• 제목/요약/키워드: 동질성 검토

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Self-organizing map을 이용한 강우 지역빈도해석의 지역구분 및 적용성 검토 (Assessing applicability of self-organizing map for regional rainfall frequency analysis in South Korea)

  • 안현준;신주영;정창삼;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권5호
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    • pp.383-393
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    • 2018
  • 지역빈도해석은 대상 지점과 수문학적 동질성을 만족하는 주변 지점을 하나의 지역으로 보고 빈도해석을 수행하는 방법이다. 따라서 동질한 지역의 구분은 지역빈도해석에 있어서 가장 중요한 가정이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 인공신경망 기법중 하나인 자기조직화지도(self-organizing map, SOM) 기법을 활용하여 강우 지역빈도해석을 위한 동질 강수 지역을 구분하였다. 지역구분 인자로는 지형 정보와 시 단위 강우 자료를 활용하였다. 최적 SOM 지도 구성을 위해 정량적 오차와 위상관계 오차를 활용하였다. 그 결과 $7{\times}6$ 배열의 42개의 노드를 갖는 모형을 선정하였고 최종적으로 강우 지역빈도해석을 위해 6개의 군집으로 구분하였다. 동질성 검토 결과 6개의 군집 모두 동질한 지역으로 나타났으며 기존의 유사하게 구분된 지역들과 이질성 척도를 비교하였을 때 좀 더 안정적인 지역 구분결과를 나타내는 것을 확인하였다.

Chow-Liu Tree 모형과 동질성 Hidden Markov Model을 연계한 다지점 일강수량 모의기법 개발 (Development of Multi-Site Daily Rainfall Simulation Based on Homogeneous Hidden Markov Chain Model Coupled with Chow-Liu Tree Structures)

  • 권현한;김태정;김운기;이동률
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권10호
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    • pp.1029-1040
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    • 2013
  • 본 연구에서는 유역의 공간상관성을 고려한 다지점 일단위 강수량을 동시에 모의할 수 있는 일강수량 모의기법을 개발하였다. 기존 Hidden Markov Chain Model(HMM)은 단일지점 강수모의에 적용되어 왔으나 관측지점간의 유역상관성을 충분히 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Chow-Liu Tree (CLT) 모형을 적용하여 다변량(multivariate) 형태로써 유역내에 위치한 강우관측소간의 상호종속성을 고려하기 위하여 기존의 동질성 HMM 강우모의기법과 CLT 알고리즘을 결합한 동질성 CLT-HMM 모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 동질성 CLT-HMM 모형을 사용하여장기간의수문자료를보유하고있는기상청산하의한강유역강수네트워크에대해서 적합성을 검토하였다. 동질성 CLT-HMM 모형을 적용하여 모의된 결과를 보면 일강수량의 계절적 특성뿐만 아니라 일강수량모의 시 강수시계열의 통계적인 특성들까지 우수하게 모의하였다. 추가적으로 상관행렬(correlation matrix)을 이용하여 기상관측소간의 공간상관 재현성을 검토한 결과 관측지점들 사이의 공간상관성도 비교적 우수하게 재현하는 것을 확인할 수 있었다.

비정상성 지역빈도해석을 위한 지역구분에 따른 이질성 척도 검토 (Investigation of Heterogeneity Measure for Nonstationary Regional Frequency Analysis)

