$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

실시간 수위 예측을 위한 다중선형회귀 모형의 비교
Comparison of Different Multiple Linear Regression Models for Real-time Flood Stage Forecasting 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, v.32 no.1B, 2012년, pp.9 - 20  

최승용 (국립방재연구원) ,  한건연 (경북대학교 공과대학 건축.토목공학부) ,  김병현 (캘리포니아주립대학교 얼바인 & 수문모델링센터)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

최근 수위 예측을 위한 개념적 기반, 수문학적, 물리적 기반 모형 등의 단점을 극복하고자 홍수예측을 위해 자료지향형 모형 중의 하나인 다중선형회귀 모형이 널리 도입되고 있다. 본 연구의 목적은 이러한 다중선형회귀 모형의 서로 다른 회귀계수 선정 방법에 따른 홍수예측 성능을 비교 검토하고 이를 통해 적절한 다중회귀 홍수예측 모형을 구축하는 것이다. 이를 위해 입력자료의 자기상관분석을 통해 독립변수의 시간 규모를 결정한 후 최소 자승법, 가중 최소 자승법, 단계별 선택법의 각기 다른 회귀계수 산정 방법을 이용한 홍수예측 모형을 구축하고 중랑천 유역의 다양한 홍수사상에 대해 적용하였다. 구축된 모형들의 성능을 평가하기 위해 평균제곱근오차, Nash-Suttcliffe 효율계수, 평균절대오차, 수정 결정계수와 같이 4개의 통계지표들을 사용하였다. 모의결과 단계별 선택법을 이용한 다중선형회귀 홍수예측 모형이 가장 정확한 예측 결과를 보였고, 최소자승법을 이용한 홍수예측 모형이 가중 최소자승법을 이용한 홍수예측 모형보다 좀 더 나은 예측 결과를 나타냈다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently to overcome limitations of conceptual, hydrological and physics based models for flood stage forecasting, multiple linear regression model as one of data-driven models have been widely adopted for forecasting flood streamflow(stage). The objectives of this study are to compare performance o...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 기존의 개념적, 수문학적, 물리적 기반 모형 등의 단점을 극복하고자 최근 수위 예측을 위해 널리 사용되고 있는 자료지향형 모형 중의 하나인 다중선형회귀 모형의 회귀계수 선정 방법에 따른 홍수예측 모형을 구축하고 모의 결과를 비교·검토하였다.
  • 회귀식의 형태를 선정하는 것은 회귀모형 구축시 중요한 사항이다. 이에 본 연구에서는 잔차와 독립변수간의 산포도를 통하여 회귀식 선정을 검토하였다. 본래 잔차와 독립변수의 산포도에서는 어떠한 경향도 보이지 않는 것이 바람직하다(노형진과 정한열, 2001).

가설 설정

  • H1:적어도 한 개 이상의 βi는 0이 아니다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
하천 흐름의 정확한 예측은 무엇에 대한 중요한 요소인가? 하천의 유량과 수위와 같은 하천 흐름을 정확히 예측하는 것은 유역계획이나 지속적인 수자원 관리를 위해서 중요한 요소이다(Brooks et al., 2003).
유량과 수위의 관계식의 단점은 무엇인가? 그 중 하천 수위는 홍수경보 발령시 중요한 변수이나 하천의 일반적인 수문학적 예보 모형에서의 결과 값으로는 대개 유량이 계산되며 홍수의 경보를 위해서는 수위-유량관계식을 통해 예측된 유량을 하천 수위로 변환하는 과정을 거치게 된다. 그러나 유량과 수위의 관계식이 완전하지 않기 때문에 유량에서 수위로의 변환과정에 어떤 오차나 불확실성이 항상 존재할 수 있다는 단점이 있다. 하천 수위는 쉽고 직접적으로 측정할 수 있기 때문에 홍수를 예측하는데 있어서 유량보다 유용하다.
수위 예측에 관한 방법 중 가장 널리 사용되는 자료 지향형 기반 모형에는 무엇이 있는가? 개념적, 단위도 그리고 물리적 기반의 모형들에 대한 개발과 검증에 관련된 여러 제한 사항들 때문에(Kokkonen and Jakeman, 2001), 최근 자료 지향형 기반의 모형이 홍수예측에 널리 도입되고 있다. 최근 널리 사용되고 있는 자료 지향형 모형의 기법으로는 다중선형회귀, 인공신경망, 퍼지추론 시스템 등이 있다. 이러한 모형들은 기존의 모형과 비교해서 물리적인 성질이 완전히 밝혀지지 않은 비선형(nonlinear)이거나 동적(dynamic)인 모형의 잡음자료(noisy data)를 처리하는데 용이하며, 모형을 구축하는데 있어서 복잡한 수학적인 지식이 필요하지 않기 때문에 상대적으로 모형개발을 위한 절차가 간단하고, 결과값을 얻기까지의 계산시간 역시 많이 소요되지 않는 장점을 가지고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (22)

  1. 건설교통부(2005) 주요지천 홍수예보 프로그램 개선. 

