조건부 생성모델을 이용한 강수 패턴에 따른 지하수위 생성 및 이의 활용에 관한 연구

정지호,정진아,이병선,송성호,Jeong, Jiho,Jeong, Jina,Lee, Byung Sun,Song, Sung-Ho 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.1

본 연구에서는 Jeong et al. (2020)의 연구에서 수행된 지하수위 변동 패턴의 저차원 특징추출 과정의 문제점을 분석하고, 이에 대한 개선방안이 제안된다. 해당 연구에서는 Denoising autoencoder (DAE)를 이용해 전국의 연 단위 지하수위 변동 자료로부터 저차원 특징이 추출되며, 추출된 자료를 이용해 대수층의 수리 특성값을 예측하는 회귀 모델이 개발되었다. 그러나 특정 지역의 연도별 강수 패턴이 달라질 경우, 지하수위 변동 패턴 및 저차원 특징 또한 달라지며, 이에 따라 동일 지역임에도 불구하고 저차원 특징으로부터 추정되는 수리 특성값이 다양하게 나타날 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 조건부 생성 모델인 Conditional variational autoencoder (CVAE)를 이용하였으며, 전국 71개 지역에서 10년 동안 획득된 지하수위 자료와 강수 자료 간 상관관계가 학습되었다. 학습된 모델을 통해 모든 지역에 대해 동일 강수 조건이 적용될 때의 지하수위 자료가 생성되었으며, 생성된 지하수위 자료로부터 저차원 특징이 추출되었다. CVAE를 이용해 동일 강수 조건으로 생성된 지하수위 자료의 저차원 특징과 기존 DAE를 통해 추출된 저차원 특징이 비교되었으며, 그 결과 CVAE를 이용해 추출된 저차원 특징 간 거리가 저차원 공간상에서 보다 가깝게 분포하는 것이 확인되었다. 따라서 제안된 방법을 이용할 경우 대수층 특성에만 영향을 받는 지역별 지하수위 자료 및 저차원 특징이 효과적으로 추출될 수 있으며, 이를 통해 기존 개발된 회귀 모델의 성능이 개선될 수 있을 것으로 판단된다. In this study, a method has been proposed to improve the performance of hydraulic property estimation model developed by Jeong et al. (2020). In their study, low-dimensional features of the annual groundwater level (GWL) fluctuation patterns extracted based on a Denoising autoencoder (DAE) was used to develop a regression model for predicting hydraulic properties of an aquifer. However, low-dimensional features of the DAE are highly dependent on the precipitation pattern even if the GWL is monitored at the same location, causing uncertainty in hydraulic property estimation of the regression model. To solve the above problem, a process for generating the GWL fluctuation pattern for conditioning the precipitation is proposed based on a conditional variational autoencoder (CVAE). The CVAE trains a statistical relationship between GWL fluctuation and precipitation pattern. The actual GWL and precipitation data monitored on a total of 71 monitoring stations over 10 years in South Korea was applied to validate the effect of using CVAE. As a result, the trained CVAE model reasonably generated GWL fluctuation pattern with the conditioning of various precipitation patterns for all the monitoring locations. Based on the trained CVAE model, the low-dimensional features of the GWL fluctuation pattern without interference of different precipitation patterns were extracted for all monitoring stations, and they were compared to the features extracted based on the DAE. Consequently, it can be confirmed that the statistical consistency of the features extracted using CVAE is improved compared to DAE. Thus, we conclude that the proposed method may be useful in extracting a more accurate feature of GWL fluctuation pattern affected solely by hydraulic characteristics of the aquifer, which would be followed by the improved performance of the previously developed regression model.

