• Title/Summary/Keyword: 자료 스케일링

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A Study on Spatial Downscaling of Satellite-based Soil Moisture Data (토양수분 위성자료의 공간상세화에 관한 연구)

  • Shin, Dae Yun;Lee, Yang Won;Park, Mun Sung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.414-414
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    • 2017
  • 토양수분은 지면환경에서 일어나는 수문 및 에너지 순환을 이해하는 데 있어 중요한 기상인자이다. 토양수분 현장관측은 땅속에 매설된 센서에 의해 상당히 정확하게 이루어지만, 관측점 수가 충분치 않아 공간적 연속성을 확보하지 못하는 어려움이 존재한다. 이에 광역적 및 연속적 관측이 가능한 마이크로파 위성센서가 토양수분 정보 획득을 위한 보조수단으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 마이크로파 위성센서는 구름 등 기상조건의 제약을 받지 않으며, 1978년 이래 현재까지 여러 위성에 의해 25 km 및 10 km 해상도의 전지구 토양수분자료가 생산되어 왔다. 마이크로파 센서를 이용한 토양수분자료는 동일지점에 대하여 하루 2회 정도 산출되므로 적절한 시간분해능을 가지지만, 공간해상도가 최고 10 km로서 지역규모의 수문분석에 적용하기에는 충분치 않다. 이러한 토양수분자료의 공간해상도 문제 해결을 위하여 다양한 지면환경요소를 활용한 통계적 다운스케일링이 대안으로 제시되었다. 최근의 선행연구들은 대부분 방정식을 이용한 결합모형을 통해 통계적 다운스케일링을 수행하였는데, 회귀식과 같은 선형결합뿐 아니라 신경망이나 기계학습 등의 비선형결합에서도, 불가피하게 발생할 수밖에 없는 잔차(residual)로 인하여 다운스케일링 전후의 공간분포 패턴이 달라져버리는 문제를 안고 있었다. 회귀분석에 잔차의 공간내삽을 결합시킨 회귀크리깅(regression kriging)은 잔차보정을 통해 이러한 문제를 해결함으로써 다운스케일링 전후의 공간분포 일관성을 보장하는 기법이다. 이 연구에서는 회귀크리깅을 이용하여 일자별 AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) 토양수분 자료를 10 km에서 1 km 해상도로 다운스케일링하고, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성을 평가한다. 지면온도(LST), 지면온도상승률(RR), 식생온도건조지수(TVDI)는 일자별로 DB를 구축하였고, 식생지수(NDVI), 수분지수(NDWI), 지면알베도(SA)는 8일 간격으로 DB를 구축하였다. 이러한 8일 간격의 자료를 일자별로 변환하기 위하여 큐빅스플라인(cubic spline)을 이용하여 시계열내삽을 수행하였다. 또한 상이한 공간해상도의 자료는 최근린법을 이용하여 다운스케일링 목표해상도인 1 km에 맞도록 변환하였다. 우선 저해상도 스케일에서 추정치를 산출하기 위해서는 저해상도 픽셀별로 이에 해당하는 복수의 고해상도 픽셀을 평균화하여 대응시켜야 하며, 이를 통해 6개의 설명변수(LST, RR, TVDI, NDVI, NDWI, SA)와 AMSR2 토양수분을 반응변수로 하는 다중회귀식을 도출하였다. 이식을 고해상도 스케일의 설명변수들에 적용하면 고해상도 토양수분 추정치가 산출되는데, 이때 추정치와 원자료의 차이에 해당하는 잔차에 대한 보정이 필요하다. 저해상도 스케일로 존재하는 잔차를 크리깅 공간내삽을 통해 고해상도로 변환한 후 이를 고해상도 추정치에 부가해주는 방식으로 잔차보정이 이루어짐으로써, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성이 유지되는(r>0.95) 공간상세화된 토양수분 자료를 생산할 수 있다.

