• 제목/요약/키워드: Spatio-Temporal Analysis

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가로림만 저서다모류군집의 시·공간 분포 및 건강 상태 (Spatio-temporal Distribution of Benthic Polychaetous Communities and Their Health Conditions in Garolim Bay, West Coast of Korea)

  • 위찬우;이정호;신현출
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제19권4호
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    • pp.256-264
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    • 2014
  • 가로림만 저서다모류군집의 특성을 파악하기 위하여 2006년 4월부터 2007년 4월까지 5회에 걸쳐 현장조사를 실시하였다. 가로림만은 반폐쇄성 매만으로 2분지형의 수로를 통해 해수의 유출입이 일어나며 수로 주변으로 넓은 갯벌이 형성되어 있다. 저서다모류는 전체 대형저서동물군집중 개체수에 있어서 65.1%를 차지하는 우점 동물군이었다. 출현종수는 내만역이 만입구나 외해역에 비해, 그리고 갯벌 지역이 수로 지역에 비해 많은 편이었다. 서식밀도 역시 수로 지역보다 갯벌 지역에서 높았다. 주요 우점다모류는 기회주의종으로 잘 알려진 Prionospio sp., Heteromastus filiformis, Lumbrineris longifolia 등이었다. Prionospio sp.와 H. filiformis는 주로 내만역의 갯벌에 주로 서식하였고, 반면 L. longifolia는 수로지역과 만 입구역에 서식하였다. 집괴분석과 nMDS 분석 결과 정점군들은 내만역에서 외해쪽으로의 분포 경향을 보였으며, 이는 각 정점군의 종조성이 순차적으로 차이가 남을 의미한다. AMBI와 BPI를 이용하여 가로림만의 저서 환경 건강도를 평가한 결과 만 입구역에서는 약간 오염(slightly polluted)된 정도이었으나, 내만역으로 들어갈수록 중간정도의 오염(moderately polluted) 상태를 보여주었다. 우점종의 종조성과 저서건강도 상태를 고려해볼 때, 가로림만의 저서환경은 약간 불안정하고 교란이 진행되고 있는 상태이며, 대규모 양식장들로 인한 유기물오염이 현재 진행되고 있는 것으로 판단된다.

천리안위성 2A호 위성영상을 위한 영상융합기법의 비교평가 (A Comparison of Pan-sharpening Algorithms for GK-2A Satellite Imagery)

  • 이수봉;최재완
    • 한국측량학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.275-292
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    • 2022
  • 기후변화 감시에 위성 자료 활용을 위해 GCOS (Global Climate Observing System)는 시공간 해상도, 시간 변화에 따른 안정성, 불확실도 등의 요구사항을 제시하고 있다. 천리안위성 2A호의 경우, 센서의 한계로 인해 산출물들이 공간해상도 조건에 충족하지 못하는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 영상융합 기법들을 천리안위성 2A호 영상에 적용하여 산출물 생성 시 활용될 수 있는 최적의 기법을 찾고자 한다. 이를 위해 CS (Component Substitution), MRA (Multiresolution Analysis), VO (Variational Optimization), DL (Deep Learning)에 포함되는 총 6가지 영상융합 기법을 활용하였다. DL의 경우 합성적(Synthesis) 특성 기반 방법을 훈련자료 구축에 사용하였다. 합성적 특성 기반 방법의 과정은 PAN (Panchromatic)과 MS (Multispectral) 영상의 공간해상도 차이만큼 두 영상의 해상도를 낮춰 융합 영상을 생성한 후 원본 MS 영상과 비교한다. 합성적 특성 기반 방법은 공간해상도를 저하시킨 PAN 영상과 MS 영상 간 기하 특성이 같아야 사용자가 원하는 수준의 융합 영상을 제작할 수 있다. 하지만, 훈련자료 구축 시 비유사성이 존재하기에 이를 최소화하는 방법으로 무작위 비율을 활용한 PSGAN 모델(PSGAN_RD)을 추가로 활용하였다. 융합 영상의 검증은 일관성(consistency) 및 합성적 특성 기반 정성적, 정량적 분석을 수행하였다. 분석 결과, 영상융합 알고리즘 중 GSA가 공간 유사도를 나타내는 평가지수에서 가장 높은 수치를 보였으며, 분광 유사도를 나타내는 지수들은 PSGAN_RD 모델의 정확도가 가장 높았다. 융합 영상의 공간 및 분광 특성을 모두 고려한다면 PSGAN_RD 모델이 천리안위성 2A호 산출물 제작에 가장 최적일 것으로 판단하였다.

