• 제목/요약/키워드: Optimal Distribution Estimation

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확률적 지진요구모델을 이용한 구조물의 최적 내진보강 (Optimal Seismic Rehabilitation of Structures Using Probabilistic Seismic Demand Model)

  • 박주남;최은수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.1-10
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    • 2008
  • 내진설계기준이 반영되지 않은 기존 구조물의 경우 내진보강에 의하여 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있다. 내진보강의 수준을 합리적으로 결정하기 위해서는 구조물의 사용기간 동안에 예상되는 지진피해 관련 손실이 최소화되도록 하여야 하는데, 이를 위해서는 구조물이 위치한 지역에 대한 지진의 강도별 발생빈도, 지진에 의한 구조물의 기능상실 및 직접/간접 피해를 복합적으로 고려하여 구조물의 예상 손실비용을 산정하여야 하며 이는 구조물 손상에 대한 지진위험도 해석을 통해서 그 해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진요구모델을 이용한 위험도 평가를 통하여 구조물의 지진에 대한 피해 손실을 정량적으로 산정하고 이를 바탕으로 초기비용과 예상손실비용을 포함한 총 손실비용을 최소화시킬 수 있도록 내진보강 수준을 최적화하는 절차를 제시하였다. 구조물과 관련된 지진피해 산정에 있어서 지진하중의 강도별 발생확률 및 구조물의 손상확률을 동시에 고려하여 구조물 생애주기에 대한 구조물의 지진손상 확률밀도함수 및 누적분포함수를 수식화하였으며 수식의 유효성을 유지하기 위한 확률변수의 유효범위를 정의하였다. 또한 여기에 사회적, 경제적 손실을 정량화하기 위한 손실함수를 결부시켜 구조물과 관련된 지진 피해 손실의 기댓값을 정량적으로 산정할 수 있도록 하였다. 제시된 해석기법은 기존의 시뮬레이션에 의한 손실산정법과 비교하여 해석의 정확도는 잃지 않으면서 구조해석의 반복횟수를 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있으며 빌딩과 교량을 비롯한 구조물의 내진성능 평가 및 개선을 위한 의사결정 시에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

개발도상국에 적용 가능한 물수요 예측 방법 연구 (A Study on Water Demand Forecasting Methods Applicable to Developing Country)

  • 김성욱;전계원;피완섭;최종호
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.75-84
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    • 2023
  • 대다수의 개발도상국은 물수급 계획을 위한 수문 자료 부재로 장기유출량 산정이 불가능하며, 물 분배 의사결정을 진행하는데 합리적인 물수급 계획을 수립하기가 어려운 상황이다. 연구대상지역인 인도네시아 반둥지역은 급격한 도시화 및 인구집중으로 심각한 상수부족 상황이며 물수지 예측 방안이 구축되어 있지 않아 상수도 보급률이 약 20% 정도 수준이다. 이에 본 연구에서는 개발도상국에서의 물수지 예측접근방안을 제시하기 위해 MODSIM(Modified SIMYLD) 네트워크 모형 활용한 이수안전도 및 용수공급 가능량을 분석하였다. MODSIM 모형의 적정성을 검토하기 위해 비유량법을 적용하여 Pataruman 관측소의 19개년(2002~2020년) 유출량 자료를 기준으로 장기유출량을 산정하고 물수지 분석을 수행하였다. 분석결과 기존 월별 최적운영곡선과 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 발전소의 발전용량을 분석한 결과 0.30~0.50% 정도 차이가 났으며, Pataruman 지점 이수안전도는 Q95% 유량 기준 1.64%, Q355 유량 기준 0.47% 높게 나타났다. 기존 저수지 최적운영곡선과 비교한 운영효율이 1% 내외로 유사하게 계측되어, 이를 통해 MODSIM 네트워크 모형을 이용한 용수공급 평가 가능성과 용수공급시설의 필요성을 확인할 수 있었다.

한국 동해 명태 어업의 적정어획노력량 추정 -동해구기선저인망어업과 동해구트롤어업의 경제성분석을 근거로- (Estimation on Optimum Fishing Effort of Walleye Pollock Fishery in the East Coast of Korea : Based on the Economic Analysis between Danish Seine Fishery and Trawl Fishery for Walleye Pollock)