  • 안현준;신주영;정태호;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.340-340
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    • 2018
  • 전 세계적으로 기후변화로 인해 나타나는 이상기후의 영향을 고려하기 위해서 수문빈도해석분야에서는 비정상성 빈도해석에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 자료의 비정상성을 고려하여 빈도해석을 수행하는 방법은 다양하게 연구되어오고 있는데, 그중 시간에 따른 자료의 변화를 고려할 수 있도록 기존 모형의 매개변수에 시간을 고려할 수 있는 변수를 더하여 모형을 구축하는 기법이 비정상성 빈도해석기법으로 널리 활용되고 있다. 한편, 이러한 비정상성 가정에 관련한 연구들은 주로 지점빈도해석 기법을 중심으로 개발되어왔을 뿐, 아직 지역빈도해석기법을 대상으로 시도된 비정상성 연구는 미비한 실정이다. 지역빈도해석은 수문학적 동질지역이라는 가정을 바탕으로 표본의 확장을 통해 지점빈도해석보다 비교적 안정적인 빈도해석을 수행할 수 있는 기법으로 널리 알려져 있다. 따라서 지역빈도해석에서 수문학적 동질지역의 구분은 지역빈도해석 절차 중 가장 중요한 절차라고 할 수 있다. 이러한 수문학적 동질지역 구분을 위해서는 지점별로 가지고 있는 위치 정보나 수문 자료의 통계값과 같은 해당 지점을 대표할 수 있는 인자들이 필요하다. 본 연구에서는 모의실험을 통해 경향성이 나타나는 가상의 지점 자료를 생성한 뒤, 지역구분을 통해 자료의 비정상성이 나타나는 지역의 지역구분 결과를 살펴보고 이질성 척도(heterogenity measure)를 산정하였다. 이를 바탕으로 비정상성 지역빈도해석에서 이질성 척도의 적용성을 검토하고자 한다. 본 연구의 결과는 추후 기후변화의 영향이 나타나는 수문학적 동질 및 비 동질지역의 분석 및 비정상성 지역빈도해석을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

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시변동의 동질성 증가에 의한 비단조적 시계열자료의 경향성 탐지력 향상 (Improved Trend Estimation of Non-monotonic Time Series Through Increased Homogeneity in Direction of Time-variation)

  • 오경두;박수연;이순철;전병호;안원식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권8호
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    • pp.617-629
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    • 2005
  • 본 논문은 비단조적으로 변동하는 시계열자료를 단조적으로 변화하는 구간으로 분할하여 경향성을 분석함으로써 자료의 시변동에 대한 동질성을 향상시키고 그에 따라 경향성 분석기법의 탐지력을 향상시킬 수 있다는 가설을 전제로 하고 있다. 이를 검토하기 위한 기법으로서 시계열자료의 변동경향을 파악하기 위한 필터링 방법으로 LOWESS smoothing을 적용하였고, 시계열자료의 경향성분석은 seasonal Kendall test를 적용하였다. 인위적으로 발생시킨 시계열자료와 대청호의 수온, 유량, 기온, 일사량 등의 시계열자료를 대상으로 검토한 결과 비단조적인 변화를 보이는 시계열자료를 단조적인 변화구간으로 분할하여 경향성을 분석함으로써 자료의 변동 경향성과 기울기 판정의 정확도를 높일 수 있었다. 그리고, 자료의 시변동에 대한 동질성 향상은 계절 변동성의 동질성에 대한 변화를 보다 정확하게 분석하는데 도움을 주는 것으로 보였으며 이것은 자연현상에 대한 인간활동의 영향을 고찰할 수 있는 자료로서 앞으로 이에 대한 연구가 더 필요할 것으로 보인다. 본 논문에서 제시한 방법은 시계열자료의 단조적인 경향성을 분석하는 기법들에 대해 적용 가능하며, 이를 통하여 환경변화의 경향성에 대한 보다 정확한 분석과 판단이 가능해질 것으로 기대한다.

공간확장자료를 이용한 지역빈도분석 : I. 지역홍수빈도분석의 실증적 검토 (Regional frequency analysis using spatial data extension method : I. An empirical investigation of regional flood frequency analysis)

  • 김남원;이정은;이정우;정용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권5호
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    • pp.439-450
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    • 2016
  • 본 연구에서는 미계측유역에서의 수공구조물의 설계를 위한 홍수량을 추론하는데 있어, 공간자료 확장기법에 의해 모의된 다지점의 첨두홍수량 자료를 이용한 지역홍수빈도분석의 가능성을 검토하였다. 충주댐 상류유역을 대상으로 지역홍수빈도분석의 표준방법인 지수홍수법을 중심으로 공간확장 자료의 활용에 대한 타당성을 입증하고, 대상유역 내 22개 지점의 확장자료를 이용하여 지역홍수빈도분석을 수행하였다. 지역의 동질성 가정을 구체적으로 검토하기 위해 수문학적 개념의 누가유역과 독립적인 자체유역으로 구분하여 분석을 시도하였다. 자체유역에 대한 지역의 동질성 분석결과는 이질지역으로 평가되었으며, 이러한 가장 큰 원인은 강우의 공간적인 불균등한 분포에서 기인한 것으로 분석되었다. 지역확률분포형을 선정하기 위해 적합성척도와 Floodfreq (Cost action ES0901)에서 제시한 가중이동평균(WMA) 방법으로 검토한 결과, 홍수빈도해석에 널리 이용되는 GEV 분포가 적정 확률분포형으로 채택되었으며, 그에 따른 유역의 무차원 성장곡선(분위수)을 제시하였다. 본 연구는 미계측유역에 대한 빈도홍수량 추정을 위해 지역홍수빈도분석을 중심으로 국내 관측자료의 한계를 극복하기 위한 시도이다.