3D-CNN에서 동적 손 제스처의 시공간적 특징이 학습 정확성에 미치는 영향 (Effects of Spatio-temporal Features of Dynamic Hand Gestures on Learning Accuracy in 3D-CNN)

  • 정영지
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.145-151
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    • 2023
  • 3D-CNN은 시계열 데이터 학습을 위한 딥 러닝 기법 중 하나이다. 이러한 3차원 학습은 많은 매개변수를 생성할 수 있으므로 고성능 기계학습이 필요하거나 학습 속도에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 손의 동적인 제스처 동작을 시공간적으로 학습할 때, 3D-CNN 모델의 구조적 변화 없이 입력 영상 데이터의 시공간적 변화에 따른 학습 정확성을 분석함으로써, 3D-CNN을 이용한 동적 제스처 학습의 효율성을 높이기 위한 입력 영상 데이터의 최적 조건을 찾고자 한다. 첫 번째로 동적 손 제스처 영상 데이터에서 동적 이미지 프레임의 학습구간을 설정함으로써 제스처 동작간 시간 비율을 조정한다. 둘째로는 클래스간 2차원 교차 상관 분석을 통해 영상 데이터의 이미지 프레임간 유사도를 측정하여 정규화 함으로써 프레임간 평균값을 얻고 학습 정확성을 분석한다. 이러한 분석을 통하여, 동적 손 제스처의 3D-CNN 딥 러닝을 위한 입력 영상 데이터를 효과적으로 선택하는 두 가지 방법을 제안한다. 실험 결과는 영상 데이터 프레임의 학습구간과 클래스간 이미지 프레임간 유사도가 학습 모델의 정확성에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다.

가뭄의 시공간적 분포 특성 연구: 가뭄심도-가뭄면적-가뭄지속기간 곡선의 작성 (Spatio-Temporal Characteristics of Droughts in Korea: Construction of Drought Severity-Area-Duration Curves)

  • 김보경;김상단;이재수;김형수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1B호
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    • pp.69-78
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    • 2006
  • 제반 수문학적 문제 해결을 위하여 강우사상에 대해 최대평균우량깊이-유역면적-지속기간 관계곡선을 작성하고 있다. 본 연구에서는 상기 관계곡선의 항목 중 최대평균우량깊이를 가뭄심도의 항으로 대체한 가뭄심도-영향면적-지속기간 관계 곡선의 작성방법을 제시하고자 한다. 우리나라 전역의 기상청 월 강수량 자료로부터 산정된 SPI 가뭄지수는 EOF 기법을 이용하여 핵심적인 공간정보로 축약되며, 이를 다시 Kriging 기법을 이용하여 우리나라 전역에 대해 $6km{\times}6km$의 해상도를 가진 SPI 값으로 할당하였다. 격자기반의 가뭄지수 자료의 시간적 분포특성과 공간특성이 고려된 주요 가뭄사상을 식별한 후, 이를 분석하여 최종적으로 영향면적별 지속시간별 가뭄지수가 산정된다. 이에 따라 가뭄심도-가뭄면적-가뭄지속기간 관계곡선이 도시된다. 우리나라 전역에 대한 곡선 작성 결과, 지속기간이 짧고 영향면적이 작을수록 가뭄심도가 깊어지며 영향면적이 증가할수록 가뭄심도가 낮아진다는 면에서는 강우분석시와 비슷한 모양을 보여준다고 할 수 있으나, 가뭄심도의 면적에 따른 감소율은 가뭄분석시의 강우깊이의 면적에 따른 감소율보다 훨씬 작은 것으로 나타났다.

환경의 건강 영향 연구를 위한 공간지리정보 데이터 파이프라인 -자료활용의 제한점과 극복방안- (Geospatial Data Pipeline to Study the Health Effects of Environments -Limitations and Solutions-)

  • 김원경;정고은;손동욱;김선영
    • 한국지리정보학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.60-75
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    • 2024
  • 환경위험요인의 건강 위험성 영향 평가에 대한 연구는 환경, 사회·인구학적 특성, 경제 및 교통 등 다양하고 상호 교차된 요인들에 대한 검토 및 분석을 통해서 이루어지지만, 이러한 요인들 간의 연계와 통합적 접근방법을 위한 데이터베이스 구축에는 자료의 활용 가능성 증가와 기술적 진보가 이루어졌음에도 불구하고 여전히 많은 문제점이 나타나고 있다. 본 연구는 환경요인의 건강에 대한 영향을 분석하기 위해 공간지리정보 데이터 파이프라인을 구축의 필요성과 함께 이를 위한 공간지리정보 데이터베이스의 구축 및 활용의 어려움과 해결방안을 제시하였다. 주요 어려움으로는 다양한 공간지리정보의 자료 출처 및 형태, 상이한 시공간적 자료구축 체계, 동일한 공간지리자료에서 시간에 따른 좌표체계 불일치 등을 포함하고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 데이터 전처리 및 후처리 과정을 통해 정제된 데이터를 구축하고, 지리변수를 계산할 수 있는 데이터 파이프라인을 구축하였다. 또한, AWS 기반의 관계형 데이터베이스 및 공유 플랫폼을 구축하여 데이터의 효율적인 저장 및 분석환경을 제공하였다. 마지막으로 각 단계별 작업과정과 자료 관리 및 분석을 위한 가이드라인을 작성하여 향후 연구자들이 효과적으로 데이터 파이프라인을 활용할 수 있는 방안을 제시하였다.

