• Title/Summary/Keyword: 비동질성

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Regionalization using cluster probability model and copula based drought frequency analysis (클러스터 확률 모형에 의한 지역화와 코풀라에 의한 가뭄빈도분석)

  • Azam, Muhammad;Choi, Hyun Su;Kim, Hyeong San;Hwang, Ju Ha;Maeng, Seungjin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.46-46
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    • 2017
  • 지역가뭄빈도분석의 분위산정에 대한 신뢰성은 수문학적으로 균일한 지역으로 구분하기 위해 사용된 장기간의 과거 자료와 분석절차에 의해 결정된다. 그러나 극심한 가뭄은 매우 드물게 발생하며 신뢰 할 수 있는 지역빈도분석을 위한 지속기간이 충분치 않는 경우가 많이 발생한다. 이 외에도 우리나라의 복잡한 지형적 및 기후적 특징은 동질한 지역으로 구분하기 위한 통계적인 처리방법이 필요하였다. 본 연구에서 적용한 지역빈도분석은 여러 지역의 다양한 변수인 수문기상 특성을 분석하여 동질한 지역을 확인하고, 주요 가뭄변수(지속 시간 및 심각도)를 통합 적용하여 각각의 동질한 지역 분위를 추정함으로써 동질한 지역을 구분하는 해결책을 제시하였다. 본 연구에서는 가우시안 혼합 모형(Gaussian Mixture Model)을 기반으로 기반 군집분석 방법을 적용하여 최적의 동질한 지역을 구분하고 그 결과를 우도비검정 및 다른 유효성 검사 지수를 이용해서 확인하였다. 가우시안 혼합 모델에서 산정했던 매개변수를 방향저감 공간으로 표현하기 위해서 가우시안 혼합 모델방향 저감(GMMDR)방법을 적용하였다. 이 변수는 가뭄빈도분석을 위해 다양한 분포와 코풀라(copula) 적합도를 이용하여 추정 비교하였다. 그 결과 우리나라를 4개의 동질한 지역으로 나누게 되었다. 가우시안과 Frank copula를 이용한 Pearson type III(PE3) 분포는 우리나라의 가뭄 기간과 심각도의 공동 분포를 추정하는데 적합한 것으로 나타났다.

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A Statistical Homogeneity Analysis of Seoul Rainfall using Bootstrap (Bootstrap 기법을 이용한 서울지점 강우자료의 통계적 동질성 분석)

  • Hwang, Seok-Hwan;Kim, Joong-Hoon;Yoo, Chul-Sang;Jung, Sung-Won;Yoo, Do-Guen
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.42 no.10
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    • pp.795-807
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    • 2009
  • In this study, homogeneity analysis was performed between rainfall observation data set of Chukwooki (CWK) and rainfall observation data set of modern rain gage (MRG) using Bootstrap method. Since traditional statistical homogeneity test method are validated only when distribution of their population is known, meteorological data which their statistical distributions of population are complicated were difficult to verify the homogeneity and there were plenty of room for doubt for their statistical significance using historical method. In this reason, in this study homogeneity test was evaluated between two data sets using bootstrap method which is not necessary to infer distribution of population. The test results show that there was an statistical homogeneity between CWK and MRG except for slight impact of climatical trend.

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

  • Kim, Hanbeen;Kim, Sunghun;Joo, Kyungwon;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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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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Short-Term Daily Rainfall Prediction Using Non-Homogeneous Hidden Markov Model (비동질성 은닉 마코프 모형을 이용한 일강우 단기 예측)

  • Jung, Jaewon;Nam, Jisu;Jung, Sungeun;Kim, Soojun;Kim, Hung Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.163-163
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    • 2018
  • 미래 수문 분석을 위한 기후변화 연구는 전 세계적으로 많이 수행되어 왔다. 하지만 불확실성 요소로 인해 연구 결과를 활용하는데 있어 여전히 한계가 있다. 따라서 장기적 측면의 기후변화에 대한 연구와 함께 단기간의 엘리뇨, 라니냐와 같은 자연적 기후시스템의 변동에 대한 연구도 현재 진행되고 있다. 본 연구에서는 IRI 연구소에서 매월 전지구 관측자료로 4-7개월 예측을 수행한 GCM 모형 자료를 활용하여 강우 발생을 예측하였다. 한국의 금강유역을 대상유역으로 하였으며, 계절에 따른 강우 변동성을 고려하기 위해 비동질성 은닉 마코프 모형(Nonhomogeneous Hidden Markov Model, NHMM)을 이용하여 일 강우를 모의하였다. 본 연구 결과는 강우 모의를 통한 자연 재난에 대한 예측의 정확도를 향상시키는 새로운 방법론을 제시하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Intercomparison of Change Point Analysis Methods for Identification of Inhomogeneity in Rainfall Series and Applications (강우자료의 비동질성 규명을 위한 변동점 분석기법의 상호비교 및 적용)