비정상성 지역빈도해석을 위한 홍수지수법의 형태에 따른 성능 평가 (The Assessment of Various Index Flood Models for Nonstationary Regional Frequency Analysis)

  • 김한빈;김성훈;주경원;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.80-80
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    • 2017
  • 최근 수문자료에 비정상성이 관측됨에 따라 비정상성 지역빈도해석에 대한 연구가 진행되고 있다. 홍수지수법 (index flood method)은 지역빈도해석에서 가장 널리 사용되는 방법으로 각 지점의 특성을 반영하는 홍수지수 (index flood)와 지역적 특성을 대표하는 성장곡선 (growth curve)을 통해 확률수문량을 산정하며, 비정상성 지역빈도해석의 경우 홍수지수법 내의 요소들을 시간에 대한 함수로 정의함으로써 비정상성을 반영한다. 본 연구에서는 다양한 형태의 비정상성 홍수지수법을 통해 비정상성 지역빈도해석을 수행하고 각 방법에 따른 성능을 비교하였다. 이를 위해 경향성을 가지는 매개변수를 포함하는 비정상성 분포형을 모분포로 가지는 자료를 생성하였으며, 이를 기반으로 다양한 경향성을 가지는 자료들로 지역을 구성하였다. 구성된 지역에 대해 동질성 검토를 수행하여 비정상성 자료들이 포함된 지역의 동질성을 확인하였으며, Monte Carlo 모의실험을 통해 각 비정상성 홍수지수모형에 대한 확률수문량의 RRMSE와 RBIAS를 산정하여 성능을 평가하였다.

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다변량 분석 기법을 활용한 동질 지역 구분 (Identification of Homogeneous Regions based on Multivariate Techniques)

  • 남우성;김태순;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1568-1572
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    • 2007
  • 지역빈도해석은 우리나라와 같이 자료 기간이 짧은 경우 지점빈도해석보다 더 정확한 확률강우량을 산정할 수 있는 기법이다. 지역빈도해석을 통한 확률강우량 산정 결과는 수문학적으로 동질한 지역의 구분 결과에 따라 달라진다. 지역을 구분할 때에는 강우에 영향을 미치는 다양한 변수들이 사용될 수 있다. 변수의 유형과 개수가 지역 구분의 효율성을 좌우하기 때문에 활용 가능한 모든 변수들의 정보를 요약할 수 있는 변수들을 선택하는 것이 지역 구분의 효율성 면에서 유리하다고 할 수 있다. 이런 면에서 지역 구분의 효율성을 증대시킬 목적으로 다변량 분석 기법이 활용될 수 있다. 본 연구에서는 주성분 분석, 요인 분석, Procrustes analysis와 같은 다변량 분석 기법을 활용하여 42개의 강우 관련 변수들을 33개의 변수로 줄일 수 있었다. 분석 결과 변수 개수 감소로 인한 정보 손실은 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 이러한 기법에 의한 변수 차원의 축소는 지역 구분의 효율성 향상에 기여할 수 있는 것으로 판단된다. 선정된 변수들을 바탕으로 군집해석을 수행하여 지역을 구분하였고, L-모멘트에 근거한 이질성척도(H)를 활용하여 구분된 지역의 동질성을 검토하였다. 또한 L-모멘트에 근거한 적합성 척도(Z)를 적용하여 구분된 지역에 적합한 확률분포형을 선정하였고, 선정된 적정 확률분포형을 바탕으로 각 지역에 대한 성장 곡선(growth curve)을 유도하였다.

