선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 농업용저수지와 항목이 축소되면서 적합한 분석기법을 적용하기 위하여 다양한 방법으로 연구를 실시해 보았다. 구축된 항목을 바탕으로 주성분분석 (Principle component analysis)을 실시하였으며, 주성분분석은 서로 상관관계가 높은 여러 개의 변수들을 조합하여 그 변수들의 정보를 가능한 많이 함축하고 있는 새로운 인위적 변수를 만들어내기 위한 다변량 통계분석이다 (Jang, 2006).
- 본 연구에서는 2004년부터 2013년까지 정밀안전진단을 통하여 구축된 1,032개의 제원항목에 대한 자료를 분석하여, 농업용저수지의 유형화에 사용할 수 있는 자료를 추출하고, 추출된 자료를 주성분분석, 군집분석 등 통계적 방법을 이용하여 유형화에 이용할 수 있는 인자를 결정하고자 한다.
- 분석과정을 통하여 결정된 인자의 조합과 자료의 빈도분석을 통해 농업용저수지를 유형화하여, 향후 효율적인 농업용저수지 안전진단체계 수립에 기여하고자 한다.
- 저수지 각각의 특성을 바탕으로 구별이 가능하다면 각 저수지마다의 문제점 및 보수·보강이 필요한 부분을 형태 및 특성에 맞는 대책을 세울 수 있을 것이며, 이를 위하여 먼저 농업용저수지의 유형화를 실시하고자 한다.
- 2012), 다양한 특성 항목 중에서 군집분석의 요인을 추출하는 과정이 명확하지 않고 연구자의 주관적 판단에 의존하는 문제가 있었다. 특히 본 연구와 같이 자료 양이 방대하고 항목이 많은 경우 모든 자료를 분석에 활용할 경우 항목 간의 자기상관성이 많아지거나 중복항목에 의해 유형화가 치우칠 수 있는 한계가 있어 특성인자를 도출하는 과정과 유형화를 하는 과정을 구분하고자 한다.
제안 방법
- 1단계 분석으로 주성분분석과 상관관계분석을 실시하여 도출된 인자를 바탕으로 특성을 파악하고 2단계 분석에서는 1단계 분석에서 나타나는 문제점 등을 고려하여 최종적으로 주요인자를 결정하는 과정을 실시하였다.
- 2006∼2007년도에 평가된 550개 저수지와 66개 조사항목에서 1000만 ㎥이하의 저수지를 가지고 주요인자를 결정하였으며, 군집을 이루는 항목들 간의 특성을 파악하기 위해 이용된 데이터는 100만㎥ 이하의 저수지이며 분석된 결과를 토대로 빈도분석에 활용하는 방법으로 연구를 실시하였다.
- 군집분석에 활용된 자료는 농업용저수지 정밀안전진단상태평가 보고서 자료 중 2006년, 2007년 100만 ㎥ 이하의 320개소 저수지를 분석에 이용하였으며, 주요인자 결정을 통하여 축소된 4개의 항목을 가지고 K-평균 군집분석을 실시하였다. 각 항목별 군집 수를 2개로 지정하여 분석하였고, 새 변수로 소속군집을 선택하여 Table 5, Table 6과 같이 도출 하였다.
- 군집분석 및 정리된 데이터를 바탕으로 1군집과 2군집으로 나뉘는 기준을 소속군집을 통하여 분류기준점을 선정하고, 선정된 기준점을 바탕으로 경계점을 표시하여 Fig. 2와 같이 그래프화 함으로써 항목별 2가지 유형으로 나뉘게 되었다.
- 군집분석에서 범위 밖이였던 100만 ㎥∼1000만 ㎥이하의 저수지를 하나의 유형으로 설정하였으며 유형별 빈도분석 후 1유형은 2개소, 2유형은 1개소, 3유형은 6개소로 낮은 빈도수를 보이는 유형들을 하나로 묶어 기타유형으로 분류하였으며, 1, 2, 3유형을 제외한 나머지 유형들을 Fig. 3와 같이 나타내었다.
