• 제목/요약/키워드: polynomial regression

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Models Describing Growth Characteristics of Holstein Dairy Cows Raised in Korea

  • Vijayakumar, Mayakrishnan;Choy, Yun-Ho;Kim, Tae-Il;Lim, Dong-Hyun;Park, Seong-Min;Alam, Mahboob;Choi, Hee-Chul;Ki, Kwang-Seok;Lee, Hyun-Jeong
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.167-176
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    • 2020
  • The objective of the present study was to determine the best model to describe and quantify the changes in live body weight, height at withers, height at rump, body length and chest girth of Holstein cows raised under Korean feeding conditions for 50 months. The five standard growth models namely polynomial linear regression models, regression of growth variables on the first and second-order of ages in days (model 1) and regression of growth variables on age covariates from first to the third-order (model 2) as well as non-linear models were fitted and evaluated for representing growth pattern of Holstein cows raised in Korean feeding circumstances. Nonlinear models fitted were three exponential growth curve models; Brody, Gompertz, and von Bertalanffy functional models. For this purpose, a total of 22 Holstein cows raised in Korea used in the period from April 2016 to May 2020. Each model fitted to monthly growth curve records of dairy cows by using PROC NLIN procedure in SAS program. On the basis of the results, nonlinear models showed the lower root mean square of error (RMSE) for live body weight, height at withers, height at rump, body length and chest girth (12.22, 1.95, 1.55, 4.04, 2.06) with higher correlation coefficiency (R2) values for live body weight, height at withers, height at rump, body length and chest girth (0.99, 0.99, 0.99, 1.00, 1.00). Overall, the evaluation of the different growth models indicated that the Gompertz model used in the study seemed to be the most appropriate one for standard growth of Holstein cows raised under Korean feeding system.

강우-유출 모형 적용을 위한 강우 내삽법 비교 및 2단계 일강우 내삽법의 개발 (Comparison of Daily Rainfall Interpolation Techniques and Development of Two Step Technique for Rainfall-Runoff Modeling)

  • 황연상;정영훈;임광섭;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권12호
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    • pp.1083-1091
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    • 2010
  • 분포형 수문 모형의 일강우 입력 자료는 불가피하게 불규칙하고 밀도가 낮은 관측망에서 기록된 값을 내삽해 사용하게 되나, 흔히 사용되는 대부분의 내삽법들은 실제 일강우의 다양한 공간적 분포를 잘 재현하지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 널리 사용되는 다섯 가지의 강우 내삽 방법을 두개의 유역에 사용하여 비교하고 실제 공간적 분포를 보다 잘 나타낼 수 있는 2단계 내삽법을 제안하였다. 비교에 사용된 내삽법은 (1) 역가중치 방법(IDW), (2) 다중회귀분석 (MLR), (3) 월강우를 이용한 다중회귀분석법(CMLR), (4) 국지가중치 다중회귀분석(LWP) 등이다. 보다 향상된 내삽을 위한 2단계 내삽법은 먼저 로지스틱 회귀분석으로 강우-비강우 지역을 구분하고 강우 지역에서만 기존의 내삽법을 적용하여 강우량을 구하는 방법이다. 기존 방법과의 비교결과 공간적인 편차가 심한 일강우의 특성을 2단계 내삽법에서 잘 표현하고 있는 것으로 나타났다. 제안된 방법은 수문모형에의 적용뿐만 아니라 유출량의 예보 및 대기 순환 모형의 다운 스케일링에도 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Integrating UAV Remote Sensing with GIS for Predicting Rice Grain Protein

