Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2023.05a
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pp.114-114
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2023
기상레이더는 대류권의 기상 관측에 널리 사용되며, 기상예보를 비롯하여 항공, 농업, 수문학 등 다양한 분야에서 활용하고 있다. 기상레이더센터는 SSPA(Solid State Power Amplifier) 기반 X-Band 주파수대역(9GHz)을 사용하는 연구용 소형기상레이더 관측망을 운영하고 있다. 주로 수도권 저층 대기에서 발생하는 위험 기상현상을 1분 단위로 빠르게 관측하면서 정확한 강수 정보생산을 위한 연구를 수행하고 있다. 레이더 관측 자료는 전파를 이용하여 넓은 범위에 분포하는 눈, 비, 우박 등 대기수상체를 관측하여, 강수량 추정을 통해 강수 정보를 생산한다. 이에 따라 레이더 관측 자료의 정확성과 신뢰도를 높이기 위해서 레이더 품질관리 기술 적용은 필수적이다. 기상레이더센터는 소형기상레이더로 관측한 이중편파 자료의 효과적인 품질관리를 위한 각종 자료처리 모듈을 개발하여, 실시간 자료처리 프로그램에 적용하였다. 우선, 저층 대기 관측 시 기상에코와 더불어 강한 반사도로 나타나는 지형에코를 판별하는 모듈과 선형 또는 쐐기형태의 전파간섭에코를 비롯한 비기상에코를 효과적으로 제거하는 기술을 개발하였다. 다음으로, X-Band 주파수대역 기상레이더 관측 자료의 취약점인 강한 강수 시 발생하는 반사도 감쇠 현상을 보정하기 위한 기술도 개발하였다. 소형기상레이더 품질관리 개발과 적용을 통하여 생산된 자료는 HSR(Hybrid Surface Rainfall), 레이더 강수량 추정, 대기수상체 등 다양한 기상 산출물 생산과 동시에 기상 감시 및 연구 분야에 효과적으로 활용하고 있다.
Super-refraction of radar beams tends to occur primarily under a particular vertical structure of temperature and water vapor pressure profiles. A quality control process for the removal of anomalous propagation (AP) ehcoes are required because APs are easily misidentified as precipitation echoes. For this purpose, we collected X-band polarimetric radar parameters (differential reflectivity, cross-correlation coefficient, and differential phase) only including non-precipitation echoes (super-refraction and clear-sky ground echoes) and precipitation echoes, and compared the echo types regarding the relationships among radar reflectivities, polarimetric parameters, and the membership functions. We developed a removal algorithm for the non-precipitation echoes using the texture approach for the polarimetric parameters. The presented algorithm is qualitatively validated using the S-band Jindo radar in Jeollanam-do. Our algorithm shows the successful identification and removal of AP echoes.
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.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.24
no.4
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pp.360-365
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2014
There are many types of advanced devices for weather prediction process such as weather radar, satellite, radiosonde, and other weather observation devices. Among them, the weather radar is an essential device for weather forecasting because the radar has many advantages like wide observation area, high spatial and time resolution, and so on. In order to analyze the weather radar observation result, we should know the inside structure and data. Some non-precipitation echoes exist inside of the observed radar data. And these echoes affect decreased accuracy of weather forecasting. Therefore, this paper suggests a method that could remove line-shaped non-precipitation echo from raw radar data. The line-shaped echoes are distinguished from the raw radar data and extracted their own features. These extracted data pairs are used as learning data for naive bayesian classifier. After the learning process, the constructed naive bayesian classifier is applied to real case that includes not only line-shaped echo but also other precipitation echoes. From the experiments, we confirm that the conclusion that suggested naive bayesian classifier could distinguish line-shaped echo effectively.
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.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2012.05a
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pp.277-277
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2012
국립기상연구소(National Institute of Meteorological Research; NIMR)는 기상청 이중편파 레이더 현업운영에 대비하여 2009년 X-band 연구용 이중편파 레이더를 도입하였고, 편파변수의 산출과 대기수상체 분류를 포함한 강수추정 등의 효용 가능성에 대한 연구를 지난 2년간 수행하고 있다. 이중편파 레이더는 반사도( )뿐만 아니라 차등반사도($Z_R$), 비차등 위상($K_{DP}$), 상관계수($_v$)등의 편파 변수의 산출로 강우감쇠보정과 기상에코-비기상의 에코(ground clutter, insects, birds, chaff)의 구별이 가능하다. 이러한 장점들을 이용해 레이더 자료품질 개선과 정량적 강수추정의 상당한 개선에 도움이 된다. 본 연구에서는 강수추정 관계식 R-Z, 감쇠 보정된 R-Z, R-$K_{DP}$ 관계식을 이용하여 레이더 관측 반경 내에 존재 하는 81개의 지상 우량계 자료와 강수량 추정의 정확도 비교 검증을 실시하였다. 그리고 Fuzzy logic 기법을 이용한 대기수상체 분류 알고리즘을 사용하였고 관측사례는 2011년 수도권 관측을 통해 강설/강수 에코 구별과 우박에코 사례를 분석하였다. 본 연구를 통해 이중 편파 레이더에서 산출된 고품질의 레이더기상자료를 기반으로 현업 예보지원 및 정량적 강우예측 향상에도 기여할 것으로 사료된다.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.14
no.1
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pp.61-68
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2019
In addition to non-meteorological echoes, meteorological echoes with large scattering effects, such as precipitation, cause errors in wind data measured by wind profiler. In the rainfall situation, the Doppler spectrum of wind profiler shows both the rainfall signal and the atmospheric signal as two peaks. The vertical radial velocity is very large due to the falling rain drop. The radial velocity contaminated by rainfall decreases the accuracy of the horizontal wind vector and leads to inaccurate weather analysis. In this study, we developed an algorithm to process raw data of wind profiler and distinguished rainfall signal and wind signal by partitioning bimodal peak for Doppler spectrum in rainfall environment.
Journal of Satellite, Information and Communications
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v.12
no.4
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pp.62-66
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2017
In this paper, we present the development of communication and data processing strategy for the electromagnetic wave precipitation gauge system. The electromagnetic wave precipitation gauge system is a small system for deriving area rainfall rates within 1 km radius through dual polarization radar observation at 24GHz band. It is necessary to take consider for measurement of accurate precipitation under limited computing resources originating from small systems and to minimize the use of network for the unattended operation and remote management. To overcome computational resource limitations, we adopted the fuzzy logic for quality control to eliminate non-precipitation echoes and developed the method by weighted synthesis of various rain rate fields using multiple radar QPE formulas. Also we have designed variable data packets rules to minimize the network traffic.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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