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오규림 ( Gyu Lim Oh ),이승재 ( Seung Jae Lee ),최병철 ( Byoung Choel Choi ),김준 ( Joon Kim ),김규랑 ( Kyu Rang Kim ),최성원 ( Sung Won Choi ),이병렬 ( Byong Lyol Lee ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.1
농업기상 관측자료의 QC는 원자료의 튀는 값을 의심자료로 분류하거나 제거하는 사후 성격의 작업이다. 본 연구에서는 수원기상대의 2012, 2013년 농업기상관측요소에 대하여 처음으로 QC를 시행하고, 관련 절차를 문서화하였다. QC 방법은 기상청의 실시간 품질관리 시스템을 참고하였고, 토양수분은 국제 토양수분관측망 QC 모듈을 참고하였으며, 그 외의 경우는 경험에 근거하여 자체적으로 고안한 기준을 적용하였다. 농업기상 관측자료에 이상의 품질검사 알고리즘들을 적용한 결과, 튀는 값과 비정상적인 값들이 사라지고, 보다 신뢰할 수 있는 시계열 자료가 확보되었으며, 보다 정확한 통계값이 산출되었다. 연직 기온, 토양온도 등의 온도 요소는 품질관리가 상대적으로 용이하게 이루어졌다. 그러나 토양온도의 튀는 값이 여름철에 집중된 것으로 볼 때, 강우에 따른 대비와 관측 장비의 철저한 관리가 필요하다고 사료된다. 한편, 온도 요소를 제외한 나머지 요소에는 각각의 자료 특성에 맞는 품질관리 방법의 개발이 시급하다. 특히 토양수분은 연직으로 깊이 들어가더라도 그 정도에 차이가 있을 뿐 강수량의 영향을 받음에도 불구하고, 앞에 제시한 일부 QC 방법은 0.10m 토양수분에 한정되어 있는 점이 한계로 작용하였다. 수원기상대에서 나타나는 토양수분의 겨울철 이상 변동은 ISMN 방식의 QC 모듈로도 걸러지지 않았으므로, 이에 대한 원인 분석이 이루어져야 할 것이다. 또한, 토양수분 QC에서 플래그가 부여된 의심자료들을 오류값으로 분류하기 위해서는 더욱 확실한 근거가 필요하다. 예를 들어 수원기상대의 경우, 여러 해 동안 측정된 토양수분 관측자료를 종합적으로 분석하여 수원기상대에서의 토양수분의 변화 양상이 매년 어떻게 반복되고 있는지 파악하는 것이 중요하다. 향후 단기적으로는 이번 QC 연구에서 자료의 신뢰도가 낮아 제외되었던 복사 변수와 지면온도 변수에 대한 QC가 이루어져야 하며, 수원 이외의 다른 농관 지점의 관측자료에 대해서도 QC가 속히 실시되어야 할 것이다. 중기적으로는 QC된 자료를 바탕으로 농업기상 정기보고서 작성 및 배포가 가능하다. 장기적으로는 기상청 및 KoFlux의 자동화 QC 프로그램, 수치모형을 이용한 비선형 변분 QC(예로, Lee et al., 2011) 등을 기반으로 농업기상 관측요소별 QC 수행의 고도화 및 자동화가 필요하다. 이러한 체계적인 개선을 통해 농업기상 관측자료의 품질경영이 한층 더 성취되면, 지상기상 관측자료에 버금가는 고품질의 농업기상 관측자료가 생산되어, 국내 유관기관, 학술 연 구자, 농림업 현장 종사자 등 많은 이용자들에게 제공 및 활용될 것으로 기대된다. 이 연구에서 사용된 원자료 및 품질관리 결과 자료는 국가농림기상센터의 웹사이트(http://ncam.kr/page/req/agri_weather.php)에서 소정의 절차를 거쳐 이용할 수 있다. In this research, we applied a procedure of quality control (QC) to the agro-meteorological data measured at the Suwon weather station of Korea Meteorological Administration (KMA). The QC was conducted through six steps based on the KMA Real-time Quality control system for Meteorological Observation Data (RQMOD) and four steps based on the International Soil Moisture Network (ISMN) QC modules. In addition, we set up our own empirical method to remove erroneous data which could not be filtered by the RQMOD and ISMN methods. After all these QC procedures, a well-refined agro-meteorological dataset was complied at both air and soil temperatures. Our research suggests that soil moisture requires more detailed and reliable grounds to remove doubtful data, especially in winter with its abnormal variations. The raw data and the data after QC are now available at the NCAM website (http://ncam.kr/page/req/agri_weather.php).
