• 제목/요약/키워드: maintenance of variance extension

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Development of a method of the data generation with maintaining quantile of the sample data

  • Joohyung Lee;Young-Oh Kim
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.244-244
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    • 2023
  • Both the frequency and the magnitude of hydrometeorological extreme events such as severe floods and droughts are increasing. In order to prevent a damage from the climatic disaster, hydrological models are often simulated under various meteorological conditions. While performing the simulations, a synthetic data generated through time series models which maintains the key statistical characteristics of the sample data are widely applied. However, the synthetic data can easily maintains both the average and the variance of the sample data, but the quantile is not maintained well. In this study, we proposes a data generation method which maintains the quantile of the sample data well. The equations of the former maintenance of variance extension (MOVE) are expanded to maintain quantile rather than the average or the variance of the sample data. The equations are derived and the coefficients are determined based on the characteristics of the sample data that we aim to preserve. Monte Carlo simulation is utilized to assess the performance of the proposed data generation method. A time series data (data length of 500) is regarded as the sample data and selected randomly from the sample data to create the data set (data length of 30) for simulation. Data length of the selected data set is expanded from 30 to 500 by using the proposed method. Then, the average, the variance, and the quantile difference between the sample data, and the expanded data are evaluated with relative root mean square error for each simulation. As a result of the simulation, each equation which is designed to maintain the characteristic of data performs well. Moreover, expanded data can preserve the quantile of sample data more precisely than that those expanded through the conventional time series model.

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수문학적 예측의 정확도에 따른 저수지 시스템 운영의 민감도 분석 (Sensitivity Analysis for Operation a Reservoir System to Hydrologic Forecast Accuracy)

  • 김영오
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.855-862
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    • 1998
  • 본 연구는 수력발전을 위한 저수지 관리에 있어 예측오차의 영향을 살펴보기 위해 예측오차를 Root Mean Square Error(RMSE)로 측정하였고, 이를 Generalized Maintenance Of Variance Extension (GMOVE)기법을 통하여 변화시켜보았다.변화된 예측오차의 RMSE는 천이확률을 통하여 Bayesian Stochastic Dynamic Programming (BSDP)에 고려되어졌으며, 이 BSDP 모형을 이용하여 월별 방류량을 결정하였고 그 유용성을 평가하였다. 제시된 연구방법은 미국의 Skagit 시스템에 적용되었고, 그 결과로 Skagit 시스템의 운영은 예측오차의 RMSE에 비선형이므로 반응하므로 이 시스템의 운영을 개선하기 위해서는 현재의 수문학적 예측기법을 개선해야함을 제시하였다.

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남강댐 유역의 네 가지 하천유량자료 확장방법 비교 및 평가 (Evaluation and Comparison of Four Streamflow Record Extension Techniques for Namgang Dam Basin)

  • 김경훈;정강영;윤종수;천세억
    • 한국물환경학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.60-67
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    • 2014
  • In this study, four methods for calculation of continuous daily flow was suggested using short-term or partial recording station of streamflow including missing data. Using these methods, standard flows at the outlet of unit/small basins for the management of total maximum daily loads (TMDLs) in Namgang dam basin were estimated from full-period flow duration curve (FDC). Four methods of extension are described, and their properties are explored. The methods are regression (REG), regression plus noise (RPN), and maintenance of variance extension types 1 and 2 (MOVE.1, MOVE.2). In these methods, the continuous daily flow was calculated using extension equation based on correlation analysis, after conducting the correlation analysis between historic record of streamflow and long-term recording station (a base station). Finally the best optimal method was selected as the MOVE.2, and the standard flows in the abundant, ordinary, low and drought flow estimated from FDC was evaluated using MOVE.2 in unit/small basins.

MOVE.2 확장기법 적용을 통한 장기 부하지속곡선 구축 및 유황조건별 수체손상평가 (Construction of Long-term Load Duration Curve Using MOVE.2 Extension Method and Assessment of Impaired Waterbody by Flow Conditions)

  • 김경훈;권헌각;임태효;이규동;신동석;나승민
    • 한국물환경학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.51-62
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    • 2017
  • The purpose of this study is to evaluate on the applicability of Load Duration Curve (LDC) method using Maintenance of Variance Extension types 2 method and sampling data for efficient total maximum daily loads at the Nakbon-A unit watershed in Korea. The LDC method allows for characterizing water quality data such as BOD, TOC, T-N and T-P in this study at different flow regimes(or quarters). BOD usually exceeded the standard value (exceedance probability 50%) at low flow zone. On the other hand, TOC, T-N, T-P usually exceeded the standard value at dry and low flow zone. Seasonally all water quality variables usually exceeded the standard value at Q1(Jan-Mar) and Q2(Apr-Jun) zones. Improvement of effluent control from wastewater treatment plants are effective to improve BOD and T-P.