조건부 생성 모델을 이용한 지하수위 패턴 기반 대수층 수리특성 예측 모델 성능 향상 기술 개발

정지호(Jiho Jeong),정진아(Jing Jeong),이형목(Hyeongmok Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

일반적으로 강수에 대한 지하수위 반응 패턴은 대수층의 수리학적 특성값을 유추하는데 이용되며, 이를 위해 프로세스 기반의 예측 모델인 PP-model (Park and Parker, 2008) 또는 JP-model (Jeong and Park, 2017)이 이용될 수 있다. 그러나 프로세스 기반 모델은 지하수위 패턴을 설명할 수 있는 해석학적 해를 반드시 필요로 하며, 각 관측공 자료에 대하여 전문가에 의한 개별적 분석이 이루어져야만 하는 단점이 존재한다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 Jeong et al . (2020)은 denoising autoencoder (DAE)를 이용하여 지하수위 변동 패턴의 저차원 특징값을 추출하고 이에 기존 산정된 수리 특성값들을 대응하여 지하수위 패턴에 대한 수리 특성값 관계 모델을 개발함으로써 모든 관측공에 대하여 전문가 도움없이 효율적으로 수리 특성값을 예측할 수 있는 모델을 개발한 바 있다. 그러나 해당 연구에서 추출된 지하수위 변동 패턴의 특징이 대수층의 수리학적 특성에 의해서만 차이를 보이는 것이 아니라 각 지역 마다 발생한 강수의 패턴에 의해 또한 차이를 보임에 따라 예측 모델의 성능이 다소 저하되는 경향을 보인다. 따라서 본 연구에서는 Conditional variational autoencoder (CVAE)를 이용하여 모든 관측공에서의 강수 패턴을 고정시킨 후, 지하수위 변동 패턴의 저차원 특징을 추출 및 예측 모델 개발에 적용함으로써 Jeong et al . (2020)에서 개발된 예측 모델의 성능을 향상시키는 기법이 개발되었다. 특히, 본 연구에서는 지하수위 변동 패턴을 기반으로 JP-model의 수리 특성값을 예측할 수 있는 자료기반 예측 모델을 개발하였으며, JP-model은 α(지연 함양 관련), sy(비산출율 관련), ρ(함양률 관련), 및 κ(수리전도도 관련)의 수리 특성 값을 제공한다. α 값은 우기 전(pre-storm period)에서의 지하수위 변동 패턴을 통해 비교적 정확하게 분석 가능하며, sy는 우기 후(post-storm period), ρ 및 κ는 우기(storm)의 지하수위를 통해 분석가능하다. 본 연구에서는 우기의 지하수위 변동 패턴을 이용하여 ρ및 κ 파라미터를 예측하기 위한 모델을 개발하였으며, 이를 위해 전국 31개의 농어촌지하수 관측공에서 10년 동안 획득한 시계열 지하수위 변동 자료와 이에 대응하는 강수 시계열 자료를 이용하였다. 본 연구에서 고안된 모델 개발을 위한 주된 프로세스를 정리하면 다음과 같다: 1) JP-model에 다양한 수리 특성값을 적용하여 강수 패턴 A에 대한 다양한 지하수위 변동 패턴 생성 2) DAE를 이용하여 1)에서 생성된 지하수위의 저차원 특징 추출 3) 2)에서 추출된 저차원 특징과 1)에서 적용된 수리 특성값 간 회귀 모델 구축 4) CVAE에 31개 관측공 별 10년치 실제 강수 및 지하수위 변동 패턴을 적용하여 강수 패턴과 지하수위 간 관계 모델 구축(관측공 별1년치 자료는 검증 자료로 활용) 5) 특정 관측공 지하수위자료에 대하여 4)에서 구축된 모델을 이용하여 강수 패턴 A에 대한 지하수위 변동 패턴 생성 6) 5)에서 생성된 지하수위 변동 패턴을 2)에서 구축된 DAE에 적용하여 강수 패턴 A에 대한 특정 관측공 저차원 지하수위 변동 패턴 추출 7) 6)에서 추출된 강수 패턴 A에 대한 저차원 지하수위 변동 패턴을 3)에서 구축된 회귀 모델에 적용하여 특정 관측공에 대한 수리 특성값 예측 검증에 활용된 관측공에서의 지하수위 패턴에 대한 예측 결과를 검증하기 위해 1)에서 이용된 실제 수리 특성값과 7)에서 예측된 수리 특성값 간 상관계수를 측정하였으며, 그 결과 ρ 및 κ에 대하여 각 0.8849 및 0.8398의 높은 상관성을 확인하였다. 이는 본 연구를 통해 개발된 모델이 다양한 관측공에서 획득한 지하수위 변동 패턴에 대한 수리 특성값을 비교적 정확하게 예측하는데 활용될 수 있음을 의미한다. 특히, 개발된 모델은 실제 자료를 기반으로 다양한 관측공 자료에 대하여 사용될 수 있도록 개발됨에 따라 실용적으로 이용 가능하며, 전문가의 도움이 없어도 효율적으로 특성값을 예측하여 범용적 활용성 또한 우수할 것으로 기대된다.

