KR101547681B1 - The precise past precipitation data recovery system and related application methods using a quantitative precipitation model - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 과거 사상 상세강수량자료복원시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히, Barnes 객관 분석법으로 불규칙한 AWS(Automatic Weather System) 자료를 격자화하여 고해상도강수량진단모형(Quantitative Precipitation Model, QPM)의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and a method for restoring past detailed precipitation data, and more particularly, to an initial data of a high resolution precipitation model (Quantitative Precipitation Model, QPM) by grating irregular AWS (Automatic Weather System) The present invention relates to a system and a method for restoring past detailed precipitation data using a high-resolution precipitation diagnostic model for restoring precipitation information.
도시 홍수, 병충해 등에 대한 과거 사상 연구는 0.1 ~ 1.0 km 해상도의 초고해상도 기상 자료가 필요하다. 과거 사상에 대해서는 이미 관측 자료가 존재하여 AWS 관측 자료를 이용한 사상 연구를 하지만 이 관측 자료는 관측 지점이 있는 장소만의 기상 자료를 제공한다. AWS(Automatic Weather System)관측 자료를 단순 보간법을 이용해 고해상도의 관측 자료로 만들면 이 자료는 동심원을 그리며 일정 지역의 자료가 '0'의 값으로 나타나는 현상이 발생한다. 위와 같은 문제를 해결하기 위해 AWS 관측 자료와 고해상도강수량진단모형을(Quantitative Precipitation Model, QPM)이용하여 원하는 지역의 0.1 ~ 1.0 km 강수 자료를 복원하여 일정 지역의 자료가 '0'의 값으로 나타나는 현상을 제거 하고 고해상도의 자료를 복원할 수 있는 방법이 요구되고 있다.Past studies on urban floods, pests and insects require ultra-high resolution weather data of 0.1 to 1.0 km resolution. There is already an observation data about the past thoughts and it is used for the mapping study using AWS observation data, but this observation data provides weather data only for the place where the observation point is located. When AWS (Automatic Weather System) observation data is made high resolution observation data by using simple interpolation method, the data is concentric and the data of a certain area appears as '0' value. In order to solve the above problem, the precipitation data of 0.1 ~ 1.0 km of the desired area are restored by using the AWS observation data and the high-resolution precipitation diagnosis model (Quantitative Precipitation Model, QPM) And a method for recovering high-resolution data is required.
본 발명의 목적은 원하는 지역의 0.1 ~ 1.0 km 강수 자료를 고해상도강수량진단모형을 이용하여 오류가 상대적으로 적은 과거 사상 상세강수량자료복원시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a system and a method for restoring past deep-sea precipitation data with a relatively small error using a high-resolution precipitation diagnostic model of 0.1-1.0 km of rainfall data of a desired area.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 Barnes 객관 분석법으로 불규칙한 AWS(Automatic Weather System) 자료를 격자화하는 자료 격자화 모듈과, 격자화된 자료를 고해상도강수량진단모형(Quantitative Precipitation Model, QPM)의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 강수량 정보 복원 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a data grating module for grating irregular AWS (Automatic Weather System) data by Barnes objective analysis method and a data grating module for gridding the gridded data at the initial stage of a quantitative precipitation model (QPM) And a rainfall amount information restoration module for restoring rainfall amount information by inputting the rainfall amount information as a data.
상기 자료 격자화 모듈은, 격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 연산하여 결정하는 가중치 결정 모듈과, 상기 가중치 결정 모듈에서 결정된 가중치와, 각 관측 지점에서의 초기치로 각 격자점에서의 초기 추정치를 연산하는 초기 추정치 연산 모듈, 및 상기 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치들로부터 내삽하여 관측 지점에서의 분석값을 연산하고, 관측 지점에서의 초기값과 분석값의 차이에 거리에 따른 가중치를 두어 연산한 후 초기 추정치와 더하여 원하는 격자점에서의 분석값을 구하는 분석값 연산 모듈을 포함한다.Wherein the data gridding module comprises: a weight determining module for calculating a weight of the observation point around the lattice point by calculating a weight according to the distance from the lattice point; a weight determination module for calculating a weight determined by the weight determination module, An initial estimate calculation module for calculating an initial estimate at each lattice point, and an initial value calculation module for interpolating from the initial estimates at the lattice points within the influence radius about the observation point to calculate analytical values at the observation point, And an analytical value calculation module for computing an analytical value at a desired lattice point in addition to the initial estimate after calculating a weight based on the distance to the difference between the initial value and the analytical value.
