• Title/Summary/Keyword: 레이더 에코

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Naive Bayes Classifier based Anomalous Propagation Echo Identification using Class Imbalanced Data (클래스 불균형 데이터를 이용한 나이브 베이즈 분류기 기반의 이상전파에코 식별방법)

  • Lee, Hansoo;Kim, Sungshin
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.20 no.6
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    • pp.1063-1068
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    • 2016
  • Anomalous propagation echo is a kind of abnormal radar signal occurred by irregularly refracted radar beam caused by temperature or humidity. The echo frequently appears in ground-based weather radar due to its observation principle and disturb weather forecasting process. In order to improve accuracy of weather forecasting, it is important to analyze radar data precisely. Therefore, there are several ongoing researches about identifying the anomalous propagation echo with data mining techniques. This paper conducts researches about implementation of classification method which can separate the anomalous propagation echo in the raw radar data using naive Bayes classifier with various kinds of observation results. Considering that collected data has a class imbalanced problem, this paper includes SMOTE method. It is confirmed that the fine classification results are derived by the suggested classifier with balanced dataset using actual appearance cases of the echo.

A Study on Fuzzy Logic based Clustering Method for Radar Data Analysis (레이더 데이터 분석을 위한 Fuzzy Logic 기반 클러스터링 기법에 관한 연구)

  • Lee, Hansoo;Kim, Eun Kyeong;Kim, Sungshin
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.25 no.3
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    • pp.217-222
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    • 2015
  • Clustering is one of important data mining techniques known as exploratory data analysis and is being applied in various engineering and scientific fields such as pattern recognition, remote sensing, and so on. The method organizes data by abstracting underlying structure either as a grouping of individuals or as a hierarchy of groups. Weather radar observes atmospheric objects by utilizing reflected signals and stores observed data in corresponding coordinate. To analyze the radar data, it is needed to be separately organized precipitation and non-precipitation echo based on similarities. Thus, this paper studies to apply clustering method to radar data. In addition, in order to solve the problem when precipitation echo locates close to non-precipitation echo, fuzzy logic based clustering method which can consider both distance and other properties such as reflectivity and Doppler velocity is suggested in this paper. By using actual cases, the suggested clustering method derives better results than previous method in near-located precipitation and non-precipitation echo case.

Design of Meteorological Radar Echo Classifier Using Fuzzy Relation-based Neural Networks : A Comparative Studies of Echo Judgement Modules (FNN 기반 신경회로망을 이용한 기상 레이더 에코 분류기 설계 : 에코판단 모듈의 비교 분석)

  • Ko, Jun-Hyun;Song, Chan-Seok;Oh, Sung-Kwun
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.24 no.5
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    • pp.562-568
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    • 2014
  • There exist precipitation echo and non-precipitation echo in the meteorological radar. It is difficult to effectively issue the right weather forecast because of a difficulty in determining these ambiguous point. In this study, Data is extracted from UF data of meteorological radar used. Input and output data for designing two classifier were built up through the analysis of the characteristics of precipitation and non-precipitation. Selected input variables are considered for better performance and echo classifier is designed using fuzzy relation-based nueral network. Comparative studies on the performance of echo classifier are carried out by considering both echo judgement module 1 and module 2.

Short-range Precipitation Prediction using Radar Echo Correlation (Radar Echo Correlation을 이용한 단시간 강수예측기법 개발)

  • Kim, Gwang-Seob;Kim, Jong-Pil
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.924-927
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    • 2005
  • 한반도의 강수패턴을 보면 강수일수는 감소하나 호우일수는 증가하고 있는 추세이다. 특히, 우리나라는 강수의 대부분이 하계에 집중되어 있고, 단시간에 강수의 변화가 심하기 때문에 기존의 수치예보를 보완해줄 수 있는 예보체계의 확립이 불가피한 실정이다. TREC(Tracking Radar Echoes by Correlation)기법은 폭풍에 대한 내부 움직임을 결정하기 위한 목적으로 Rinehart와 Garvey(1978)에 의해 처음 개발된 것으로 비교적 간단하게 레이더 에코를 이용하여 강수의 이동경로를 추적할 수 있다. 일정한 시간 간격으로 제공되는 레이더 반사도 자료에 대하여 설정된 두 window 사이의 상관계수의 최대치를 찾아냄으로써 강수의 움직임을 파악하였다. 개발된 기법은 레이더 에코로부터 강수의 안정된 이동방향과 이동속도를 제시하기 위하여 상관성 분석과 함께 일치성 분석 및 가중함수에 의한 이동 백터장 보정을 수행하였다. 또한 이동 백터의 외삽을 통하여 강우이동경로와 대상유역의 단시간 예측 면적 강우 산정 방법을 제시하였다. 결과는 개선된 단시간 강수예측 가능성을 보여주었다.