량치차오[梁啓超]의 ‘국성(國性)’론과 ‘중화민족(中華民族)’의 신질서(新秩序) 모색(摸索)

정지호(Jeong Jiho) 동북아역사재단 2020 東北亞歷史論叢 Vol.- No.67

이 연구는 량치차오의 ‘국성(國性)’론을 분석하고 아울러 ‘국성’의 표상(表象)으로 공자(孔子)의 사상을 어떻게 재해석했는지, 그리고 이를 통해 그가 모색한 ‘중화민족(中華民族)’의 신질서는 어떠하였는지에 대해 모색하고자 한 것이다. 량치차오는 민국 초기 중국 사회의 불안정한 양상을 지적하고 이를 수습하기 위한 방안으로 ‘국성’론을 제기한다. 그는 1912년에 발표한 「국성편(國性篇)」에서 인간 각자가 독자적인 성질, 즉 개성을 지니고 있듯이 국가 역시 독자적인 성질, 즉 국성을 지닌다고 하였다. 여기에서 그가 제기한 것은 국성의 흥망성쇠에 따라 국가의 운명이 결정된다는 것이다. 량치차오는 ‘국성’을 혈통이 같은 사람들이 오랜 시간에 걸쳐 언어와 사상을 공유하는 가운데 부지불식간에 형성된 ‘무형의 신조’라고 한다. 그는 이 ‘국성’을 견고하게 진전시켜나가기 위해서는 국가의 구성원인 국민의 일체화가 필요하다고 강조한다. 즉 오늘날의 국가는 예전과 달리 “단일민족이 단일국가를 구성한다”는 방침하에서 국민을 일체화하는 것이 무엇보다도 절실하다는 것이다. 그런데 대부분 중국인의 심리 중에는 ‘삼종(三種)의 관념(觀念)’, 즉 보은(報恩), 명분(明分), 여후(慮後)가 존재하는데, 중국이 수천 년간 헤아릴 수 없이 많은 혼란 속에서도 국성을 상실하지 않았던 것은 바로 이 삼종의 관념 때문이며, 향후 중국의 미래 역시 바로 이것에 달려 있다고 한다. 량치차오의 정치사상은 민족주의 국가를 중시했지만, 단지 국가주의에 머물러 있었던 것은 아니다. 그의 이상은 세계주의로 향하고 있었던 것이다. 즉 량치차오는 중국의 정치사상에 깊게 자리하고 있는 ‘평천하주의(平天下主義)’(세계주의)하에서 배양된 중국의 국민의식이 전 인류문화에서 커다란 기여를 할 것이라고 전망하고 있다. 중국 국민들을 망국의식에서 벗어나게 하여 중국의 혼란스러운 정세를 극복하고자 제안된 ‘국성’론은 결국 중국의 국가주의를 추구하면서도 그 저변에는 세계주의로의 길을 모색하고 있었던 것이다. This study analyzes the meaning of “guoxing (國性)” theory first proposed by Liang Qichao (梁啓超) and how it reinterprets Confucius’ theory which he proposed as a symbol of the guoxing theory. Through this theory, Liang Qichao analyzed the new order that “Zhonghuaminzu (中華民族)” sought. Liang Qichao pointed out the unstable aspects of Chinese society in the early days of the Republic of China and suggested the guoxing theory as a way to address them. He said in the guoxing theory, published in 1912, that each human being has his or her own personality, thus a nation also has personality. In other words, the fate of a nation is determined by the rise and fall of the guoxing . Liang Qichao insisted that this guoxing is not formed or extinguished in a short time, but is intangible symbol formed by people of the same bloodline sharing language and ideas for a long time. He emphasized that the unity of the citizens who are members of the nation is necessary to solidify guoxing . In other words, it is imperative for today’s nation to unite its people under the policy of “single people make up a single nation,” unlike before. by the way Most of Chinese people have “three ideas”(“baoen 報恩,” “mingfen 名分” and “lifu 慮後”) in their minds, which are “made by thousands of years of inheritance and influence, and all of China’s morality has come from it, and society has been maintained by it.” Liang Qichao’s political ideas valued the nationalist state, but they did not simply stay in nationalism. His ideals were directed toward cosmopolitanism. In other words, Liang Qichao predicted that Chinese people’s consciousness cultivated under “cosmopolitanism,” which is deeply entrenched in China’s political history, will contribute greatly to the culture of all mankind. The guoxing theory, which was proposed to overcome China’s chaotic situation by freeing the Chinese people from the sense of ruin, was seeking China’s nationalism but underneath it was pursuit of path towards globalism.

