• 제목/요약/키워드: multiple linear regression(MLR)

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GOCI AOD를 이용한 서울 지역 지상 PM2.5 농도의 경험적 추정 및 일 변동성 분석 (Empirical Estimation and Diurnal Patterns of Surface PM2.5 Concentration in Seoul Using GOCI AOD)

  • 김상민;윤종민;문경정;김덕래;구자호;최명제;김광년;이윤곤
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.451-463
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    • 2018
  • 본 연구는 서울지역에서 2015년 1월부터 12월까지 정지궤도 천리안 위성(Communication Ocean and Meteorological Satellite, COMS) 해양 탑재체(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)의 에어로졸광학두께(Aerosol Optical Depth, AOD)로부터 지상 초미세먼지(Particulate Matter; $PM_{2.5}$) 농도를 추정하기 위한 계절별 경험/통계모델을 개발했다. 행성경계층고도(Planetary Boundary Layer Height, PBLH) 그리고 에어로졸 수직 비율(Vertical Ratio of Aerosol, VRA)을 사용한 두 가지 수직보정방법과 흡습성장계수(Hygroscopic growth factor, f(RH))로부터의 습도보정방법이 각각의 경험적 모델에 적용된 결과 AOD에 대한 수직 보정과 $PM_{2.5}$에 대한 지표 습도보정이 모델 성능 향상에 중요한 역할을 했다. AOD-$PM_{2.5}$ 사이에 관련이 있다고 알려진 기상인자들(온도, 풍속, 시정)을 추가적으로 사용하여 다중 선형 회귀모델을 구성한 결과 경험모델에 비해 $R^2$값이 최대 0.25 증가했다. 본 연구에선 AOD-$PM_{2.5}$ 모델의 계절별, 월별, 시간별 특성을 분석하고 계절별로 구분하여 모델을 구성한 결과 고농도 사례에서 과소평가 되던 경향이 개선됨을 알 수 있고 관측된 $PM_{2.5}$와 추정된 $PM_{2.5}$의 월 및 시간변동성은 서로 경향성이 일치했다. 따라서 정지궤도 위성 AOD를 이용하여 지상 $PM_{2.5}$ 농도를 추정한 본 연구의 결과는 향후 발사 예정인 GK-2A와 GK-2B에 적용 가능할 것으로 기대된다.

위성 자료와 수치모델 자료를 활용한 스태킹 앙상블 기반 SO2 지상농도 추정 (Monitoring Ground-level SO2 Concentrations Based on a Stacking Ensemble Approach Using Satellite Data and Numerical Models)

  • 최현영;강유진;임정호;신민소;박서희;김상민
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_3호
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    • pp.1053-1066
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    • 2020
  • 이산화황(SO2)은 대기 중 화학 반응을 통해 2차 대기오염물질을 생성하는 전구체로, 주로 산업활동이나 주거 및 교통 활동 등을 통해 배출된다. 장기간 노출 시 호흡기 질환이나 심혈관 질환 등을 유발하여 인체 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 우리나라에서는 SO2에 대해 관측소 기반의 모니터링이 수행되고 있으나 이는 공간적으로 연속적인 정보를 제공하는 데에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 위성자료와 수치모델 자료를 융합하여 일별 13시를 타겟으로 하는 1 km의 고해상도로 공간적으로 연속적인 SO2 지상농도를 산출하였다. 2015년 1월부터 2019년 4월까지의 기간 동안 남한 지역에 대하여 스태킹 앙상블 기법을 이용하여 SO2 지상농도 추정 모델을 개발하였다. 스태킹 앙상블 기법이란 여러가지 기계학습 기법을 두 단계로 쌓는 방식으로 융합하여 단일 모델 대비 더 향상된 성능을 도출하는 방법이다. 본 연구에서는 베이스 모델로는 RF (Random Forest)와 XGB (eXtreme Gradient BOOSTing) 기법이, 메타 모델로는 MLR (Multiple Linear Regression) 기법이 사용되었다. 구축된 모델의 교차검증 결과 메타 모델은 상관계수(R) = 0.69와 root-mean-squared-error(RMSE) = 0.0032 ppm의 결과를 보였으며 이는 베이스 모델의 평균 대비 약 25% 향상된 안정성을 보였다. 또한 모델 구축에 사용되지 않은 기간에 대한 예측 검증을 수행하여 모델의 일반화 가능성을 평가하였다. 구축된 모델을 이용하여 남한 지역의 SO2 지상농도 공간분포를 분석한 결과 일반적인 계절성과 배출원의 변화를 잘 반영하는 패턴을 보임을 확인하였다.