- 군집분석을 통하여 각각의 저수지가 어느 군집에 속하는지 알아보기 위하여 소속군집을 선택해서 새로운 변수가 생성 되도록 하여 분석을 실시하였다. 분석결과 총저수량, 유역배율, 여수토길이비 항목에 대하여 케이스별 소속군집이 Table 6과 같이 분석되었다.
- 본 연구에서는 2004년부터 2013년까지 정밀안전진단 보고서를 통하여 구축된 1,032개 자료를 분석하였다. 농업용 저수지의 유형화에 사용할 수 있는 자료를 추출하고, 주성분분석, 군집분석 등 통계적 방법을 이용하여 유형화에 이용할 수 있는 인자를 결정하였으며 결정된 인자의 조합과 자료의 빈도분석을 통해 농업용저수지를 유형화하였다.
- 농업용저수지 정밀안전진단 상태평가 보고서 중 종별, 지역, 준공년도를 제외하였고 규모에 해당되는 항목을 활용하였다. 제외한 항목 중 준공년도의 경우 시기나 당시의 설계기술에 따라 제체, 여수토, 유역배율 등이 달라져 이러한 항목이 시간적 특성으로 볼 수 있으나 규모형태로 볼 수 없어 항목선정에서 제외하였다.
- 취수시설 및 방수로 항목은 독립적 특성을 가진다고 볼 수 있는 항목에서도 정밀안전진단의 유형화 인자로 사용하기에 미비하다고 판단되는 항목은 삭제하였다. 독립적 특성을 가지는 항목으로 복통연장, 방수로연장, 취수공규격, 방수로평균폭, 상류사면기울기, 하류사면 기울기의 항목을 삭제하였고 규모의 영향을 받지 않으며 형태적 특성을 가지는 제체와 여수토 항목을 길이와 높이비의 연산방법으로 제체 길이비, 여수토 길이비 두 가지 항목을 도출하였다. 제체 및 여수토는 관련된 여러 항목을 고려하여 하나의 항목으로 간단하게 표현하기 위하여 높이와 길이를 통해 규모를 추정할 수 있는 길이와 높이비의 방식을 이용하였다.
- 또한, 100만 ㎥ 이상의 경우 한국시설안전공단에서 시설물안전관리에 관한 특별법에 의해 세부지침 및 실시요령 등을 규정하고 있으므로 군집분석에서는 100만㎥이상의 저수지를 제외하여 최종적으로 총저수량, 유역배율, 제체길이비, 여수토 길이비 4가지 항목으로 주요인자를 결정하였다.
- 면적, 제체, 여수토, 취수시설의 정밀진단 21개 조사 항목을 삭제하였고, 정밀진단 이외의 군집분석에 사용되는 데이터와 맞지 않는 문자 및 함수 등으로 기록되어 있는 항목으로 형식, 단면, 재료, 문비구조, 준공도서, 토질, 전탐 등 19개 항목을 삭제하였고, 홍수량을 평가하는 100년 홍수량, 200년 홍수량, 홍수위, 제정고, 기왕최대, 설계기준을 저수지의 형태적으로나 지리적으로 유형화 하기위해 합리적이지 못해 6개의 항목을 삭제하여 20개의 항목으로 축소하였다.
- 주성분분석을 통하여 묶여진 요인별로 항목을 상관관계분석 (Correlation analysis)을 실시하였다. 상관관계분석은 변수들 간에 관련성을 분석하기 위하여 실시하는 것이나, 본 연구에서는 각 요인별로 가장 상관성이 높은 항목을 도출하여 20개의 항목을 5개 항목으로 축소하였다.
- 상관관계분석은 인자를 도출하는 과정으로써 제 1요인으로 묶이는 관개면적, 수혜면적, 총저수량, 유효저수량, 만수면적, 제체길이의 항목들로 상관관계분석을 Table 3과 같이 실시하여 각 주성분별 주요항목을 결정하였다.
