• 제목/요약/키워드: 자기조직화 이론

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SOM 적용을 위한 Map Size와 Array의 변화에 따른 강우-유출 및 TOC관계 분석 (Analysis of Classification Characteristics for Rainfall-runoff and TOC Variation according to the Change of Map Size and Array using SOM)

  • 박성천;김용구;노경범;이한민
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.2066-2070
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    • 2008
  • 본 연구는 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론을 이용한다. 자기조직화 특성을 이용하여 스스로 학습이 가능하고, 구조상 수행이 빨라 학습 단계에 소요되는 시간을 줄 일 수 있는 장점을 가진 자기조직화 이론을 도입하고, 수질자료 중 전체 유기물의 양을 나타내며 난분해성 물질에 대한 해석이 가능하고 재현성이 탁월한 TOC 와 강우-유출량 자료의 분포적 양상과 특징을 분석하여 예측을 위한 모형화 과정에 기여하고자 한다. 최적의 Map Size와 Map Array 결정을 위해 수집된 강우와 유출량자료 및 TOC 자료에 대해 Garcia의 경험식을 이용하여 Map을 구성하는 단위구조의 총 수(M)를 산정하여 M값에 따른 종방향 및 횡방향 크기를 결정하는 다수의 Map 크기를 검토하고, 또한 Map 배열은 2차원 배열의 사각형배열(Rectangular array)과 육각형배열(Hexagonal array)에 대해서도 복합적으로 검토하여 최적의 특성조건을 결정하여 강우-유출 및 TOC 관계의 분할특성을 분석한다.

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자기조직화 특성지도 이론을 이용한 비점오염원 유출특성 분석 (Analysis of Non-Point Pollution Discharge Characteristics using Self-Organizing Feature Map Theory)

  • 박성천;진영훈;김용구;김상돈;허유정
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1144-1148
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    • 2010
  • 오염원이 집중되는 도시지역에서의 비점오염원에 대한 관리대책은 점오염원에 비하여 미비한 실정이다. 따라서 도시 지역의 비점오염원 부하량의 합리적인 조사, 비점오염물질 저감을 위한 관리기술 개발과 아울러 정책의 개발 등이 필요하며, 도시지역에서의 장기적인 비점오염물질 유출에 관한 모니터링을 통한 비점오염물질 원단위 조사가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 상업 및 위락시설지역의 비점오염원 유출특성을 분석하기 위해 2008년 4월부터 2009년 10월까지 실측에 의해 측정된 강우량과 유출량 자료를 이용하여 비점오염원 유출특성을 분석하였다. 또한 본 연구에서는 자기 조직화 특성지도(Self-Organizing Feature Map: SOFM) 이론을 적용하여 측정된 유출 및 수질자료에 대해 패턴분류를 수행하여 분할구역별 자료의 특성분석을 통해 초기강우 특성이 구분되어짐을 확인 할 수 있었다. 그러나 현재 축적된 자료에 대한 양적인 한계로 인해 명확한 구분이 이루어지지 않는 항목도 있었으나, 향후 지속적인 모니터링을 통해 충분한 자료가 축적될 경우 초기강우 기준을 위한 새로운 접근방법으로 제시될 수 있을 것으로 기대된다.

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홍수 예.경보시스템 개선을 위한 인공신경망 이론의 적용 (Application of Artificial Neural Networks Technique for the Improvement of Flood Forecasting and Warning System)

  • 박성천;김용구;정천리;진영훈
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.1265-1271
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    • 2009
  • 본 연구에서는 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우-유출예측모형을 위해 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)의 기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론과 역전파 학습 알고리즘(Back Propagation Algorithm: BPA) 이론을 복합적으로 이용하였다. 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 저 갈수기의 유출량에 대한 과대평가, 홍수기의 유출량에 대한 과소평가, 예측값이 연속적으로 선행 유출량을 나타내는 Persistence 현상을 해결하기 위하여 패턴분류 성능을 지닌 SOM 이론을 예측모형의 전처리 과정으로 이용하였다. 먼저, 본 연구에서 제안한 방법은 SOM에 의해 강우-유출 관계를 분류하고, SOM에 의한 분류에 따라 각각의 모형을 구성한다. 개별적으로 구축된 모형은 유출량의 예측을 위해 각각의 양상에 따라 분류된 자료를 이용한다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 방법은 과거의 인공신경망의 일반적인 적용에 의한 결과보다 더 나은 예측능력을 보여주었으며, 더불어 유출량의 과소 및 과대추정과 Persistence 현상과 같은 문제점이 나타나지 않았다. 또한 강우량 및 유출량의 범위에 제한을 받지 않는 강우-유출예측 모형의 개발 및 홍수기로부터 갈수기까지의 보다 넓은 범위의 유출량의 예측에 기여할 것으로 기대된다.