Estimation of Oil Yield of Perilla by Seed Characteristics and Crude Fat Content

  • Oh, Eunyoung;Lee, Myoung Hee;Kim, Jung In;Kim, Sungup;Pae, Suk-Bok;Ha, Tae Joung
    • 한국작물학회지
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    • 제63권2호
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    • pp.158-163
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    • 2018
  • Perilla (Perilla frutescens var.frutescens) is an annual plant of the Lamiaceae family, mainly grown for obtaining oil by press extraction after roasting the seeds. Oil yield is one of its important traits, but evaluating this yield is time-consuming, requires many seeds, and is hard to adjust to pedigrees in a breeding field. The objective of this study was to develop a method for selecting high-oil-yield lines in a breeding population without oil extraction. Twenty-three perilla cultivars were used for evaluating the oil yield and seed traits such as seed hardness, seed coat thickness, seed coat proportion and crude fat. After evaluation of the seed traits of 23 perilla cultivars, the ranges of oil yields, seed hardness, seed coat thickness, seed coat proportion, 100-seed weight, and crude fat were 24.68-38.75%, 157-1166 gf, $24-399{\mu}m$, 15.4-41.5%, 2.79-6.69 g, and 33.0-47.8%, respectively. In an analysis of correlation coefficients, the oil yield negatively correlated with seed length, seed width, the proportion of seed coat, seed hardness, and 1000-seed weight, but positively correlated with crude fat content. It was observed that as the seed coat proportion increased, the seed coat thickness, hardness, and 1000-seed weight also increased. Multiple linear regression (MLR) was employed to find major variables affecting the oil yield. Among the variables, traits crude fat content and seed coat proportion were assumed to be indirect parameters for estimating the potential oil yield, with respect to a significant positive correlation with the observed oil yield ($R^2=0.791$). Using these two parameters, an equation was derived to predict the oil yield. The results of this study show that various seed traits in 23 perilla cultivars positively or negatively correlated with the oil yield. In particular, crude fat and the seed coat proportion can be used for predicting the oil yield with the newly developed equation, and this approach will improve the efficiency of selecting prominent lines for the oil yield.

청소년 비행행동에 대한 부모양육행동과 비행친구집단간의 조절된 매개효과 (Moderated Mediation effect of Parenting Behaviors on the Relation between Deviant Peer's Influences and Delinquency in Adolescence)

  • 이상균
    • 한국아동복지학
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    • 제27호
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    • pp.121-151
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    • 2008
  • 청소년기에 접어들면서, 비행친구집단과 같은 또래집단의 영향은 청소년 비행행동의 주요한 위험요인으로 보고되고 있다. 부모의 양육행동은 청소년기 비행친구집단의 교류가 비행행동에 미치는 부정적 영향을 차단하거나 완충시켜줄 수 있는 중요한 보호요인으로 설명되고 있다. 이에 본 연구는 비행친구와의 교류가 청소년의 비행행동에 미치는 영향을 부모 양육행동이 차단하는 동시에 완충해주는지를 확인하기 위해 부모양육행동의 조절된 매개효과(moderated mediation effect)를 확인하고자 하였다. 분석자료는 전국 규모의 종단조사자료인 한국청소년패널자료 중 중학생 패널집단의 1, 2차년도 조사자료였다. 분석결과, 부모의 양육행동이 약화될 경우, 비행친구와의 교류가 증대되고, 이는 청소년 자녀의 비행행동을 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 비행친구와의 교류가 비행행동의 경험에 미치는 영향은 부모의 양육행동에 따라 상이한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 또래집단의 영향력이 청소년 비행에 상대적으로 큰 영향력을 미치지만, 부모의 양육 행동이 비행친구와의 교류를 사전에 차단시켜줄 수 있는 기능을 하고 있으며, 비행친구와의 교류가 미치는 부정적 영향을 완충하는 기능도 수행함을 조절된 매개효과를 통해 확인할 수 있었다.

