Biao Zhang;Jinjia Cao;Shuang Lin;Xiaomeng Li;Yulong Zhang;Xiaochang Zheng;Wei Chen;Yingming Song
Nuclear Engineering and Technology
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제56권1호
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pp.160-166
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2024
The inversion of radiation field distribution is of great significance in the decommissioning sites of nuclear facilities. However, the radiation fields often contain multiple mixtures of radionuclides, making the inversion extremely difficult and posing a huge challenge. Many radiation field reconstruction methods, such as Kriging algorithm and neural network, can not solve this problem perfectly. To address this issue, this paper proposes an optimized inverse distance weighted (IDW) interpolation algorithm for reconstructing the gamma radiation field. The algorithm corrects the difference between the experimental and simulated scenarios, and the data is preprocessed with normalization to improve accuracy. The experiment involves setting up gamma radiation fields of three Co-60 radioactive sources and verifying them by using the optimized IDW algorithm. The results show that the mean absolute percentage error (MAPE) of the reconstruction result obtained by using the optimized IDW algorithm is 16.0%, which is significantly better than the results obtained by using the Kriging method. Importantly, the optimized IDW algorithm is suitable for radiation scenarios with multiple radioactive sources, providing an effective method for obtaining radiation field distribution in nuclear facility decommissioning engineering.
표준관측소의 점 단위 기온 관측 및 예보값을 농업분야에서 활용하기 위해서는 공간내삽이 필요한 경우가 많지만 기후학적 평년값 같은 장기간의 평균값 내삽과는 달리 지형효과를 반영하기 어려워 거리역산가중법이 수정 없이 사용되고 있다. 우리 나라처럼 지형이 복잡한 산악지역에서는 수평 거리에만 의존한 내삽 결과에 심각한 오류가 포함될 수 있으므로, 영농지원 정보로서 중요한 일 최저기온을 대상으로 추정오차의 최대근원인 해발고도의 영향을 보정 할 수 있는 간단한 공간내삽모형을 작성하였다. 먼저 남한 육지 상에 위치한 63개 표준관측소에서 수집된 일 최저기온자료와 관측소의 위치, 해안으로부터 거리, 경사향, 표고 등 국지기온 결정인자를 회귀분석 하여 표고에 따른 기온감율 추정식을 날짜의 함수로 표현하였다. 63개 관측점의 표고값을 공간내삽 하여 재구성한 전국의 가상 지형으로부터 1 km$\times$ 1 km 공간단위의 전국 수치고도값 편차를 계산하고, 여기에 해당 날짜의 기온감율을 적용하여 보정값을 계산한다. 기존의 거리역산가중법에 의한 기온추정값을 이 보정값에 의해 수정함으로써 최종 기온값을 얻는다. 임의로 선발된 1999년의 월별 하루씩 총 12일에 대하여 이 모형과 기존 거리역산가중법을 각기 적용하여 267개 자동기상관측지점의 일 최저기온을 추정한후 실측값과 비교하였다 오차평균, 절대오차평균, 그리고 평방근오차평균 등 세가지 추정오차를 분석한 결과 이 방법이 거리역산가중법에 비해 산악지역에서의 일 최저기온 추정에 있어 뚜렷한 개선효과를 보였다.
최근에 Fletcher의 HSR (human speech recognition) 이론을 기초로 한 다중대역 (multi-band) 음성인식이 활발히 연구되고 있다. 다중대역 음성인식은 주파수 영역을 다수의 부대역으로 나누고 별도로 인식한 뒤 부대역들의 인식결과를 부대역 신뢰도로 가중 및 통합하여 최종 판단을 내리는 새로운 음성인식 방식으로서 잡음환경에 특히 강인하다고 알려졌다. 잡음이 정상적인 경우 무음구간의 잡음정보를 이용하여 부대역 신호대 잡음비(SNR)를 추정하고 이를 가중치로 사용하기도 하였으나, 비정상잡음은 시간에 따라 특성이 변하여 부대역 신호대 잡음비를 추정하기가 쉽지 않다. 본 논문에서는 깨끗한 음성으로 학습한 은닉 마코프 모델과 잡음음성의 통계적 정합에 의해 각 부대역에서 모델과 잡음음성 사이의 거리를 추정하고, 이 거리의 역을 부대역 가중치로 사용하는 ISD (inverse sub-band distance) 가중을 제안한다. 1500∼1800㎐로 대역이 제한된 백색잡음 및 클래식 기타음에 대한 인식 실험 결과, 제안한 방법은 정상 및 비정상대역제한잡음에 대하여 부대역의 신뢰도를 효과적으로 표현하며 인식 성능을 향상시켰다.
