• Title/Summary/Keyword: 회귀조류

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A Study on the Characteristics of Algae Occurrence in Lower Watershed of Nam River Dam by Using Multiple Regression Analysis (다중회귀분석을 이용한 남강댐 하류지역의 조류발생 특성 연구)

  • Jung, Woo Suk;Kim, Young Do
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.126-126
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    • 2016
  • 남강은 낙동강 주요 지류인 동시에 낙동강 하류지역의 유지용수, 생활, 공업, 농업용수 공급 등에 중요 역할을 하고 있어 오염원 및 수질관리가 매우 중요하다고 볼 수 있다. 최근 남강댐 하류 및 남강합류 후 낙동강 본류인 창녕함안보 지점에서의 녹조 발생이 빈번해지고 있으며, 녹조현상에 대한 관심과 우려가 높아지고 있는 실정이다. 따라서 기존 호소의 녹조관리는 '조류경보제'에 의해서 관리되고 있지만 4대강 16개의 보 건설 이후 '수질예보제'와 같이 녹조관리를 위한 제도 및 정책이 시행되면서 조류관리의 중요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 기존의 많은 문헌들을 참고하여 조류의 영향인자를 파악하였으며, 남강유역의 물관리 기초자료를 수집하고 구축된 데이터 기반의 각 항목별 주요항목 영향인자 분석을 위한 상관성 분석을 실시하여 영향인자별 상관관계 우선순위를 선정하여 입력변수로 이용하였다. 그에 따른 데이터 마이닝을 통한 조류 발생특성을 고려하여 예측 모형인 다중회귀분석(Multiple Regression Analysis)을 구현하였다. 회귀분석 과정에서 다중공선성이 발생하는 변수에 대해서는 모형에서 제거하였으며, 잔차분석을 통해 이상치와 영향치를 검토하여 고려하였다.

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Abundance of Breeding Birds in Relation to Forest Environment in Jirisan National Park (지리산국립공원의 산림환경에 따른 번식조류의 풍부도)

  • Lee, Do-Han;Song, Ho-Kyung
    • Korean Journal of Environment and Ecology
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    • v.22 no.3
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    • pp.320-324
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    • 2008
  • This study was conducted to investigate abundance of breeding birds in relation to forest environment, to figure out the influential factors in abundance of breeding birds and to get the basic data for effective management of the bird community in Jirisan National Park. For this purpose, this research selected 4 main hiking trails as survey points and conducted a survey on breeding bird species and forest environment from April to August in 2007. The study results are as follows: The number of the birds observed during the breeding season was 33 species at the elevation of 300 meters to 1,900 meters. This research made a regression analysis of 13 bird species appearing at more than 30% of all surveyed points, species richness, and richness in the number of individuals. As a result of making a simple and multiple regression analysis of the factors, among the forest environment factors, that have an effect on richness in bird species, each species was found to be less influenced by an elevation. In addition, this analysis revealed that among the forest environment factors, coverage of tree-1 layer(>12m), tree height, coverage of shrub layer(2${\sim}$0.5m), slope, coverage of subtree-2 layer(4${\sim}$2m) appeared as more influential ones on the variation of abundance in more species than an elevation itself. That explains why it is necessary to continuously maintain and manage the coverage of tree-1 layer(>12m), tree height, coverage of shrub layer(2${\sim}$0.5m), slope, and coverage of subtree-2 layer$(4{\sim}2m)$, etc. for the preservation and management of bird species in a breeding season at Jirisan National Park.

Analysis of Correlation Between the Number of Cyanobacterias and Water Quality Parameters in Geum River (금강유역의 남조류 세포수와 수질인자 간의 상관관계 분석)

