SPI를 활용한 GPM IMERG 자료의 적용성 평가

장상민,이진영,윤선권,이태화,박경원,Jang, Sangmin,Rhee, Jinyoung,Yoon, Sunkwon,Lee, Taehwa,Park, Kyungwon 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.3

In this study, the GPM (Global Precipitation Mission) IMERG (Integrated Multi-satellitE retrievals for GPM) rainfall data was verified and evaluated using ground AWS (Automated Weather Station) and radar in order to investigate the availability of GPM IMERG rainfall data. The SPI (Standardized Precipitation Index) was calculated based on the GPM IMERG data and also compared with the results obtained from the ground observation data for the Hoengseong Dam and Yongdam Dam areas. For the radar data, 1.5 km CAPPI rainfall data with a resolution of 10 km and 30 minutes was generated by applying the Z-R relationship ($Z=200R^{1.6}$) and used for accuracy verification. In order to calculate the SPI, PERSIANN_CDR and TRMM 3B42 were used for the period prior to the GPM IMERG data availability range. As a result of latency verification, it was confirmed that the performance is relatively higher than that of the early run mode in the late run mode. The GPM IMERG rainfall data has a high accuracy for 20 mm/h or more rainfall as a result of the comparison with the ground rainfall data. The analysis of the time scale of the SPI based on GPM IMERG and changes in normal annual precipitation adequately showed the effect of short term rainfall cases on local drought relief. In addition, the correlation coefficient and the determination coefficient were 0.83, 0.914, 0.689 and 0.835, respectively, between the SPI based GPM IMERG and the ground observation data. Therefore, it can be used as a predictive factor through the time series prediction model. We confirmed the hydrological utilization and the possibility of real time drought monitoring using SPI based on GPM IMERG rainfall, even though results presented in this study were limited to some rainfall cases.

초단기 레이더 강우 예측 초기장 고도화 시스템 검증

장상민(Jang Sangmin),윤선권(Yoon Sunkwon),박경원(Park Kyungwon) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.3

본 연구에서는 집중호우에 대한 레이더기반 초단기 강우 예측 시스템의 정확도를 향상시키기 위해 초기장 개선 연구를 수행하였다. 집중호우에 적합한 강우를 추정하기 위해 층운형, 대류형, 열대형의 Z-R관계식과 반사도 조건에 따라 층운형과 대류형을 구분하여 Z-R 관계식을 적용하였으며, 이를 초단기 강우 예측 시스템의 초기장으로 활용하였다. 또한 2016년 10월 5일 태풍 차바(Chaba)에 의한 집중호우 사례에 대해 지상관측 강우자료와 레이더 추정 및 예측 강우자료와의 비교를 통해 정확도를 정성적ㆍ정량적으로 평가하였다. 레이더 강우 추정에 대한 분석 결과, 복합형 타입의 Z-R 관계식의 상관계수와 평균제곱근오차가 비슬산레이더의 경우 각각 0.8207, 9.22 mm/hr, 면봉산 레이더의 경우 각각 0.8001, 10.53 mm/hr로 가장 좋은 성능을 보였다. 강우 예측에 대한 분석 결과, 집중호우 사례에 대해 강우강도 공간분포 및 이동 패턴은 평균적으로 잘 모의하였으며, 초단기 강우 예측 결과의 평균적으로 POD는 0.97 이상, FAR는 0.21 이하로 다소 정확하게 예측하는 것으로 분석되었다. 정량적 평가 결과, 비슬산 레이더의 경우 상관계수가 예측시간 60분까지 0.545 이상, 면봉산 레이더의 경우 0.379 이상으로 비교적 좋은 상관성을 보였으며, Z-R 관계식 유형에 따른 차이는 작은 것으로 확인되었다. 평균제곱근오차의 경우 열대형과 복합형의 Z-R관계식이 높은 정확도를 가지는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과, 초기장 정확도의 개선을 통한 레이더 기반 초단기 강우 예측 모형의 정확도 개선 가능성을 확인할 수 있었으며, 향후 지속적인 사례연구 및 검증을 통하여 강우 추정 및 강우 예측 알고리즘 개선의 노력이 필요하다. In this study, initial field improvement study was conducted to improve the accuracy of radar-based very short-term forecasting systems for heavy rainfall. We estimated the radar rainfall using stratiform, convection, tropical and classified Z-R relationship and it was used as initial field of very short term forecasting systems. The accuracy of estimated and forecasted rain was also evaluated qualitative and quantitative by comparison of the observed rain on the case of torrential rain by Typhoon Chaba on October 5, 2016. The correlation coefficient (CORR) and the root mean square error (RMSE) of the composite type Z-R relationship were greatest at 0.8207, 9.22, and 0.8001, 10.53 for Biseulsan radar (BSL) and Myeonbongsan radar (MYN), respectively. As a result of the analysis of rainfall forecasts, the distribution of rainfall intensity and the pattern of movement for the severe rainfall cases were generally well simulated, with 0.97 or higher in POD and 0.21 or less than in FAR. Quantitative assessment has shown a relatively good correlation, with CORR greater than 0.545 for BSL and greater than 0.379 within 60 minute and differences of CORR in Z-R relational types were found to be small. For RMSE, it was confirmed that the tropical and classified Z-R relationship was highly accurate. The results of this study identified the potential for improvement in radar-based very short-term forecasting systems by improving the initial field accuracy, and efforts are needed to improve the rainfall estimation and forecasting algorithms through ongoing case studies and verification in the future.