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자기 조직화 기법을 활용한 컬러 영상 배경 영역 추출 (Background Segmentation in Color Image Using Self-Organizing Feature Selection)

  • 신현경
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제15B권5호
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    • pp.407-412
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    • 2008
  • 잡음이 심한 배경을 가진 영상 내부의 영역 분할 처리 과정은 해결하기 매우 어려운 문제로 인식되어 왔다. 그에 따라 이 문제를 해결하기 위한 기초적 방법론에 관한 연구 및 주어진 문제에 따라 실제적 적용을 위한 다양한 노력이 있어왔다. 본 논문에서는 영상 분할을 위한 새로운 접근법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 새로운 방법론으로서 기존의 관심 객체 분할의 반대인 배경 영역 분할이라는 새로운 관점을 연구의 중심으로 하였다. 기반 이론으로는 승자 독식 원리의 자기 학습 이론 알고리즘에서 특징 선택을 위한 자기 조직화를 분석하고 이를 문제 해결에 적용하였다. 실제적 영상 데이터를 통한 실험을 통해 배경 영역 분할을 적용한 영상 분할은 효과적으로 수행될 수 있음을 실험 결과로 제시해 보였다.

SOM에 강우-유출 예측모형 개발에 관한 연구 (Development of Rainfall-Runoff Prediction Model for Self Organizing Map)

  • 김용구;진영훈;이한민;박성천
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.301-306
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    • 2006
  • 본 연구에서는 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우-유출예측을 위해 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)의 기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론과 역전파 학습 알고리즘(Back Propagation Algorithm: BPA) 이론을 복합적으로 이용하였다. 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 저..갈수기의 유출량에 대한 과대평가, 홍수기의 유출량에 대한 과소평가, 예측값이 선행 유출량의 지속성을 갖는 Persistence 현상을 해결하기 위하여 패턴분류 성능을 지닌 SOM 이론을 도입하여 예측모형의 전처리 과정으로 이용하였다. 이는 기존의 인공신경망 모형이 하나의 모형을 구성하여 유출량의 전 범위에 해당하는 자료를 예측하는 방법을 개선한 것으로 SOM에 의해 패턴이 분류된 강우-유출관계의 각 패턴별 예측모형을 통해 분류된 자료들의 예측을 수행하는 방법이다. 이와 같이 SOM을 강우-유출예측모형의 전처리과정으로 이용함으로서 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 현상들을 해결할 수 있었고, 예측력 또한 기존의 인공신경망 모형의 결과에 비해 우수하였다.

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하천의 수질 및 유량자료의 패턴분류에 의한 특성 파악 (Detection of Characteristics by Pattern Classification of Water Quality and Runoff Data in a River)

  • 박성천;진영훈;노경범;김용구;이용희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1380-1384
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    • 2010
  • 현재 환경부에서는 수질오염총량관리제를 위하여 각 단위유역의 말단지점에서 8일 간격으로 수질 및 유량을 측정하고 있으며, 이 자료들을 공개하고 있다. 이러한 양질의 자료의 활용성을 제고하기 위해서는 무엇보다도 자료의 분석을 위한 다양한 기법이 개발되고 제안되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 수질 및 유량자료를 동시에 적용하여 두 자료 사이의 관계를 조사하고 특성을 파악하기 위하여 자기조직화 특성지도(Self-Organizing Feature Map: SOFM) 이론을 적용하였다. 시행착오법에 의해 적정한 SOFM 구조를 결정하였으며, 그 결과 $4{\times}4$ 구조의 육각형 배열을 갖는 구조를 이용하였다. SOFM에 의해 분류된 3개의 패턴 중 패턴-1은 유량자료의 크기에 의해 분류되었고, 패턴-2와 패턴-3은 BOD 농도의 크기에 따라 분류된 것으로 파악되었다. 따라서 SOFM의 적용에 의한 자료의 분류를 수행하고, 그 분류기준을 파악할 경우 SOFM의 자료 분석 도구로서의 활용성이 더욱 높아질 것으로 판단된다.

