• 제목/요약/키워드: geostatistical method

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지구통계학적 진화전략 역산해석 기법의 소개 및 가상 대수층 수리전도도 분포 예측에의 적용 (Introduction of Inverse Analysis Model Using Geostatistical Evolution Strategy and Estimation of Hydraulic Conductivity Distribution in Synthetic Aquifer)

  • 박은규
    • 자원환경지질
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    • 제53권6호
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    • pp.703-713
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    • 2020
  • 수리지질학을 포함한 많은 지질학 분야에 있어 지하 매질의 불균질성을 규명하는 것은 큰 중요성을 가진다. 본 연구에서는 최근 Park(2020)에 의해 소개된 바 있는 대수층을 구성하는 매질의 수리물성을 예측할 수 있는 기법의 개념 및 이론을 간단히 소개하고, 가상의 대수층에 해당 기법을 적용하여 기법에 의한 결과들의 다양한 시사점을 도출하였다. 소개하는 기법은 공분산행렬 적응 진화전략이라는 광역최적화 기법을 사용하며, 개념적으로 대수층에 가해지는 수리적 스트레스에 의한 지하수위 변화 자료를 동화하여 대수층 불균질성을 특성화하는 방법론이다. 가상의 대수층의 수리전도도 예측에 개발 기법을 적용한 결과, 총 40000개 미지의 값을 매우 빠른 시간 내에 예측함을 확인하였다. 또한, 예측의 결과는 레퍼런스 수리전도도와 수치적 및 구조적으로 큰 유사성을 보여 예측의 질적 수준이 높음을 확인하였다. 본 연구에서는 매우 제한적인 케이스에 대하여 적용을 실시하였으나, 기법의 추가개발을 통하여 보다 다양한 케이스에의 적용이 가능할 것으로 예상되며 현재 이를 위한 추가 개발이 이루어지고 있는 상황이다. 개발 기법은 수리지질학 분야 뿐만 아니라 다양한 지질학 및 지구물리 분야에 적용될 수 있는 잠재성을 갖추고 있다.

초단주기 지표온도 위성자료와 다변량 공간통계기법을 결합한 산지 지역의 기온 분포 추정 (Estimating Air Temperature over Mountainous Terrain by Combining Hypertemporal Satellite LST Data and Multivariate Geostatistical Methods)

  • 박선엽
    • 대한지리학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.105-121
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    • 2009
  • 지형 굴곡이 심한 하와이 화산섬의 경우, 측후소 분포가 매우 제한적이어서 공식적인 기온 분포도가 작성되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 기온 지도화의 문제점을 해결하는 방법으로 위성기반의 지표온도 자료로부터 기온추정치를 추출하여 내삽법에 필요한 입력자료로 사용하였다. 추출된 온도값을 표본값으로하여 거리 역비례 가중치법(IDW)과 공동크리깅 (cokriging)을 적용하여 기온추정치를 지도화하였다. 기온과 고도값을 함께 이용한 cokriging이 IDW에 비해 크게 향상된 추정 오차값을 나타내었다. Cokriging은 주 변수와 고도와 같은 추가 변수 간의 상관관계가 유의하게 나타날 때 효과적으로 사용되는 내삽법이지만, 내삽 정확도는 계절적인 기상조건에 민감하게 영향받는 것으로 조사되었다. 강수량이 크게 증가하는 우기에는 건기에 비해 공간적인 기온변화가 크며, 이에 따라 기온 추정 오차값도 우기에 높게 나타났다.

GIS 수치지도를 이용한 수리지질학적 변수와 지하수 유동의 분포 (Distributions of Hydrogeological Variables and Flow Field on GIS Digital Map)

  • 이처경
    • 한국지리정보학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.45-58
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    • 1999
  • 경북 포항 북부 지역의 지하수면고도(수두)와 로그-투수량계수의 분포 상황을 효과적으로 나타내기 위해 수치지도를 활용하였다. 특히 분포 상황 구현을 위해 자연 지하수층내의 유한한 측정치들에 지하탐사 통계학적 방법 kriging을 이용하였다. 계산된 variogram들은 spherical model로 근사하였으며 nugget과 range는 각각 0과 6km로 취하였다. 수두의 분포는 북서쪽의 peak로부터 대체로 동쪽 방향으로 낮아지며, 로그-투수량계수는 중심부근에서 최대값을 보이고 외곽쪽으로 감소한다. 지하수면고도와 로그 투수량계수의 분포로부터 지하수의 동쪽 및 북쪽 방향 유량을 유한차분법을 이용하여 계산하였다. 유동의 방향은 peak로부터 대체로 동향이고 peak의 동쪽방면에서 발산하는 경향을 보인다. 지역내의 몇 지점에서는 수렴하는 유동이 나타나기도 한다.

