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- 저자 : 이준리(Joonlee Lee) (검색결과 6 건)
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위성고도자료와 유전자 알고리즘을 이용한 남한의 겨울철 기온의 1 km 격자형 계절예측자료 생산 기법 연구
이준리,안중배,정명표,심교문,Lee, Joonlee,Ahn, Joong-Bae,Jung, Myung-Pyo,Shim, Kyo-Moon 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.5
본 연구에서는 남한영역에 대하여 1 km 고해상도의 계절예측 기온자료를 생산하고, 생산된 예측자료의 성능을 높이는 새로운 방법을 제안하였다. 이 새로운 방법은 총 4가지 단계의 실험으로 구성되어 있다. 첫 번째 단계인 EXP1은 PNU CGCM에서 생산된 저해상도 계절예측 기온자료이며, EXP2는 EXP1의 결과에 역거리 가중법을 적용하여 생산된 남한영역의 1 km 고해상도 계절예측 기온자료이다. EXP3는 EXP2의 결과에서 위성고도자료인 ASTER GDEM을 이용하여 고도에 따른 기온변화를 추정한 후 이를 적용한 계절예측 기온자료이다. 마지막으로 EXP4는 EXP3의 결과에 유전자 알고리즘을 적용하여 모형의 예측결과 내 존재하는 계통적 오차를 보정한 결과이다. EXP1과 EXP2는 남한의 지형적 특성이 전혀 고려되지 않아 다른 실험에 비해 낮은 예측성을 보였으며, 특히 고도가 높은 관측지점에서 두 실험의 예측 성능이 더욱 낮았다. 반면, 위성에서 관측된 고해상도 고도자료가 적용된 EXP3와 EXP4는 고도가 증가함에 따라 기온이 감소하는 특징 등 지형적 특성을 효과적으로 표현하면서 높은 예측성능을 보였다. 특히, 유전자 알고리즘으로 예측값의 계통적 오차가 감소된 EXP4는 다른 실험과 비교하여 시간상관성, 관측으로 정규화된 표준편차, 정답률, 오답률 등 시간에 따른 변동성에 대해서 가장 높은 예측성능을 보였다. 이는 본 연구에서 제안한 새로운 방법을 통해 고해상도 격자의 질 높은 실시간 계절예보 자료를 효과적으로 생산할 수 있음을 의미한다. This study suggests a new method not only to produce the 1 km-resolution seasonal prediction but also to improve the seasonal prediction skill of temperature over South Korea. This method consists of four stages of experiments. The first stage, EXP1, is a low-resolution seasonal prediction of temperature obtained from Pusan National University Coupled General Circulation Model, and EXP2 is to produce 1 km-resolution seasonal prediction of temperature over South Korea by applying statistical downscaling to the results of EXP1. EXP3 is a seasonal prediction which considers the effect of temperature changes according to the altitude on the result of EXP2. Here, we use altitude information from ASTER GDEM, satellite observation. EXP4 is a bias corrected seasonal prediction using genetic algorithm in EXP3. EXP1 and EXP2 show poorer prediction skill than other experiments because the topographical characteristic of South Korea is not considered at all. Especially, the prediction skills of two experiments are lower at the high altitude observation site. On the other hand, EXP3 and EXP4 applying the high resolution elevation data based on remote sensing have higher prediction skill than other experiments by effectively reflecting the topographical characteristics such as temperature decrease as altitude increases. In addition, EXP4 reduced the systematic bias of seasonal prediction using genetic algorithm shows the superior performance for temporal variability such as temporal correlation, normalized standard deviation, hit rate and false alarm rate. It means that the method proposed in this study can produces high-resolution and high-quality seasonal prediction effectively.