청대 검동남(黔東南) 지역의 개토귀류(改土歸流)와 묘족(苗族) 사회의 변화

정지호(Jeong Jiho) 동북아역사재단 2017 東北亞歷史論叢 Vol.- No.58

본고는 청대 검동남 지역의 행정 개편과 묘족 사회의 변화 실태를 개토귀류 운용 실태를 중심으로 고찰한 것이다. 검동남 지역의 경우에는 토사의 권한이 매우 미약하고 게다가 토사가 존재하지 않는 이른바 생묘(生苗)가 상당수 분포하고 있었다. 실제로 개토귀류를 추진한 주요 인물 중의 하나인 악이태(鄂爾泰)가 토사의 권력이 강한 운남과 달리 토사의 권한이 미약한 귀주의 묘족을 더욱 위험시했던 것은 바로 개토귀류가 단지 토사의 폐단 문제만은 아니라는 것을 단적으로 보여준다고 하겠다. 결국 이 생묘는 토사의 지배하에 있던 숙묘(熟苗)와 달리 개토귀류를 통해 자신들의 삶의 터전에서 쫓겨날 수밖에 없는 운명에 처하게 되면서 강렬하게 저항의 길로 나서게 되었던 것이다. 청조는 개토귀류를 통해 토사를 폐지하고 유관(流官)으로 대치하는 행정개편을 단행했지만, 검동남 지역의 경우 묘족 사회의 저항에 부딪혀 여전히 직접통치하는 데 곤란함을 느끼고 현 아래 토관(土官)·토목(土目)·통사(通事) 등을 통해 간접적으로 통치하는 방식으로 전환하게 된다. 게다가 종래 토사가 없던 생묘 지역에는 새롭게 토사제도를 설치하는 등의 변화를 도모한다. ‘중외일체(中外一體)’의 관념에서 시작된 개토귀류는 오히려 ‘중외격리(中外隔離)’라는 결과를 초래하게 된 것이다. 청조는 묘족 사회의 민족적 감정을 자극하지 않기 위해 한/비한의 세계를 분리하여 묘족 지역에 한족의 이주 등을 제한하는 정책을 추진하면서도 한편으로는 묘족 사회의 한화 정책 역시 동시에 추진하는 이중적 모습을 보이게 된다. 한편, 한족 이주민이 서서히 증가함에 따라 묘족 사회는 크게 변화하게 된다. 검동남 지역의 경우 둔전의 확대로 농지 면적이 크게 증가했으며, 면화 등 상품작물의 재배도 증가하게 된다. 특히 청수강(淸水江) 하류지역의 경우 목재자원이 풍부하고 목재의 재질도 뛰어나 임업경영이 거대한 산업으로 자리하게 된다. 현재 청수강 유역의 임업경영의 실태를 보여주는 방대한 분량의 계약문서는 당시의 임업경영이 어느 정도였는지를 잘 보여주고 있다. 임업경영을 통해 가령 문두채(文斗寨)의 강씨(姜氏) 일족과 같이 막대한 부를 축적하는 집단도 등장하지만, 대부분의 묘족은 한족 이주민 또는 상인 등의 수탈을 통해 전토와 산림을 상실하는 경우가 속출하게 된다. 이들은 전호가 되어 임업경영에 종사하거나 목재를 운반하는 등의 힘겨운 노동에 종사하여 생계를 유지하게 되는데, 이는 개토귀류 이후 묘족 사회의 변화가 일률적이지 않았다는 것을 의미하는 것이 다. 생산수단을 상실한 묘족 사회의 불만은 결국 언제든지 폭발할 수 있는 불안정성을 내재하고 있었는데, 이는 결국 청조의 체제가 내부로부터 균열을 가져오는 하나의 원인이 되기도 했던 것이다.