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A Study on Anomalous Propagation Echo Identification using Naive Bayesian Classifier (나이브 베이지안 분류기를 이용한 이상전파에코 식별방법에 대한 연구)

  • Lee, Hansoo;Kim, Sungshin
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.89-90
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    • 2016
  • Anomalous propagation echo is a kind of abnormal radar signal occurred by irregularly refracted radar beam caused by temperature or humidity. The echo frequently appears in ground-based weather radar. In order to improve accuracy of weather forecasting, it is important to analyze radar data precisely. Therefore, there are several ongoing researches about identifying the anomalous propagation echo all over the world. This paper conducts researches about a classification method which can distinguish anomalous propagation echo in the radar data using naive Bayes classifier and unique attributes of the echo such as reflectivity, altitude, and so on. It is confirmed that the fine classification results are derived by verifying the suggested naive Bayes classifier using actual appearance cases of the echo.

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Design of Meteorological Radar Echo Classifier Based on RBFNN Using Radial Velocity (시선속도를 고려한 RBFNN 기반 기상레이더 에코 분류기의 설계)

  • Bae, Jong-Soo;Song, Chan-Seok;Oh, Sung-Kwun
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.25 no.3
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    • pp.242-247
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    • 2015
  • In this study, we propose the design of Radial Basis Function Neural Network(RBFNN) classifier in order to classify between precipitation and non-precipitation echo. The characteristics of meteorological radar data is analyzed for classifying precipitation and non-precipitation echo. Input variables is selected as DZ, SDZ, VGZ, SPN, DZ_FR, VR by performing pre-processing of UF data based on the characteristics analysis and these are composed of training and test data. Finally, QC data being used in Korea Meteorological Administration is applied to compare with the performance results of proposed classifier.

A Study on Chaff Echo Detection using AdaBoost Algorithm and Radar Data (AdaBoost 알고리즘과 레이더 데이터를 이용한 채프에코 식별에 관한 연구)

  • Lee, Hansoo;Kim, Jonggeun;Yu, Jungwon;Jeong, Yeongsang;Kim, Sungshin
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.23 no.6
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    • pp.545-550
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    • 2013
  • In pattern recognition field, data classification is an essential process for extracting meaningful information from data. Adaptive boosting algorithm, known as AdaBoost algorithm, is a kind of improved boosting algorithm for applying to real data analysis. It consists of weak classifiers, such as random guessing or random forest, which performance is slightly more than 50% and weights for combining the classifiers. And a strong classifier is created with the weak classifiers and the weights. In this paper, a research is performed using AdaBoost algorithm for detecting chaff echo which has similar characteristics to precipitation echo and interrupts weather forecasting. The entire process for implementing chaff echo classifier starts spatial and temporal clustering based on similarity with weather radar data. With them, learning data set is prepared that separated chaff echo and non-chaff echo, and the AdaBoost classifier is generated as a result. For verifying the classifier, actual chaff echo appearance case is applied, and it is confirmed that the classifier can distinguish chaff echo efficiently.

Rainfall estimation and evaluation for a small-scale rainfall radar in Busan Eco-Delta Smart city (부산 에코델타 스마트시티 소형 강우레이더 강우추정 및 평가)

