• 제목/요약/키워드: Forecasting accuracy

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기상위험 조기경보를 위한 웹기반 표출시스템 구현 (Implementation of a Web-Based Early Warning System for Meteorological Hazards)

  • 공인학;김홍중;오재호;이양원
    • 대한공간정보학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.21-28
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    • 2016
  • 호우, 폭염, 한파와 같은 기상재해를 미연에 방지하기 위해서는 기상예측이 매우 중요하다. 우리나라 기상청에서는 현재시점의 기상특보를 제공하고 있고, 농촌진흥청에서는 농장재해에 대한 2일 예보를 일부 지역에 대해 시범서비스 하고 있다. 이러한 기상위험 조기경보 시스템의 발전을 위해서는 전국적인 고해상도 예측자료와 Web GIS가 통합될 필요가 있다. 본 연구는 1시간 간격, 1km 해상도의 수치예보 자료와 Web GIS가 통합된 형태의 기상위험 조기경보 서비스의 프로토타입 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 전지구모델 GME의 다운스케일링을 통해 시공간분해능이 향상된 기상위험 예측자료가 Web GIS를 통해 표출되도록 하였으며, 오픈소스 기반의 지도 API와 JavaScript 라이브러리의 시각화기법을 결합하여 동적 인터액션이 가능한 사용자 인터페이스를 구성하였다. 711,504개 격자점에 대하여 1시간 간격의 위도, 경도, 기온, 강수량 등 9개 항목으로 이루어진 대량의 데이터를 관리하기 위하여 오픈소스 기반의 DBMS인 PostgreSQL을 사용하였으며, Spring과 myBatis를 연동하여 전자정부 프레임웍기반의 웹서비스를 구성하였다. 이 시스템은 현재의 기상위험 상황에 대한 정보뿐만 아니라, 향후 7일간의 호우, 폭염, 한파 등 기상위험 예측정보가 1시간 간격 및 읍면동 단위로 제공된다. 이 시스템이 현업운용 되기 위해서는 수치예보의 정확도 향상과 함께 래스터 및 벡터 자료의 전처리시간 단축이 향후과제로서 해결되어야 할 것이다.

기상위성 휘도온도와 기상레이더 반사도 자료를 이용한 한반도 영역의 강우강도 추정 비선형 관계식 개선 (Improvement of Non-linear Estimation Equation of Rainfall Intensity over the Korean Peninsula by using the Brightness Temperature of Satellite and Radar Reflectivity Data)

  • 최학림;서종진;배주연;김수진;이광목
    • 한국지구과학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.131-138
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 위성의 밝기온도를 기반으로 한 정량적 강우량 추정기법의 개선을 위함이다. 우리나라 여름철 강우사례를 이용하여 강우추정을 위한 비선형 관계식을 개선하였다. 분석을 위해 레이더 자료로 기상청 기상레이더 관측망의 고도 1.5 km와 CMAX 반사도 합성자료를 사용하였으며, 위성자료는 천리안 위성의 가시, 적외, 수증기 채널의 자료를 이용하였다. 새롭게 도출된 알고리즘은 A-E method, CRR v4.0 analytic function의 결과와 비교를 하였다. 검증을 위해 우리나라 ASOS에서 관측한 지상강우량 자료를 사용하였다. 공간검증을 위해 검증지수로 POD, FAR, CSI를 계산하였으며 각각 0.67, 0.76, 0.21로 나타났다. 정량적 강우검증을 위해 MAE와 RMSE를 계산하였으며 각각 2.49, 6.18 mm/h였다. A-E에 비하여 정량적인 오차가 줄어들었으며 CRR에 비하여 공간적인 정확도가 증가하였다. 개선한 관계식을 적용한 방법이 두 알고리즘의 부족한 부분을 보완할 수 있는 것으로 판단된다. 개선한 관계식을 통해 강우를 추정하는 방법은 복잡한 알고리즘을 거치지 않고 짧은 시간에 강우추정이 가능함으로써 현업용 실시간 초단기 예보에 활용될 수 있다.

