• 제목/요약/키워드: Spherical variogram

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토양(土壤)의 입경분포(粒徑分布)에 대(對)한 공간변이성(空間變異性) 분석(分析) -II. 입경공간변이성(粒徑空間變異性)의 Variogram 적합(適合)과 Kriging (Spatial Variability for Particle Size Distribution of Two Soils -II. Fitting Variogram Models and Kriging)

  • 박창서;김재정;조성진
    • 한국토양비료학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.319-324
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    • 1984
  • 지질통계학적(地質統計學的) 개념(槪念)인 지역변수(地域變數) 이론(理論)을 적용(適用)하여 $2{\times}3m$ Grid형태(形態)로 표본추출(標本抽出)된 중동사양토(中東砂壤土)와 화동미질식양토(華東微質埴壤土)의 입경분포(粒徑分布)에 대한 구조분석(構造分析) 결과(結果) 설정(設定)된 Variogram에 기본(基本)을 둔 최량(最良)의 선형불편추정치(線型不偏推定値)(BLUE)인 Kriging값을 계산(計算)하였다. 1. 화동토양(華東土壤)의 모래함량(含量)에 대한 선형(線型) Variogram은 적합(適合)하지 않았으며, 중동토양(中東土壤)의 점토함량(含量)은 선형(線型) 또는 곡면형(曲面型) Variogram에 부적합(不適合)하였다. 2. 공시지역(供試地域)의 Kriging값과 Kriging 분산(分散)이 계산(計算)되었다. 3. 화동토양(華東土壤)에서 Kriging 분산(分散)과 표준오차(標準誤差)의 차(差)는 Nugget효과(效果)와 근사(近似)하였지만 중동토양(中東土壤)의 점토함량은 그 차(差)가 컸다.

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베리오그램 모델에 따른 크리깅 보간법의 정확성 (Accuracy of Kriging interpolation method with respect to variogram model)

  • 우광성;신영식;이희정
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.160-165
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    • 2008
  • Kriging interpolation technique has been proposed by Danny Krige of South Africa to find the mineral distribution grade from information of geography and space. It is one of the generally used prediction technique for the mineral distribution grade and underground water level in wide scope also used in computer graphics fields by the ability for the surface regeneration This paper comprises two specific objectives. The first is to examine the applicability of Ordinary Kriging interpolation(OK) to finite element method that is based on variogram modeling in conjunction with different allowable limits of separation distance. The second is to investigate the accuracy according to theoretical variogram such as polynomial, Gauss, and spherical models.

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Sequential Gaussian Simulation(SGS)에 의한 질산성질소 오염 분포 영상화

  • 배광옥;이강근;정형재
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.82-85
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    • 2003
  • 강원도 춘천시 신북읍 유포리 연구지역의 지하수의 NO$_3$-N 2차원 공간 분포를 정의하기 위하여 지구통계학적 해석 방법인 sequential Gaussian simulation(SGS)을 이용하였다. 원자료의 공간적 clustering을 제거하기 위하여 cell declustering을 수행한 후 normal score 변환을 거친 후 variogram 분석과 모델링을 수행하였다. Exponential, gaussian, spherical variogram model에 대한 각각의 nugget, range, sill을 정의하여 SGS에 이용하였다. SGS에 의해 도출된 결과들은 모두 동일한 결과를 나타낸다. 또한 관측 자료의 분포와 주 오염원의 분포와 상응하는 모델링 결과를 나타내는 것으로 보아 SGS를 이용한 농촌지역 지하수내 NO$_3$-N의 공간적 오염 분포 영상화가 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Spatial Variability of Soil Properties using Nested Variograms at Multiple Scales

  • Chung, Sun-Ok;Sudduth, Kenneth A.;Drummond, Scott T.;Kitchen, Newell R.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제39권4호
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    • pp.377-388
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    • 2014
  • Purpose: Determining the spatial structure of data is important in understanding within-field variability for site-specific crop management. An understanding of the spatial structures present in the data may help illuminate interrelationships that are important in subsequent explanatory analyses, especially when site variables are correlated or are a combined response to multiple causative factors. Methods: In this study, correlation, principal component analysis, and single and nested variogram models were applied to soil electrical conductivity and chemical property data of two fields in central Missouri, USA. Results: Some variables that were highly correlated, or were strongly expressed in the same principal component, exhibited similar spatial ranges when fitted with a single variogram model. However, single variogram results were dependent on the active lag distance used, with short distances (30 m) required to fit short-range variability. Longer active lag distances only revealed long-range spatial components. Nested models generally yielded a better fit than single models for sensor-based conductivity data, where multiple scales of spatial structure were apparent. Gaussian-spherical nested models fit well to the data at both short (30 m) and long (300 m) active lag distances, generally capturing both short-range and long-range spatial components. As soil conductivity relates strongly to profile texture, we hypothesize that the short-range components may relate to the scale of erosion processes, while the long-range components are indicative of the scale of landscape morphology. Conclusion: In this study, we investigated the effect of changing active lag distance on the calculation of the range parameter. Future work investigating scale effects on other variogram parameters, including nugget and sill variances, may lead to better model selection and interpretation. Once this is achieved, separation of nested spatial components by factorial kriging may help to better define the correlations existing between spatial datasets.