  • 이장욱
    • 수산경영론집
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    • 제22권2호
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    • pp.75-99
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    • 1991
  • A quantitative analysis was carried out to monitor the commercial yield level of walleye pollock Theragra chalcogramma in the east coast of Korea, based on available data on catch and fishing effort, catch per unit of effort including fish prices from 1911 to 1988, using a traditional yield model. The results from the quantitative assessment were based to estimate maximum economic yield (MEY) and optimal fishing effort (E-opt) at MEY. On the other hand, interaction aspects between danish seine fishery and trawl fishery mainly targeting walleye pollock in the east coast of Korea were studied to predict optimal situation in fishing effort level from economic point of view which gives the most benefits to the two fisheries. Total production of walleye pollock in 1911 when its catch record was begun for the first time was about 12, 000 metric tons(M/T), and then the catch trend maintained nearly at the level of 50, 000 M/T per annum, showing a decreasing trend until 1930. The highest production from historical data base on walleye pollock fishery statistics was from the years in 1939 and 1940, about 270, 000 M/T and 26, 000 M/T, respectively. No production of the fish species was recorded during the years from 1943 to 1947, and from 1949 to 1951. From 1952 onwards annual production was only available from the southern part of 38$^{\circ}$N in the east coast. During two decades from 1952 to 1970, the production had sustained about less than 30, 000 M/T every year. Annual production showed an increasing trend from 1971, reaching a maximum level of approximately 162, 000 M/T in 1981. Afterwards, it has deceased sharply year after year and amounted to 180, 000 M/T in 1988. The catch composition of walleye pollock for different fishery segments during 1970~1988 showed that more than 70% of the total catch was from danish seine fishery until 1977 but from 1978 onwards, the catch proportion did not differ from one another, accounting for the nearly same proportion. Catch per unit of effort (CPUE) for both danish seine fishery and trawl fishery maintained a decline tendency after 1977 when the values of CPUE were at level of 800 kg/haul for the former fishery and 1, 300 kg/haul for the latter fishery, respectively. CPUEs of gillnet fishery during 1980~1983 increased to about 3.5 times as high value as in the years, 1970~1979 and during 1987~1988 it decreased again to the level of the years, 1970~1978. The bottom longline fishery's CPUE wa at a very low level (20 kg/basket) through the whole study years, with exception of the value (60 kg/basket) in 1980. Fishing grounds of walleye pollock in the east coast of Korea showed a very limited distribution range. Danish seine fishery concentrated fishing around the coastal areas of Sokcho and Jumunjin during January~February and October~December. Distributions of fishing grounds of trawl fishery were the areas along the coastal regions in the central part of the east coast. Gillnet and bottom longline fisheries fished walleye pollock mainly in the areas of around Sokcho and Jumunjin during January~February and December. Relationship between CPUEs' values from danish seine fishery and trawl fishery was used to standardize fishing effort to apply to surplus production model for estimating maximum sustainable yield (MSY) and optimum fish effort (F-opt) at MSY. The results suggested a MSY of 114, 000 M/T with an estimated F-opt of 173, 000 hauls per year. Based on the estimates of MSY and F-opt, MEY was estimated to be about 94, 000 M/T with a range of 81, 000 to 103, 000 M/T and E-opt 100, 000 hauls per year with a range of 80, 000 to 120, 000 hauls. The estimated values of MEY and E-opt corresponded to 82% of MSY and 58% of F-opt, respectively. An optimal situation in the fishing effort level, which can envisage either simultaneously maximum yield or maximum benefit for both danish seine fishery and trawl fishery, was determined from relationship between revenue and cost of running the fleet : the optimal fishing effort of danish seine fishery was about 52, 000 hauls per year, corresponding to 50 danish seiners and 27, 000 hauls per year which is equal nearly to 36 trawlers, respectively. It was anticipated that the net income from sustainable yield estimated from the respective optimal fishing effort of the two fisheries will be about 3, 800 million won for danish seine fishery and 1, 000 million won for trawl fishery.

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Transform Domain Wyner-Ziv 비디오 부호를 위한 효과적인 상관 채널 모델링 (Efficient Correlation Channel Modeling for Transform Domain Wyner-Ziv Video Coding)