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교량 집단의 특성 수준간 통계적 응답 동질성 검정 및 다중 비교 분석 (Statistical Homogeneity Tests and Multiple Comparison Analysis for Response Characteristics between Treatments of Bridge Groups)

  • 황진하;김주한;안승수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.107-117
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    • 2014
  • 본 연구는 실제 구조진단 사례에 기초하여 재료와 형식 및 공용기간에 따라 교량의 응답, 충격계수, 고유진동수 및 각 특성의 해석값/계측값 비 등에 관한 기술통계를 분석하고 주재료에 따른 T-검정과 구조형식 및 공용기간에 따른 분산분석을 통해서 요인 부집단 수준 간동질성 검정 및 다중비교분석을 수행하였다. 본 연구 결과는 응답 분포의 중심값, 산포도, 대칭성 등 통계적 특성 및 비교분석 집단 간 동질성 식별을 위한 참조값을 제공하며, 이것은 내하력 평가 등 구조 진단과 설계에서 엔지니어들이 취득한 계산 또는 계측값의 타당성을 비교검토하고 데이터베이스를 활용하는 등의 공학적 판단을 하는데 실제적으로 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

당진 면천읍성 남문지 축성암석의 특성과 산지 연구 (Investigation of Provenance and Characteristics for Rock Properties to the South Gate Wall of Myeoncheoneupseong Town Wall in Dangjin, Korea)

  • 진홍주;김란희;윤정현;이찬희
    • 보존과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.189-203
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    • 2014
  • 이 연구에서는 당진 면천읍성 남문지 구성석재의 동정과 분포를 규명하였으며, 축성암석과 추정산지 암석의 동질성을 검토하여 원산지를 해석하였다. 축성에는 총 15종의 상당히 다양한 암석들이 사용되었으며 화강암류(61.0%), 규암(21.0%) 및 석영장석반암(8.7%)이 조사구간 전체의 90% 이상을 차지한다. 또한 면천읍성 주변에 분포하는 암석을 대상으로 동질성을 검토한 결과, 산출상태, 전암대자율, 암석광물학적 및 지구화학적 특징이 매우 유사하였다. 따라서 축성암석은 면천읍성을 중심으로 약 8km 이내인 성상리, 양유리, 성북리, 갈산리 및 대덕동 일대에서 수급된 것으로 해석되며, 암종보다는 조달의 편의성이 가장 큰 고려 대상이었을 가능성이 높은 것으로 판단된다 .

혼승선박 내 외국인선원의 문화적 동질성이 자기효능감과 조직커미트먼트에 미치는 영향 (The Effect of Foreign Crew's Cultural Homogeneity on the Self-efficacy and Organizational Commitment)

  • 정영섭;신용존;배후석
    • 한국항해항만학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.643-648
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    • 2006
  • 본 연구의 일차적인 목적은 외국인 혼승선박에서의 문화적 특성이 자기효능감과 조직 커미트먼트에 미치는 영향을 실증적으로 검토하는데 있다. 현재, 해운산업에 있어서 외국인 선원 고용제한이 완화되고 있는 가운데, 혼승에 따른 많은 문제점이 발생하고 있음에도 불구하고, 외국인 선원 혼승선박의 문화적 특성이 선박구성원으로서의 자기효능감과 선박조직의 커미트먼트와 어떠한 관련성을 가지는가에 관한 구체적인 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이러한 연구문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는, 외국인 선원 혼승선박의 문화적 동질성 제고와 관련된 이문화 수용과 적응 등의 문화적 특성이 외국인 선원의 자기효능감에 어떠한 영향을 미치며 나아가 직무만족 및 조직몰입과 같은 조직커미트먼트에 어떠한 영향을 미치는가를 구조방정식모형분석을 통하여 실증적으로 검증하였다. 분석결과 연구가설이 모두 채택되어, 혼승선박 내 외국인 선원의 문화적 동질성을 제고하여 자기효능감을 높이는 것이 혼승선박조직의 조직커미트먼트를 개선하는 것이 바람직하다는 것을 보여 주고 있다. 더욱이, 혼승선박과 같은 특수 환경 조직의 유효성을 제고하기 위해서는 자기효능감에 관한 연구가 필요하며, 본 연구결과는 혼승선박 조직관리에 있어서 그 공헌도가 매우 높을 것으로 판단된다.