Convective/stratiform radar echo classification schemes by Steiner et al. (1995) and Biggerstaff and Listemaa (2000) are examined on a monsoonal front during the summer monsoon-Changma period, which is organized as a cloud cluster with mesoscale convective complex. Target radar is S-band with wavelength of 10cm, spatial resolution of 1km, elevation angle interval of 0.5-1.0 degree, and minimum elevation angle of 0.19 degree at Jindo over the Korean Peninsula. For verification of rainfall amount retrieved from the echo classification, ground-based rain gauge observations (Automatic Weather Stations) are examined, converting the radar echo grid data to the station values using the inverse distance weighted method. Improvement from the echo classification is evaluated based on the correlation coefficient and the scattered diagram. Additionally, an optimal use method was designed to produce combined rainfalls from the radar echo and Tropical Rainfall Measuring Mission Precipitation Radar (TRMM/PR) data. Optimal values for the radar rain and TRMM/PR rain are inversely weighted according to the error variance statistics for each single station. It is noted how the rainfall distribution during the summer monsoon frontal system is improved from the classification of convective/stratiform echo and the use of the optimal use technique.
The objective of this study is to decide a spatial interpolation method on temperature data for the suitability analysis of garlic cultivation. In Korea, garlic is the second most cultivated condiment vegetable after red pepper. Nowadays warm-temperate garlic faces potential shift of its arable area according to warmer temperature in the Korean Peninsula, and the change can be drawn with the precise temperature map derived from interpolation on point-measured data. To find the preferable interpolation method in cases of germination and vegetative period of the garlic, different approaches were tested as follows: Inverse Distance Weighted (IDW), Spline, Ordinary Kriging (OK), and Universal Kriging (UK). As a result, IDW and UK show the lowest root mean square errors as for the germination and vegetative seasons, respectively. However, statistically significant difference was not revealed among the applied methods regarding the germinating period. Eventually this will contribute to mapping the suitable lands for the cultivation of warm-temperate garlic reasonably.
A lot of data which are used in environment analysis of air pollution have characteristics that are distributed continuously in space. In this point, the collected data value such as precipitation, temperature, altitude, pollution density, PM10 have spatial aspect. When geostatistical data analysis are needed, acquisition of the value in every point is the best way, however, it is impossible because of the costs and time. Therefore, it is necessary to estimate the unknown values at unsampled locations based on observations. In this study, spatial interpolation method such as local trend surface model, IDW(inverse distance weighted), RBF(radial basis function), Kriging were applied to PM10 annual average concentration of Seoul in 2005 and the accuracy was evaluated. For evaluation of interpolation accuracy, range of estimated value, RMSE, average error were analyzed with observation data. The Kriging and RBF methods had the higher accuracy than others.
지상에 설치된 우량관측소를 통해서 자료가 수집되는 강우자료는 공간적으로 분포하고 있는 공간자료(spatial data)이며, 지점자료(point data)이다. 공간자료(spatial data)는 공간적으로 분포되지 않는 일반 데이터와는 다른 속성을 가지고 있으며 공간적인 위치가 데이터 발생의 중요한 변수로 적용될 수 있고, 인접 데이터와의 상관관계가 고려되어야 한다. 본 연구는 공간분석기법을 이용하여 보다 효과적인 강우분석을 하기 위한 것으로서, 우리나라 총 679개 우량관측소의 2008년 강우자료를 바탕으로 티센(Thiessen) 기법, IDW(Inverse Distance Weighted), 스플라인(Spline) 등과 공간통계학적 방법인 크리깅(Kriging)을 이용하여 주요 유역별 면적 강우량 산정 및 미계측 지역의 강우량 추정을 모의하였다. 본 연구결과 유역별 면적강우량 추정시 티센 및 경향면 분석법, Natural Neighbor 방법은 일부 과다 추정되는 것으로 나타났고, IDW, RBF, 크리깅의 방법은 큰 차이를 보이지 않았으나, 미계측 지역의 강우량 추정에는 일반크리깅의 정확도가 비교적 높은 것으로 나타났다.