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수리전도도맵 작성을 위한 자료병합 툴 개발과 적용 (Development of a Data Integration Tool for Hydraulic Conductivity Map and Its Application)

  • 류동우;박의섭;안등현일;김형목
    • 터널과지하공간
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    • 제17권6호
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    • pp.493-502
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    • 2007
  • 암반의 수리적 특성 및 지하수 유동 양상을 파악하는데 요구되는 수리전도도맵 작성시, 투수시험 자료의 자료수 한계를 극복하고 수리전도도맵의 신뢰도 향상을 목적으로 물리탐사 결과 자료와의 병합툴을 개발하고 현장 적용해 보았다. 개발된 병합툴은 지구통계학적 최적화 시뮬레이션 기법 중의 하나인 모의 담금질 기법(Simulated Annealing)을 활용하였으며, 시뮬레이션에 필요한 전처리 과정과 후처리 과정을 포함한 4개의 모듈로 구성되었다. 파쇄대 수리특성의 파악 및 가시화를 위한 현장 적용 결과, 시추공 사이의 비조사 영역에서의 투수특성의 변화를 파악하는데 유용하게 적용될 수 있음을 확인하였다.

해상기초 설계를 위한 시추조사와 물리탐사 자료의 지구통계학적 통합분석 (Geostatistical Integration of Borehole and Geophysical Data for Design of Offshore-foundation)

  • 김한샘;김민기;김준영;김광래;정충기
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.109-120
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    • 2012
  • 해저 지반조사에서는 시추공 조사가 제한되고, 비교적 간편한 방법으로 결과물을 얻어 낼 수 있는 물리탐사를 주로 사용하고 있으며, 이러한 해저 지반조사의 한계를 극복하기 위해서 가용할 수 있는 다양한 종류의 지반조사 자료를 수집하고 서로 상반되는 장 단점을 상호 보완하여 이용해야 한다. 이에 본 연구에서는 해상기초 설계를 위해 해상에서 수행되는 다수의 탄성파탐사 자료와 기초 설치 지점에 집중되어 측선 주변에서 수행되는 시추조사 자료를 중첩하여 수치화된 2차원 대표 층상단면을 결정하고, 공간보간 기법(kriging)을 통해 3차원 층상정보를 결정할 수 있는 통합 분석 기법을 수립하였다. 또한 2차원 대표 층상단면 결정 시 물리탐사 결과의 공간적 변동성과 측선과 시추조사 지점과의 이격거리를 고려한 중첩방법을 추가로 제안하였다. 최종적으로 통합분석 기법을 제주도 해상풍력 발전 시범지역에 적용하였으며, 제안 기법의 적용성을 교차검증을 통해 검증하였다.

대구광역도시권의 지리통계적 도시환경구조 평가에 관한 연구 (A Study on the Geostatistical Evaluation of Urban and Environmental Structure of Taegu Metropolitan Region)

  • 박인환;장갑수
    • 환경영향평가
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    • 제8권3호
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    • pp.1-11
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    • 1999
  • This study was carried out to evaluate urban environmental structure in Taegu metropolitan region(TMR) with factor analysis, fuzzy set theory, geostatistic and geographic information system(GIS). The factor analysis could choose the representative one out of multiple variables and simplify the evaluation of the urban environmental structure. The fuzzy approach is an attempt to model an aspect of human thinking previously neglected; it starts from the premise that humans don't represent classes of objects as fully disjoint but rather as sets where transitions from membership to non-membership is gradual. The Geographic Information System(GIS) could connect attributes of factor scores derived from factor analysis to digital map by a method so called 'Spatial join'. The results obtained were as follows: Urbanization appearance was concentrated in the large cities, and this appearance was partial extremely, therefore, there has been a structural gap between urban area and agricultural area which was unified into the urban area. All inclinations didn't become worse after sudden urbanization. For example, suburban agriculture was developed as a large scale in the region near the large cities. Then it encouraged farmers in changing their old cultivating methods to the latest ones. But many districts in urban fringe had symptom of urbanization, the districts which were located between large cities have been developed gradually because of urban sprawl, and played a role in connecting each city. Therefore, due to the urbanization, forestry area and agricultural land, well conserved in the agricultural town, could be easily destroyed. In a different way with the urbanization of the Seoul metropolitan region, that of TMR was centralized upon the center of each city, and it was also very partial. But, because so many regions have the potentiality of urbanization, hereafter, the urbanization process in each region is likely to be different multifariously according to the urban management methods.

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RMR과 전기비저항의 상관성 해석에 기초하여 지시크리깅을 적용한 최적 암반 분류 기법 고찰 (Investigation of Indicator Kriging for Evaluating Proper Rock Mass Classification based on Electrical Resistivity and RMR Correlation Analysis)

  • 이경주;하희상;고광범;김지수
    • 터널과지하공간
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    • 제19권5호
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    • pp.407-420
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    • 2009
  • 이 연구에서는 시추 조사와 물리탐사 자료와 같은 다양한 지반 정보를 통합하여 최적의 암반 분류 기법을 도출하는데 지시크리깅을 적용하였다. 최적의 지시크리깅 결과를 얻기 위해서는 효과적으로 hard data(시추조사)와 soft data(물리탐사 자료)를 통합하기 위한 알맞은 방법을 모색할 필요가 있다. 이론적인 베리오그램 모델변수를 결정하기 위해 반복적 비선형 역산 방법을 적용하였고 이 알고리즘의 타당성 검증을 위해 목적함수의 분포양상을 검토한 결과 상관거리에 따른 구배는 대단히 작은 특성을 보였다. 현장 적용지역은 지표에서 터널 계획고까지의 심도가 최대 500 m인 대규모 산악터널 예정지이다. 지시크리깅을 이용하여 soft data인 AMT (Audio frequency Magneto-Telluric) 탐사 자료와 hard data인 RMR자료를 하나로 통합하고자 하였다. 결론적으로 터널계획고와 터널 상부 1D 구간에 대한 암반등급도를 작성하여 도시하였다.

