신경망에 의한 레이더강우 보정 및 유출해석

김수전(Kim Soo Jun),권영수(Kwon Young Soo),이건행(Lee Keon Haeng),김형수(Kim Hung Soo) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.2B

본 논문의 목적은 지상 우랑계의 강우자료와 레이더 강우자료를 신경망(Artificial Neural Network, ANN)의 학습을 통하여 지상 우량계가 가지는 지점 강우의 정확성과 강우레이더가 가지는 강우의 공간정보의 장점을 최대화하여 강우자료를 보정하는 것이다. 따라서 본 논문에서는 2가지 신경망 모형(Model Ⅰ, Model Ⅱ)을 사용하였다. Model Ⅱ의 입력층은 지체시간을 고려한 4개의 레이더 강우로 구성하였고 Model Ⅰ의 입력층은 4개의 레이더 강우와 지상우량계 강우로 구성하여 안성천 유역의 레이더 강우를 보정하였다. 3가지 강우사상 중에서 총 2개의 사상을 신경망 모형 Ⅰ, Ⅱ에 입력하여 최적 매개변수인 연결강도를 추정한 후에 나머지 사상을 사용하여 검증을 실행하였다. 신경망에 의해 보정된 레이더 강우 자료(ANN 강우)와 보정을 하지 않은 레이더 강우를 준분포형 모형인 Modclark 모형에 입력하여 유출을 모의하고, 실제 유출 수문곡선과 비교 · 분석 하였다. 분석 결과, 보정을 하지 않은 레이더 강우에 의한 유출량은 전체적으로 실제 수문곡선보다 과소 추정되었다. 반면에 ANN 강우의 유출량은 관측유출량과 비교하였을 때 첨두시간과 첨두유량을 가장 근접하게 모의하는 결과를 나타내었다. The purpose of this study is to get the adjusted radar rainfalls by ANN(Artificial Neural Network) method. In the case of radar rainfall, it has an advantage of spatial distribution characteristics of rainfall while point rainfall has an advantage at the point. Therefore we adjusted the radar rainfall by ANN method considering the advantages of two rainfalls of radar and point. This study constructed two ANN models of Model Ⅰ and Model Ⅱ for radar rainfall adjustment. We collected the three rainfall events and adjusted the radar rainfall for Anseong-cheon basin. The two events were inputted into the Modeland Model to derive the optimum parameters and the rest event was used for validation. The adjusted radar rainfalls by ANN method and the raw radar rainfall were used as the input data of ModClark model which is a semi-distributed model to simulate the runoff. As the results of the simulation, the runoff by raw radar rainfall were overestimated but the peak time and peak runoff from the adjusted rainfall by ANN were well fitted to the observed hydrograph.

기후변화와 하천특성 변화를 고려한 금강유역의 미래 유출특성 분석

김수전(Kim, Soo Jun),전환돈(Jun, Hwan Don),김연수,신현석(Shin, Hyun Seok),김형수(Kim, Hung Soo) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

하천에서 오염물질의 이동시간과 종적확산 예측 : 사례연구

김수전(Kim Soo Jun),김병식(Kim Byung Sik),김형수(Kim Hung Soo),서병하(Seoh Byung Ha) 대한토목학회 2004 대한토목학회 학술대회 Vol.2004 No.10

신경망과 다중회귀 모형을 이용한 적설량 예측 연구

김연수(Kim, Yon Soo),김수전(Kim, Soo Jun),이종소(Lee, Jong So),김형수(Kim, Hung Soo),김태균(Kim, Tae Gyun) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

BDS 통계와 DVS 알고리즘을 이용한 수문시계열의 비선형성 분석

최강수(Choi Kang Soo),경민수(Kyoung Min Soo),김수전(Kim Soo Jun),김형수(Kim Hung Soo) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 B Vol.29 No.2B