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농업적 활용성 제고를 위한 분위사상법 기반의 앙상블 장기기후예측자료 보정방법 개선연구
조세라,이준리,심교문,안중배,허지나,김용석,최원준,강민구,Jo, Sera,Lee, Joonlee,Shim, Kyo Moon,Ahn, Joong-Bae,Hur, Jina,Kim, Yong Seok,Choi, Won Jun,Kang, Mingu 한국농림기상학회 2022 한국농림기상학회지 Vol.24 No.3
본 연구에서는 벼의 생물계절 예측 모형을 예시로 하여 해당 모형의 구동에 필요한 맞춤형 앙상블 상세기후예측자료를 구축하고 해당 자료의 보정방법을 고도화 하였을 때 농업적 활용 분야에서 가지는 부가가치를 확인해 보았다. 이를 위해, 벼의 생물계절 모의를 위해 집중적으로 필요한 기상자료인 1~10월의 일 평균/최저/최고 기온의 앙상블 장기(6개월) 전망자료를 생산하고 해당자료의 질을 높이기 위해 분위사상법 기반의 보정방법의 개선을 수행하였다. 그 결과 최저/최고/평균 기온 모두 대부분의 월에서 20일을 버퍼기간으로 선정하였을 때 4.51~15.37%까지 RMSE가 감소하는 것을 확인하였으며, 8~10월은 변수 및 월 별로 최적 버퍼기간이 다른 것을 확인하였다. 또한, 이러한 기상학적 변수의 개선은 벼의 생육단계별 시작일 예측이 모든 단계에서 7.82~10.60% 감소하였으며, 61개 ASOS 지점 가운데서도 생육단계에 따라 75~100%의 지점에서 RMSE가 감소하는 결과를 확인하였다. 본 연구 결과는 벼의 생물계절뿐만 아니라 감자, 고구마, 옥수수 등 타 작물로의 적용도 가능할 것으로 생각된다. 나아가, 일조시간, 습도, 풍속과 같은 예측변수들의 보정자료가 구축되면 농산물 작황전망, 병해충 예찰 등 다양한 분야의 학제간 연구에 적용하여 더 많은 부가가치 창출이 가능할 것으로 기대된다.
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전지구 기후 재분석자료 및 인공지능을 활용한 남한의 마늘 생산량 장기예측
조세라 ( Sera Jo ),이준리 ( Joonlee Lee ),심교문 ( Kyo Moon Shim ),김용석 ( Yong Seok Kim ),허지나 ( Jina Hur ),강민구 ( Mingu Kang ),최원준 ( Won Jun Choi ) 한국농림기상학회 2021 한국농림기상학회지 Vol.23 No.4
본 연구에서는 최신의 연구 트렌드인 빅데이터와 인공지능을 농업분야에 접목하여 유전자 알고리즘(GA)과 전지구 기후 재분석 자료를 활용한 마늘 생산량의 장기 예측 모형을 개발하고 그 예측성능을 평가해 보았다. 해당 모형은 마늘의 파종량을 수정할 수 있는 11월에 예측 자료를 생산하므로, 마늘의 생산 시기와 시간 공간적으로 떨어진 전지구 기후 재분석 자료로부터 마늘생산량의 예측 인자로 활용할 수 있는 시그널을 찾아 장기적 마늘 생산량 예측에 활용하였다. 그 결과 결정론적 예측과 확률론적 예측 모두 마늘 생산량의 경년변동성을 통계적으로 99% 신뢰수준에서 관측과 유사하게 모의하였으며, 범주형 예측에서도 이분위 예측에서 93.3%, 삼분위 예측에서 73.3%의 적중률을 보이며 우수한 예측 성능을 나타내었다. 또한, 예측인자들 사이의 선형 및 비선형적 관계를 모두 고려하는 GA방법을 사용하였을 때, 선형적 앙상블 방법을 적용하였을 때 보다 높은 예측성능과 안정적인 예측결과를 보이는 것을 알 수 있다. 본 연구에서 개발된 마늘 생산량 예측 모형은 기존의 단기예측 위주의 농산물 생산량 예측의 한계를 극복하고 한 해의 농사가 시작되기 전 잠재 생산량을 전망 정보를 생산하여 농산물의 수요⋅공급 및 가격 안정화를 위한 장기적 계획을 수립하는 것에 도움이 될 것으로 생각된다. This study developed a long-term prediction model for the potential yield of garlic based on a genetic algorithm (GA) by utilizing global climate reanalysis data. The GA is used for digging the inherent signals from global climate reanalysis data which are both directly and indirectly connected with the garlic yield potential. Our results indicate that both deterministic and probabilistic forecasts reasonably capture the inter-annual variability of crop yields with temporal correlation coefficients significant at 99% confidence level and superior categorical forecast skill with a hit rate of 93.3% for 2 × 2 and 73.3% for 3 × 3 contingency tables. Furthermore, the GA method, which considers linear and non-linear relationships between predictors and predictands, shows superiority of forecast skill in terms of both stability and skill scores compared with linear method. Since our result can predict the potential yield before the start of farming, it is expected to help establish a long-term plan to stabilize the demand and price of agricultural products and prepare countermeasures for possible problems in advance.
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