- 인자결정을 위하여 형태적 또는 지리적 등 독립적 특성을 가지는 항목을 도출하고, 조합으로 표현 가능하거나 조합의 일부로 사용되는 항목들을 삭제하였다. 이러한 과정을 통하여 총저수량, 유역배율, 제체길이비, 여수토길이비 4개의 항목을 도출하였으며, 주요인자 결정을 통하여 4개 항목을 바탕으로 군집분석을 실시하였으나, 제체길이비 항목이 군집을 이루지 못해 삭제하였다. 총저수량, 유역배율, 여수토길이비 3개 항목의 경계 수치를 파악하고, 빈도분석을 통해 9가지의 유형을 도출하였다.
- 인자결정을 위하여 형태적 또는 지리적 등 독립적 특성을 가지는 항목을 도출하고, 조합으로 표현 가능하거나 조합의 일부로 사용되는 항목들을 삭제하였다. 이러한 과정을 통하여 총저수량, 유역배율, 제체길이비, 여수토길이비 4개의 항목을 도출하였으며, 주요인자 결정을 통하여 4개 항목을 바탕으로 군집분석을 실시하였으나, 제체길이비 항목이 군집을 이루지 못해 삭제하였다.
- 저수지 제원 항목에서는 하나의 시설물에 대해 준공도서와 정밀진단 2가지 항목으로 나뉘어 있으며, 이들 중 준공도서에 해당하는 항목들을 연구에 활용하였다. 정밀진단 항목의 경우 준공 이후 시간이 지나면서 자연상태 및 수위 등에 영향을 받아 제원의 값이 기존 자료와 다소 차이가 나타날 수 있어 연구에서 제외하였다.
- 주요인자 결정 및 통계분석을 통해 도출된 결과를 바탕으로 2004∼2013년도까지 개별시설물 조사 항목이 누락되지 않은 저수지에 적용하여 유형을 구분하였다.
- 총 550개소 저수지와 제원에 해당되는 46개 평가항목을 토대로 통계분석을 실시하였으며 연도별 평가 항목으로는 크게 저수지 제원, 상태평가, 보수·보강, 시설상태로 구분하여 유형화 자료로 제원에 해당하는 항목들을 분석에 활용하였다.
- 이러한 과정을 통하여 총저수량, 유역배율, 제체길이비, 여수토길이비 4개의 항목을 도출하였으며, 주요인자 결정을 통하여 4개 항목을 바탕으로 군집분석을 실시하였으나, 제체길이비 항목이 군집을 이루지 못해 삭제하였다. 총저수량, 유역배율, 여수토길이비 3개 항목의 경계 수치를 파악하고, 빈도분석을 통해 9가지의 유형을 도출하였다.
- Song and Park (2008)은 충북지역 내에 있는 농업용저수지의 관리실태 및 안전성을 파악하여 농업용저수지의 노후도를 분석하였다. 충북지역의 농업용저수지를 산정하고 세부항목별 현장조사를 실시하여 중요도 점수, 항목별 가중치 등을 고려하여 충북지역의 농업용저수지의 노후도를 평가하였다.
- 주요인자 결정을 위하여 규모를 결정하는 항목으로 총 저수량을 설정하고 규모에 영향을 받는 항목들은 단위 저수량값으로 바꾸었으며, 형태적 또는 지리적 등 독립적 특성을 가지는 항목을 Table 4와 같이 도출하였다. 형태적 또는 지리적 특성을 가지는 항목은 주변 지형에 영향을 받는 시설물을 기준으로 항목을 분류하였으며, 독립적 특성은 조합으로 표현가능하거나 조합의 일부로 사용되는 항목을 선별하여 삭제하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 2004년부터 2013년까지 정밀안전진단 보고서를 통하여 구축된 1,032개 자료를 분석하였다. 농업용 저수지의 유형화에 사용할 수 있는 자료를 추출하고, 주성분분석, 군집분석 등 통계적 방법을 이용하여 유형화에 이용할 수 있는 인자를 결정하였으며 결정된 인자의 조합과 자료의 빈도분석을 통해 농업용저수지를 유형화하였다.