수문시계열 분석과 예측을 위하여 통상적으로 기존의 선형적인 모형들을 이용하여 왔다. 그러나 최근 자연현상이나 수문시계 열의 패턴 그리고 변동성에 비선형구조가 존재하고 있다는 것이 입증되고 있다. 따라서 기존의 선형적인 방법들에 의한 시계열 분석이나 예측은 비선형 시스템에 대해서 적절하지 않을 것이다. 최근, 시계열의 비선형성 구조를 판단하기 위해 카오스 이론을 토대로 한 상관적분으로부터 BOS(Brock-Dechert-Scheinkman) 통계 기법이 유도되었다. BDS 통계는 시스템의 비선형구조와 무작위성 구조를 구별하는데 매우 효과적으로 이용되어 오고 있다. 또한 DVS(Deterministic Versus Stochastic) 알고리즘은 카오스와 추계학적 시스템을 구별하고 예측하는데 주로 이용되어 왔다. 그러나 본 연구에서는 DVS 알고리즘에 의해 시계열의 비선형성을 판별할 수 있음을 보이고자 한다. 따라서 본 연구에서는 추계학적 시계열과 수문학적 시계열들의 비선형성을 검사 하고자 한다. ARMA 모형과 TAR(Threshold autoregressive) 모형으로부터로 발생시킨 추계학적 시계열, 미국 유타주 GSL 체적자료, 미국 플로리다 주 St. Johns 강 Cocoa 지점의 유출량 자료, 소양강 댐 일 유입량 자료 등의 수문시계열에 대해 비선형성 분석을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 분석결과 BDS 통계가 선형 및 비선형 시계열을 구분하는데 매우 강력한 도구임을 보였고,DVS 알고리즘 또한 시계열의 비선형성을 구별하는데 효과적으로 이용될 수 있음을 보였다. Classical linear models have been generally used to analyze and forecast hydrologic time series. However, there is growing evidence of nonlinear structure in natural phenomena and hydrologic time series associated with their patterns and fluctuations. Therefore, the classical linear techniques for time series analysis and forecasting may not be appropriate for nonlinear processes. In recent, the BDS (Brock-Dechert-Scheinkman) statistic instead of conventional techniques has been used for detecting nonlinearity of time series. The BDS statistic was derived from the statistical properties of the correlation integral which is used to analyze chaotic system and has been effectively used for distinguishing nonlinear structure in dynamic system from random structures. DVS (Deterministic Versus Stochastic) algorithm has been used for detecting chaos and stochastic systems and for forecasting of chaotic system. This study showed the DVS algorithm can be also used for detecting nonlinearity of the time series. In this study, the stochastic and hydrologic time series are analyzed to detect their nonlinearity. The linear and non?linear stochastic time series generated from ARMA and TAR (Threshold Auto Regressive) models, a daily streamflow at St. Johns river near Cocoa, Florida, USA and Great Salt Lake Volume (GSL) data, Utah, USA are analyzed, daily inflow series of Soyang dam and the results are compared. The results showed the BDS statistic is a powerful tool for distinguishing between linearity and nonlinearity of the time series and DVS plot can be also effectively used for distinguishing the nonlinearity of the time series.

사회·경제적 인자를 고려한 지역별 호우피해 등급 분류

김동현(Dong Hyun Kim),김종성(Jong Sung Kim),최창현(Chang Hyun Choi),김수전(Soo Jun Kim),김형수(Hung Soo Kim) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

상하류 유출특성을 고려한 수위관측망 평가

김수전,주홍준,이지호,전환돈,김형수,Kim,Soojun,Joo,Hong Jun,Lee,Jiho,Jun,Hwandon,Kim,Hung Soo 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.4

본 연구에서는 상하류간의 유출특성을 고려하여 관측망을 구축하는 방법에 초점을 맞추어 수위관측망을 평가하였다. 최적 수위관측망을 구축하기 위해 상하류의 유출특성을 반영한 대표단위도를 실제 강우-해석을 바탕으로 유도한 후 확률밀도함수로의 전이를 통해 엔트로피 이론에 적용하였다. 이를 충주댐 유역에 대해 상하류간의 유출특성을 고려한 경우와 기존 방법론인 경험식을 이용하여 수위관측망을 구축한 경우를 비교하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 상하류간의 유출특성을 고려한 수위관측망의 경우는 경험식을 이용한 경우보다 적은 수위관측소가 선정됨에도 불구하고 더 큰 정보전달량이 산정되었다. 이는 구축된 수위관측망의 정보전달량이 상류 및 하류단의 수위관측소의 유출특성을 보다 잘 대변하기 때문으로 판단된다. 아울러 대상유역인 충주댐 유역에서는 총 18개의 수위관측소 중 12개의 수위관측소가 필요한 것으로 판단되며, 이는 상하류간의 유출특성을 반영한 최적 수위관측망이다. This study has evaluated the stream gauge network with the main emphasis on the methodology of optimal stream network which is considered the discharge characteristics between upstream and downstream. To evaluate the optimal stream gauge network, the representative unit hydrograph which is considered the discharge characteristics between upstream and downstream is transferred into probability density function for application of the entropy concept. This study has been compared the case of considering discharge characteristics between upstream and downstream and the case of the conventional methodology of using empirical formula and applied to the Chungju dam basin. Summarizing the results are as follows. It can be found that the large total information content is estimated at the case which is considered discharge characteristic between upstream and downstream more than the case which is applied empirical formula even though the few stream gauge stations is selected. It means that the total information of selected stream gauge stations is represented well the discharge characteristic between upstream and downstream. The Chungju dam basin is found to need at least 12 stream gauge stations, which was derived by considering the discharge characteristic between upstream and downstream.