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Rainfall Quantile Estimation based on Scaling Invariance Property (강우자료의 지속기간별 스케일링 성질을 이용한 확률강우량 산정)

  • Jung, Young-Hun;Kim, Soo-Young;Kim, Tae-Soon;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1538-1542
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    • 2007
  • 확률강우량은 일반적으로 년최대 강우량자료를 바탕으로 빈도해석을 실시하여 산정하며, 국내에서는 주로 매시각별로 관측된 자료를 이용하여 지속기간 1시간에서 24시간 사이에 대하여 산정하고 있다. 그러나 도달시간이 매우 단시간인 도시 유역의 확률강우량 산정을 위해서는 지속기간 15분 혹은 지속기간 30분과 같은 짧은 지속기간에 대한 확률강우량의 추정이 필요하며, 이와는 반대로 지속기간 24시간 이상의 장기간에 대한 확률강우량의 추정이 필요한 경우도 있다. 본 연구에서는 이와 같이 관측되지 않은 지속기간에 대한 확률강 우량을 산정하기 위한 방법으로써 강우자료의 지속기간별로 일정한 스케일이 유지된다는 스케일링 성질(Scaling Invariance Property)을 적용하여 확률강우량을 산정하였다. 이를 위해 대상지역의 지속기간별 년최대 강우량자료를 구축한 뒤 L-모멘트법으로 산정된 매개변수와 스케일링 성질을 이용하여 확률강우량을 산정한 후 이를 기존의 빈도해석 결과에 의한 확률강우량과 비교하여 적용성을 판단하였다.

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Downscaling of Thematic Maps Based on Remote Sensing Data using Multi-scale Geostatistics (다중 스케일 지구통계학을 이용한 원격탐사 자료 기반 주제도의 다운스케일링)

  • Park, No-Wook
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.26 no.1
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    • pp.29-38
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    • 2010
  • It is necessary to develop an integration model which can account for various data acquired at different measurement scales in environmental thematic mapping with high-resolution ground survey data and relatively low-resolution remote sensing data. This paper presents and applies a multi-scale geostatistical methodology for downscaling of thematic maps generated from lowresolution remote sensing data. This methodology extends a traditional ordinary kriging system to a block kriging system which can account for both ground data and remote sensing data which can be regarded as point and block data, respectively. In addition, stochastic simulation based on block kriging is also applied to describe spatial uncertainty attached to the downscaling. Two downscaling experiments including SRTM DEM and MODIS Leaf Area Index (LAI) products were carried out to illustrate the applicability of the geostatistical methodology. Through the experiments, multi-scale geostatistics based on block kriging successfully generated relatively high-resolution thematic maps with reliable accuracy. Especially, it is expected that multiple realizations generated from simulation would be effectively used as input data for investigating the effects of uncertain input data on GIS model outputs.

Comparison of Rainfall Quantile using At-site Frequency Analysis and Scale Invariance Property (빈도해석과 스케일 성질을 이용한 확률강우량의 비교)

  • Jung, Young-Hun;Kim, Soo-Young;Kim, Tae-Soon;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.164-168
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    • 2008
  • 일반적으로 확률강우량은 관측지점에서 관측된 연최대 강우량자료를 바탕으로 빈도해석을 적용하여 산정한다. 그러나 국내에서는 매시각별로 관측된 자료가 대부분이기 때문에 단기간 혹은 장기간의 지속기간에 대한 확률강우량을 산정하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 매시각단위의 지속기간 강우자료를 바탕으로 다양한 지속기간에 대한 확률 강우량을 산정할 수 있는 스케일 성질을 적용하여 확률강우량을 산정하여 정확성을 판단하였다. 강우자료는 비교적 신뢰성이 높고 자료기간이 긴 기상청 지점 22개 자료를 사용하였으며, 2003년까지의 관측된 자료를 이용하여 확률강우량을 산정한 후 지점빈도해석 프로그램인 FARD2006과 비교하여 지점빈도해석의 결과 값을 참값으로 절대상대오차를 산정하여 비교하였다. 산정한 방법은 기준이 되는 확률강우량을 산정한 후 그보다 긴 지속기간에 대한 확률강우량을 산정하는 방법인 상향스케일링 (Up-scaling)과 그 보다 짧은 지속기간에 대한 확률강우량을 산정하는 방법인 하향스케일링(Down-scaling)의 두 가지 방법으로 확률강우량을 산정하였다. 두 방법 모두 1시간$\sim$24시간의 지속기간에 대한 확률강우량을 2년$\sim$500년의 재현기간에 대하여 확률강우량을 산정하였으며, 빈도해석으로 산정한 FARD2006의 결과값과 비교하여 절대상대오차를 산정하였다. 그 결과, 시간단위자료를 사용할 경우 대부분 절대상대오차가 10% 미만인 결과를 얻을 수 있었으며, 14개의 재현기간 중에서 8개 이상의 재현기간에 대해 적용이 가능한 것으로 나타났다. 지속기간 1시간 강우자료를 기준 지속기간으로 1시간 미만의 지속기간에 대한 확률강우량을 추정한 결과 10분을 제외하고는 대부분 절대상대오차가 10% 내외의 정확도를 가지는 것으로 나타났다. 따라서 스케일 성질을 이용하여 미계측 강우지속기간의 확률강우량을 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