- 본 연구에서는 농업용저수지를 유형화 하기위하여 한국농어촌공사에서 실시한 농업용저수지 정밀안전진단 상태평가 보고서 중 2006년, 2007년도 자료를 활용하였다.
- 본 연구의 자료로는 한국농어촌공사에서 2004년부터 2013년도까지 실시한 농업용저수지 정밀안전진단 상태평가 보고서 1,032개 중 통계분석에 550개소 저수지와 준공시의 제원항목 46개를 활용하였으며 빈도분석에는 482개소를 연구에 활용하였다.
- 유형분류를 위하여 농업용저수지 정밀안전진단 상태평가보고서 2004년부터 2013년도까지 중복되지 않는 1,841개소 자료 중 개별시설물의 상태평가가 누락되지 않은 482개소 자료를 활용하였다. Fig.
- 통계적 분석을 실시하기 위해 모든 자료를 고려하기에는 데이터의 양이 방대하였고 10년간 조사 항목의 변경으로 인해 결과가 일관적이지 않아 10년치 자료 중 상태평가 누락(공란)이 적고, 일관적인 평가, 중복되는 저수지가 적은 2006년도와 2007년도 데이터를 이용하였다.
- 한국농어촌공사에서 실시한 농업용저수지 정밀안전진단상태평가 보고서 중 2006년, 2007년도 66개 조사항목의 축소한 데이터를 Table 1과 같이 나타내었다.
데이터처리
- 군집분석에 활용된 자료는 농업용저수지 정밀안전진단상태평가 보고서 자료 중 2006년, 2007년 100만 ㎥ 이하의 320개소 저수지를 분석에 이용하였으며, 주요인자 결정을 통하여 축소된 4개의 항목을 가지고 K-평균 군집분석을 실시하였다. 각 항목별 군집 수를 2개로 지정하여 분석하였고, 새 변수로 소속군집을 선택하여 Table 5, Table 6과 같이 도출 하였다.
- 주성분분석을 통하여 묶여진 요인별로 항목을 상관관계분석 (Correlation analysis)을 실시하였다. 상관관계분석은 변수들 간에 관련성을 분석하기 위하여 실시하는 것이나, 본 연구에서는 각 요인별로 가장 상관성이 높은 항목을 도출하여 20개의 항목을 5개 항목으로 축소하였다.
- 주요인자 결정과정에서 결정된 인자를 군집분석에 활용하여 군집들 간의 경계의 수치를 분석하여 범위를 결정하고, 분석된 데이터를 가지고 빈도분석을 실시하였다. 본 연구의 수행과정을 요약하면 Fig.
이론/모형
- 구축된 항목을 바탕으로 주성분분석 (Principle component analysis)을 실시하였으며, 주성분분석은 서로 상관관계가 높은 여러 개의 변수들을 조합하여 그 변수들의 정보를 가능한 많이 함축하고 있는 새로운 인위적 변수를 만들어내기 위한 다변량 통계분석이다 (Jang, 2006). 요인 적재치를 단순화하기 위하여 직교회전방식(Varimax)을 활용하였다.
- 독립적 특성을 가지는 항목으로 복통연장, 방수로연장, 취수공규격, 방수로평균폭, 상류사면기울기, 하류사면 기울기의 항목을 삭제하였고 규모의 영향을 받지 않으며 형태적 특성을 가지는 제체와 여수토 항목을 길이와 높이비의 연산방법으로 제체 길이비, 여수토 길이비 두 가지 항목을 도출하였다. 제체 및 여수토는 관련된 여러 항목을 고려하여 하나의 항목으로 간단하게 표현하기 위하여 높이와 길이를 통해 규모를 추정할 수 있는 길이와 높이비의 방식을 이용하였다.
