주의 10%의 할증률로 구분되어 적용되고 있다. 그러나, 미래 기후변화 시나리오에 따르면 확률강우량이 늘어나는 지역도 있지만, 감소될 것으로 예상되는 지역도 존재한다. 따라서, 모든 지역을 3개의 구간으로 나누어 증가 할증률을 적용하는 것에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 CMIP6 기후변화 자료를 시단위로 다운스케일링한 시계열을 이용하여 미래 기후변화로 인한 방재성능목표의 할증률을 산정하고, 각 할증률에 기반한 구간을 상세화하고자 한다. 구체적으로, 현재 기상청에서 제공하는 일단위 기후변화 데이터베이스와, CMIP6에서 제공하는 일단위 기후변화 자료를 구축하고, 분석하였다. 이후 구축된 일단위 자료를 시단위 자료로 Downscaling한 후, 각 이산화탄소 배출 시나리오인 SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0, SSP5-8.5에 대해 앙상블 시계열을 생성하고, 다양한 기후변화의 불확실성을 적절하게 정량화 할 예정이다. 그중에서 방재성능목표와 가장 밀접하다고 생각되는 변수들(연강우량, 8월강우량, 연최대강우량, 30년빈도 확률강우량 등)을 CCF(Cross Correlation Function), ACC(Auto Correlation Function)방법 등을 통해 분석하여 최적의 변수들을 찾고, 그 값들의 앙상블 평균을 통해 안정된 방재성능목표 기후변화 할증률 값을 산정할 예정이다. 169개 지역의 시·군 단위의 티센망과, 238개 지역의 시·군·구 단위의 티센망을 구축하고, 기상청 ASOS(Automated Synoptic Observing System)의 69개 기상관측소 강우관측자료와 AWS(Automatic Weather System)의 419개 기상관측소를 활용하여 지역별 미래 기후변화를 고려한 비선형적 할증률를 제시할 것이다.

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A Study of Characteristics of Expectation in Inflation Dynamics (물가동학에서 기대변수의 특성에 대한 연구)

  • Lee, Jaejoon
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • v.36 no.3
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    • pp.95-120
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    • 2014
  • This paper attempts to demonstrate the critical role of expectation horizons in economic agents building their expectations for the future. It starts with the analysis of what constraints the economics-based assumption related to information efficiency could impose in the stochastic process, and then suggests a new concept, random revision of expectation, to refer to the case when the adjustment process of expected variables employs newly generated information only. According to the inflation dynamics formula drawn under this condition, the demand pressure measured by output gap is found to cause different impacts on inflation according to different expectation horizons. The empirical analysis of this model using the data on Korea reveals that a short expectation horizon causes coefficient estimates to become small and statistically less significant.

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A Drought Outlook Study Using Climate Information in Korea (국내 기상정보를 이용한 가뭄전망기법 연구)

  • Kim, Young-Oh;Lee, Jae-Kyoung;Ko, Yang-Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1590-1596
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    • 2009
  • 최근 기후변화의 영향으로 인한 기상이변으로 인해 세계적으로 많은 피해가 발생하고 있으며, 규모도 점점 커지고 있다. 특히 가뭄에 대한 피해는 더욱 더 심화되는 현상으로 보이고 있다. 본 연구에서는 국내에 적합한 월단위와 주단위 가뭄전망을 제시하였다. 월단위 전망에서는 앙상블 기법을 기반으로 기상청에서 제공하는 월간산업기상정보의 적용에 따른 가뭄전망 정확성을 비교하였다. 주단위 전망에서는 기상청에서 제공하는 GDAPS를 이용하여 확정론적 가뭄전망을 하였다. 가뭄지수로서는 강수, 유량, 지하수위를 인자로 하는 MSWSI(Modified Surface Water Supply Index)를 가뭄지수로 사용하였으며, MSWSI는 5개 구간으로 나누었다. 월단위 가뭄전망에서는 물수지모형인 abcd모형에 과거 강수와 잠재증발산량 시나리오를 입력변수로 하여 최종적으로 유량과 지하수위 시나리오를 생산하여, 확률 가뭄전망을 위해 각 구간의 발생확률을 산정하고 실측자료로부터 산정한 MSWSI와 비교하였다. 정확성 평가를 위해서 RPS(Ranked Probability Score)를 이용하였다. 금강유역에 적용한 결과, 이수기(10월-이듬해 6월)에는 4개 달이 초보전망보다 높았으나 전체 RPS는 1.87로서 초보전망의 1.84보다 높아 현재 월단위 가뭄전망기법에는 많은 불확실성이 존재하였다. 또한 월간산업기상정보를 이용한 월단위 가뭄전망에서도 초보전망보다 정확성이 낮아, 현재 중장기 기상정보를 이용하기에는 어려운 것으로 나타났다. 주단위 가뭄전망에서는 abcd모형에 GDAPS를 입력변수로 하여 확정론적 MSWSI를 산정하여 실측자료로부터 산정한 MSWSI와 비교하였으며, Hit ratio를 이용하여 그 정확성을 평가하였다. 주단위 가뭄전망 결과, 주단위 가뭄전망의 Hit ratio가 0.480으로서 초보전망보다 높아 주단위 가뭄전망은 효용성이 있음을 입증하였다. 본 연구에서 적용기간이 짧아 가뭄전망의 정확성을 판단하기는 이르나, 월단위 가뭄전망에서는 기상정보의 정확성이 향상에 따라 가뭄전망의 정확성도 향상될 것으로 판단된다. 장기적으로 본 연구 결과를 토대로 단기와 중장기 가뭄전망을 수행하고 평가한다면, 가뭄전망에 대한 신뢰도가 더 높아질 것으로 사료된다.