금강호의 장기 수질 변화요인 분석: 철새배설물에 의한 TP부하의 중요성 (Statistical Analyses of Long-Term Water Quality Variation in the Geumgang-Reservoir: Focused on the TP Load by Migrating Birds Excrement)

  • 정용훈;김현수;양재삼
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.223-233
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    • 2010
  • 금강호의 시.공간적인 수질변화와 이러한 변화에 영향을 주는 요인을 알아보기 위해 강경과 하구언에서 2001년 8월부터 2008년 7월까지 보고된 수질자료(COD, SS, $Chl-{\alpha}$, TN, TDN, $NO_3^-$, $NH_4^-$, TP, TDP, $PO_4^{3-}$)를 통계적으로 비교 분석하였다. 통계분석으로는 평균비교, 요인분석, 중회귀분석 등을 수행하였으며 TP에 관하여 물질수지를 계산하였다. 조사기간 동안 금강호 내에서 각 수질항목들의 시간적인 변화를 평균농도변화로서 살펴보면 2002년에 비하여 2007년에 $NH_4^+$는 60%, $PO_4^{3-}$는 24%, 그리고 TDP는 52% 감소한 반면, TP와 $Chl-{\alpha}$는 각각 99%, 423% 증가하였다. 공간적으로는 강경이 하구언보다 질소계열과 인계열의 농도가 높은 반면, $Chl-{\alpha}$는 반대경향을 보였다. 금강호내에서 수질에 영향을 미치는 가장 중요한 요인들을 판단하기 위하여 요인분석을 수행한 결과, "질소계열(TN, TDN, $NO_3^-$, $NH_4^+$)과 인계열(TP, TDP, $PO_4^{3-}$)의 계절적인 변화"가 전체분석 자료의 49%를 설명할 수 있는 것으로 나타나 가장 중요한 수질요인으로 분석되었다. 이중 금강호에서 최근 농도가 증가하고 있는 TP와 이로 인한 $Chl-{\alpha}$의 변화에 대한 중회귀분석결과, TP의 농도변화에 가장 큰 영향을 미치는 항목은 계절적으로 풍수기에는 SS, 갈수기에는 $Chl-{\alpha}$인 것으로 밝혀졌다. 이는 풍수기에는 강물에 포함된 입자성인에 의한 TP의 유입이, 갈수기에는 식물플랑크톤의 성장에 의한 TP의 소모가 TP의 농도변화에 영향을 준다고 해석되었다. 반면 $Chl-{\alpha}$의 농도는 풍수기에는 COD가, 갈수기에는 TP가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타남으로서 풍수기에는 상류측에서 물리적으로 유입된 식물 플랑크톤의 영향이 하류측에 직접된 것으로 판단되며, 갈수기의 $Chl-{\alpha}$의 농도변화는 TP의 농도에 의해 결정됨을 보였다. 결과적으로 금강호에서 TP는 지속적으로 증가하고 있고, 계절적으로 갈수기에 $Chl-{\alpha}$의 증가에 중요한 인자인것으로 나타났다. 이러한 TP의 호수 내 유출입양을 정량적으로 파악하기 위해 계절적으로 풍수기와 갈수기로 구분하여 물질수지를 계산한 결과, 풍수기 동안 가장 중요한 공급원은 강물에 의한 유입량(38%)이었고, 대부분은 이외의 기타공급원(Other Sources)이 60%를 차지하였으며 퇴적물로부터 공급량은 1% 정도로 미미하였다. 그 반면, 갈수기 동안에는 강물과 기타 공급원에 인한 부하량이 각각 48%와 47%로 유사하게 차지하였고, 퇴적물로부터의 공급량은 5%로 증가하였다. 수질이 악화되는 갈수기인 경우 기타 공급원 중 특히 철새로 인한 공급량은 유입 TP공급량의 최대 8%, 기타 공급원의 최대 21%를 차지하는 것으로 추산되었다.