  • Park, Gue Tae;Jang, Dong Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.213-213
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    • 2020
  • 최근 나타나는 지구온난화와 이상기후로 인해 가뭄과 홍수피해 같은 자연재해 발생 빈도가 높아졌고, 하천에서는 오염된 수질과 수생태계 복원 및 수변공간 조성, 수자원 관리 등의 목적으로 수질환경 개선사업이 진행되고 있다. 수질환경 측면에서 하천에서 발생하는 가장 큰 문제점으로는 녹조 즉, 남조류의 발생을 예로 들 수 있다. 본 연구에서는 최근 보 개방을 통하여 수질개선 효과가 나타나고 있는 금강을 대상으로 세종보, 공주보, 백제보 구간에 대하여 주요 수질인자에 대한 상관관계 분석을 수행하였다. 특히 남조류 세포수와 주요 하천 수질인자를 Pearson's correlation analysis를 이용하여 상관관계를 분석하였고, 보 위치별 남조류 세포수를 종속변수로 하고, 상관도가 높은 수질인자를 독립변수로 하는 다중회귀식을 도출하여 금강 내 주요 하천 수질인자의 농도에 따른 남조류 세포수 관계를 규명하고자 하였다. 분석기간은 2012년 1월부터 2019년 12월까지 보 건설 이후 시점으로 선정하였고, 월 평균 남조류 개체수가 조류경보제 발령기준 관심단계이상에 해당하는 금강수계의 3개 보에 대하여 남조류 세포수와 수질에 영향을 끼치는 인자인 강수량, (수온)W·T, (수소이온농도)pH, (용존산소)DO, (생물화학적산소요구량)BOD, (화학적산소요구량)COD, (부유물질량)SS, (총질소)TN, (총인)TP, (클로로필-a)Chl-a, (전기전도도)EC, (질산성질소)NO3-N, (암모니아성 질소)NH3-N, (인산염 인)PO4-P, (용존총질소)DTN, (용존총인)DTP, (총유기탄소)TOC 와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 측정 지점별 남조류 세포수와 상관관계가 있는 인자는 서로 상이했지만 (수온)W·T과 pH의 경우 모든 지점에서 남조류 세포수와 양의 상관관계가 나타났다. 세종보는 W·T(0.383, P<0.01), pH(0.391, P<0.05)의 양의 상관계수를 나타냈고, 공주보에서는 (수온)W·T(0.436, P<0.05), pH(0.412, P<0.05)의 양의 상관관계를 나타냈다. 백제보에서는 (수온)W·T(0.415, P<0.01), pH(0.221, P<0.01)의 양의 상관성을 나타냈다. 남조류 세포수와 수질인자 간의 상관관계 분석에 따라 통계적으로 유의한 인자 중 (수온)W·T과 pH에 영향을 받는 영양염류와 퇴적물에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료되며, 연구를 통해 제시된 남조류 세포수 다중회귀식은 주요 수질인자 농도에 따라 발생 가능한 남조류세포수를 예측하여 금강의 수질 관리에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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The Calculation Method of Cell Count for the Bloom-forming (Green tide) Cyanobacterium using Correlation between Colony Area and Cell Number in Korea (군체 크기와 세포수 상관관계를 이용한 녹조 유발 남조류의 세포수 산정 방법)

  • You, Kyung-A;Song, Mi-Ae;Byeon, Myeong-Seop;Lee, Hae-Jin;Hwang, Soon-Jin
    • Korean Journal of Ecology and Environment
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    • v.47 no.4
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    • pp.350-357
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    • 2014
  • Harmful Algal Bloom Alert System (HABAS) for drinking water supply is require to fast and accurate count as system monitoring of cyanobacterium occurrence and inducing a response action. We measured correlation between colony size and cell number including genus Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Oscillatoria which are targeted at HABAS, deducted from standard formula, and suggested calculation method from colony size to the number of cell. We collected cyanobacteria samples at Han River (Paldang reservoir), Nakdong River (Dalseong weir, Changnyeonghaman weir) and Geum River (Gobok reservoir) from August to October, 2013. Also, we studied correlation between colony size and cell number, and calculated regression equation. As a result of correlation of harmful cyanobacteria by genus, Anabaena spp. and Aphanizomenon spp. having trichome showed high correlation coefficients more than 0.93 and Microcystis spp. having colony showed correlation coefficient of 0.76. As a result of correlation of harmful cyanobacteria by species, Anabaena crassa, Aphanizomenon flos-aquae, A. issatschenkoi, Oscillatoria curviceps, O. mougeotii having trichome showed high correlation coefficients from 0.89 to 0.96, and Microcystis aeruginosa, M. wessenbergii, M. viridis having colony showed correlation coefficients from 0.76 to 0.88. Compared with other genus Microcystis relatively showed low correlation because even species and colony size are the same, cell density and cell size are different from Microcystis strains. In this study, using calculated regression might be fast and simple method of cell counting. From now on, we need to secure additional samples, and make a decision to study about other species.