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Drought Frequency Analysis Using Cluster Analysis and Bivariate Probability Distribution (군집분석과 이변량 확률분포를 이용한 가뭄빈도해석)

  • Yoo, Ji Young;Kim, Tae-Woong;Kim, Sangdan
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.6B
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    • pp.599-606
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    • 2010
  • Due to the short period of precipitation data in Korea, the uncertainty of drought analysis is inevitable from a point frequency analysis. So it is desired to introduce a regional drought frequency analysis. This study first extracted drought characteristics from 3-month and 12-month moving average rainfalls which represent short and long-term droughts, respectively. Then, the homogeneous regions were distinguished by performing a principal component analysis and cluster analysis. The Korean peninsula was classified into five regions based on drought characteristics. Finally, this study applied the bivariate frequency analysis using a kernel density function to quantify the regionalized drought characteristics. Based on the bivariate drought frequency curves, the drought severities of five regions were evaluated for durations of 2, 5, 10, and 20 months, and return periods of 5, 10, 20, 50, and 100 years. As a result, the largest severity of drought was occurred in the Lower Geum River basin, in the Youngsan River basin, and over in the southern coast of Korea.

Estimation of Design Flood by Nakdong-river basin Using Dual Polarization Radar Rainfall Areal Reduction Factor (이중편파 레이더 면적감소계수를 이용한 낙동강 유역내 면적별 설계홍수량 산정)

  • Hyun, Sukhoon;Lee, Dongjoo;Kang, Boosik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.429-429
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    • 2015
  • 면적감소계수(ARF)는 면적강우에 대한 지점강우의 비로 정의되며, 과거 면적확률강우량 산정시 유역 내의 여러 지점강우량을 티센기법, Kriging 기법 등을 통해 공간보정을 실시하고 면적강우량을 산정하였다. 하지만 이러한 방법은 강우의 시공간분포 특성을 정확히 반영하지 못하는 단점이 있기 때문에, 최근에는 많은 연구에서 레이더 강우를 활용한 ARF를 산정한다. 기존의 연구에서 이중편파레이더를 사용하여 낙동강 유역의 호우중심형 ARF를 산정한 바 있기 때문에, 본 연구에서는 산정된 ARF 값을 적용한 설계홍수량은 분석해보고자 한다. 대상유역은 낙동강 유역내의 유역들을 대상으로 하고자 한다. 낙동강 유역에는 약 $175km^2{\sim}2000km^2$의 다양한 면적의 유역들이 존재함을 확인하였다. 따라서 면적별로 대표적인 유역을 선정하여 설계홍수량을 산정하기에 적합한 지역이라 판단된다. 설계홍수량을 산정하기 방법으로는 강우-유출 모형을 이용하고자 한다. 이용할 모형은 호주에서 개발된 IHACRES 모형으로써, 개념적인 모형으로 장기 및 단기 강우사상을 모두 모의할 수 있는 특징을 갖고 있다. 따라서 낙동강 내의 선정된 유역들을 실제 강우자료를 통해 각 유역의 매개변수를 산정하고, 확률강우량과 Huff분포를 이용한 지속시간 24시간의 설계강우량을 산정하고자 한다. 산정된 설계강우량에 앞서 소개한 이중편파레이더 ARF를 적용하여 설계홍수량을 산정하고, ARF를 적용하지 않고 산정한 설계홍수량, 두 값의 차이를 통해 ARF를 통해 감소된 설계강우량의 비와 ARF 적용 유무에 따른 설계홍수량 차이의 비를 비교하여 이중편파레이더 ARF가 면적별로 미치는 영향을 알아보고자 한다.