SDR을 이용한 Alamouti-coded FBMC 구현 및 실내 무선 환경 성능 분석

장상민(Sangmin Jang),라동준(Dongjun Na),최권휴(Kwonhue Choi) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.4

Filter Bank Multicarrier with Offset QAM (FBMC/OQAM) 기법은 OQAM의 구조 특성으로 인해 Alamouti 코드를 적용할 경우, 송신 안테나 간 Inter Carrier Interference (ICI)가 발생한다. 이를 해결하기 위한 여러 연구가 이루어졌으며 최근, Frequency Reversal Alamouti-Coded FBMC (FRAC-FBMC)가 제안되었다. 다중경로 지연시간이 짧은 경우, FRAC-FBMC의 성능은 송신 안테나간 ICI가 없는 시스템의 Bit Error Rate (BER) 성능에 근접한다. 하지만 이론적인 채널 모형으로 시뮬레이션한 성능실험 결과는 실제 채널에서의 실험 결과와 차이가 있을 수 있다. 따라서 본 논문에서는 Software-Defined Radio (SDR) 장치인 Universal Software Radio Peripheral (USRP)을 이용하여 실제 채널에서 FRAC-FBMC의 BER 성능실험을 수행하고 결과를 분석한다. 기존의 실제 채널을 분석한 여러 연구에서는 거리에 따른 경로 손실 및 채널 지연 확산 값과 같은 채널 파라미터 측정에 국한되어 있어 다방면으로 주파수 특성을 파악하는데 한계가 있다. 이를 보완하고자 본 논문에서는 실내 환경을 None-line-of-sight (NLoS)와 Line-of-sight (LoS)로 각각 구성하여 반송파 주파수, 송신전력, 대역폭과 같은 시스템 파라미터에 따른 주파수 특성을 분석한다. 또한, 실내 무선 환경에서 신호를 안정적으로 수신하기 위한 시스템 파라미터 값에 대한 분석을 수행하였다. 실험을 통해, 반송파 주파수가 낮고 가용 대역폭 내의 부반송파 수가 적을수록 FRAC-FBMC 시스템의 BER 성능이 ICI가 없는 기법에 근접한 성능을 얻을 수 있음을 확인하였다. 결론적으로, 본 논문에서는 실제 실내 무선 통신환경에서 FRAC-FBMC의 성능을 분석하여 실제 시스템에 대한 실효성을 확인하였다. Filter Bank Multicarrier with Offset QAM (FBMC/OQAM) results in an Inter Carrier Interference (ICI) between transmit antennas due to the characteristics of the OQAM structure. Several schemes have been studied to solve this problem. Recently, Frequency-Reversal Alamuti Coded FBMC (FRAC-FBMC) was proposed. FRAC-FBMC was shown to be close to the Bit Error Rate (BER) performance of a system without an ICI in the case of short multipath delay. However, the performance simulation results with theoretical channel model may differ from the experimental results in the actual communication environment. Therefore, we performed BER performance measurements of FRAC-FBMC in actual wireless channel and analyzed the measurement results. For performance measurements, we used Universal Software Radio Peripheral (USRP), a Software-Defined Radio (SDR) device. Therefore, we performed BER performance measurement of FRAC-FBMC in actual wireless channel and analyzed the measurement results. For performance measurements, we used Universal Software Radio Peripheral (USRP), one of the software-defined radio (SDR) devices. Conventional studies that analyze actual wireless channels are limited in analyzing the frequency characteristics in various aspects because they are limited to measuring channel parameters such as path loss over distance and channel delay spread values. To complement the limitations of conventional studies, we analyzed frequency characteristics according to system parameters such as carrier frequency, transmit power, and bandwidth in None-line-of-sight (NLoS) and Line-of-sight (LoS) channels. In addition, we analyzed the system parameter to obtain stable received signal in indoor wireless environment. Simulation results show that if the carrier frequency band and the number of subcarriers are low, the BER performance of the FRAC-FBMC system achieves near ICI-free system. In conclusion, in this paper, the performance of the FRAC-FBMC system in the actual radio environment has been verified to confirm the potential for future applications to actual communication systems.