  • Sarkar, Tapash Kumar;Ryu, Chan-Seok;Kang, Ye-Seong;Kim, Seong-Heon;Jeon, Sae-Rom;Jang, Si-Hyeong;Park, Jun-Woo;Kim, Suk-Gu;Kim, Hyun-Jin
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제43권2호
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    • pp.148-159
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    • 2018
  • Purpose: Unmanned air vehicle (UAV) remote sensing was applied to test various vegetation indices and make prediction models of protein content of rice for monitoring grain quality and proper management practice. Methods: Image acquisition was carried out by using NIR (Green, Red, NIR), RGB and RE (Blue, Green, Red-edge) camera mounted on UAV. Sampling was done synchronously at the geo-referenced points and GPS locations were recorded. Paddy samples were air-dried to 15% moisture content, and then dehulled and milled to 92% milling yield and measured the protein content by near-infrared spectroscopy. Results: Artificial neural network showed the better performance with $R^2$ (coefficient of determination) of 0.740, NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient) of 0.733 and RMSE (root mean square error) of 0.187% considering all 54 samples than the models developed by PR (polynomial regression), SLR (simple linear regression), and PLSR (partial least square regression). PLSR calibration models showed almost similar result with PR as 0.663 ($R^2$) and 0.169% (RMSE) for cloud-free samples and 0.491 ($R^2$) and 0.217% (RMSE) for cloud-shadowed samples. However, the validation models performed poorly. This study revealed that there is a highly significant correlation between NDVI (normalized difference vegetation index) and protein content in rice. For the cloud-free samples, the SLR models showed $R^2=0.553$ and RMSE = 0.210%, and for cloud-shadowed samples showed 0.479 as $R^2$ and 0.225% as RMSE respectively. Conclusion: There is a significant correlation between spectral bands and grain protein content. Artificial neural networks have the strong advantages to fit the nonlinear problem when a sigmoid activation function is used in the hidden layer. Quantitatively, the neural network model obtained a higher precision result with a mean absolute relative error (MARE) of 2.18% and root mean square error (RMSE) of 0.187%.

도시 쇠퇴지역 공간 특성을 반영한 적합 도시재생 사업유형 적용방안 연구 (A Study on the Application of Suitable Urban Regeneration Project Types Reflecting the Spatial Characteristics of Urban Declining Areas)

  • 조돈철;신동빈
    • 한국지리정보학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.148-163
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    • 2021
  • 본 연구는 「도시재생 활성화 및 지원에 관한 특별법」에 따라 2017년부터 시작된 도시재생 뉴딜사업(이하 '뉴딜사업')의 종류가 다양해짐에 따라 데이터 기반의 정확한 쇠퇴진단과 사업유형 예측이 중요하다고 판단되어, 전국 읍면동을 대상으로 가장 적합한 뉴딜사업 유형을 판별할 수 있는 적용 모형 개발을 위한 연구를 수행하였다. 적용 모형 개발을 위한 데이터는 통계지리정보서비스(SGIS)와 도시재생정보체계의 '도시재생 종합정보 개방체계'를 통해 수집하고 데이터 전처리를 거쳐 분석 모델을 위한 데이터를 구축하였다. 적용 모형은 다항 회귀분석과 다항 로지스틱 회귀분석을 통해 4가지 모형을 도출하였다. 4가지 모형의 적용 가능성과 유효성 검증을 위해 서울특별시를 대상으로 각 모형별로 기존에 선정된 뉴딜사업지에 공간분포도를 비교 분석한 결과 DI-54 모형이 가장 높은 일치율을 확인할 수 있었다. 또한 DI-54 모형을 전국 954개 도시 쇠퇴지역에 적용해본 결과에서도 적합 도시재생 사업유형 판별에 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

수도(水稻) 적정시비량(適正施肥量) 결정(決定)에 대한 대체모형(代替模型) (An Alternative Model for Determining the Optimal Fertilizer Level)

  • 장석환
    • 한국토양비료학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.21-32
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    • 1980
  • Linear models, with and without site variables, have been investigated in order to develop an alternative methodology for determining optimal fertilizer levels. The resultant models are : (1) Model I is an ordinary quadratic response function formed by combining the simple response function estimated at each site in block diagonal form, and has parameters [${\gamma}^{(1)}_{m{\ell}}$], for m=1, 2, ${\cdots}$, n sites and degrees of polynomial, ${\ell}$=0, 1, 2. (2) Mode II is a multiple regression model with a set of site variables (including an intercept) repeated for each fertilizer level and the linear and quadratic terms of the fertilizer variables arranged in block diagonal form as in Model I. The parameters are equal to [${\beta}_h\;{\gamma}^{(2)}_{m{\ell}}$] for h=0, 1, 2, ${\cdots}$, k site variable, m=1, 2, ${\cdots}$ and ${\ell}$=1, 2. (3) Model III is a classical response surface model, I. e., a common quadratic polynomial model for the fertilizer variables augmented with site variables and interactions between site variables and the linear fertilizer terms. The parameters are equal to [${\beta}_h\;{\gamma}_{\ell}\;{\theta}_h$], for h=0, 1, ${\cdots}$, k, ${\ell}$=1, 2, and h'=1, 2, ${\cdots}$, k. (4) Model IV has the same basic structure as Mode I, but estimation procedure involves two stages. In stage 1, yields for each fertilizer level are regressed on the site variables and the resulting predicted yields for each site are then regressed on the fertilizer variables in stage 2. Each model has been evaluated under the assumption that Model III is the postulated true response function. Under this assumption, Models I, II and IV give biased estimators of the linear fertilizer response parameter which depend on the interaction between site variables and applied fertilizer variables. When the interaction is significant, Model III is the most efficient for calculation of optimal fertilizer level. It has been found that Model IV is always more efficient than Models I and II, with efficiency depending on the magnitude of ${\lambda}m$, the mth diagonal element of X (X' X)' X' where X is the site variable matrix. When the site variable by linear fertilizer interaction parameters are zero or when the estimated interactions are not important, it is demonstrated that Model IV can be a reasonable alternative model for calculation of optimal fertilizer level. The efficiencies of the models are compared us ing data from 256 fertilizer trials on rice conducted in Korea. Although Model III is usually preferred, the empirical results from the data analysis support the feasibility of using Model IV in practice when the estimated interaction term between measured soil organic matter and applied nitrogen is not important.