Evaluation of the Population Distribution Using GIS-Based Geostatistical Analysis in Mosul City

  • Ali, Sabah Hussein;Mustafa, Faten Azeez
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.83-92
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    • 2020
  • The purpose of this work was to apply geographical information system (GIS) for geostatistical analyzing by selecting a semi-variogram model to quantify the spatial correlation of the population distribution with residential neighborhoods in the both sides of Mosul city. Two hundred and sixty-eight sample sites in 240 ㎢ are adopted. After determining the population distribution with respect to neighborhoods, data were inserted to ArcGIS10.3 software. Afterward, the datasets was subjected to the semi-variogram model using ordinary kriging interpolation. The results obtained from interpolation method showed that among the various models, Spherical model gives best fit of the data by cross-validation. The kriging prediction map obtained by this study, shows a particular spatial dependence of the population distribution with the neighborhoods. The results obtained from interpolation method also indicates an unbalanced population distribution, as there is no balance between the size of the population neighborhoods and their share of the size of the population, where the results showed that the right side is more densely populated because of the small area of residential homes which occupied by more than one family, as well as the right side is concentrated in economic and social activities.

지구통계 기법을 이용한 토양오염 분포 예측 오차 최적화 및 머신러닝 알고리즘 기반의 영향인자 해석 (Optimization of Soil Contamination Distribution Prediction Error using Geostatistical Technique and Interpretation of Contributory Factor Based on Machine Learning Algorithm)

  • 한호상;서장원;최요순
    • 자원환경지질
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    • 제56권3호
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    • pp.331-341
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    • 2023
  • 지구통계 기법을 기반으로 토양오염지도를 작성하는 경우 예측 오차가 발생하며 이에 영향을 미치는 다양한 원인이 존재한다. 본 연구에서는 정규 크리깅을 활용하여 폐광산지역의 토양 내 중금속 농도 샘플링 데이터로부터 격자형 기반의 토양오염지도를 작성하였다. 해당 지도의 예측 오차에 영향을 미친다고 판단된 5개 인자를 선정하고, Leave-one-out 기법을 기반으로 인자의 옵션과 설정값의 변화에 따른 예측값과 실측값 간의 평균제곱근오차(root mean square error, RMSE) 변화를 분석하였다. 이후 머신러닝 알고리즘을 이용하여 RMSE에 영향을 미치는 상위 3개 인자를 도출하였다. 그 결과, Standard interpolation에서는 Variogram Model, Minimum Neighbors, Anisotropy 인자가 RMSE에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 베리오그램 모델에서는 Spherical 모델이 가장 낮은 RMSE를 보였으며, Minimum Neighbors는 3에서 최젓값을 보인 후 값이 증가함에 따라 증가하였다. Anisotropy의 경우 이방성을 고려하지 않는 것이 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 지구통계와 머신러닝의 복합 활용을 통해 지역 규모에서 높은 신뢰성을 갖는 토양오염지도를 작성할 수 있었고, 적은 수의 토양 샘플링 데이터의 보간 작업 시 어떠한 요인들이 큰 영향을 미치는지 파악할 수 있었다.

베리오그램 모델 변화에 따른 정규 크리깅 보간법의 민감도분석 (Sensitivity Analysis of Ordinary Kriging Interpolation According to Different Variogram Models)

  • 우광성;박진환;이희정
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.295-304
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    • 2008
  • 본 연구는 두 가지 주요 목적을 갖고 있다. 첫째는, 실험적 베리오그램을 작성하는데 필수적인 분리거리 허용한계를 얼마로 하느냐에 따라 변화되는 베리오그램 모델링에 기초를 둔 정규크리깅 보간법을 유한요소법에 적용이 가능한 가를 시험하는 것이다. 둘째는, 다항식모델, 가우스모델 및 구형모델의 선택에 따른 정확성을 조사하는 것이다. 이 목적을 위해 가우스 적분점에서 취득된 응력값 데이터로터 새로운 응력장을 예측하기 위해 가중-최소제곱법이 적용되었다. 여기서 가중치는 동일한 값을 사용하는 기존의 방식과 달리 응력값들의 보간을 위해 사용되는 실험적 및 이론적 베리오그램에 의해 결정된다. 제안된 접근방식의 타당성을 보이기 위해 2개의 수치예제를 테스트하였다. 이 논문에서 사용된 수치예제의 경우 25% 분리거리 허용한계를 사용한 가우스모델이 참고문헌의 이론 해들과 가장 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