  • 오지은;정천성;김동윤;박현욱;하정석
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권3호
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    • pp.23-31
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    • 2010
  • 모바일 영상 서비스와 센서 네트워크와 같은 저전력, 저복잡도의 비디오 부호기를 필요로 하는 분야의 수요가 증대됨에 따라 프레임간의 상관성을 이용하지 않고 압축함으로써 낮은 복잡도로도 높은 압축률을 얻을 수 있는 분산 비디오 코딩에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 분산 비디오 코딩에서 부호기는 오류정정 부호기를 이용하여 원래 영상보다 압축된 형태의 신드롬을 생성한다. 반면, 복호기에서는 원본 영상을 추정하고 부호기에서 만들어진 신드롬을 이용하여 추정한 원본 영상의 오류를 정정한다. 이 때, 추정된 원본 영상을 보조 정보라 하며, 보조 정보는 원본 영상이 가상의 상관 채널을 통해 얻어진 영상이라 해석할 수 있다. 분산 비디오 코딩의 성능 향상을 위해서는 오류 정정 복호기와 최적 복원과정의 성능향상이 필요하며, 두 과정 모두 가상의 상관 채널의 정확도에 영향을 받는다. 본 논문에서는 오류 정정 복호기와 복원과정에서 최적의 입력값을 예측하기 위하여, 상관 채널의 구성 파라미터의 정확한 추정을 위한 효과적인 알고리즘들을 제안한다. 일반적으로 상관 채널은 라플라시안 분포로 모델링 되는데, 이 분포와 실제 채널 측정값과의 자승오류를 최소화 하는 알고리즘인 최소자승법 및 복잡도를 낮춘 변형된 알고리즘을 제안하였다. 또한, 신뢰구간 설정으로 기존의 채널 파라미터 추정 알고리즘을 사용할 때 오류를 줄이는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘으로 Mother 영상과 Foreman 영상에서 각각 최대 PSNR이득 1.8 dB와 1.1 dB를 얻었으며, 특히 상관도가 낮은 영역에서 더 효과적인 성능 개선을 보인다.

장기산림경영계획의 목표수확량 산출을 위한 목표계획법의 적용 (Estimation of Optimal Harvest Volume for the Long-term Forest Management Planning using Goal Programming)

  • 원현규;김영환;권순덕
    • 한국산림과학회지
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    • 제98권1호
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    • pp.125-131
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    • 2009
  • 산림청에서는 지속가능한 산림경영의 실현과 국내 목재수급 및 우량 목재자원 확보를 위해서 전국 450개 단지, 292만ha의 산림을 경제림육성단지로 지정하고, 경제림육성단지별 관리계획을 수립하도록 하였으며, 이를 통해 각 지자체에서 보다 체계적이고 집약적으로 산림사업을 관리할 수 있도록 유도하고 있다. 현재 우리나라 산림의 대부분은 III, IV영급에 집중되어 있기 때문에 지속가능한 산림경영을 위해서는 이러한 불균형한 영급구조를 개선하는 것이 무엇보다 시급한 과제이다. 본 연구에서는 충북 영동군의 경제림육성단지를 대상으로 이 지역의 산림을 지속가능한 영급구조로 유도할 수 있도록 경영목표를 설정하고, 이를 위해 필요한 벌채수확량을 산출하였다. 벌채수확량의 최적화를 위해서 목표계획법(Goal Programming)을 적용하였으며, 그 결과 연구대상지의 산림을 지속가능한 영급구조로 유도하기 위해서는 50년을 전체사업기간으로 하여 매 분기(10년)별로 약 124만$m^3$의 벌채수확이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구결과는 앞으로 영급구조 개선을 위한 관련 정책 및 사업들을 수립하는데 활용될 것으로 기대된다.

현실임분 생장특성에 의한 편백 임분수확표 개발 (Development of Stand Yield Table Based on Current Growth Characteristics of Chamaecyparis obtusa Stands)

  • 정수영;이광수;이호상;배은지;박준형;고치웅
    • 한국산림과학회지
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    • 제109권4호
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    • pp.477-483
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    • 2020
  • 본 연구는 남부지방 대표수종인 편백 현실림의 생장 특성을 반영한 수확표를 작성하기 위하여 수행되었다. 200개소 이상의 편백의 표준지 생장조사 자료를 분석에 이용하였다. 기존의 임분수확표 작성 절차인 직경분포의 추정, 적합, 예측의 단계를 거쳤으며, 직경분포모델은 Weibull 함수를 이용하였다. 임지생산력을 평가하기 위한 기준인 지위지수(기준임령 30년)는 Chapman-Richards식을 이용하여 추정하였다. 임분수확표 작성을 위한 평균직경 등 여러 추정식은 적합도를 고려하여 최적의식을 선정하고 이용한 결과, 조사된 편백 현실임분의 지위지수는 10~18 범위에 있음이 밝혀졌다. 추정된 임분재적 모델은 편백림의 임분재적에 대해 62%의 설명력을 가지는 것으로 나타났다. 실재적과 추정재적 간의 잔차도분석 결과 '0'을 중심으로 모두 고른 잔차를 보여 본 추정 결과를 이용함은 문제가 없을 것으로 판단되었다. 이번 남부지방을 대표하는 침엽수인 편백에 대한 임분수확표 작성 결과가 현실의 산림경영에 폭넓게 사용되기를 바라며, 향후 편백 임분 생장이 더욱 안정화되고 생육발달로 장벌기 대경재 생산지가 많이 확보되면 더욱 개선된 수확표의 작성도 가능할 것으로 기대된다.