베이지안 방식에 의한 지구물리 역산 문제의 접근 (A Bayesian Approach to Geophysical Inverse Problems)

  • 오석훈;정승환;권병두;이희순;정호준;이덕기
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제5권4호
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    • pp.262-271
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    • 2002
  • 본 연구에서는 지구물리 자료의 베이지안 역산을 효과적으로 수행하는 방법에 관해 논의하였다. 베이지안 처리에서 가장 문제가 되는 사전확률분포를 구하기 위해 지구통계학적 방법을 적용하였으며, 사후확률분포의 추정을 위해 MCMC(Markov Chain Monte Carlo) 방법을 적용하였다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 자료의 2차원 역산을 위해 슐럼버저배열 전기비저항탐사 자료와 시추공 자료를 사전 정보로 이용하였으며, 이들 사전정보에 대해 지구통계학적 방법을 적용하여 사전확률분포를 작성하였다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 자료를 최대 우도함수로 하는 사후확률분포는 차원이 매우 높은 적분을 요구하므로, 이를 추정하기 위해 MCMC기술을 적용하였으며, 보다 효율적인 접근을 위해 Gibbs샘플링 방법을 이용하였다. 그 결과 비모수적 방식으로 사후확률분포를 분석함으로써 보다 신뢰성 있는 해를 구할 수 있었으며, 주변화(marginalization)된 사후확률분포를 이용하여 다양한 분석을 적용할 수 있었다.

관정 데이터와 GIS 수치지도를 이용한 지하수면 분포 추정 (Estimation of Ground Water Table Using Well Data and GIS Digital Map)

  • 이처경;문추연
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.133-139
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    • 1999
  • 지하수 자원의 분포 파악과 효과적인 관리를 목적으로 지하 환경 탐사의 통계적 방법 Kriging을 이용하여 경북 포항시 북부 지역에서 측정된 데이터로(농어촌진흥공사. 1997)부터 지표면으로부터 지하수면 까지의 깊이와 지하수면의 해발 고도 분포를 추정하였다. 이를 위해 국가 GIS 사업중 해당 지역의 1:5000 수치 지도(국립지리원)를 이용하였다. 지하수면 깊이는 대체로 7-9.5 m를 나타내며 산봉우리와 농업 용수 사용량이 많은 것으로 추정되는 지점에서는 9.5 m를 상회하여 나타난다. 지하수면의 고도 분포는 대체로 서쪽에서 동쪽으로 낮아지며 최대 변화율은 동서로 6 km 당 90 m 감소하는 경향을 나타낸다. 이러한 지점에서는 지하수가 하루에 수 m 이동하는 것으로 추정된다.

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공동크리깅 모형을 활용한 일반국도 연평균 일교통량 추정 (Annual Average Daily Traffic Estimation using Co-kriging)

  • 하정아;허태영;오세창;임성한
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.1-14
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    • 2013
  • 연평균 일교통량(AADT)은 교통 및 도로부문에서 중요한 기초자료로 활용되지만 예산 제약 등의 한계로 인해 일부 지점에 대해서만 상시조사를 통해서 AADT를 산출하고 있으며, 대다수의 지점에서는 단기 교통량 조사에서 수집된 샘플자료를 이용하여 AADT를 추정 활용하고 있다. 현재 단기 교통량 조사지점의 AADT 추정을 위하여 조사된 자료를 단순 평균하는 방법이 적용되고 있다. 기존 AADT 추정모형은 보정계수를 적용하는 방법이 대표적인 방법이나, 이 방법은 단기 교통량 조사 지점이 어떤 상시조사 지점의 보정계수를 적용할지에 대한 객관적인 방법이 없어 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 공간통계모형을 도입하여 교통량 자료의 공간상관관계를 분석하고, 크리깅 모형을 적용하여 AADT를 추정하는 방법에 대하여 알아보았다. 공간통계모형의 AADT 추정의 정확도를 기존 연구와 비교하기 위하여 동일 대구간의 상시조사 지점의 보정계수를 적용하는 방법(방법 1)과 보정계수 그룹핑을 이용하여 해당 그룹의 보정계수를 적용하는 방법(방법 2), 공동크리깅을 적용한 방법(방법 3)을 비교분석하였다. 분석결과 공동크리깅을 적용한 모형은 기존 모형에 비해 AADT 추정 정확도가 향상되는 것으로 나타났다.