  2. 김경탁, 김주훈, 최윤석(2006) 중소하천에유역에서의 홍수예보 및 예측에 관한 연구. 한국수자원학회 학술발표회논문집, 한국수자원학회, pp. 1126-1130. 

  3. 성지연, 허준행(2009) 통계적 모형을 이용한 지천 홍수예측. 한국수자원학회 학술발표회논문집, 한국수자원학회, pp. 1524-1527. 

  4. 윤강훈, 김태균(2003) 레이더 예측 강우를 이용한 다중회귀 유출 모형의 개발. 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회, pp. 2187-2198. 

  5. 윤강훈, 신현민(1994) 한강인도교 수위와 영향인자간의 다중회귀 분석에 의한 홍수위 예측모형. 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제27권, 제3호, pp. 55-69. 

  6. 윤용남, 원석연(1991) 미계측 중소유역의 월유출량 산정을 위한 다중회귀모형 연구. 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제24권, 제3호, pp. 71-82. 

  7. 이범희(2010) 회귀분석에 의한 도시홍수 예보시스템의 개발. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제30권 제4B호, pp. 347-359. 

  8. 정동국, 이범희(2009) 회귀기법을 이용한 도시홍수위 예측모형의 개발. 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제43권, 제2호, pp. 221-231. 

  9. Brooks, K.N., Ffolliott, P.E., Gregersen, H.M., and DeBani, L.F. (2003) Hydrology and the management of watersheds, Iowa State Press, Ames, IA. 

  10. Chiew, F. and McMahon, T. (1994) Application of the daily rainfall runoff model MODHYDROLOG to 28 catchments. Journal of Hydrology, Vol. 153, No. 4, pp. 383-416. 

  11. Chaoulakou, A., Assimacopoulos, D., and Lekkas, T. (1999) Forecasting daily maximum ozon concentration in the Athens basin. Environmental Monitoring and Assessment, Vol. 56, pp. 97-112. 

  12. Draper, N.R. and Smith, H. (1989) Applied Regression Analysis, John Wiley and Sons, Inc., New York. 

  13. Govindaraju, R.S. (2000) Artificial neural networks in hydrology : hydrologic applications. Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 5, No. 2, pp. 124-137. 

  14. Huynh Ngoc Phien and Nguyen Duc Anh Kha (2003) Flood forecasting for the upper reach of the Red River Basin, North Vietnam, http://www.wrc.org.za 

  15. Jakeman, J.J., Littlewood, I.G., and Whitehead, P.G. (1990) Computation of the instantaneous unit hydrograph and identifiable component flows with application to two small upland catchment. Journal of Hydrology, Vol. 117, pp. 275-300. 

  16. Kokkonen, T.S. and Jakeman, A.J. (2001) A comparison of metric and conceptual approaches in rainfall-runoff modeling and its implications. Water Resources Research, Vol. 37, No. 9, pp. 2345-2353. 

  17. McKerchar, A.I. and Delleur, J.W. (1974) Applications of seasonal parametric linear stochastic models to monthly flow data. Water Resources Research, Vol. 10, pp. 246-255. 

  18. Phien, H.N., Huong, B.K., and Loi, P.D. (1990) Daily forecasting with regression analysis. Water SA, Vol. 16, No. 3, pp. 179-184. 

  19. Schilling, K.E. and Wolter, C.F (2005) Estimation of streamflow, baseflow and nitrate-nitrogen loads in Iwoa using multiple regression models. Journal of American Water Resources Association, Vol. 41, No. 6, pp. 1333-1346. 

  20. Tangborn, W.V. and Rasmussen, L.A. (1976) Hydrology of North Cascades region, Washington-part 2: a proposed hydrometeorological streamflow prediction method. Water Resources Research, Vol. 12, pp. 203-216. 

  21. VanderKwaak, J.E. and Loague, K. (2001) Hydrologic-response simulations for the R-5 catchment with a comprehensive physics- based model. Water Resources Research, Vol. 37, No. 4, pp. 999. 

  22. Yurekli, K., Kurung, A., and Ozturk, F. (2005) Testing residuals of an ARIMA model on the Cekerek stream watershed in Turkey. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, Vol. 29, pp. 61-74. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로