성능/효과
- 1유형은 100만 ㎥ ∼ 1000만 ㎥에 속하는 지구는 103개소, 2유형은 총저수량 37.2만 ㎥ 이하 유역배율 12이하 여수토길이비 34.2이하에 속하는 지구는 223개소, 3유형은 총저수량 37.2만 ㎥이하 유역배율 12이하 여수토길이비 34.2 이상에 속하는 지구는 47개소, 4유형은 총저수량 37.2만 ㎥이상 유역배율 12이상 여수토길이비 34.2이상에 속하는 지구는 46개소, 5유형으로는 총 저수량 37.2만 ㎥이상 유역배율 12이하 여수토길이비 34.2이하에 속하는 지구는 43개소, 기타빈도가 낮은 유형에 속하는 20개소를 도출할 수 있었다.
- 각 항목별 분류기준은 총저수량 37.2만 ㎥ 이하 저수지를 1군집, 그 이상의 저수지를 2군집으로 유형화하였고, 유역배율 항목은 12 이하의 저수지를 1군집, 그 이상의 저수지를 2군집으로 유형화하였으며, 여수토길이비 항목은 34.2 이하의 저수지를 1군집, 그 이상의 저수지를 2군집으로 총 6가지 군집을 도출하였다.
- 유형을 구분하기 위해서는 저수지의 특성들이 다른 변수의 영향을 받지 않거나 시설물의 대표적으로 사용가능한 인자로 결정되어야 하지만 통계분석을 통해 도출된 인자들은 일부가 규모에 영향을 받아 유형화 하기위한 항목으로 무의미하여 재조정할 필요가 있었다. 상관관계분석을 실시하는 과정에서 상관성이 높은 인자를 추출하였다. 추출된 인자들 간에는 다중공선성이 존재하고 있으며, 이는 대부분 저수지규모에 관련된 것으로 판단된다.
- 제 2요인은 ‘복통연장’, ‘제체높이’, ‘방수로연장’, ‘여수토월류심’, ‘제체제정폭’, ‘취수공규격’으로 여수토 및 취수시설에 관한 항목으로 나타났으며, 제 3요인은 ‘유역배율’, ‘유역면적’, ‘방수로 평균폭’으로 이수·치수를 나타내고 있다.
- 제 4요인으로는 ‘상류사면기울기’, ‘하류사면기울기’로 제체의 기울기 및 안전성을 나타내고 있고, 마지막 5요인으로는 ‘만수위’, ‘여유고’로 수위를 나타내고 있으며 주성분분석을 통하여 총 5가지 요인으로 정리할 수 있었다.
- 주성분분석을 통해 묶이는 5가지 요인별 상관관계분석을 실시한 결과 제 1요인 총저수량, 제 2요인 복통연장, 제 3요인 유역면적, 제 4요인 상류사면기울기, 제 5요인 만수위로 구분할 수 있었으나 결과적으로 유형화하기 위한 인자로 보기 어려웠다.
- 총 9가지 유형 중 낮은 빈도수로 나타나는 3개 유형을 하나로 묶어 최종적으로 6가지 유형을 도출할 수 있었다. 총저수량 37.
- 총 9가지 유형 중 낮은 빈도수로 나타나는 3개 유형을 하나로 묶어 최종적으로 6가지 유형을 도출할 수 있었다. 총저수량 37.2만 ㎥이하, 유역배율 12이하, 여수토비 34.2 이하의 2유형에서 가장 많은 저수지가 도출되었으며 3유형은 47개소, 4유형은 46개소, 5유형은 43개소, 기타 6유형으로 20개소로 나타나 최종적으로 유형화할 수 있었다.
- 평가 지역인 550개의 저수지 (지구)중 총 저수량 1000만 ㎥ 이상의 저수지 11개 지역, 같은 이름으로 중복되는 93개 저수지, 항목에 공란이 있는 지구 39개 지역을 삭제하여 총 407개 저수지가 도출되었다.
후속연구
- 본 유형화는 향후 농업용저수지의 구조적 특성과 재료적 특성에 따른 정밀안전진단의 상태평가 기준을 수립하고 항목별 가중치 결정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.