남극 장보고기지 주변 강풍사례 모의 연구 (A Numerical Simulation Study of Strong Wind Events at Jangbogo Station, Antarctica)

  • 권하택;김신우;이솔지;박상종;최태진;정지훈;김성중;김백민
    • 대기
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    • 제26권4호
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    • pp.617-633
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    • 2016
  • Jangbogo station is located in Terra Nova Bay over the East Antarctica, which is often affected by individual storms moving along nearby storm tracks and a katabatic flow from the continental interior towards the coast. A numerical simulation for two strong wind events of maximum instantaneous wind speed ($41.17m\;s^{-1}$) and daily mean wind speed ($23.92m\;s^{-1}$) at Jangbogo station are conducted using the polar-optimized version of Weather Research and Forecasting model (Polar WRF). Verifying model results from 3 km grid resolution simulation against AWS observation at Jangbogo station, the case of maximum instantaneous wind speed is relatively simulated well with high skill in wind with a bias of $-3.3m\;s^{-1}$ and standard deviation of $5.4m\;s^{-1}$. The case of maximum daily mean wind speed showed comparatively lower accuracy for the simulation of wind speed with a bias of -7.0 m/s and standard deviation of $8.6m\;s^{-1}$. From the analysis, it is revealed that the each case has different origins for strong wind. The highest maximum instantaneous wind case is caused by the approach of the strong synoptic low pressure system moving toward Terra Nova Bay from North and the other daily wind maximum speed case is mainly caused by the katabatic flow from the interiors of Terra Nova Bay towards the coast. Our evaluation suggests that the Polar WRF can be used as a useful dynamic downscaling tool for the simulation and investigation of high wind events at Jangbogo station. However, additional efforts in utilizing the high resolution terrain is required to reduce the simulation error of high wind mainly caused by katabatic flow, which is received a lot of influence of the surrounding terrain.

TerraSAR-X 위성레이더 오프셋 트래킹 기법을 활용한 스발바르 Uvêrsbreen 빙하의 2차원 속도 (Two-dimensional Velocity Measurements of Uvêrsbreen Glacier in Svalbard Using TerraSAR-X Offset Tracking Approach)

  • 백원경;정형섭;채성호;이원진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.495-506
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    • 2018
  • 전 지구적으로 기후 변화와 해수면상승에 대한 관심이 집중되면서 빙하의 변위 속도에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 빙하의 속도와 관련된 연구에서 현장관측 방법이 가장 정확한 데이터를 취득할 수 있으나 데이터 취득의 어려움으로 위성레이더를 활용한 오프셋 트래킹 기법이 활발하게 활용되고 있다. 오프셋 트래킹은 관측 정밀도가 위상 기반의 지표변위 관측 기법(위성레이더 간섭기법, 위성레이더 다중개구간섭기법)에 비하여 떨어지는 한계가 존재하였으나 최근 연구에 의하여 개선되었다. $Uv{\hat{e}}rsbreen$ 빙하 지역은 최근 연구에 의하여 1.5 m/year의 속도로 빙하의 고도가 저하된다는 사실이 밝혀졌다. 그 만큼 이 지역은 빙하 변위 속도는 기후변화에 큰 영향을 받고 있으며 장기적인 기후변화를 관측하고 예측하는 데에 중요하게 활용될 수 있다. 하지만 이 지역에 대한 구체적인 연구 사례는 거의 존재하지 않는다. 본 연구에서는 개선된 위성레이더 오프셋 트래킹 기법을 활용하여 $Uv{\hat{e}}rsbreen$ 지역의 2차원 변위 속도를 관측하였다. 그 결과 연간 최대 133.7 m/year의 속도로 빙하가 이동하는 것이 확인되었다. 관측 정밀도는 아지무스 방향과 레인지 방향에 대하여 각각 5.4 그리고 3.3 m/year이었다. 이 결과는 장기적인 빙하의 고도 변화에 관한 연구 그리고 기후 변화에 따른 환경 영향 평가 연구에 활용될 것이다.