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미세조류로부터 바이오 수소 생산을 위한 산(acid) 전처리의 최적화 (Optimization of bio-$H_{2}$ production from acid pretreated microalgal biomass)

  • 윤여명;정경원;김동훈;오유관;신항식
    • 유기물자원화
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    • 제20권1호
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    • pp.78-86
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    • 2012
  • 본 연구에서는 제 3세대 바이오매스 미세조류를 이용한 혐기성 암발효 수소 생산 과정에서 산 전처리의 최적화를 통계학적 실험방법인 반응표면법을 적용하여 도출 하였다. 1~3% (v/w)의 산 농도와 10~60 min 전처리 시간을 최적화 실험 범위로 설정하였으며 기질농도 76 g dcw/L와 초기 pH는 7.4로 고정하였고 수소발효 운전 중에 pH는 조절하지 않았다. 최적화 결과 HCl 1.2%와 반응시간 48 min에서 가장 높은 수소전환율인 36.8 mL $H_{2}/g$ dcw을 얻었으며 이때 가용화율은 18.9%로 나타났다. 정확도는 $R^{2}$=0.95로 매우 정확한 상관계수를 보였고 ANOVA test를 통해 예측된 수소전환율에 관련한 경험식은 a quadratic polynomial equation 으로 나타났으며 반응시간보다 산주입농도가 수소 생산에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

중력자료분석을 통한 한반도 지각구조에 관한 연구 (A Study on the Crustal Structure of the Southern Korean Peninsula through Gravity Analysis)

  • 권병두;양수영
    • 자원환경지질
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    • 제18권4호
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    • pp.309-320
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    • 1985
  • 한반도 남한 지역의 지각구조를 연구하기 위하여 USAMSFE(1961~1962) 중력자료를 분석하였다. 이들 중력측정치를 IGSN 71중력치로 환산하기 위하여 -14.7mgal 보정을 실시하였으며, 중력이상의 계산에서는 GRS 67식을 사용하였다. 자료처리과정에 있어서는 polynomial fitting을 이용하여 지역중력이상과 잔류중력이상을 분리하였고, 지각의 평균두께와 지각기저면의 깊이분포를 구하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용한 power spectrumqnstjr과 하향연속을 실시하였다. 하향연속을 위한 필터링 과정에서 고주파수차단 필터링과 동시에 자료간의 간격을 넓히는 효과를 낼 수 있는 2차원에서의 high-cut filtering and resampling법을 개발적용하였다. 분석의 결과로는 (1) 부우게 이상이 대체로 이 지역의 지체구조선의 방향과 같은 NE-SW방향의 분포를 보이고 있으며, (2) 지각의 평균두께는 약 32km로 나타났고, (3) 지각기저면의 깊이분포는 26km~36km의 범위로서 지표면의 광역적인 지형고도를 반영하고 있으며, 동해안의 지각이 서해안보다 더 얕은 것으로 나타났다. (4) 지각평형정도를 지시해주는 측정점의 고도와 중력이상 사이의 선형회귀방정식을 계산해본 결과, 우리 나라의 지각은 다소 보상이 덜되어 있는 것으로 나타났다.