1차원 및 2차원 물리서식처 모형을 활용한 안동댐 하류 하천의 환경생태유량 및 어류서식처 추정 (Estimation of ecological flow and fish habitats for Andong Dam downstream reach using 1-D and 2-D physical habitat models)

  • 김용원;이지완;우소영;김수홍;이종진;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권12호
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    • pp.1041-1052
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    • 2022
  • 본 연구는 낙동강 본류의 안동댐 하류(4,565.7 km2) 하천을 대상으로 1차원 물리적 서식처 모형인 PHABSIM과 2차원 물리적 서식처 모형인 River2D를 활용하여 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하고 어류서식처에 대한 2차원 공간분석을 수행하였다. 서식처 모형의 구축을 위해 낙동강유역의 하천기본계획보고서를 활용하여 하천단면정보와 수리학적 입력자료를 수집하였다. PHABSIM 구축범위는 구담수위관측소(GD)로부터 약 410.0 m, River2D의 경우 GD를 포함한 약 6.0 km에 대해 구축하였다. 대상어종 선정 및 HSI 구축을 위해 대상하천의 하류에 위치한 풍지교에서 어류 현장조사를 수행하였다. 어류 현장조사 결과, 피라미가 우점종으로 나타나 피라미(Zacco platypus)를 대상어종으로 선정하였고 피라미의 물리적 서식처 특성을 활용하여 HSI를 구축하였다. 피라미의 최적 HSI 범위는 유속에서 0.3~0.5 m/s, 수심에서 0.4~0.6 m, 그리고 하상재료는 모래에서 잔자갈로 나타났다. HSI를 PHABSIM에 적용하여 환경생태유량을 산정한 결과, 대상하천의 최적 환경생태유량은 20.0 m3/sec로 산정되었다. River2D를 활용하여 어류서식처의 2차원 공간분석을 수행한 결과 WUA는 환경생태유량 조건에서 107,392.0 m2/1000 m으로 산정되었고, Q355 조건과 비교하여 하천 전반적으로 어류서식처가 확보되는 것을 확인하였다.

MODIS 지표면 온도 자료와 지구통계기법을 이용한 지상 기온 추정 (Estimation of Near Surface Air Temperature Using MODIS Land Surface Temperature Data and Geostatistics)

  • 신휴석;장은미;홍성욱
    • Spatial Information Research
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    • 제22권1호
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    • pp.55-63
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    • 2014
  • 수문학, 기상학 및 기후학 등에서 필수적인 자료중의 하나인 지상기온 자료는 최근 보건, 생물, 환경 등의 다양한 분야로까지 활용영역이 확대되고 있어 그 중요성이 커지고 있으나 지상관측을 통한 지상기온자료의 취득은 시공간적인 제약이 크기 때문에 실측된 기온자료는 시공간 해상도가 낮아 높은 해상도가 요구되는 연구 분야에서는 활용성에 큰 제약을 갖게 된다. 이를 극복하기 위한 하나의 대안으로 상대적으로 높은 시공간 해상도를 가지고 있는 위성영상자료에서 얻을 수 있는 지표면온도 자료를 이용하여 지상기온을 추정하는 많은 연구들이 수행되어 왔다. 본 연구는 이러한 연구의 일환으로써 기상청에서 제공하고 있는 AWS(Automatic Weather Station)에서 취득된 2010년 지상 온도 자료(AWS data)를 바탕으로 대표적인 지표면 온도자료인 MODIS Land Surface temperature(LST data:MOD11A1)와 지상기온에 영향을 미칠 수 있는 Land Cover Data, DEM(digital elevation model) 등의 보조 자료와 함께 다양한 지구통계 기법들을 이용하여 남한 지역의 지상기온을 추정하였다. 추정 전 2010년 전체(365일) LST자료와 AWS자료와의 차이에 대한 RMSE(Root Mean Square Error)값의 계절별 피복별 분석결과 계절에 따른 RMSE값의 변동계수는 0.86으로 나타났으나 피복에 따른 변동계수는 0.00746으로 나타나 계절별 차이가 피복별 차이보다 큰 것으로 분석 되었다. 계절별 RMSE 값은 겨울철이 가장 낮은 것으로 나타났으며 AWS자료와 LST자료와 보조자료를 이용한 선형 회귀분석결과에서도 겨울철의 결정 계수가 가장 높은 0.818로 나타났으며, 여름철의 경우에는 0.078로 나타나 계절별 차이가 매우 크게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 지구통계 기법들의 대표적인 방법론인 크리깅 방법 중 일반적으로 많이 사용되고 있는 정규 크리깅, 일반 크리깅, 공동 크리킹, 회귀 크리깅을 이용하여 지상기온을 추정한 후 모델의 정확도를 판단할 수 있는 교차 검증을 실시한 결과 정규 크리깅과 일반 크리깅에 의한 RMSE 값은 1.71, 공동 크리깅과 회귀 크리깅에 의한 RMSE 값은 각각 1.848, 1.63으로 나타나 회귀 크리깅 방법에 의한 추정의 정확도가 가장 높은 것으로 분석되었다.