토사재해유발강우 산정을 위한 레이더 강우의 활용에 대한 연구

전환돈(Jun, Hwan-Don),김수전(Kim, Soo-Jun),이지호(Lee, Ji-Ho) 한국지반신소재학회 2016 한국토목섬유학회 학술발표회 Vol.2016 No.10

PUFA 메타평가 모형 기반의 재난관리평가 개선방안 연구

김영희(Kim, Young Hee),김수전(Kim, Soo Jun),이지호(Lee, Ji Ho) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.1

This study aims to examine the problems of the DME (Disaster Management Evaluation) System, which has been implemented since 2005, using meta evaluation; it also aims topropose improvements. For this purpose, the research model was built on the four standards (propriety, utility, feasibility, accuracy) presented in the PUFA meta evaluation model. Checklist items corresponding to the PUFA model sub-components were then selected, and questionnaires were created using a Likert-style5-point scale for disaster assessment evaluators, central departments, local governments, and public institutions. Some of the results of thePUFA sub-components were statistically significant and proved to be a useful meta-evaluation framework for assessing the DME level. For evaluation performance, DME can only be improved if policy efforts to ensure the expertise of the evaluation department, credibility of the evaluator, and justification for the evaluation results are continued. From an evaluation indicators perspective, there is need for improvement ofthe capability-performance multi-dimensional evaluation system so that it can take into account the unique enforcement functions and regional characteristics of the evaluation target organization. 본 연구의 목적은 2005년부터 시행되고 있는 재난관리평가제도 운영상에 나타난 문제점을 메타평가(Meta-evaluation)틀 관점에서점검하고, 개선방안을 제시하는데 있다. 이를 위해 PUFA 메타평가 모형에서 제시한 적합성, 유용성, 실현가능성, 정확성의 4가지 기준을 중심으로 연구모형을 구성하였다. 이를 토대로 PUFA 모형의 하위구성에 해당되는 체크리스트 항목들을선정하여 평가위원과 피평가기관인 중앙부처, 지자체, 공공기관의 재난관리평가 업무 담당자를 대상으로 Likert 5점 척도로작성된 설문조사를 실시하였다. 분석결과 이론적 측면에서는 PUFA 하위요인 일정부분이 통계적으로 유의한 것으로 나타나재난관리평가 수준을 평가하는 유용한 메타평가 틀로 확인되었다. 평가운영 측면에서는 평가부서의 전문성, 평가자의 신뢰성, 평가결과의 정당성을 확보하기 위한 정책적 노력이 지속되어야 재난관리평가가 개선될 수 있다. 특히 평가지표 측면에서는평가대상기관의 고유 집행 기능과 지역적 특성이 고려 될 수 있는 역량-성과 다차원 평가체계로의 개선 필요성을 제언하였다.

유역분담저류지의 위치 및 규모에 따른 저류효과 분석

김지태,진경혁,김수전,김영복,Kim,Ji-Tae,Jin,Kyeong-Hyeok,Kim,Soo-Jun,Kim,Young-Bok 한국방재학회 2007 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2007 No.1

In this paper, the inundation simulations were carried out by using GIS tools for the analysis of detention efficiency based on the results of runoff analysis according to location and scale of regional detention facilities. The inundation maps could be drawn by the inundation simulations, and the locations and magnitude of inundation areas could be estimated through the inundation maps. The inundation simulations with GIS tools are approved to be the one of the useful method in designing optimized location and scale of regional detention facilities.