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강우-유출 예측모형 개발을 위한 자기조직화 이론의 적용 (Application of Self-Organizing Map Theory for the Development of Rainfall-Runoff Prediction Model)

  • 박성천;진영훈;김용구
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4B호
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    • pp.389-398
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    • 2006
  • 본 연구에서는 강우의 시 공간적 분포의 불규칙한 변동성을 고려한 강우-유출예측모형을 위해 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANNs)의 기법의 일종인 자기조직화(Self Organizing Map: SOM) 이론과 역전파 학습 알고리즘(Back Propagation Algorithm: BPA을 복합적으로 이용하였다. 기존의 인공신경망 연구에서 야기된 저 갈수기의 유출량에 대한 과대평가, 홍수기의 유출량에 대한 과소평가, 예측값이 연속적으로 선행 유출량을 나타내는 Persistence 현상을 해결하기 위하여 패턴분류 성능을 지닌 SOM 이론을 예측모형의 전처리 과정으로 이용하였다. 먼저, 본 연구에서 제안한 방법은 SOM에 의해 강우-유출 관계를 분류하고, SOM에 의한 분류에 따라 각각의 모형을 구성한다. 개별적으로 구축된 모형은 유출량의 예측을 위해 각각의 양상에 따라 분류된 자료를 이용한다. 결과적으로 본 연구에서 제안한 방법은 과거의 인공신경망의 일반적인 적용에 의한 결과보다 더 나은 예측능력을 보여주었으며, 더불어 유출량의 과소 및 과대추정과 Persistence 현상과 같은 문제점이 나타나지 않았다.

복잡계 이론의 이해와 테러대응 분야에의 적용 (Application to Understanding and Counter Terrorism Corresponding field of Complex System Theory)

  • Kwon, Jeonghoon
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.542-547
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    • 2015
  • 본 연구는 복잡다단한 환경변화에 효과적으로 대응하기 위하여 오늘날 여러 학문 분야에서 주로 이용되고 있는 복잡계 이론(Complex System Theory)의 사고와 방법론을 기반으로 테러대응을 위한 분야별 제 접근에 대하여 논하는데 그 목적이 있다. 그 결과 초기조건의 민감성, 프랙탈과 자기유사성, 자기 조직화, 창발, 공진화, 혼돈의 가장자리의 복잡계 이론을 통하여 테러대응 분야의 적용가능성을 은유적으로 탐색할 수 있을 것이다.

복잡계 관점의 테러대응 분야 적용가능성 (The Applicability to Terrorism Corresponding field of Complex System)

  • 권정훈
    • 한국재난정보학회:학술대회논문집
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    • 한국재난정보학회 2015년 정기학술대회
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    • pp.305-306
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    • 2015
  • 본 논문은 복잡다단한 환경변화에 효과적으로 대응하기 위하여 오늘날 여러 학문 분야에서 주로 이용되고 있는 복잡계 이론의 사고와 방법론을 기반으로 테러대응을 위한 분야별 제 접근에 대하여 논하는데 그 목적이 있다. 우리는 수많은 테러조직 및 테러환경 요인들과 연결된 복잡한 시스템 속에서 활동하고 있기 때문에 이 모든 것을 이해하고 통제하며 예측하면서 대응한다는 것은 사실상 애초부터 불가능한 일일지도 모른다. 테러대응 역시 테러대응 관계 기관간, 관계 기관 전담 부서 내의 구성원들의 상호작용뿐만 아니라 넓게는 정부, 민간단체, 산업체, 학계, 언론 등 나아가서는 국가간의 이해 관계자, 국제기구 등 테러대응 분야의 다양한 조직들의 참여하에 이들의 상호작용으로 공식적, 비공식적 의사 결정을 통한 방안들을 모색하는 것이 필요할 것이다. 이에 따라 초기조건의 민감성, 프랙탈과 자기유사성, 자기 조직화, 창발, 공진화, 혼돈의 가장자리의 복잡계 이론을 통하여 테러대응 분야의 적용가능성을 은유적으로 탐색할 수 있을 것이다.

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거리 사상 함수 및 RBF 네트워크의 2단계 알고리즘을 적용한 서류 레이아웃 분할 방법 (A Two-Stage Document Page Segmentation Method using Morphological Distance Map and RBF Network)

  • 신현경
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제35권9호
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    • pp.547-553
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    • 2008
  • 본 논문에서는 2 단계 서류 레이아웃 분할 방법을 제안한다. 서류 분할의 1 차 단계는 top-down 계열의 영역 추출로서 모폴로지 기반의 거리 함수를 사용하여 주어진 영상 데이타를 사각형 영역들로 분할한다. 거리 사상 함수를 통한 예비 결과는 성능 개선을 위한 2 차 단계의 입력 변수로 작용한다. 서류 분할의 2차 단계로서 기계 학습 이론을 적용한다. 통계 모델을 따르는 RBF 신경망을 선택하였고, 은닉 층의 설계를 위해 코호넨 네트워크의 자기 조직화 성격을 활용한 데이타 군집화 기법을 기반으로 하였다. 본 논문에서는 300개의 영상에서 추출된 영역 데이타를 통해 학습된 신경망이 1차 단계에서 도출된 예비 결과를 개선함을 연구 결과로 제시하였다.