Relationship of Initial Density, Biomass and Tuber Productivity of Scirpus planiculmis in the Nakdong River Estuary (낙동강 하구 새섬매자기 초기밀도, 생체량과 괴경량의 관계)

  • Yi, Yong Min;Yeo, Un Sang;Sung, Kijune
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.15 no.1
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    • pp.9-17
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    • 2013
  • Scirpus planiculmis dominated in Nakdong river estuary is known as food for birds visiting to Nakdong river estuary and plays an important role in material cycle and food web, while repeating growth and production, decomposition process in 1-year interval. Therefore, if it is able to predict effectively biomass or tuber production of Scirpus planiculmis which is food source for estuarine organisms or birds, it can provide very useful information on the Nakdong river estuary management. In this study, regression equation that can predict the tuber production, food for birds, was obtained using initial density of Scirpus planiculmis that can minimize the disturbance of ecosystem and is faster and easier. The correlation analysis results show that density, biomass and tuber production have liner relationship(p<0.001) with 0.6103~0.9950 of correlation coefficients. In addition, the regression equations have high coefficients of determination of 0.3696~0.7145 and it shows that it is able to predict biomass or tuber production while using the estimated regression equation obtained from relationship among the initial density, biomass and tuber production. The results of this study are expected to utilize effectively the management of estuary ecosystem such as management on food source for migratory birds visiting to Nakdong river estuary.

Relationship between the Distribution of Wildbirds and Temperature for Six Years - A Case Study of Worldcup Park in Seoul, Korea - (6년 동안의 야생조류 변화와 기온과의 관계연구 - 월드컵공원을 대상으로 -)

  • Kim, Ji-Seok;Han, Bong-Ho;Kwak, Jeong-In
    • Korean Journal of Environment and Ecology
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    • v.24 no.3
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    • pp.227-234
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    • 2010
  • To see the influence of bird species by the change of temperature in city, we have carried out bird census 22 times for 6 years from 2003 to 2008 in Worldcup Park, Seoul. And we analysed the correlation between the temperature of Seoul and wildbirds. 15 orders, 38 families and 102 species were confirmed to have existed. We could find that Hypsipetes amaurotis gradually turned out to have increased with statistical significance for 6 years. To analyze the relationship between the temperature of Seoul and wildbirds, we have chosen 31 bird species observed more than 30% in frequency and proceeded the regression analysis. The survey shows that with the temperature rise the number of the resident birds such as Pica pica, Parus palustris, Anas platyrhynchos and Anas poecilorhyncha and the migratory birds such as Buteo buteo has declined. These 5 species have a possibility to be decreased as a global climate warming and maybe move to another habitat. In contrast, Oriolus chinensis and Falco tinnunculus are characterized into the species that increased due to the rising temperature. So they have a posibility to increase and expand their habitat. This survey shows that temperature rise can cause to change the composition of bird species. And 7 bird species related with the change of temperature have a great possibility as a indicator of the climate change.

Study on the Prediction of short-term Algal Bloom in Juksan weir Using the Model Tree (모델트리를 활용한 죽산보 단기조류예측에 관한 연구)

