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장기 기후 변동성을 고려한 인공신경망 앙상블 모형 적용 : 한강 유역 댐 유입량 예측을 중심으로
Application of Artificial Neural Network Ensemble Model Considering Long-term Climate Variability : Case Study of Dam Inflow Forecasting in Han-River Basin

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  • 발행기관
    한국습지학회 바로가기
  • 간행물
    한국습지학회지 KCI 등재 바로가기
  • 통권
    제21권 제5호 특별호 (2019.11)바로가기
  • 페이지
    pp.61-68
  • 저자
    김태림, 주경원, 조완희, 허준행
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A368863

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원문정보

초록

영어
Recently, climate indices represented by quantifying atmospheric-ocean circulation patterns have been widely used to predict hydrologic variables for considering long-term climate variability. Hydrologic forecasting models based on artificial neural networks have been developed to provide accurate and stable forecasting performance. Forecasts of hydrologic variables considering climate variability can be effectively used for long-term management of water resources and environmental preservation. Therefore, identifying significant indicators for hydrologic variables and applying forecasting models still remains as a challenge. In this study, we selected representative climate indices that have significant relationships with dam inflow time series in the Han-River basin, South Korea for applying the dam inflow forecasting model. For this purpose, the ensemble empirical mode decomposition(EEMD) method was used to identify a significance between dam inflow and climate indices and an artificial neural network(ANN) ensemble model was applied to overcome the limitation of a single ANN model. As a result, the forecasting performances showed that the mean correlation coefficient of the five dams in the training period is 0.88, and the test period is 0.68. It can be expected to come out various applications using the relationship between hydrologic variables and climate variability in South Korea.
한국어
최근 장기적인 기후 변동성을 고려하기 위하여 대기-해양 순환 패턴을 수치화한 기상인자가 수문 변수 예측에 널리 사용되 고 있다. 또한 정확하고 안정적인 예측을 위해 인공신경망 기반의 예측 모형이 꾸준히 발전하고 있다. 기상인자를 활용하여 기후 변동성을 고려한 수문량 예측은 수자원 및 환경 보존의 장기적인 관리에 효율적으로 활용될 수 있으므로 수문 변수에 유의한 인자의 파악과 이를 활용한 예측 모형의 적용은 꾸준한 도전이 될 것이다. 본 연구에서는 우리나라 한강 유역 댐 유 입량에 통계적으로 유의한 상관성이 있는 대표 기상인자를 선정하고, 이를 인공신경망 앙상블 모형에 적용하여 댐 유입량 예 측을 수행하였다. 이를 위해 앙상블 경험적 모드분해법을 활용하여 댐 유입량과 기상인자간의 통계적 상관성을 확인하였으 며, 기존 단일 인공신경망 모형의 한계를 보완한 인공신경망 앙상블 모형을 구축하였다. 예측 수행 결과, 5개 댐 상관계수 평균이 훈련 기간에서 0.88, 검증 기간에서 0.68의 예측력을 보이는 것을 확인하였으며, 본 연구에서의 절차를 토대로 우리 나라의 다양한 수문 변수와 기후 변동성간의 관계를 활용한 다양한 적용 사례가 나오길 기대한다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 연구방법
2.1 앙상블 경험적 모드 분해법
2.2 교차 상관성 분석
2.3 인공신경망 앙상블 모형
3. 적용 및 결과
3.1 대상 지점 및 자료
3.2 대표 기상인자 선정
3.3 ANN 앙상블 모형 적용 및 예측 결과
4. 결론
사사
Reference

키워드

기상인자 기후 변동성 댐 유입량 예측 앙상블 경험적 모드분해법 인공신경망 앙상블 Artificial Neural Network Ensemble Climate Index Climate Variability Dam Inflow Forecasting Ensemble Empirical Mode Decomposition

저자

  • 김태림 [ Kim, Taereem | 연세대학교 건설환경공학과 ]
  • 주경원 [ Joo, Kyungwon | 연세대학교 건설환경공학과 ]
  • 조완희 [ Cho, Wanhee | K-Water 통합물관리처 ]
  • 허준행 [ Heo, Jun-Haeng | 연세대학교 건설환경공학과 ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국습지학회 [Korean Wetlands Society]
  • 설립연도
    1999
  • 분야
    자연과학>기타자연과학
  • 소개
    습지보전에 관한 특성 및 이용현황을 파악하여 습지의 보전과 개발의 조화방안을 조사 및 연구하고 람사협약 등 국제협력에 동참하여 습지보전에 기여함

간행물

  • 간행물명
    한국습지학회지 [韓國濕地學會誌]
  • 간기
    계간
  • pISSN
    1229-6031
  • eISSN
    2384-0056
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 472 DDC 570

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