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LAPS와 관측자료를 이용한 고해상도 경기도 농업기상정보 분석시스템
천지민 ( Ji Min Chun ),김규랑 ( Kyu Rang Kim ),이선용 ( Seon Yong Lee ),강위수 ( Wee Soo Kang ),박종선 ( Jong Sun Park ),이채연 ( Chae Yon Yi ),최영진 ( Young Jean Choi ),박은우 ( Eun Woo Park ),홍순성 ( Sun Sung Hong ) 한국농림기상학회 2012 한국농림기상학회지 Vol.14 No.2
Demand for high resolution weather data grows in the agriculture and forestry fields. Local Analysis and Prediction System (LAPS) can be used to analyze the local weather at high spatial and temporal resolution, utilizing the data from various sources including numerical weather prediction models, wind or temperature profilers, Automated Weather Station (AWS) networks, radars, and satellites. LAPS has been set to analyze weather elements such as air temperature, relative humidity, wind speed, and wind direction every hour at the spatial resolution of 100 m × 100 m for Gyeonggi-do on near real-time basis. The AWS data were revised by adding the agricultural field AWS data (33 stations) in addition to the KMA data. The analysis periods were from 1 to 31 August 2009 and from 15 to 21 February 2010. The comparison of the LAPS output showed the smaller errors when using the agricultural AWS observation data together with the KMA data as its input data than using only either the agricultural or KMA AWS data. The accuracy of the current system needs improvement by further optimization of analyzing options of the system. However, the system is highly applicable to various fields in agriculture and forestry because it can provide site specific data with reasonable time intervals.
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고랭지배추 생육을 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 품질관리 알고리즘 개발
조창제,황근보,윤상후 한국농림기상학회 2018 한국농림기상학회지 Vol.20 No.4
Weather causes much of the risk of agricultural activity. For efficient farming, we need to use weather information. Modern agriculture has been developed to create high added value through convergence with state-of-the-art Information and Communication Technology (ICT). This study deals with the quality control algorithms of weather monitoring equipment through Ubiquitous Sensor Network (USN) observational equipment for efficient cultivation of cabbage. Accurate weather observations are important. To achieve this goal, the Korea Meteorological Administration, for example, developed various quality control algorithms to determine regularity of the observation. The research data of this study were obtained from five USN stations, which were installed in Anbandegi and Gwinemi from 2015 to 2017. Quality control algorithms were developed for flat line check, temporal outliers check, time series consistency check and spatial outliers check. Finally, the quality control algorithms proposed in this study can also identify potential abnormal observations taking into account the temporal and spatial characteristics of weather data. It is expected to be useful for efficient management of highland cabbage production by providing quality-controlled weather data. 농업활동의 위험은 대부분은 기상에 의해 발생한다. 효율적인 농작업을 위해선 기상정보를 활용해야 한다. 현대 농업은 첨단 기술인 ICT와 융합을 통해 고부가가치를 창출하는 방향으로 발전하고 있다. 본 연구에서는 고랭지배추의 효율적인 재배를 위한 USN 관측장비를 통한 기상관측장비의 품질관리 알고리즘을 다룬다. 기상관측에서 정확한 관측이 중요하다. 이를 위해서 기상청에서는 기상관측 장비별로 품질관리 알고리즘을 개발하여 기상정보의 정확성 검증을 통해 정상자료 여부를 판정한 후 이를 활용한다. 연구자료는 2015년부터 2017년까지 3년간 대표적인 고랭지배추 재배지인 안반덕, 귀네미에 설치된 5개 USN 자료이다. 품질관리 알고리즘은 지속성검사, 기후범위검사, 시간변동성검사, 공간분포검사로 구성되어 있다. 마지막으로 본 연구에서 제안하는 품질관리 알고리즘은 기상자료의 공간적 특성을 고려한 잠재적 이상관측 여부도 확인할 수 있다. 또한 품질관리를 거친 자료를 토대로 고랭지배추와 기상관측자료의 상관성을 분석함으로써 효율적 농산업 관리에 도움이 될 것으로 보여진다.
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