연안선박용 LNG 탱크의 수치해석에 관한 연구

정지호(Jiho Jeong),김광수(Kwangsoo Kim),최용석(Yongseok Choi),전보현(Bohyeon Jeon),전영훈(Younghun Jeon),이봉희(Bonghee Lee),배재환(Jaehwan Bae),박재현(Jaehyoun Park) 한국신재생에너지학회 2018 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.11

청년 1인 가구 주거 양상에 관한 질적 연구 및 맞춤 주택 제안

정지호(Jeong,Jiho),박지현(Park,Jihyeon),최병숙(Choi,Byungsook) 한국생활과학회 2023 한국생활과학회 학술대회 Vol.2023 No.12

지하수위 변동 패턴을 이용한 대수층 수리특성 예측 모델 개발

정지호(Jiho Jeong),정진아(Jina Jeong) 대한지질학회 2020 대한지질학회 학술대회 Vol.2020 No.10

북송(北宋)의 인문지리 공간 개봉부(開封府) ― 악사(樂史)의 ≪태평환우기(太平寰宇記)≫ 권1 <개봉부(開封府)> 해제 및 역주

李玟淑 ( Lee Minsook ),鄭址鎬 ( Jeong Jiho ),高淑姬 ( Ko Sukhee ) 중국어문연구회 2021 中國語文論叢 Vol.0 No.103

This paper is a translation and commentary on Kaifengfu (開封府) by Taipinghuanyuji (太平寰宇記) written by Yueshi (樂史) in the early North Song (北宋). Taipinghuanyuji is a book that examines the history of Fu(府), Zhou (州), and Xian(縣) throughout the country in the early days of the North Song, as well as the geographical and cultural aspects and perceptions of the surrounding peoples, including products, customs, and historical figures. It can be said to be a comprehensive humanities geography in China and neighboring countries around the 10th century. Taipinghuanyuji divides the whole country into 14 districts, including Henandao (河南道), and contains a large number of books on the academic geography of each region. As a historical book, it provides very important data for researching the region from the early Song Dynasty to the time. In addition, the historical value of this book is even higher in that the historical records contained in Taipinghuanyuji are rarely passed on. In recent years, research on Taipinghuanyuji is in progress, paying attention to these historical values, but the research remains at a very insignificant level compared to the vastness of the books. Therefore, this paper intends to enhance Taipinghuanyuji’s value as a humanistic geography by translating a part of Kaifengfu, the capital city, which was the center of North Song’s politics, economy, and culture.