  • Wan Sik Yu;Kyoung Pil Kim;Shin Uk Kang;Seong Sim Yoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.277-277
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    • 2023
  • 최근 기후변화의 영향으로 호우의 발생빈도가 증가하고 있는 추세이며, 도시지역의 호우는 돌발적이고 국지적인 특성을 가지고 있어 인명과 재산피해 역시 증가하고 있으며, 급격한 도시화로 인한 구조적으로 홍수에 취약한 실정이다. 국지성 도시호우는 저층(1 km 내외)에서 형성되는 강우가 지배적이며, 기존의 대형레이더는 높은 산 정상에 설치되어 1.5 km 이상의 강우관측을 중심으로 운영됨에 따라 저층강우의 탐지 및 변동성 관측에 취약하여, 이에 대형 레이더에서 뿐만 아니라 도시단위의 국지성 호우관측에 대응할 수 있는 소형 레이더 기반 고정밀 강우관측 마련 및 운영 기술이 필요하다. 현재 K-water는 부산 에코델타 스마트시티에 도시 물재해 플랫폼 구현의 일환으로 돌발강우사전 탐지 및 도시의 신속·정확한 강우 관측을 위하여 높은 시공간 해상도를 제공하는 이중편파X 밴드 소형 강우레이더를 설치하고, 효율적 운용을 위해 각 고도각에서의 빔 차폐율을 확인하고 이를 고려한 최적 관측전략을 수립하였다. 또한 Z-Phi 방법을 이용한 반사도 감쇠 보정 기술을 개발하였으며, 강우 추정을 위해 하이브리드 고도면 합성 기법(HSR) 기법을 적용하고 검증하였다. 이후 소형 레이더의 정량적 추정강수를 이용하여 강우예측 정보를 생산하기 위해 이류모델을 적용하고, 비슬산과 소형 합성 레이더 추정강수로 선행 10분에서 180분까지 예측할 수 있도록 개발하였다. 또한, 지상강우관측 자료와의 정확도 비교 평가를 수행하고, 행정구역 및 표준유역의 예측 평균강우량을 생산하여 부산 에코델타 스마트시티 도시 물재해 통합관리 시스템과 연계운영을 위한 후속 과업을 수행중에 있다.

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Quality Control for Improvement of Accuracy of Radar data in ImJin (임진강 레이더 관측자료 정확도 향상을 위한 QC)

  • Hyun, Myung-Suk;Kim, Yang-Su;Kim, Kyung-Eak
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1963-1966
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    • 2007
  • 본 연구에서는 기존의 IIR 필터가 아닌 장기간의 누적 반사도자료를 활용하여 실제 레이더 반사도의 감쇄정도를 정량적으로 파악하고 차폐지역 후면의 반사도를 보정하여 강우산정시 기초자료인 반사도 자료처리에서 개선된 품질관리기법을 적용하여 그 결과를 분석해보고자 하였다. 개발된 품질관리기법을 적용한 사례분석 결과, 기 IIR필터에 의한 지형에코제거에 비해 강수에코의 제거현상 등의 오차발생이 줄어들고 차폐보정으로 반사도 강도도 향상되었다. 실제 C밴드에 비해 감쇄의 영향이 적은 광덕산 S밴드 레이더와 비교한 결과에서도 차폐보정을 통하여 완전차폐를 제외한 부분차폐지역의 경우 상당히 개선된 결과를 보여주었다.

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Data Assimilation of Radar Non-precipitation Information for Quantitative Precipitation Forecasting (정량적 강수 예측을 위한 레이더 비강수 정보의 자료동화)

  • Yu-Shin Kim;Ki-Hong Min
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.44 no.6
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    • pp.557-577
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    • 2023
  • This study defines non-precipitation information as areas with weak precipitation or cloud particles that radar cannot detect due to weak returned signals, and suggests methods for its utilization in data assimilation. Previous studies have demonstrated that assimilating radar data from precipitation echoes can produce precipitation in model analysis and improve subsequent precipitation forecast. However, this study also recognizes the non-precipitation information as valuable observation and seeks to assimilate it to suppress spurious precipitation in the model analysis and forecast. To incorporate non-precipitation information into data assimilation, we propose observation operators that convert radar non-precipitation information into hydrometeor mixing ratios and relative humidity for the Weather Research and Forecasting Data Assimilation system (WRFDA). We also suggest a preprocessing method for radar non-precipitation information. A single-observation experiment indicates that assimilating non-precipitation information fosters an environment conducive to inhibiting convection by lowering temperature and humidity. Subsequently, we investigate the impact of assimilating non-precipitation information to a real case on July 23, 2013, by performing a subsequent 9-hour forecast. The experiment that assimilates radar non-precipitation information improves the model's precipitation forecasts by showing an increase in the Fractional Skill Score (FSS) and a decrease in the False Alarm Ratio (FAR) compared to experiments in which do not assimilate non-precipitation information.