가상현실을 활용한 역사 교육 콘텐츠 개발

장상민(Jang Sangmin),조재천(Cho Jae-cheon),문태웅(Moon Tae-woong),임광혁(Kwang-Hyuk Im),김석훈(Seok-Hun Kim) 한국컴퓨터정보학회 2024 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.32 No.1

수삼 저온저장 후 제조한 홍삼의 성분 변화 연구

장상민(Sangmin Jang),이혜영(Hye Young Lee),김귀덕(Gwi Deok Kim),최경민(Kyung Min Choi),김규일(Kyuil Kim) 한국약용작물학회 2013 한국약용작물학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.2

홍삼 기능성분 Rg3가 강화된 홍삼추출액 제조기술 개발

장상민(Sangmin Jang),이혜영(Hye Young Lee),최경민(Kyung Min Choi),김규일(Kyuil Kim) 한국약용작물학회 2012 한국약용작물학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.2

5세대 및 이후 상향링크를 위한 OFDM 기반 방식과 FBMC 기반 방식 성능 심층 비교

장상민(Sangmin Jang),라동준(Dongjun Na),최권휴(Kwonhue Choi) 한국통신학회 2019 韓國通信學會論文誌 Vol.44 No.5

상향링크를 위한 주파수 비동기식 DFT 확산 FBMC

장상민(Sangmin Jang),라동준(Dongjun Na),최권휴(Kwonhue Choi) 한국통신학회 2019 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.1

소형 휴대 단말을 위한 저전력 근거리 비가청 대역 통신

장상민(Sangmin Jang),라동준(Dongjun Na),최권휴(Kwonhue Choi) 한국통신학회 2018 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.1

도심지 토사재해 고위험지역 극치강우 시간분포 시나리오 분석

윤선권,장상민,이진영,Yoon, Sunkwon,Jang, Sangmin,Rhee, Jinyoung 한국농공학회 2016 한국농공학회논문집 Vol.58 No.3

In this study, we analyzed the extreme rainfall distribution scenarios based on probable rainfall calculation and applying various time distribution models over the landslide high risk zones in urban areas. We used observed rainfall data form total 71 ASOS (Automated Synoptic Observing System) station and AWS (Automatic Weather Station) in KMA (Korea Meteorological Administration), and we analyzed the linear trends for 1-hr and 24-hr annual maximum rainfall series using simple linear regression method, which are identified their increasing trends with slopes of 0.035 and 0.660 during 1961-2014, respectively. The Gumbel distribution was applied to obtain the return period and probability precipitation for each duration. The IDF (Intensity-Duration-Frequency) curves for landslide high risk zones were derived by applying integrated probability precipitation intensity equation. Results from IDF analysis indicate that the probability precipitation varies from 31.4~38.3 % for 1 hr duration, and 33.0~47.9 % for 24 hr duration. It also showed different results for each area. The $Huff-4^{th}$ Quartile method as well as Mononobe distribution were selected as the rainfall distribution scenarios of landslide high risk zones. The results of this study can be used to provide boundary conditions for slope collapse analysis, to analyze sediment disaster risk, and to use as input data for risk prediction of debris flow.