  • Lee, Sangho;Kim, Sang Ug;Lee, Yeong Seob;Sung, Jang Hyun
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.47 no.8
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    • pp.671-684
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    • 2014
  • Change point analysis is a efficient tool to understand the fundamental information in hydro-meteorological data such as rainfall, discharge, temperature etc. Especially, this fundamental information to change points to future rainfall data identified by reasonable detection skills can affect the prediction of flood and drought occurrence because well detected change points provide a key to resolve the non-stationary or inhomogeneous problem by climate change. Therefore, in this study, the comparative study to assess the performance of the 3 change point detection skills, cumulative sum (CUSUM) method, Bayesian change point (BCP) method, and segmentation by dynamic programming (DP) was performed. After assessment of the performance of the proposed detection skills using the 3 types of the synthetic series, the 2 reasonable detection skills were applied to the observed and future rainfall data at the 5 rainfall gauges in South Korea. Finally, it was suggested that BCP (with 0.9 posterior probability) could be best detection skill and DP could be reasonably recommended through the comparative study. Also it was suggested that BCP (with 0.9 posterior probability) and DP detection skills to find some change points could be reasonable at the North-eastern part in South Korea. In future, the results in this study can be efficiently used to resolve the non-stationary problems in hydrological modeling considering inhomogeneity or nonstationarity.

A Study on the Regionalization of Snowfall using Multivariate Analysis in Korea (다변량 분석을 이용한 국내 강설의 권역화 연구)

  • Lee, Jung-Sik;Shin, Chang-Dong;Kim, Byung-Chul
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1591-1595
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    • 2010
  • 국내의 경우 매년 발생하는 홍수에 대해서는 많은 분석과 대비를 하고 있지만, 겨울철 강설에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 기상청 산하 57개 관측지점의 30년 이상의 강설 자료를 수집하고 다변량 분석을 실시하였다. 국내 지역의 강설 동질성을 검정하기 위하여 주성분분석과 군집분석을 실시하였으며 본 연구의 수행으로 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 지금까지 선행된 타 연구에 비하여 보다 많은 강설지점에 대한 다양한 강설특성자료를 이용함으로써 권역화 분석에 대한 타당성과 정확성을 확보할 수 있었다. 둘째, 주성분 및 군집분석으로 관측지점간의 수문학적 동질성 검정을 합리적이고 효율적으로 분석할 수 있었으며, 군집분석의 결과로부터 지형학적 영향을 고려한 강설의 권역화는 국내의 강설지역을 5개의 권역으로 분류하였다. 셋째, 각 강설성분의 권역별 평균값으로부터 각 권역별 강설의 양적 특성을 분석하였으며, 여러 가지 강설 성분을 종합적으로 이용하여 분석된 본 연구의 결과는 향후 재난방지 계획을 위한 강설의 수문학적 분석에 많은 도움을 주리라 사료된다.

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The Quantative Homogeneity Analysis of Seoul Rainfall (서울지점 강우자료의 정량적 동질성 분석)

  • Hwang, Seok-Hwan;Kim, Joong-Hoon;Yoo, Chul-Sang;Yoo, Do-Guen
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.9 no.4
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    • pp.29-35
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    • 2009
  • In this study, quantitative homogeneity analysis was performed between rainfall observation data set of Chukwooki(CWK) and rainfall observation data set of modern rain gage(MRG) using statistical methods such as basic statistics, K-S test and Boxplots. To analyze the homogeneities of CWK and MRG four rainfall characteristic series such as monthly rainfall, the ratio of maximum daily rainfall to monthly rainfall, number of rainy days for each month, and the ratio of monthly rainfall to numbers of rainy days are made, and the homogeneity tests using two sample K-S test and quantitative comparisons were performed. The test results showed that observation precisions between CWK and MRG of original data set(M00) were differed because M00 clearly showed the statistical significances on differences of numbers of monthly rainy days of CWK and MRG. But, rainfall showed a little differences which were not significant between CWK and MRG.

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

  • Hwang, Jin-Ha;Kim, Ju-Han;An, Seoung-Su
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.4
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    • pp.107-117
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    • 2014
  • This study tests homogeneity and performs multiple comparison analysis among treatment levels of each factor group through t-test by materials and analysis of variance by structural type and service period. For that descriptive statistical analysis is performed for static and dynamic response characteristics and their ratios of calculated versus measured values based on a good many safety assessment reports for bridges. Homogeneity and post hoc test based on descriptive statistical analysis provide the measures for homogeneity identification among comparison groups in addition to the statistical reference values such as central tendency, variation and shape. This study is expected to be valuable for structural integrity assessment and design by comparing the measured and calculated values with the reference values for the homogeneous group identified, which can help the engineers review the adequacy of the values and put the group database to practical use.

Comparison of Two Dependent Agreements Using Test of Marginal Homogeneity (주변동질성검정법을 이용한 종속된 두 일치도의 비교)

  • Oh, Myong-Sik
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • v.15 no.4
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    • pp.605-614
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    • 2008
  • Oh (2008) has proposed the one-sided likelihood ratio test of the equality of two agreement measures. However the use of this test may be limited since the computations of test statistic and critical value are not easy. We propose a test for comparing two dependent agreements using some well known tests for marginal homogeneity, for instance, Bhapkar test, Stuart-Maxwell test. Data obtained from 2008 world figure skating championship ladies single is analyzed for illustration purposes.