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A Study on the Hydrological Quantitative Precipitation Forecast(HQPF) based on Machine Learning for Rainfall Impact Forecasting (호우 영향예보를 위한 머신러닝 기반의 수문학적 정량강우예측(HQPF) 연구)

  • Choo, Kyung-Su;Shin, Yoon-Hu;Kim, Sung-Min;Jee, Yongkeun;Lee, Young-Mi;Kang, Dong-Ho;Kim, Byung-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.63-63
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    • 2022
  • 기상 예보자료는 발생 가능한 재난의 예방 및 대비 차원에서 매우 중요한 자료로 활용되고 있다. 우리나라 기상청에서는 동네예보를 통해 5km 공간해상도의 1시간 간격 초단기예보와, 6시간 간격 정량강우예보(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)의 단기예보 정보를 제공하고 있다. 그러나 이와 같은 예보자료는 강우량의 시·공간변화가 큰 집중호우와 같은 기상자료를 활용한 수문학적인 해석에는 한계가 있다. 예보자료를 수문학에 활용하기 위한 시·공간적 해상도 개선뿐만 아니라 방대한 기상 및 기후 자료의 예측성능을 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기상청이 제공하는 지역 앙상블 예측 시스템(Local ENsemble prediction System, LENS)와 종관기상관측시스템(ASOS) 및 방재기상관측시스템(AWS) 관측 데이터 및 동네예보에 기계학습 방법을 적용하여 수문학적 정량적 강수량 예측(Hydrological Quantitative Precipitation Forecast, HQPF) 정보를 생산하였다. 전처리 과정을 통해 모든 데이터의 시간해상도와 공간해상도를 동일한 해상도로 변환하였으며, 예측 변수의 인자 분석을 통해 기계학습의 예측 변수를 도출하였다. 기계학습 방법으로는 처리속도와 확장성을 고려하여 XGBoost(eXtreme Gradient Boosting) 방식을 적용하였으며, 집중호우에서의 예측정확도를 높이기 위해 확률매칭(PM) 방식을 적용하였다. 생산된 HQPF의 성능을 평가하기 위해 2020년에 발생한 14건의 호우 사상을 대상으로 태풍형과 비태풍형으로 구분하여 검증을 수행하였다.

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English Phoneme Recognition using Segmental-Feature HMM (분절 특징 HMM을 이용한 영어 음소 인식)

  • Yun, Young-Sun
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.29 no.3
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    • pp.167-179
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    • 2002
  • In this paper, we propose a new acoustic model for characterizing segmental features and an algorithm based upon a general framework of hidden Markov models (HMMs) in order to compensate the weakness of HMM assumptions. The segmental features are represented as a trajectory of observed vector sequences by a polynomial regression function because the single frame feature cannot represent the temporal dynamics of speech signals effectively. To apply the segmental features to pattern classification, we adopted segmental HMM(SHMM) which is known as the effective method to represent the trend of speech signals. SHMM separates observation probability of the given state into extra- and intra-segmental variations that show the long-term and short-term variabilities, respectively. To consider the segmental characteristics in acoustic model, we present segmental-feature HMM(SFHMM) by modifying the SHMM. The SFHMM therefore represents the external- and internal-variation as the observation probability of the trajectory in a given state and trajectory estimation error for the given segment, respectively. We conducted several experiments on the TIMIT database to establish the effectiveness of the proposed method and the characteristics of the segmental features. From the experimental results, we conclude that the proposed method is valuable, if its number of parameters is greater than that of conventional HMM, in the flexible and informative feature representation and the performance improvement.

The Impact of the Supply Regulation on the Price in Farming Olive Flounder (출하량 조절이 양식 넙치가격에 미치는 영향)

  • Kang, Seokkyu
    • Environmental and Resource Economics Review
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    • v.24 no.4
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    • pp.709-725
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    • 2015
  • This study is to analyse the relationship between the price and the supply in the farming Olive Flounder's production area market. The data used in this study correspond to daily price and supply quantity covering time period from January 1, 2007 to June 30. 2013. The analysis methods of cointegration and vector error correction model are employed. The empirical results of this study are summarized as follows: First, the price and the supply follow random walks and they are integrated of order 1. Second, the price and the supply are cointegrated. Third, vector error correction model suggests that the relationship between the price change ration and the supply quantity change ratio has negative and feedback effect exists in the long-run, but the disequilibrium between the price and the supply is corrected by the supply quantity. Finally, vector error correction model suggests that the supply quantity leads the price in the short-run. This indicates that the decrease(increase) of the supply quantity results in the increase(decrease) of the price.

Analyzing Expected Inflation Based on a Term Structure Model: A Case of Korea (이자율모형을 이용한 우리나라 기대인플레이션의 추정 및 특징)

  • Song, Joonhyuk
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • v.36 no.2
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    • pp.65-101
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    • 2014
  • This paper estimates and characterizes expected inflations using an affine term structure model based on the empirical stochastic process of the interest rates in Korea. The empirical results show that the expected inflation which marked above 4% before the global financial crisis has dampened and stabilized after the crisis. Moreover, we investigate the rationality of the various expected inflation measures in terms of the unbiasedness and efficiency and find that unbiasedness is not rejected across the all measures, while the efficiency cannot be empirically warranted. Besides, we run Granger causality tests and conclude that the expected inflations compiled from the Consensus, BOK-Expert have the cross-causality with the long-run actual inflation, while the expected inflation estimated from the term structure model has the cross-causality with the short-run actual inflation. These results connote that expected inflations collected from different sources and methods have their targets and horizons and the central bank needs to watch all of them with a balanced view instead of preferring one to the other.

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