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Assessing applicability of self-organizing map for regional rainfall frequency analysis in South Korea KCI 등재

Self-organizing map을 이용한 강우 지역빈도해석의 지역구분 및 적용성 검토

  • 언어KOR
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한국수자원학회 논문집 (Journal of Korea Water Resources Association)
한국수자원학회 (Korea Water Resources Association)
초록

지역빈도해석은 대상 지점과 수문학적 동질성을 만족하는 주변 지점을 하나의 지역으로 보고 빈도해석을 수행하는 방법이다. 따라서 동질한 지역의 구분은 지역빈도해석에 있어서 가장 중요한 가정이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 인공신경망 기법중 하나인 자기조직화지도(self-organizing map, SOM) 기법을 활용하여 강우 지역빈도해석을 위한 동질 강수 지역을 구분하였다. 지역구분 인자로는 지형 정보와 시 단위 강우자료를 활용하였다. 최적 SOM 지도 구성을 위해 정량적 오차와 위상관계 오차를 활용하였다. 그 결과 7 × 6 배열의 42개의 노드를 갖는 모형을 선정하였고 최종적으로 강우 지역빈도해석을 위해 6개의 군집으로 구분하였다. 동질성 검토 결과 6개의 군집 모두 동질한 지역으로 나타났으며 기존의 유사하게 구분된 지역들과 이질성 척도를 비교하였을 때 좀 더 안정적인 지역 구분결과를 나타내는 것을 확인하였다.

The regional frequency analysis is the method which uses not only sample of target station but also sample of neighborhood stations in which are classified as hydrological homogeneous regions. Consequently, identification of homogeneous regions is a very important process in regional frequency analysis. In this study, homogeneous regions for regional frequency analysis of precipitation were identified by the self-organizing map (SOM) which is one of the artificial neural network. Geographical information and hourly rainfall data set were used in order to perform the SOM. Quantization error and topographic error were computed for identifying the optimal SOM map. As a result, the SOM model organized by 7 × 6 array with 42 nodes was selected and the selected stations were classified into 6 clusters for rainfall regional frequency analysis. According to results of the heterogeneity measure, all 6 clusters were identified as homogeneous regions and showed more homogeneous regions compared with the result of previous study.

목차
Abstract
 요 지
 1. 서 론
 2. 연구 방법론
  2.1 자기조직화지도
  2.2 SOM의 초기화 및 평가 방법
  2.3 이질성 척도
 3. 적용 지점 및 자료
 4. 결과 및 토의
  4.1 SOM 군집분석
  4.2 최종 SOM 군집결과 및 비교분석
  4.3 동질성 검토
 5. 결 론
 References
저자
  • Ahn Hyunjun(Department of Civil and Environmental Engineering, Yonsei University) | 안현준
  • Shin Ju-Young(Department of Civil and Environmental Engineering, Yonsei University) | 신주영
  • Jeong Changsam(Department of Civil Engineering, Induk University) | 정창삼
  • Heo Jun-Haeng(Department of Civil and Environmental Engineering, Yonsei University) | 허준행 Corresponding Author