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시변 변환 행렬을 이용한 시간에 안정된 RGB LED Backlighting 구동 전류 제어 (Driving Current Control for Time-Stable RGB LED Backlighting Using Time-Varying Transform Matrix)

  • 박기현;하영호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제46권4호
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    • pp.42-49
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    • 2009
  • 본 논문에서는 red, green, blue(RGB) 광학 센서를 이용하여 RGB light-emitting diode(LED) back light unit(BLU)의 출력색 자극의 변화를 점검하여 RGB LED BLU가 시간에 따라 일정한 목표 색 자극을 출력할 수 있도록 하는 RGB LED BLU 구동 전류 펄스 duty 값을 도출하는 알고리즘을 제안한다. 우선, 현재 RGB LED BLU가 발하는 색 자극 정보를 획득하기 위해 RGB 광학 센서의 출력으로부터 CIEXYZ 색 자극을 계산할 수 있는 RGB to XYZ 변환 행렬을 도출한다. 다양한 RGB LED BLU 색 자극 샘플에 대한 RGB 광학 센서의 출력 값과 CIEXYZ 색 자극 값의 쌍을 이용하여 다항 회귀 방정식을 만들고 각 항의 계수로 행렬을 구성한다. 다음으로, 현재 RGB LED BLU 상태에서 목표 색 자극 값을 발할 수 있는 duty 값을 구하기 위해 목표 색 자극으로부터 duty 값을 계산할 수 있는 XYZ to Duty 변환 행렬을 도출한다. 현재, 한 단계 이전, 두 단계 이전 시점에서 RGB 광학 센서의 출력으로부터 추정한 CIEXYZ 값과 그때 인가된 duty 값의 쌍을 이용하여 다항 회귀 방정식을 만들고 각 항의 계수로 행렬을 구성한다. 일정 시간 간격으로 RGB LED BLU의 출력 색 자극을 점검할 때마다 XYZ to Duty 변환 행렬은 RGB LED BLU의 현재 상태에 적응적으로 변하게 되어 목표 색 자극을 출력할 수 있는 duty 값을 계산할 수 있게 된다.

반응표면분석법을 이용한 석탄회로 합성한 제올라이트 X에서의 Sr 이온 제거특성 (Adsorption Characteristics of Sr Ions by Coal Fly Ash-Based-Zeolite X using Response Surface Modeling Approach)

  • 이창한;감상규;이민규
    • 한국환경과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.719-728
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    • 2017
  • In order to investigate the adsorption characteristics for Sr ion using the Na-X zeolite synthesized from coal fly ash, batch tests and response surface analyses were carried out. The adsorption kinetic data for Sr ions, using Na-X zeolite, fitted well with the pseudo-second-order model. The uptake of Sr ions followed the Langmuir isotherm model, with a maximum adsorption capacity of 196.46 mg/g. Thermodynamic studies were conducted at different reaction temperatures, with the results indicating that Sr ion adsorption by Na-X zeolite was an endothermic (${\Delta}H^o$>0) and spontaneous (${\Delta}G^o$<0) process. Using the response surface methodology of the Box-Behnken method, initial Sr ion concentration ($X_1$), initial temperature ($X_2$), and initial pH ($X_3$) were selected as the independent variables, while the adsorption of Sr ions by Na-X zeolite was selected as the dependent variable. The experimental data fitted well with a second-order polynomial equation by multiple regression analysis. The value of the determination coefficient ($R^2=0.9937$) and the adjusted determination coefficient (adjusted $R^2=0.9823$) was close to 1, indicating high significance of the model. Statistical results showed the order of Sr removal based on experimental factors to be initial pH > initial concentration > temperature.

나일론섬유에 대한 반응성 염료 흡착의 실험적 모델링 및 통계적 분석 (Empirical modeling and statistical analysis of the adsorption of reactive dye on nylon fibers)

  • 김병순;;손영아
    • 한국염색가공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.43-48
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    • 2006
  • 나일론섬유에 대한 프탈로시아닌 반응성 염료의 염착거동을 관찰하기 위하여 온도 및 pH를 변화하여 이에 관한 흡착율(%) 및 고착율(%)의 변화를 관찰하였다. 또한, 염착실험과정과 관련하여 새로운 적용 방법으로 실험적 모델링 방법을 도입하여 흡착율(%) 및 고착율(%)을 예측하고, 이의 결과를 여러 온도 및 pH 조건에서의 실제실험과의 상호작용 및 효과를 확인하였다. 수학적 모델링의 타당성은 Excel 회귀분석단위를 이용하여 확인하였다. 예측 모델에 있어서 얻어진 높은 계수간의 상관관계(흡착율(%) $R^2=0.9895$, 고착율(%) $R^2=0.9932$)는 실제로 진행되지 않은 실험조건에 대한 결과에 있어서도 우수한 예측 정보를 제공할 수 있다. 그리고 실험적 결과로부터 확립된 예측가능한 다항식이 ANOVA 통계적 개념에 의해 자세하게 분석되었다.