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신경망과 SVM을 이용한 적조 발생 예측

Red Tide Prediction using Neural Network and SVM

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SP, 신호처리, v.48 no.5 = no.341, 2011년, pp.39 - 45  

박선 (목포대학교 정보산업연구소) ,  김경준 (한국과학기술원 전산학과) ,  이진석 (정보통신산업진흥원) ,  이성로 (목포대학교 정보전자공학과)

초록
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적조에 의한 양식어업의 피해가 증가함에 따라서 적조에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재 적조에 대한 대부분의 연구는 화학적 특성이나 생물학적 원인 규명에 초점이 맞춰 연구되고 있다. 적조 발생을 미리 예측할 수 있으면 적조에 대한 피해를 최소화 시킬 수 있다. 그러나 국내의 적조 현상 예측에 대한 연구는 단순히 적조발생 판별에 그치는 등 미흡한 실정에 있다. 본 논문은 신경망과 SVM을 이용한 새로운 적조발생 예측 방법을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

There have been many studies on red tide because of increasing of damage to sea farming by a red tide blooms of harmful algae. The studies of red tide have mostly focused chemical properties and investigation of biological cause. If we can predict the occurrence of red tide, we will be able to minim...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 국내 적조연구에서 취약한 분야인 적조 발생 예측에 대한 연구하였다. 본 논문에서 역전파 신경망과 회귀신경, SVM에 10일간의 수온, 기온, 강수량을 적용하여서 미래에 발생할 적조를 예측하는 방법에 대하여 제안하였다. 제안방법은 통영지역의 2002년부터 2010년 동안 발생한 coclodinium p.
  • 본 논문에서는 국립수산과학원의 적조정보시스템[8], 해양수산연구정보포털[11]의 연안정지관측정보, 기상청[12]관측 자료으로 부터 가져온 통영지역의 9년간의 자료를 이용하여 제안방법의 성능을 평가하였다. 표 4와 같이 2002년부터 2007년까지 6년의 자료를 이용하여 신경망 및 SVM을 학습하였으며, 표 5와 같이 2008년부터 2010년까지 3년간의 자료를 이용하여 신경망 및 SVM을 검증하였다.
  • 본 논문은 10일간의 적조발생 인자인 수온, 기온, 강수량을 이용하여서 적조 발생을 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안방법은 통영지역에서 발생한 cochlodinium p.
  • 특히 적조발생을 예측할 수 있으면 적조에 대한 피해를 미리 대비해서 최소화 시킬 수 있으나, 자동화된 적조 발생 예측에 관한 연구는 아직 국내는 미흡한 편에 있다. 본 논문은 국내 적조연구에서 취약한 분야인 적조 발생 예측에 대한 연구하였다. 본 논문에서 역전파 신경망과 회귀신경, SVM에 10일간의 수온, 기온, 강수량을 적용하여서 미래에 발생할 적조를 예측하는 방법에 대하여 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
적조란 무엇인가? 적조(red tide)란 유해성 조류의 일시적인 대량 번식으로 바다물의 색깔이 적색이나 황색으로 변하여서 생태계를 파괴시키는 현상을 말한다. 90년대부터 거의 매년 우리나라 연안에는 유해성 적조의 발생으로 양식장의 피해가 빈번히 발생하고 있으며, 95년에는 764억 원의 역대 최대 피해액을 보였다.
회귀 신경망의 세번째 층은 어떻게 구성되는가? 두 번째 층은 패턴층으로 각 입력패턴에 관해 하나의 신경을 갖는다. 세 번째 층은 덧셈에 관한 층으로 감산-덧셈 신경들과 나눗셈-덧셈 신경들로 구성된다. 감산-덧셈 신경은 패턴층에 관한 가중된 출력들의 합을 계산하는 반면에, 나눗셈-덧셈 신경들은 패턴 신경들에 관한 가중되지 않은 출력들의 합을 계산한다.
적조에 대한 대부분의 연구는 어디에 초점이 맞춰져 연구되고 있는가? 적조에 의한 양식어업의 피해가 증가함에 따라서 적조에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재 적조에 대한 대부분의 연구는 화학적 특성이나 생물학적 원인 규명에 초점이 맞춰 연구되고 있다. 적조 발생을 미리 예측할 수 있으면 적조에 대한 피해를 최소화 시킬 수 있다.
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참고문헌 (13)

  1. 국립수산과학원 적조정보 홈페이지 http://portal.nfrdi.re.kr/redtide/index.jsp 

  2. 김용민, 변영기, 허용, 유기윤, "MODIS Level 2 Data를 이용한 Cochlodinium Polykrikoides 적조 탐지", 대한토목학회논문지, pp.535-540, 2007. 

  3. 송병호, 정민아, 이성로, "사례 기반 추론을 이용한 적조 예측 모니터링 시스템 구현 및 설계", 한국통신학회논문지, 제35권 제12호, pp.1819-1826, 2010. 

  4. 김진기, 윤홍주, "원격탐측을 이용한 여수만일대의 유해적조발생 예측기법", 한국GIS학회 춘계학술대회, pp.47-57, 2001. 

  5. F. Fdez-Riverola, J. M. Corchado, "FSfRT: Forecasting System for Red Tides", Applied Intlligence 21, pp.251-264, 2004. 

  6. 이문옥, 김평주, 문진한, "진해만의 해양환경이 적조발생에 미치는 영향", 한국해양환경공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집, pp.177-183, 2006. 

  7. 이문옥, 김평주, "진해만의 해양환경과 적조발생의 특징", 2006 대한토목학회 정기학술대회, pp.2173-2176, 2006. 

  8. 국립수산과학원 적조정보시스템, "http://portal.nfrdi.re.kr/redtide/index.jsp", 2011. 

  9. 한학용, "패턴인식 개론 MATLAB 실습을 통한 입체적학습", 한빛미디어, 2009. 

  10. 이협엽, 문경일, "MATLAB을 이용한 퍼지-뉴로", 도서출판 아진, 

  11. 해양수산연구정보포털, "http://portal.nfrdi.re.kr/page?idpr_index", 2011. 

  12. 기상청, "http://www.kma.go.kr/index.jsp", 2011. 

  13. 정성창, "우리나라 증권시장과 거시경제변수: ANN와 VECM의 설명력 비교", 한국재무관리학회논문지, 제19권 제2호, pp.211-231. 2002. 

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