제주도 대정-한경 유역 효율적 지하수자원 관리를 위한 자료기반 연구

이소연(Soyeon Lee),정지호(Jiho Jeong),김민철(Minchul Kim),박원배(Wonbae Park),김유한(Yuhan Kim),박재성(Jaesung Park),박희정(Heejeong Park),박경태(Gyeongtae Park),정진아(Jina Jeong) 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.3

본 연구에서는 자료기반 분석 기법을 이용하여 제주 대정-한경 유역의 군집형 지하수 이용 관정의 영향력을 평가하고 지하수자원을 효율적으로 관리하기 위한 도구를 개발하였다. 분석을 위해 대정-한경 유역 내 총 19개 지하수위 관측공의 지하수위 자료, 총 3개 기상 관측소로부터 측정된 강수량 자료, 및 총 4개의 군집형 지하수 이용 관정(저지, 금악, 서광, 및 영어교육도시)으로부터 획득한 이용량 자료가 이용되었다. 먼저, 각 지하수위 관측공에 대하여 강수량 및 이용량 자료를 입력변수로 하는 자료기반 지하수위 예측모델을 개발하였다. 이때, 과거의 장기적 변동특성을 효과적으로 학습에 이용하기 위하여 누적 장단기 메모리 모델을 이용하였다. 모든 관측 공에 대하여 지하수위 예측모델을 개발하고, 이용량 입력변수에 대한 섭동 민감도 분석을 수행하여 각 군집형 관정의 공간적 영향력을 분석하였다. 금악 수원은 해당 수원 중심으로 영향이 크고, 서광 수원은 하류 지역을중심으로 영향이 큰 것으로 나타났으며, 영어교육도시는 수원의 상류 지역 중심, 저지 수원은 수원 상류 및 하류 중심으로 영향이 나타났다. 그리고 유역 내 군집형 수원의 영향력은 대략 5km인 것으로 나타났다. 추가적으로, 학습된 예측모델을 기반으로 군집형 이용 관정의 영향 범위에 포함되는 지하수위 관측공에 대해 강수량 대비 배경 지하수위 회복을 위한 적정 지하수 이용량을 산정하였다. 최근의 강수 패턴을 적용하였을 때, 현재 지하수 이용량을 기존의 80%로 제한할 필요성이 있는 것으로 나타났으며, 강수량이 100mm 증가하였을 때, 대략 1,500 m3에서 1,900 m3의 추가적인 취수가 가능할 것으로 평가되었다. 본 연구를 통해 도출된 대정-한경 유역 지하수 거동특성 평가 결과와 자료기반 분석 도구들은 대정-한경 유역의 지속 가능한 지하수 개발을 위한 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the impact of clustered groundwater usage facilities and the proper amount of groundwater usage in the Daejeong-Hangyeong watershed of Jeju island were evaluated based on the data-driven analysis methods. As the applied data, groundwater level data; the corresponding precipitation data; the groundwater usage amount data (Jeoji, Geumak, Seogwang, and English-education city facilities) were used. The results show that the Geumak usage facility has a large influence centering on the corresponding location; the Seogwang usage facility affects on the downstream area; the English-education usage facility has a great impact around the upstream of the location; the Jeoji usage facility shows an influence around the up- and down-streams of the location. Overall, the influence of operating the clustered groundwater usage facilities in the watershed is prolonged to approximately 5km. Additionally, the appropriate groundwater usage amount to maintain the groundwater base-level was analyzed corresponding to the precipitation. Considering the recent precipitation pattern, there is a need to limit the current amount of groundwater usage to 80%. With increasing the precipitation by 100mm, additional groundwater development of approximately 1,500m3-1,900m3 would be reasonable. All the results of the developed data-driven estimation model can be used as useful information for sustainable groundwater development in the Daejeong-Hangyeong watershed of Jeju island.

Optimization of the Motion Safety of Offshore Photovoltaic Unit Platform Using Optimal Design Technique

JinHun Choo(추진훈),Wook Kwon(권욱),Jiho Jeong(정지호),Jongsu Yoon(윤종수),Kyoungwon Na(나경원) 한국신재생에너지학회 2019 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11