토양(土壤)의 입경분포(粒徑分布)에 대(對)한 공간변이성(空間變異性) 분석(分析) -I. Variogram (Analysis of Spatial Variability for Particle Size Distribution of Field Soils -I. Variogram)

  • 박창서;김재정;조성진
    • 한국토양비료학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.212-217
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    • 1984
  • 지질순계학적(地質純計學的) 개념(槪念)인 지역변수(地域變數) 이론(理論)을 적용(適用)하여 $2{\times}3$ Grid형태(形態)로 표본추출(標本抽出)된 중동사양토(中東砂壤土)와 화동미사질식양토(華東微砂質埴壤土)의 입경분포(粒徑分布)에 대한 공간(空間) 종속성(從屬性)의 구조분석(構造分析) 및 그 해석(解析)과 이것에 의하여 설정(設定)된 Variogram에 기본(基本)을 둔 최량(最良)의 선형불편추정치(線型不編推定置)(BLUE)인 Kriging을 위한 최적(最適)의 표본추출수(標本抽出數)와 그 거리(距離)를 결정(決定)하였으며, 아울러 순수(純粹) Nugget 효과(效果)를 나타내는 특성(特性)의 표본(標本)크기를 결정(決定)하고자 수행(遂行)하였다. (1) 화동토양(華東土壤)은 선형(線型) 그리고 중동토양(中東土壤)은 곡면형(曲面型)의 Variogram을 설정(設定)하였다. (2) 화동토양(華東土壤)은 Nugget 효과(效果)를 나타냈으며, 중동토양(中東土壤)의 경우 점토함량(含量)만 Nugget효과(效果)를 나타내었고 미사와 모래함량(含量)은 순수(純粹) Nugget 효과(效果)를 나타내었다. (3) 표본수(標本數) 96과 근사(近似)한 결과(結果)를 가져올 최적표본수(最適標本數)는 화동토양(華東土壤)의 미사, 점토, 그리고 모래 함량(含量)에서 각각 27, 13, 그리고 6개였으며, 중동토양(中東土壤)의 점토함량(含量)은 17개로 추정(推定)되었다. (4) 순수(純粹) Nugget 효과(效果)를 보인 중동토양(中東土壤)의 미사와 모래함량(含量)에 대하여 유의수준(有意水準) 0.05 에서 모평균(母平均)의 5% 정도(精度)에 필요(必要)한 표본(標本)크기는 각각 14 및 26개 이었다.

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다분적 암반분류를 위한 정성적 자료의 지구통계학적 연구- II. 응용 (A Geostatisitical Study Using Qualitative Information for Multiple Rock Classification II. Application)

  • 유광호
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권1호
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    • pp.29-36
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    • 1998
  • 본 논문에서는 이분적 암반분류 방법 보다 일반적인 다분적 암반분류 방법의 응용에 관해 연구하였다. 특히, 정성적 데이타를 체계적으로 이용할 수 있는 방법이 모색되었다. 응용 예를 통해 Bieniawski의 암반평가 시스템 (rock mass rating system, RMR)과 같이 암반을 두개 이상의 다등급으로 분류할 경우 본 논문에 제시된 방법이 효과적으로 사용될 수 있고 체계적인 암반조사를 위해 크게 기여할 것으로 생각된다. 또한, 오차에 대응하는 비용(cost of errors)의 기대값이 암반조사를 위한 시추 방법이 잘 계획되었는지에 관한 평가척도로 이용될 수 있음을 알았다.

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지하공간통합지도의 정확도 향상을 위한 계측 데이터 분류 및 공간 보간 기법 적용성 분석 (Applicability Analysis of Measurement Data Classification and Spatial Interpolation to Improve IUGIM Accuracy)

  • 이상연;송기일;강경남;김우람;안준상
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권10호
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    • pp.17-29
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    • 2022
  • 최근 지하 안전에 관한 다양한 이슈들로 인해 지하공간 또는 지하시설물의 관리 필요성이 대두대고 있어 지하공간 통합지도 활용이 필요한 실정이다. 지하공간통합지도는 지하공간개발 및 지하안전관리 등의 분야에 직접적으로 사용되고 있기 때문에, 정보의 최신성 및 정확성이 매우 중요하다. 본 연구에서는 지하공간통합지도에 정확성을 향상시키기 위해 지하공간통합지도에 저장된 데이터와 굴착현장에서 획득 가능한 계측데이터를 분류하고, 획득된 데이터를 활용하여 다양한 보간기법의 적용성을 평가하였다. 공간 보간은 보간기법 및 모델별 총 7 종의 공간보간결과를 교차검증을 통해 정량적 평가를 수행하였다. 교차검증 결과, NURBS, 크리깅 및 역거리가중치법 순으로 정확도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 크리깅의 경우 베리오그램 모델에 따라 정확도의 차이가 있었으나 미미하였고, 구형 베리오그램이 정확도가 가장 우수한 것으로 나타났다.