분석대상 규모에 따른 수단분담모형의 추정과 적용에 관한 연구 (Development and Application of the Mode Choice Models According to Zone Sizes)

  • 김주영;이승재;김도경;전장우
    • 대한교통학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.97-106
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    • 2011
  • 수단선택모형은 신설중이거나 계획중인 새로운 교통수단의 수요를 추정하기 위하여 필수적인 요소이다. 현재 교통수요분석시 수단분담모형구축을 위해 지역별로 공통된 효용함수의 파라미터를 사용하고 있으며, 이로 인해 수단선택 행태 예측시 오류가 발생하는 경우가 존재한다. 권역별 자료를 집계하여 공통된 파라미터를 사용함으로써 발생하는 문제점은 다음과 같다. 수단선택모형으로 인한 수단전환 효과를 측정하기 위하여 집계모형(aggregate model)을 사용할 경우 분석권역에 따라 수단분담모형에서는 통행시간이나 통행비용에 대한 계수의 분포가 다름(분석권역별로 서로 다른 모집단 분포를 하고 있음)에도 불구하고 하나의 파라메타로 모집단을 설명하고자 할 경우 모집단을 적절히 설명하지 못하게 된다. 따라서 통행비용 및 통행시간과 같은 정책변수의 변화에 민감하게 반응하지 못하는 경우가 발생한다. 특히 수단선택 모형에 사용되는 로짓모형과 같이 비선형함수의 경우에 집합화자료를 사용함으로써 집합화에 의한 오차(aggregation error) 또한 문제가 된다. 본 논문의 목적은 수단선택 행태에 영향을 미치는 지역적 특성을 고려하고, 지역단위별로 공통된 파라미터를 사용하면서 나타나는 집합화 오차를 줄일 수 있도록 분석대상 규모(zone size)별 수단분담모형 파라미터값을 추정하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 2006년 가구통행실태조사 자료를 이용하여 각 분석단위(zone)의 수단별 파라미터를 추정하였다. 추정된 결과의 경우 파라미터값의 부호와 한계대체율에 의한 시간가치가 상식적으로 적정한지를 판단하고, 통계적으로 적합한지에 대하여 검증을 실시하였다. 또한 구축된 모형의 실제 사례에 적용가능성을 보기 위하여 서울지하철 9호선의 개통 전 후를 비교하여 현실에서 관측된 수단분담율 변화와 모형상의 예측치를 비교하여 정확성 및 신뢰성을 검토하였다.

역세권을 반영한 도시철도 역별 수요추정 모형 개발 (Modeling the Urban Railway Demand Estimation by Station Reflecting Station Access Area on Foot)

  • 손의영;김재영;정창용;이종훈
    • 대한교통학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.15-22
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    • 2009
  • 도시철도 수요를 일반적인 4단계 모형에 의해서 역별로 추정하는 경우에는 몇 가지 한계가 존재한다. 첫째 행정동 기반 사회경제지표를 토대로 하므로 행정동 단위의 도시철도 수요가 추정될 수밖에 없다. 그러나 각 행정동에 1개만이 아닌 2개 이상의 역이 위치할 경우 행정동 단위의 수요를 2개 이상의 역에 적절하게 할당하기가 쉽지 않다. 둘째 역별 도시철도 수요는 행정동보다 공간적 범위가 좁은 역세권 특성에 커다란 영향을 받게 된다. 그러므로 역세권보다 넓은 행정동 전체 특성을 기반으로 한 도시철도 수요 추정과 역별 할당에 의한 역별 수요 추정은 부정확할 수밖에 없다. 위와 같이 행정동을 기반으로 한 자료 사용의 한계로 도시철도 역별 수요를 제대로 추정하기 어려운 점이 존재하여, 본 연구에서는 크게 두 가지 방안을 검토하였다. 첫째는 행정동이 아닌 역세권을 기반으로 하는 사회경제지표 자료를 토대로 역별 수요를 추정하는 방안이다. 그러나 이 방안은 자료 수집과 분석에 너무 많은 시간과 노력이 소요되는 것에 비하여, 추정의 정확도는 크게 높아지지 않는 것으로 나타났다. 둘째는 일반적인 4단계모형을 적용하되 역세권 특성을 반영하기 위해 행정동 센트로이드 위치 및 도시철도 역과의 커넥터 거리를 각 역별로 조정하여 역세권을 반영하는 방안이다. 행정동 센트로이드 위치 및 커넥터 거리를 조정하는 두 번째 방법을 적용하여 역별 수요를 추정한 결과를 실제 집계된 서울시 지하철의 역별 수요를 비교한 결과, 각 역별로 매우 근사한 결과를 나타내었다.