SWAT을 이용한 기후변화에 따른 보령댐의 물부족 평가 (Water shortage assessment by applying future climate change for boryeong dam using SWAT)

  • 김원진;정충길;김진욱;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권12호
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    • pp.1195-1205
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    • 2018
  • 본 연구에서는 보령댐 유역($163.6km^2$)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델, GCM (General Circulation Model) 기후변화 시나리오와 다중회귀분석으로 산정한 미래 방류량을 활용하여 극한 기후변화 사상이 반영된 보령댐의 물부족을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 보령댐 유역을 대상으로 기상자료, 보령댐 운영자료를 수집하였으며, SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 보령댐의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고 유입량 및 방류량 자료를 활용하여 모형의 보정(2007~2010)과 검증(2010~2016)을 실시하였다. 기후변화를 반영하기 위해 APCC의 26개 CMIP5 GCM 자료 중 RCP (Representative Concentration Pathway)4.5와 RCP 8.5 시나리오를 SPI와 극한 가뭄지수로 분석하여 RCP 8.5 BCC-CSM1-1-M을 극한 가뭄 시나리오로 선정하였다. 2005년부터 2016년까지의 일별 관측자료로 다중회귀분석하여 월별 방류량 추정식을 만들었고, 1월부터 12월까지 각 식들의 결정계수 $R^2$는 0.57 이상으로 나타났다. 선정된 극한 가뭄 시나리오 기상자료를 방류량 추정식에 대입하여 미래기간 일별 방류량을 구축하였다. SWAT 수문평가 결과, S3 (2037~2046) 기간 봄철 저수량이 34.0% 감소하는 것으로 분석되었다. Runs 이론을 바탕으로 물부족의 심도를 구한 다음 재현기간에 따른 빈도해석을 하였다. 5~10년 빈도의 심도로 발생하는 물부족이 미래기간에 발생하는 빈도로 보령댐의 물부족을 평가하였다. 물부족 평가 결과, S3 (2037~2046) 기간에서 5~10년 빈도의 심도를 가지는 물부족이 기준기간(2007~2016) 보다 2회 더 발생하였으며 S3 (2037~2046)에 물부족 계획 수립이 필요하다고 판단하였다.

청미천 논지에서의 증발산량 작물계수 산정에 관한 연구 (A Study on the Calculation of Evapotranspiration Crop Coefficient in the Cheongmi-cheon Paddy Field)

  • 김기영;이용준;정성원;이연길
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_1호
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    • pp.883-893
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    • 2019
  • 본 연구에서는 두 가지 방법으로 작물계수를 산정하고, 그 결과를 평가하였다. 첫 번째 방법에서는 GLDAS 자료를 청미천 플럭스타워의 증발산량 실측값과 비교하여 적정성을 평가한 뒤 GLDAS 기반 실제증발산량을 잠재증발산량으로 나눠 작물계수(GLDAS Kc)를 산정하였으며, 두 번째 방법에서는 MODIS기반 식생지수(NDVI, EVI, LAI, SAVI)와 플럭스타워에서의 토양수분 실측치를 이용해 다중선형회귀분석으로 작물 계수(SM&VI Kc)를 산정하였다. 전체기간에 대한 두 가지 작물계수(GLDAS Kc, SM&VI Kc)를 통계(mean, bias, RMSE, IOA)를 통해 비교해 본 결과 평균값은 각각 0.412와 0.378, bias는 0.031과 -0.004, RMSE는 0.092와 0.069, 적합도 지표(IOA)는 0.944와 0.958로 두 방식 모두 전반적으로 실측값과 유사한 패턴을 보여주었다. 그라나 SM&VI 회귀모형 방식이 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 벼의 생장 단계별로 GLDAS Kc와 SM&VI Kc에 대한 통계적 평가를 수행해본 결과 초기와 중기에는 GLDAS 기반의 Kc가 더 우수했으며, 후기에는 SM&VI 기반의 Kc가 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 봄철에는 황사, 여름철에는 비구름으로 MODIS 센서의 정확성이 감소했기 때문인 것으로 판단된다. 향후 연구를 통해 MODIS 센서의 관측 정확성이 향상된다면, SM&VI 기반 작물계수 산정방식의 정확성 역시 향상될 것으로 판단되며, 미계측 유역의 작물계수 산정이나 작물계수의 예측에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.