Metallic elements in dustfall have been known as notable air pollutants directly or indirectly influencing human health and wealth. The first aim of this study was to obtain precise spatial distribution patterns of 5 elements (Pb, Zn, K, Cr, and Al) in dustfall around Suwon area. To predict isometric lines of metal fluxes deposited on unsupervised random sites, the study has applied both spatial statistics as a receptor model and a GIS (geographic information system). Total of 31 sampling sites were selected in the study area (roughly 3 by 3 km grid basis) and dustfall samples were then collected monthly basis by the British deposit gauges from Dec., 1995 to Nov., 1996. The metallic elements in the dustfall were then analyzed by an atomic absorption spectrometer (AAS). On the other hand, a base map overlapped by 7 layers was constructed by using the AutoCAD R13 and ARC/INFO 3.4D. Four different spatial interpolation and expolation techniques such as IDW (inverse distance weighted averaging), TIN (triangulated irregular network), polynomial regression, and kriging technique were examined to compare spatial distribution patterns. Each pattern obtained by each technique was substantally different as varing pollutant types, land of use types, and topological conditions, etc. Thus, our study focused intensively on uncertainty analysis based on a concept of the jackknife and the sum of error distance. It was found that a kriging technique was the best applicalbe in this study area.
두 대의 레이더를 이용하여 반사도를 합성할 때 중복영역을 처리하는 새로운 합성 방법을 개발하였다. 이 합성 방법은 인접한 두 레이더의 중복되는 영역의 반사도 차이를 보정한 후 가중치를 주어 합성하는 방법이다. 가중치는 CAPPI(Constant Altitude PPI) 고도와 반사도가 관측된 고도와의 차이의 비를 역으로 계산한 것이다. 이 합성방법의 결과를 분석하기 위하여 두 레이더를 이용하여 관측한 태풍 사례의 반사도장에 대해 다른 합성방법(최댓값, 평균값, 근거리, 거리 가중)과 비교하였다. 두 레이더의 중복영역의 경계지점들에 대해 반사도의 연속성과 치우침을 분석하였고 그 결과 새로운 방법이 다른 합성방법에 비해 더 우수한 결과를 얻었다.
This study suggested the planting model of Zelkova serrata communities in the areas with the warmth index of both 80~100 and $100{\sim}120^{\circ}C{\cdot}month$. Warmth index was calculated with 449 weather points using inverse distance weighted interpolation method. The planting species were selected by correlation analysis between Z. serrata and each species of four or more frequency among the 36 relev$\acute{e}$ surveyed for this study. The result of this study is summarized as follows : Warmth index of Z. serrata communities was among $74{\sim}118^{\circ}C{\cdot}month$. Results of the correlation analysis between Z. serrata and each species observed that the Z. serrata belongs to the tree layer with warmth index of 80~100 and $100{\sim}120^{\circ}C{\cdot}month$. On the other hand, the species of Carpinus laxiflora, Quercus serrata, Prunus sargentii and Platycarya strobilacea appeared only in the tree layer with warmth index of $80{\sim}100^{\circ}C{\cdot}month$. Z. serrata and Styrax japonica appeared in the subtree layer with the warmth index of 80~100 and $100{\sim}120^{\circ}C{\cdot}month$, while Acer pseudosieboldianum, Lindera erythrocarpa, Acer mono, Quercus serrata, etc. appeared in the subtree layer with the warmth index of $80{\sim}100^{\circ}C{\cdot}month$. Z. serrata, Ligustrum obtusifolium, Lindera obtusiloba, Callicarpa japonica and Zanthoxylum schinifolium all appeared in the shrub layer with the warmth index of 80~100 and $100{\sim}120^{\circ}C{\cdot}month$. Lindera erythrocarpa, Orixa japonica, Staphylea bumalda, Akebia quinata and Sorbus alnifolia appeared in the shrub layer with the warmth index of $80{\sim}100^{\circ}C{\cdot}month$ and Styrax japonica and Stephanandra incisa appeared in the shrub layer with the warmth index of $100{\sim}120^{\circ}C{\cdot}month$, The numbers of each species planted in a $100m^2$ area of the Z. serrata community were suggested as follows : five in tree layer, five in subtree layer and nine in shrub layer. The average area of canopy are suggested to be about $86m^2$ for tree layer, $34m^2$ for subtree layer and $34m^2$ for shrub layer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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