영산강 수계의 이화학적 수질에 관한 시공간적 변이 분석 (Spatio-temporal Variation Analysis of Physico-chemical Water Quality in the Yeongsan-River Watershed)

  • 강선아;안광국
    • 생태와환경
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    • 제39권1호통권115호
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    • pp.73-84
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    • 2006
  • 본 연구는 영산강 수계 내 10개 지점의 이화학적 수질에 관한 시공간적 변이상태를 분석하기 위해 1995년부터 2004년까지 측정된 환경부 수질데이터를 이용하여 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 용존산소량 (Dissolved oxygen), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 7개 항목으로서 계절별, 연별, 및 조사지점별 농도변이가 큰 것으로 나타났다. 영산강 수계 내에서의 이화학적 수질측정값은 계절성 강우에 따라 수질측정값의 변동 폭이 심하며, 대부분의 수치 농도변이는7 ${\sim}$ 8월에 집중되는 하절기 몬순 강도에 의해 조절되었다. 장마기에 이온희석의 지표로 사용되는 전기전도도와 총인, 총질소와 같은 영양염류들의 경우 강우량과 역 상관관계 (|r|> 0.32, P< 0.01, n=119)를 보였으나, 생물학적 산소 요구량과 화학적 산소요구량의 경우에는 강우분포와 통계학적 유의성 (p>0.05, n=120)을 보이지 않았다. 총인, 총질소 및 전기전도도는 대부분 장마 중인 7 ${\sim}$ 8월에 최소값을 보였는데, 이는 강우에 의해 오염물질이 희석되기 때문으로 사료되었다. 반면, 총부유물의 유입은 하절기 몬순 동안에 최대치를 보여 이온 감소와는 대조적인 특성을 보였다. 생물학적 산소요구량의 계절적 변화패턴은 화학적 산소요구량과 유사한(r.=0.592, P<0.01)양상을 보였으며, 마찬가지로 총질소의 변차패턴 또한 총인과 유사한 (.=0.529, P<0.01) 양상을 보였다. 용존산소량의 계절별 변화에 따르면, 수온이 낮은 겨울에 최대값을 보이며 온도가 높은 여름에 최소값을 보여 수온과의 역 상관관계를 보였다. 지점별 변화 패턴 분석에 따르면, 전기전도도를 제외한 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량 및 총부유물은 상류 및 하류역 보다 중류역에서 높은 농도를 보인 반면, 전기전도도의 경우에는 하류역에서 높은 농도를 보였다. 특히, 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량 및 화학적 산소요구량은 지점 4(광주 2)에서 급격히 악화되는 양상을 보였으며, 이는 광주도심으로부터 유출되는 가정하수 및 인접한 공단에서 배출하는 폐수유입에 의한 영향으로 사료되었다. 따라서, 영산강의 수질 개선을 위해서는 이런 도심지역의 오염부하 저감을 통한 효율적 수질관리가 요구된다.

인공위성 관측 자료를 이용한 해양-대기 DMS flux 추정 및 장기 추세 분석 (Estimations and Long-term Trend of Sea-to-air Dimethyl Sulfide (DMS) Flux using Satellite Observation Data)

  • 최유나;송상근;한승범;손영백;박연희
    • Ocean and Polar Research
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    • 제39권3호
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    • pp.181-194
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    • 2017
  • The long-term linear trend of global sea-to-air dimethyl sulfide (DMS) flux was analyzed over a 16-year time span (2000~2015), based on satellite observation data. The emission rates of DMS (i.e. DMS flux) in the global ocean were estimated from sea surface DMS concentrations, which were constructed with chlorophyll a (Chl-a) concentrations and mixed layer depths (MLD), and transfer velocity from sea to air, which was parameterized with sea surface wind (SSW) and sea surface temperature (SST). In general, the DMS flux in the global ocean exhibited a gradual decreasing pattern from 2000 (a total of 12.1 Tg/yr) to 2015 (10.7 Tg/yr). For the latitude band ($10^{\circ}$ interval between $0^{\circ}$ and $60^{\circ}$), the DMS flux at the low latitude of the Northern (NH) and Southern hemisphere (SH) was significantly higher than that at the middle latitude. The seasonal mean DMS flux was highest in winter followed by in summer in both hemispheres. From the long-term analysis with the Mann-Kendall (MK) statistical test, a clear downward trend of DMS flux was predicted to be broad over the global ocean during the study period (NH: $-0.001{\sim}-0.036{\mu}mol/m^2/day\;per\;year$, SH: $-0.011{\sim}-0.051{\mu}mol/m^2/day\;per\;year$). These trend values were statistically significant (p < 0.05) for most of the latitude bands. The magnitude of the downward trend of DMS flux at the low latitude in the NH was somewhat higher than that at the middle latitude during most seasons, and vice versa for the SH. The spatio-temporal characteristics of DMS flux and its long-term trend were likely to be primarily affected not only by the SSW (high positive correlation of r = 0.687) but also in part by the SST (r = 0.685).