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Application of Dimensional Expansion and Reduction to Earthquake Catalog for Machine Learning Analysis (기계학습 분석을 위한 차원 확장과 차원 축소가 적용된 지진 카탈로그)

  • Jang, Jinsu;So, Byung-Dal
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.32 no.3
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    • pp.377-388
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    • 2022
  • Recently, several studies have utilized machine learning to efficiently and accurately analyze seismic data that are exponentially increasing. In this study, we expand earthquake information such as occurrence time, hypocentral location, and magnitude to produce a dataset for applying to machine learning, reducing the dimension of the expended data into dominant features through principal component analysis. The dimensional extended data comprises statistics of the earthquake information from the Global Centroid Moment Tensor catalog containing 36,699 seismic events. We perform data preprocessing using standard and max-min scaling and extract dominant features with principal components analysis from the scaled dataset. The scaling methods significantly reduced the deviation of feature values caused by different units. Among them, the standard scaling method transforms the median of each feature with a smaller deviation than other scaling methods. The six principal components extracted from the non-scaled dataset explain 99% of the original data. The sixteen principal components from the datasets, which are applied with standardization or max-min scaling, reconstruct 98% of the original datasets. These results indicate that more principal components are needed to preserve original data information with even distributed feature values. We propose a data processing method for efficient and accurate machine learning model to analyze the relationship between seismic data and seismic behavior.

Spatial Characteristics for Statistical Downscaling of Rainfall Data (강우의 통계학적 다운스케일링을 위한 공간특성 분석)

  • Lee, Jeong Eun;Lee, Jeongwoo;Kim, Chul Gyum;Kim, Nam Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.166-166
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    • 2018
  • 수자원 분야의 기후변화 연구에서 유출분석을 위한 장기유출모형의 입력자료로 일단위의 기상자료가 요구된다. 이러한 일자료의 생성을 위해 통계학적 다운스케일링 기법 중 추계학적 기상모의모형이 가장 널리 적용되고 있다. 또한, 유역단위의 합리적 유출분석을 위해서는 기상모의모형을 이용한 일자료 발생시 기상관측지점 간의 공간상관성 확보가 선행되어야 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 다지점 추계학적 기상모형의 개발 및 적용에 앞서 기존모형의 강우 발생과 크기와 관련된 주요요소들의 공간적인 특성을 분석하고자 하였다. 따라서, 본 연구에서는 국내 기상청 지점의 관측자료를 중심으로 모형의 강우발생과 관련된 강우/무강우 발생확률, 강우크기와 관련된 월강우량의 평균값, 월평균 강우량의 표준편차, 왜곡도를 산정하였다. 이를 중심으로 전국에 걸친 공간특성 분석을 통하여 다지점 추계학적 기상모의모형의 개발 및 적용시 고려해야 될 사항을 도출하고자 하였다.

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A Study on the Change of Dental Scaling Experience in Some Areas after Applying Scaling Insurance (스케일링 보험적용에 따른 일부지역의 스케일링 경험 변화 연구)

  • Park, Il-Soon
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.15 no.10
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    • pp.387-397
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    • 2017
  • The purpose of this study is to investigate the regional change of dental scaling experience by scaling insurance coverage in July, 2013. The data were used in the "Community Health Survey" of the 2012 and 2014. The results of the study are as follows; 1) The subjective oral health status and brushing of lunch was highest in Gangnam-gu in both 2012 and 2014(p<0.001). 2) Regular dental check-up was high in Gangnam-gu in both 2012 and 2014(p<0.001). 3) The Scaling experience rate increased in all three regions(p<0.001). 4) The socio-demographic characteristics and scaling experience were higher in 2012 and 2014(p<0.001). The scaling experience was higher when there were office workers and spouses(p<0.001). From the policy perspective, it seems necessary to take measures to reduce the gap in scaling experience rate due to differences in income and unequal medical environment.