  • Lee, Bo-Mi;Yi, Hye-Suk;Chong, Sun-A;Joo, Yong-Eun;Kim, Ho-Joon;Choi, Kwang-Soon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.450-450
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    • 2018
  • 최근 기후변화와 수온상승으로 인한 녹조발생이 빈번하게 나타나며, 녹조발생에 관한 관심은 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 본 연구는 효율적인 녹조관리를 위하여 모델트리를 활용하여 클로로필-a 단기조류예측 기법을 개발하였다. 대상지역으로 영산강수계의 죽산보를 선정하였으며, 2013년 1월부터 2016년 12월까지 나주 수질자동측정망의 일 단위자료와 동일기간 광주 기상청의 일별 기상자료를 이용하였다. 상관 분석을 통해 T-N, T-P, N/Pratio와 클로로필-a, 수온, 일사량, 강수량을 독립변수로, 단기(t+1일, t+3일, t+5일, t+7일) 클로로필-a를 종속변수로 선정하여 단기조류예측기법을 개발하였다. 수집한 자료의 데이터세트는 격일 간격으로 Training, Testing 기간으로 구분하여 적용한 결과, 상관계수는 1일 예측 시, Training 기간에 0.89, Testing 기간에 0.91, 3일 예측 시, Training 기간에 0.74, Testing 기간에 0.68, 5일 예측 시, Training 기간에 0.70, Testing 기간에 0.66, 7일 예측 시, Training 기간에 0.63, Testing 기간에 0.62로 나타났다. RMSE(Root Mean Square Error)는 1일 예측 시, Training 기간에 13.96, Testing 기간에 12.22, 3일 예측 시, Training 기간에 20.03, Testing 기간에 22.14, 5일 예측 시, Training 기간에 21.32, Testing 기간에 22.57, 7일 예측 시, Training 기간에 23.52, Testing 기간에 23.45로 나타났다. 예측주기에 따라 모델트리와 회귀식에서 활용한 독립변수는 1일 예측 시, 모델트리는 N/Pratio, 클로로필-a, 회귀식은 클로로필-a로 다르게 나타났다. 반면, 3일, 5일, 7일 예측 시, 모델트리와 회귀식에 활용된 변수는 같게 나타났다. 클로로필-a, 수온, 일사량은 5일 예측 시 활용된 변수로, 3일 예측 시에는 기상항목인 강수량이, 7일 예측 시에는 수질항목인 T-N, N/Pratio가 추가되었다. 특히 1일 예측 시 일 때, 높은 예측정도와 활용된 변수의 수가 적게 나타나는 것을 확인하였으며, 예측기간이 길어질수록 예측의 정확성이 낮아지고, 활용된 변수의 수가 많아지는 것을 확인하였다. 향후 적정한 예측기간을 판단하고 예측가능성을 높이기 위해서는 지속적인 자료취득 및 개선이 필요하며, 이를 바탕으로 적절한 단기조류예측이 가능할 것으로 판단된다.

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Heavy Metal Accumulation in Some Korean Rare Bird Species (한국산 희귀조류 수 종에 대한 중금속 축적)

  • 이두표
    • The Korean Journal of Ecology
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    • v.27 no.3
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    • pp.141-146
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    • 2004
  • This paper reports on Pb and Cd concentrations in the tissues of 76 individuals of 16 rare bird species found dead across Korea. In most of species, Pb concentration was higher in kidney and bone than in liver. The range of the mean liver Pb was 0.47 (Cygnus cygnus)∼3.74 ㎍/wet g (Asio flammeus). Based on hepatic Pb concentrations, 39 (51.3%) of the 76 individuals were classifed as background level (〈2㎍/wet g), 35 (46.1%) were elevated level (〉2㎍/wet g) and 2 (2.6%) were poisoned level (〉10㎍/wet g). These results were indicated many rare birds were suffered from chronic Pb exposure. Cd concentration was generally higher in kidney than in liver and bone. The range of the mean kidney Cd was 0.06 (Bubo bubo)∼l.75㎍/wet g (falco subbuteo). Only one of the 76 individuals had elevated Cd concentration (〉2.7㎍/wet g) in kidney. These results indicated most of rare birds had low Cd accumulations.

Analysis of Algal Bloom Occurrence Characteristics Namyang Lake using Sentinel-2 MSI (Sentinel-2 MSI를 활용한 남양 간척담수호의 조류발생 특성 분석)