부분관측된 유량자료의 연속 일유량자료로 확장법 (Extension Techniques of Partially Recorded Stream-flow to Continuous Daily Data)

  • 백경오;임동희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.397-397
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    • 2011
  • 2004년부터 4대강 물환경연구소는 수질오염총량관리제의 원활한 추진을 위해 총량관리단위유역 말단부에서 8일 간격으로 청천(晴天)시를 중심으로 유량과 수질을 동시에 측정하기 시작하였다. 그 결과 연중 하천유량과 수질의 연동 여부 및 변동 추이를 확인하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 8일 간격으로 생산되는 유량은 지침의 정의와 맞물려 기준유량의 산정에 또 다른 어려움을 주고 있다. '한강수계 오염총량관리계획수립 지침'에 따르면 '기준유량은 과거 10년간 평균 저수량으로 한다'고 명시되어 있다. 여기서 저수량이란 유량의 크기를 누가일수로서 표시하여 1년을 통하여 275일은 이보다 더 작지 않은 유량으로 정의된다. 따라서 정확한 저수량을 산정하기 위해서는 1년 365개 매일의 유량자료가 필요하다. 하지만 8일 간격으로 유량을 측정하게 되면 1년 365개 대신 최대 45 여개의 일 유량자료만 취득 가능하므로 유황분석에 어려움이 발생할 수밖에 없다. 본 연구에서는 수질오염총량관리단위유역의 말단부에서 8일 간격으로 계측된 유량자료가 있을 때 이를 연속적인 일유량으로 확대할 수 있는 방법론 중 하나를 소개한다. 미 지질조사국(USGS)에서 주로 사용되는 이 방법은 A지점(부분계측이 이루어지는 지점)의 결측치를 동일 유역 혹은 수문학적으로 유사한 유역의 B지점(연속계측이 이루어지는 지점)의 자료를 이용하여 보완하는 방식이다. 이를 위해 먼저 부분계측이 이루어진 날과 같은 날짜의 유량자료를 연속계측자료에서 추출한 다음 두 자료(A지점에서의 모든 유량과 B지점에서의 추출된 유량)의 상관성을 비교해 본다. 두 자료간에 상관도가 높다면 이를 잘 표현하는 방정식을 통해 A지점의 결측치를 내 외삽한다. 여기서 두 자료간 상관도를 잘 묘사할 수 있는 방법으로 본 연구에서는 최소제곱법(Least Square Estimator, LSE)과 분산확장법(Maintenance of Variance Extension, MOVE)을 비교,분석해 보았다. 한강수계 수질오염총량관리단위유역 중 동일지점에 8일 간격 부분계측 유량자료와 일 연속자료가 동시에 존재하는 곳이 6지점이 있었으며 이 자료들을 바탕으로 LSE와 MOVE의 정확도를 검증해 본 결과 MOVE가 일 연속유량 확장에 더 나은 결과를 보였다.

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스마트온실 경영체의 경영 효율성 및 영향요인 분석 - 전라권 딸기 재배 경영체를 중심으로- (The Analysis of the Management Efficiency and Impact Factors of Smart Greenhouse Business Entities - Focusing on the Business Entities of Strawberry Cultivation in Jeolla-do -)

  • 하지영;이승현;나명환;김덕현;이혜림;이용건
    • 품질경영학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.213-231
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    • 2021
  • Purpose: This study intends to provide decision-making information to improve efficiency by analyzing the management efficiency of smart greenhouse business entities and identifying factors that affect the efficiency based on input and output. Methods: The subjects of analysis were business entities for cultivating strawberries in smart greenhouses in Jeolla region (northern and southern Jeolla provinces), and the analysis focused on the management performance of the 2019-2020 crop period (year). Data Envelopment Analysis(DEA) was applied as an analysis method for efficiency analysis, Quantile Regression(QR) analysis was applied as a factor affecting the efficiency. Results: The reason for the efficiency gap between business entities was that there were many business entities that did not minimize the input cost at the current level of output, and the area where the variance among business entities was large was the fixed cost per 10a. In the results of the affecting factor analysis, it was found that the seed-seedlings cost, fertilizer cost, other material cost, and employment and labor cost had a negative (-) effect on the efficiency, and that the repair and maintenance cost had a positive (+) effect. Conclusion: Therefore, to achieve the efficiency of scale, it is necessary to reduce the input scale to an appropriate level. In the case of business entities with low efficiency by quartile, the seed-seedlings, fertilizer, and other material costs reduce expenditures, and repair maintenance costs can improve efficiency by increasing expenditures.

8일 간격으로 부분 계측된 유량을 연속 일유량으로 확장하는 방법 (Extension Techniques of 8 Day Interval Recorded Stream-flow Data to Daily One)

  • 백경오;임동희
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권1호
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    • pp.91-99
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    • 2012
  • 본 연구에서는 수질오염총량관리단위유역의 말단부에서 8일 간격으로 계측된 유량자료가 있을 때 이를 연속적인 일유량으로 확대할 수 있는 방법론을 제시하였다. 이 방법은 부분계측이 이루어지는 지점의 결측치를 인근 혹은 수문학적으로 유사한 지점에서 연속계측된 유량자료를 이용하여 보완하는 방식이다. 이를 위해 먼저 부분계측이 수행된 날짜와 같은 날의 유량을 연속계측자료로부터 추출한다. 그 다음 두 자료간에 상관도가 높다면 이를 잘 표현하는 확장식을 개발하고 이 식을 통해 결측치를 내삽 또는 외삽한다. 본 연구에서는 두 자료간 상관성을 잘 묘사하는 방법으로 분산유지법을 제안하였고, 이를 부분계측과 연속계측이 동시에 수행된 지점의 유량자료를 통해 그 정확성을 검증하였다. 검증된 분산유지법을 이용하여 한강수계 총량관리단위유역 중 15개 유역을 선택하여 각 유역의 말단부에 8일 간격으로 계측된 유량을 연속 일유량으로 확장시켰다. 확장된 자료를 기반으로 유황분석을 통해 저수량을 산정하였다.