득량만 표층퇴적물 중 유기물의 시.공간적 분포 및 기원 (Spatio-temporal Distribution of Organic Matters in Surface Sediments and Its Origin in Deukryang Bay, Korea)

  • 윤양호
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권7호
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    • pp.735-744
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    • 2003
  • The field observations on a seasonal characteristic of organic matter and its origin in the surface sediment were carried out at 35 stations in Deukryang bay, southern coast of Korean Peninsula from May 1995 to February 1996. The analytical parameters were mud temperature, ignition loss(IL), chemical oxygen demand(COD), pheopigment, sulfide and water content. The origin and seasonal dynamics of organic matter in Deukryang Bay were analyzed by COD/IL, COD/sulfide ratio and principal component analysis(PCA). As a results of the mud temperature fluctuated between 2.1$^{\circ}C$ with the lowest mean 4.6$^{\circ}C$ in winter and 27.6$^{\circ}C$ with the highest mean 25.5$^{\circ}C$ in summer. The range of ignition loss(IL) was from 3.1% in autumn to 21.5% in winter. Chemical oxygen demand(COD) showed the highest mean value of 8.45 mg/g dry in spring within the range of 2.90∼18.21 mg/g dry, while it showed the lowest value of 4.33 mg/g dry in autumn within the range of 0.67∼10.37 mg/g dry. Pheopigments showed the highest mean value of 9.04 $\mu\textrm{g}$/g dry in autumn within the range of 1.36∼20.44 $\mu\textrm{g}$/g dry, while it did the lowest mean value of 2.20 $\mu\textrm{g}$/g dry in summer within the range of 0.33∼11.36 $\mu\textrm{g}$/g dry. The range of total sulfide (H$_2$S) was from no detect(ND) to 3.30 mg/g dry in spring. And water content showed the annual mean value of 43.6% within the range of 23.6∼54.9%. The source of organic matter by COD/IL and COD/sulfide ratio in Deukryang Bay had been producted by primary producer in sea water areas except the areas effected by small stream, domestic and animal wastes. And the analytical results of PCA was able to be divided into three different regions. The former was characterized by the shallow depth and authigenic organic matter from phytoplankton in northwest area and northeastern inner bay, the secondary was done by deeper depth and allochthonous one from lands in southeast area and eastern entrance of bay, and the latter was done by authigenic one from the farm of seaweeds such as, sea cabbage, sea mustard etc in western entrance of bay. But a study on the relationship between sulfide and COD concentration in the northeastern inner bay which was characterized by the water stagnation will to take much more studying including major constituents of organic matter in the future.

한반도 참나무 꽃가루 확산예측모델 개발 (Development of a Oak Pollen Emission and Transport Modeling Framework in South Korea)

  • 임윤규;김규랑;조창범;김미진;최호성;한매자;오인보;김백조
    • 대기
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    • 제25권2호
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    • pp.221-233
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    • 2015
  • Pollen is closely related to health issues such as allergenic rhinitis and asthma as well as intensifying atopic syndrome. Information on current and future spatio-temporal distribution of allergenic pollen is needed to address such issues. In this study, the Community Multiscale Air Quality Modeling (CMAQ) was utilized as a base modeling system to forecast pollen dispersal from oak trees. Pollen emission is one of the most important parts in the dispersal modeling system. Areal emission factor was determined from gridded areal fraction of oak trees, which was produced by the analysis of the tree type maps (1:5000) obtained from the Korea Forest Service. Daily total pollen production was estimated by a robust multiple regression model of weather conditions and pollen concentration. Hourly emission factor was determined from wind speed and friction velocity. Hourly pollen emission was then calculated by multiplying areal emission factor, daily total pollen production, and hourly emission factor. Forecast data from the KMA UM LDAPS (Korea Meteorological Administration Unified Model Local Data Assimilation and Prediction System) was utilized as input. For the verification of the model, daily observed pollen concentration from 12 sites in Korea during the pollen season of 2014. Although the model showed a tendency of over-estimation in terms of the seasonal and daily mean concentrations, overall concentration was similar to the observation. Comparison at the hourly output showed distinctive delay of the peak hours by the model at the 'Pocheon' site. It was speculated that the constant release of hourly number of pollen in the modeling framework caused the delay.