  • Wonjin Jang;Jinuk Kim;Jiwan Lee;Yongeun Park;Seongjoon Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.56-56
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    • 2023
  • 남양호는 농업용수 공급을 위해 건설된 하구 담수호로 과도한 영양물질 축적으로 인해 매년 여름 녹조류가 번성한다. 따라서 본 연구에서는 조류발생 특성을 분석하고자 식물성 플랑크톤 및 관련 분해 산물에 의해 고유 광학특성을 가지고 있는 Chlorophyll-a(Chl-a)의 추정을 통한 녹조 발생을 파악하고자 Sentinel-2 Multi Spectral Image(MSI)의 원격 반사율 광학 스펙트럼을 사용하였다. Chl-a 추정알고리즘 개발을 위하여 Sentinel-2 A, B의 교차 방문주기인 5일 간격에 맞추어 현장수질자료(2022년: 27회 2023년: 27회)를 측정하였다. Chl-a 농도는 EXO-YSI를이용하여 측정하였으며 해당기간동안 9.4 ~ 127.1 mg/L의 범위를 보였으며, Sentine-2 자료는 A, B자료에서 B1(443 nm) ~ B8A(865 nm)파장의 값을 기상조건(구름, 안개, 강수)을 고려하여 현장수질측정 위치에서 반사도를 추출하였다. 입력자료는 대기 및 방사영향을 고려해 반사도 간의 비율자료와 선행연구에서 활용된 반사도를 활용하였으며 알고리즘은 다중선형회귀분석(Multi Linear Regression Model)과 Random Forest를 활용하였다. MLR의 경우 결정계수(R2)가 학습 및 검증에서 각각 0.68, 0.59의 성능을 보였으며, RF의 경우 각각 0.94, 0.85의 성능을 보였다. 해당알고리즘으로 생성된 Chl-a 시공간농도 자료는 담수호내 조류발생 특성을 분석하고 효율적 조류관리 및 대처에 활용될 것으로 판단된다.

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Development of optimization method for water quality prediction accuracy (수질예측 정확도를 위한 최적화 기법 개발)

  • Lee, Seung Jae;Kim, Hyeon Sik;Sohn, Byeong Yong;Han, Ji Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.41-41
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    • 2018
  • 하천과 저수지의 수질을 예측하고 관리하는데 수리 수질예측모형이 널리 활용되고 있다. 수질예측모형은 유역이나 수체 내의 오염물질 이동경로나 농도를 수치해석 방법으로 계산하여 사용자가 필요로 하는 지점과 시점에서의 수질자료 생산하는데 활용되고 있다. 수질예측모형은 검 보정을 통해 정확도를 확보하며, 정확도의 확보를 위해서는 높은 수준의 전문성을 필요로 한다. 특히 시행착오법으로 모형을 보정하는 경우 많은 시간과 노력을 필요로 하게 되며, 보정계수를 과대 혹은 과소로 모형에 적용하는 오류를 범하기 쉽고 모델러의 주관이 관여되기 쉽다. 그래서 본 연구에서는 CE-QUAL-W2모형의 조류항목에 대한 모형 보정을 위하여 Chl-a와 남조류세포수에서 주로 활용되고 있는 보정계수에 대한 민감도 분석 결과를 토대로 매개변수별 모의결과 변화율을 산정하였으며, 시기적 경향성을 재현하기 위해 Ensemble-Bagging 기법과 머신 러닝 기법을 적용하여 모형 구동횟수를 최소화 할 수 있는 방법으로 구성하였다. Chl-a를 보정하기 위한 매개변수는 9개를 선정하였으며, 규조류, 남조류, 녹조류에 총 27개 매개 변수를 민감도 분석으로 도출 한 후 예상 변화율 대비 이벤트별 모의치와 실측치 간 %difference가 유사하도록 매개변수를 조정하였다. 또한 각 이벤트 조합의 매개변수 빈도수와 매개변수별 예상변화율, 시기적 조류특성을 고려하여 가중치를 도출하였으며, 1회 보정에 맞춰 Chl-a 모델 실행결과를 %difference로 평가한 후 "good"등급을 만족할 때까지 반복 적용하였다. 남조류세포수의 경우 Chl-a에 맞춰 매개변수 최적화 이후 남조류세포수 농도를 세포수로 환산하기 위한 CACEL에 대해 머신러닝 기법을 적용하였으며, CACEL 추정변화율 회귀식에 따라 평가 한 후 %difference "good"등급 이상을 만족할 때까지 반복 수행하는 방법을 적용하였다. 본 연구에서는 수질예측모형의 정확도를 확보하기 위하여 최적화 기법을 적용하였으며, 이를 통해 모형을 보정하는 과정에서 요구되는 시간과 노력을 줄일 수 있도록 하였으며, Ensemble기법과 머신러닝 기법을 적용하여 모형보정계수 적용에 객관성을 확보할 수 있도록 하였다.

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