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정보엔트로피 개념에 의한 하천 지형특성인자의 산정
Estimation of Stream Geomorphological Characteristics Based on the Informational Entropy 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.11 no.2, 2009년, pp.89 - 98  

전민우 (충북대학교 토목공학부) ,  이대규 (충북대학교 대학원)

초록
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본 연구는 하천종단면에 정보엔트로피이론을 적용하여 평균하천경사, 하천경사 및 하천종단고도 결정방법을 제시하였다. 최대화된 엔트로피는 제약조건하에서 일정한 하천종단면의 확률분포를 만들며, 이와 같은 관계를 이용하여 평균하천경사, 하천경사 및 하천종단고도 산정식을 유도하였다. 충북 지방하천 정비기본계획에서 얻은 달천유역의 실측된 지형학적 인자를 사용하여 매개변수최소자승법으로 결정하였다. 유도된 평균하천경사와 하천종단고도식을 실제유역에 적용하였으며, 실측치와 잘 일치함을 나타낸다. 본 연구의 결과로부터 평균하천경사와 하천종단고도의 결정에 직접 적용할수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study determines the stream mean slope, stream slope and longitudinal stream profile based on the concept of informational entropy. Maximizing the entropy will make the probability distribution of longitudinal stream profile as uniform as possible while satisfying the constraints. Using this re...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 정보 엔트로피를 적용하여 유도한 하천종단고도식과 하천평균경사식의 적용성을 검토하기 위하여 본 논문에서는 대상유역을 남한강의 제 1지류인 달천의 7개 하천을 선정하였다. 매개변수 λ를 구하기 위해서는 하천 종단면도의 지형학적 인자를 결정해야 한다.
  • 제시된 하천 종단고도와 평균 하천경사식을 달천 유역내 7개 하천에 적용하였으며 실측치와 비교·검토하여 적용 가능성을 확인하는데 목적이 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물리적 엔트로피란 무엇인가? 열역학 엔트로피와 통계학적 엔트로피는 물리적 엔트로피에 포함되며, 물리적 엔트로피는 시스템의 특성을 객관적으로 정량화를 할 수 있는 반면에 정보 엔트로피는 정보의 사용을 최대화하여 모형을 구축하는 주관적인 개념의 엔트로피이다. 이러한 물리적 엔트로피와 정보 엔트로피의 구분은 엔트로피의 주제가 수문학 발전과 수자원 이용 측면으로 구별될 수 있다.
하천 평균경사 결정방법에는 무엇이 있는가? 하천 평균경사 결정방법에는 일반적으로 단순경사법, 등면적경사법, 등가경사법 그리도 유역 평균경사는 등고선면적법, 교점법, 측고적분법등에 의하여 결정되고 있으나, 각 방법은 상당한 차이를 보이고 있다(윤용남, 2007). 본 연구에서는 하천종단면에 정보 엔트로피이론을 적용하여 하천 평균경사, 하천경사 및 하천 종단고도 산정식을 이론적으로 유도하였다.
열역학 엔트로피의 하위 개념 중 물리적 엔트로피와 정보 엔트로피는 어떤 차이가 있는가? 열역학 엔트로피와 통계학적 엔트로피는 물리적 엔트로피에 포함되며, 물리적 엔트로피는 시스템의 특성을 객관적으로 정량화를 할 수 있는 반면에 정보 엔트로피는 정보의 사용을 최대화하여 모형을 구축하는 주관적인 개념의 엔트로피이다. 이러한 물리적 엔트로피와 정보 엔트로피의 구분은 엔트로피의 주제가 수문학 발전과 수자원 이용 측면으로 구별될 수 있다.
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참고문헌 (8)

  1. 윤용남, 수문학, 청문각, p. 378, 2007. 

  2. Chapman, T. G., "Entropy as measure of hydrologic data uncertainty and model performance", J. of hydrol., 85, pp. 111-126, 1986. 

  3. Claps, P., Fiorentino, M., and Oliveto, G., "Informational entropy of fractal river networks", J. of hydrol., 187, pp. 145-156, 1996. 

  4. Fiorentino, M., Claps P. and Singh, V. P., "An Entropy-based Morphological Analysis of River Basin Networks," Water Resour. Res., Vol. 29, No. 4, pp. 1215-1224, 1993. 

  5. Leopold, L. B., Langbein, W. B., "The concept of entropy in landscape evolution", U.S Geol. Surv. Prop. pp. 500-A, 1962. 

  6. Singh, V. P., Fiorentino, M., "A historical perspective of entropy applications in water resources, in entropy and energy dissipation in water resources, edited by Singh and Fiorentino, Kluwer, Boston, Mass., pp. 21-61, 1992. 

  7. Wilson, A. G., "The use of the concept of entropy in system modeling, Oper. Res. Q., Vol. 21, No. 2, pp. 247-265, 1970. 

  8. Yang, C. T., "Potential Energy and Stream Morphology", Water Resour. Res., Vol. 7, No. 2, pp. 311-322, 1971. 

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