공간기후모형을 이용한 나주지역 배 개화기 일 최저기온 예보 (Forecasting of Daily Minimum Temperature during Pear Blooming Season in Naju Area using a Topoclimate-based Spatial Interpolation Model)

  • 한점화;이병렬;조경숙;최장전;최진호;장한익
    • 한국농림기상학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.209-215
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    • 2007
  • 2004년부터 2005년까지 복잡 지형에 위치한 나주 지역 배 과수원에 대하여 광역적 기후 지형 모형을 적용, 일 최저 기온의 공간분포를 정밀 추정함으로써 서리 경고 시스템의 정확성을 향상시키고자 하였다. 2004년 봄, 세 곳의 배 과수원에 대해 모형을 적용한 결과, 관측값과 일치함을 보여 주었고 예측력은 기상청 예측 결과보다 더 향상되었다. 실측과 모형에 의한 일 최저 기온의 차이는 골짜기에서 $-2.1{\sim}+2.7^{\circ}C$(평균 $-0.4^{\circ}C$), 강변에서 $-1.6{\sim}+2.7^{\circ}C$(평균 $-0.4^{\circ}C$), 구릉지에서 $-1.1{\sim}+3.5^{\circ}C$(평균 $0.6^{\circ}C$)였다. 냉기침강 효과가 크고 서리 내습 가능성이 높은 골짜기와 강변의 오차가 크게 줄어들었다.

WRF와 ENVI-met 수치 모델을 이용한 산악지형의 바람장 변화 모사 (Simulations of Changes in Wind Field Over Mountainous Terrains Using WRF and ENVI-met Numerical Models)

  • 원명수;한선호
    • 한국농림기상학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.17-25
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    • 2013
  • 본 연구는 복잡한 산악지형에서 바람장 변화를 해석하고, 산불발생시 확산방향을 예측하여 산불방지 전략에 활용하기 위해서 수행되었다. 연구 대상지는 2000년 4월 7일 산불이 발생하여 10일간 진행되었던 삼척지역을 대상으로 하였다. 삼척 산불피해지는 복잡한 산악구조를 가지고 있는데 먼저 중규모 기상 모델인 WRF를 사용하여 대상지에 설치한 AWS(4 지점)의 관측결과와 비교하였다. WRF 모의 결과, 4개 지점의 풍속은 AWS 관측지점의 풍속에 비해 5~8m/s(200% 과대평가) 강하였으며, 관측된 풍향은 지점마다 다양하게 나타난 것에 비해 모의된 풍향은 모든 지점에서 서풍계열로 나타났다. 결과적으로 WRF와 같은 중규모 기상모델은 복잡한 산악지형에서의 바람장 변화를 잘 모의하지 못하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 미기상 대기유동장 수치모형인 ENVI-met 프로그램을 이용하여 지표면 높이에서 삼척 LTER 지역의 국지규모 바람장을 모의하였다. 지형효과에 의한 모델의 민감도를 위해 다양한 초기 조건(기류, 온 습도, 대기난류, 토양 및 식생 모형)들을 고려하여 분석하였다. ENVI-met 모의결과, 풍속은 실측과 비교할 때 약 70%의 정확도를 보였으며, 풍향은 계곡부와 능선부에서 지형효과로 인한 변화를 잘 반영하였다. 향후 ENVI-met은 산불확산예측 및 산불방지전략 수립을 위해 미기상 대기유동장 수치모형을 이용하여 산악지역의 미기상 해석에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

수리 모형을 이용한 Korea Land Data Assimilation System (KLDAS) 자료의 수문자료에 대한 영향력 분석 (Interactions between Soil Moisture and Weather Prediction in Rainfall-Runoff Application : Korea Land Data Assimilation System(KLDAS))