Downscaling of Geophysical Data for Enhanced Resolution by Geostatistical Approach (물리탐사 자료의 해상도 향상을 위한 지구통계학적 다운스케일링)

  • Oh, Seok-Hoon;Han, Seong-Mi
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.31 no.7
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    • pp.681-690
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    • 2010
  • Inversion result of geophysical data given as a block type was geostatistically simulated with borehole observation given as a point type and was applied to the rock classifying map. The geophysical data generally involved secondary information for the target material and were obtained for overall region. In contrast, borehole data provided direct information for the target material, but tended to be effective only for a narrow range of region and were dealt as a point type. Integrated simulation or kriging interpolation of these two different kinds of information required the covariance for point-point, point-block and block-block. Using the Bssim module included in SGeMS software, integrated result of geophysical data and borehole data were obtained. The results were then compared with the method of geostatistical inversion proposed by authors. Downscaling method used in this study showed relatively more flexible than the geostatistical inversion.

Contamination of operator's clothing by aerosols during scaling (스케일링 시 에어로졸에 의한 술자의 의복 오염도)

  • Kang, Kyung-Hee;Kim, Ye-Jin;Min, Ji-Yeon;Park, Seul-Gi;Woo, Ju-Hee;Goong, Haw-Soo
    • Journal of Korean Academy of Dental Administration
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    • v.5 no.1
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    • pp.31-37
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    • 2017
  • Recently interest in infection control is increasing in hospitalsnfection control has become more important in the overall health care practiceental hospital also requires thorough infection control. There are various kinds of vectormedical clothing. Contaminated clothing of a hospital staff can be a vector of nosocomial infecton. actual case of nosocomial infecton caused by contaminated medical clothing, nursing students were measuring contamination levels of uniforms and pathogenic microorganism wdetected in front of the uniform and pocket. There is also a high risk of exposure to contamination in the dental hospital. We conducted a study to enhance awareness about infection and proper clothing management by comparing before and after contamination of clothing caused by aerosols produced during scaling. Subjects were scaling operators' uniforms in the department of dental hygiene, K University located in Daejeon. Before scaling, the uniform was sterilized by autoclavecaling was performed times in the same place (an average of 60 minutes per person, a total of 180 minutes). ive parts of the uniform (sleeves, chest, belly, thigh, edge of pants) contracted Rodak-plate for 15 seconds. After incubating the contacted Rodak-plate at 37℃ incubator, contamination levels by measuring the number of colonies. As a result, all parts increased number of colonies. ontamination order chestedge of pants thigh belly sleeves. Increase rate of colonies was also high in the order chest edge of pants thigh belly sleeves. This study showed seriousness of clothing contaminationcaused by aerol produced during scalingcontamination of clothing can be a path to nosocomial infecton. According to th study, infection control for clothing as well as dental instruments should be implemented and thorough infection control training needed for dental staff. In further researches, practical infection prevention supplementing clothing management method.

Application of a method for estimating rainfall erosivity using scaling Model (강우자료의 시간해상도를 고려한 강우침식능 추정과 스케일링 적용)

  • Jung, Younghun;Lee, Joon-Hak;Kim, Sunghun;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.412-412
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    • 2021
  • 일반적으로 강우자료의 시간 해상도가 높을수록(측정 주기가 짧아질수록) 강우침식능 값이 크게 산정되는 경향이 있다(Yin et al. 2015). 또한, 강우자료의 시간해상도가 서로 다를 경우에 각각 산정된 강우침식능 값을 동일한 값으로 비교하기 위해서는 어떤 변환 과정을 거쳐야 하는지에 대한 해석기법이 정립되어야 한다. 강우자료의 시간 해상도가 다를 경우 결과 값이 달라진다는 것은 알고 있지만, 이 값을 동일하게 산정된 값으로 간주하고 비교하는 것은 실무적으로 큰 오류를 범할 수 있다. 본 연구는 이러한 문제에 대하여 통계적인 방법과 강우의 스케일링 성질을 이용하여 서로 다른 지속기간을 갖는 해상도를 강우자료로 산정된 강우침식능 값을 상호 비교하여 변환할 수 있는 인자를 가진 실험식을 제시하고자 한다. 지난 50여 년 동안 전 세계 많은 연구자들이 서로 다른 방법으로 다양한 강우침식능 값을 산정하고 제시하였으나, 국가별로 상이한 자료와 각기 다른 계산방법으로 산정한 값을 동일한 값으로 비교하는 것은 큰 오류가 있으며, 이러한 오류를 감소시키기 위해서는 강우침식인자 계산방법에 대한 적절한 기준을 통한 산정방법이 마련되어야 한다. 본 연구를 통해 강우자료의 다양한 시간해상도에 따른 강우침식능 추정기법이 정립되면, 국내외 학계 및 실무자들이 각기 다양한 시간해상도로 산출된 강우침식능을 비교 분석할 수 있는 밑바탕을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.

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