MCE기반의 다중 특징 파라미터 스코어의 결합을 통한 화자인식 성능 향상 (Performance Improvement of Speaker Recognition by MCE-based Score Combination of Multiple Feature Parameters)

  • 강지훈;김보람;김규영;이상훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.679-686
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    • 2020
  • 본 논문에서는 화자인식 성능 향상을 위해 음원에서 개선된 특징추출 방식과 최소 분류 오차 기반의 다중 특징 벡터 스코어에 대한 가중치 추정을 사용하여 스코어 결합을 제안하였다. 제안한 특징 벡터는 Glottal Flow에서 무의미한 정보구간인 평탄한 스펙트럼 구간을 제거하기 위하여 저역통과 필터를 수행한 신호에서 인지적 선형 예측 캡스트럼 계수, 왜도, 첨도를 추출하여 구성하였다. 제안한 특징 벡터는 종래의 음원에서 멜-주파수 캡스트럼 계수, 인지적 선형 예측 캡스트럼 계수를 추출하여 가우시안 혼합 모델로 모델링한 화자인식 시스템을 개선하기 위해 사용된다. 또한, 스코어 추정과정의 신뢰성을 높이기 위하여 기존의 스코어의 확률 분포를 사용하여 가중치를 추정하는 대신 제안한 특징 벡터에서 평가된 점수와 종래의 특징 벡터에서 평가된 점수에 대하여 최소 분류 오차 기법으로 가중치를 추정하여 스코어를 결합함으로써 최적의 화자를 찾는다. 실험 결과 제안한 특징 벡터가 화자를 인식하는데 유효한 정보를 포함하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 최소 분류 오차 기반의 다중 특징 파라미터 스코어를 결합하여 화자인식을 수행하였을 때, 종래의 화자인식 성능보다 더 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 특히 가우시안 혼합 모델이 낮을 때 더 높은 성능향상을 보였다.

중부지역 일본잎갈나무의 수간중량 추정식 개발 (Development of Tree Stem Weight Equations for Larix kaempferi in Central Region of South Korea)

  • 고치웅;손영모;강진택;김동근
    • 한국산림과학회지
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    • 제107권2호
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    • pp.184-192
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    • 2018
  • 본 연구는 중부지역 일본잎갈나무의 수간중량 추정식을 개발하기 위하여 지역별 개체목의 지위와 직경을 고려하여 표준지를 선정한 뒤, 총 55본의 표본목을 선정하였다. 표본목의 실측자료를 이용하여 수피외생중량, 수피외건중량, 수피내 건중량 및 이용중량 등 네종류의 중량을 추정하기 위해 11개의 모형을 비교 분석하였다. 중량을 추정하기 위해 흉고직경을 변수로 이용하는 경우, 흉고직경과 수고를 이용하는 경우, 재적을 이용하는 경우의 3개 변수에 따라 모형을 구분하였다. 최적의 모형은 적합지수와 추정의 표준오차 및 잔차의 분포를 이용하여 모형의 이행능력을 비교하여 선정하였다. 그 결과, 1변수인 흉고직경을 이용하는 식은 $W=a+bD+c^D^2$이며 설명력은 90~92%를 나타냈고, 흉고직경과 수고를 이용한 2변수식은 $W=aD^bH^C$으로 97~98%의 설명력으로 2변수 모형이 1변수 모형 보다 높은 적합도를 보였다. 또한 전체수간에 대한 재적과 이용재적에 대한 식인 W = aV로 중량추정설명력이 98~99%으로 높게 나타났고 SEE도 7.7~17.5, CV(%)도 8.0~10.0으로 우세한 적합도를 보였다. 본 연구는 개체목의 중량정보 제공 및 임분단위의 중량 바이오매스추정식의 기초연구로 활용될 것으로 판단된다.