  • 정용;최민하
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.172-172
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    • 2011
  • The interaction between land surface and atmosphere is essentially affected by hydrometeorological variables including soil moisture. Accurate estimation of soil moisture at spatial and temporal scales is crucial to better understand its roles to the weather systems. The KLDAS(Korea Land Data Assimilation System) is a regional, specifically Korea peninsula land surface information systems. As other prior land data assimilation systems, this can provide initial soil field information which can be used in atmospheric simulations. For this study, as an enabling high-resolution tool, weather research and forecasting(WRF-ARW) model is applied to produce precipitation data using GFS(Global Forecast System) with GFS embedded and KLDAS soil moisture information as initialization data. WRF-ARW generates precipitation data for a specific region using different parameters in physics options. The produced precipitation data will be employed for simulations of Hydrological Models such as HEC(Hydrologic Engineering Center) - HMS(Hydrologic Modeling System) as predefined input data for selected regional water responses. The purpose of this study is to show the impact of a hydrometeorological variable such as soil moisture in KLDAS on hydrological consequences in Korea peninsula. The study region, Chongmi River Basin, is located in the center of Korea Peninsular. This has 60.8Km river length and 17.01% slope. This region mostly consists of farming field however the chosen study area placed in mountainous area. The length of river basin perimeter is 185Km and the average width of river is 9.53 meter with 676 meter highest elevation in this region. We have four different observation locations : Sulsung, Taepyung, Samjook, and Sangkeug observatoriesn, This watershed is selected as a tentative research location and continuously studied for getting hydrological effects from land surface information. Simulations for a real regional storm case(June 17~ June 25, 2006) are executed. WRF-ARW for this case study used WSM6 as a micro physics, Kain-Fritcsch Scheme for cumulus scheme, and YSU scheme for planetary boundary layer. The results of WRF simulations generate excellent precipitation data in terms of peak precipitation and date, and the pattern of daily precipitation for four locations. For Sankeug observatory, WRF overestimated precipitation approximately 100 mm/day on July 17, 2006. Taepyung and Samjook display that WRF produced either with KLDAS or with GFS embedded initial soil moisture data higher precipitation amounts compared to observation. Results and discussions in detail on accuracy of prediction using formerly mentioned manners are going to be presented in 2011 Annual Conference of the Korean Society of Hazard Mitigation.

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유통업체의 부실예측모형 개선에 관한 연구 (Performance Evaluation and Forecasting Model for Retail Institutions)

  • 김정욱
    • 유통과학연구
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    • 제12권11호
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    • pp.77-83
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    • 2014
  • Purpose - The National Agricultural Cooperative Federation of Korea and National Fisheries Cooperative Federation of Korea have prosecuted both financial and retail businesses. As cooperatives are public institutions and receive government support, their sound management is required by the Financial Supervisory Service in Korea. This is mainly managed by CAEL, which is changed by CAMEL. However, NFFC's business section, managing the finance and retail businesses, is unified and evaluated; the CAEL model has an insufficient classification to evaluate the retail industry. First, there is discrimination power as regards CAEL. Although the retail business sector union can receive a higher rating on a CAEL model, defaults have often been reported. Therefore, a default prediction model is needed to support a CAEL model. As we have the default prediction model using a subdivision of indexes and statistical methods, it can be useful to have a prevention function through the estimation of the retail sector's default probability. Second, separating the difference between the finance and retail business sectors is necessary. Their businesses have different characteristics. Based on various management indexes that have been systematically managed by the National Fisheries Cooperative Federation of Korea, our model predicts retail default, and is better than the CAEL model in its failure prediction because it has various discriminative financial ratios reflecting the retail industry situation. Research design, data, and methodology - The model to predict retail default was presented using logistic analysis. To develop the predictive model, we use the retail financial statements of the NFCF. We consider 93 unions each year from 2006 to 2012 to select confident management indexes. We also adapted the statistical power analysis that is a t-test, logit analysis, AR (accuracy ratio), and AUROC (Area Under Receiver Operating Characteristic) analysis. Finally, through the multivariate logistic model, we show that it is excellent in its discrimination power and higher in its hit ratio for default prediction. We also evaluate its usefulness. Results - The statistical power analysis using the AR (AUROC) method on the short term model shows that the logistic model has excellent discrimination power, with 84.6%. Further, it is higher in its hit ratio for failure (prediction) of total model, at 94%, indicating that it is temporally stable and useful for evaluating the management status of retail institutions. Conclusions - This model is useful for evaluating the management status of retail union institutions. First, subdividing CAEL evaluation is required. The existing CAEL evaluation is underdeveloped, and discrimination power falls. Second, efforts to develop a varied and rational management index are continuously required. An index reflecting retail industry characteristics needs to be developed. However, extending this study will need the following. First, it will require a complementary default model reflecting size differences. Second, in the case of small and medium retail, it will need non-financial information. Therefore, it will be a hybrid default model reflecting financial and non-financial information.