상기 가중치()는 이며, 상기 은 영향 반경, 상기 는 격자점으로부터 관측지점까지의 거리, 상기 는 영향 반경 내의 각 관측 지점이다.The weights ( ) , And Is the influence radius, The distance from the lattice point to the observation point, Is the observation point within the radius of influence.
상기 초기 추정치()는, 이며, 상기 는 각 관측 지점 에서의 초기치, 상기 는 각 격자점, 상기 은 전체 관측지점의 개수이다.The initial estimate ( ), , And Is an observation point The initial value in Are the grid points, Is the total number of observation points.
상기 분석값 연산 모듈에서 연산되는 분석값()은, 이며, 상기 는 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치 들로부터 내삽하여 연산된 관측 지점 에서의 분석값, 상기 는 이고, 상기 는 0과 1사이의 값을 갖는다.The analysis value calculated in the analysis value calculation module ( )silver, , And Is the initial estimate at the lattice points in the influence radius around the observation point Lt; RTI ID = 0.0 > The analytical value in The , And Has a value between 0 and 1.
지오포텐셜을 연산하는 지오포텐셜 연산 모듈을 포함하며, 상기 지오포텐셜은 에 의해 연산되고, 상기 (ms-2)는 z(km)가 0이고 Z(km)가 0일 때 9.81, z(km)가 1이고 Z(km)가 1.00일 때 9.80, z(km)가 10이고 Z(km)가 9.99일 때 9.77, z(km)가 100이고 Z(km)가 98.47일 때 9.50, z(km)가 500이고 Z(km)가 463.6일 때 8.43이다.And a geopotential operation module for calculating a geopotential, wherein the geopotential Is calculated by the equation (ms -2 ) is 9.81 when z (km) is 0 and Z (km) is 0, 9.80 when z (km) is 1 and Z ) Is 9.77, z (km) is 100, Z (km) is 98.47, 9.50 when z (km) is 500 and 8.43 when Z (km) is 463.6.
수직 속도를 연산하는 수직 속도 연산 모듈을 포함하며, 상기 수직 속도는 에 의해 연산된다.And a vertical velocity calculation module for calculating a vertical velocity, .
상기 강수량 정보 복원 모듈은 바이너리 형태로 격자화된 AWS 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원한다.The rainfall information restoration module restores the precipitation information by inputting the binarized AWS data as initial data of the high resolution precipitation diagnosis model.
또한, 본 발명은 자료 격자화 모듈이 Barnes 객관 분석법으로 불규칙한 AWS(Automatic Weather System) 자료를 격자화하는 단계와, 상기 격자화된 자료를 강수량 정보 복원 모듈이 고해상도강수량진단모형(Quantitative Precipitation Model, QPM)의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method and system for estimating rainfall data, the method comprising: grasping irregular AWS (Automatic Weather System) data using a Barnes objective analysis method; and calculating a lattice parameter using a Quantitative Precipitation Model (QPM) The present invention also provides a method for restoring past detailed precipitation data using a high-resolution precipitation diagnostic model.
상기 자료 격자화 모듈이 Barnes 객관 분석법으로 불규칙한 AWS(Automatic Weather System) 자료를 격자화하는 단계는, 가중치 결정 모듈이 격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 연산하여 결정하는 단계와, 상기 가중치 결정 모듈에서 결정된 가중치와, 각 관측 지점에서의 초기치로 각 격자점에서의 초기 추정치를 초기 추정치 연산 모듈이 연산하는 단계, 및 상기 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치들로부터 내삽하여 관측 지점에서의 분석값을 연산하고, 관측 지점에서의 초기값과 분석값의 차이에 거리에 따른 가중치를 두어 연산한 후 초기 추정치와 더하여 원하는 격자점에서의 분석값을 분석값 연산 모듈이 구하는 단계를 포함한다.In the step of latticing AWG (Automatic Weather System) data by the data gridding module using Barnes's objective analysis method, the weight determining module calculates a weight according to the distance from the lattice point to the value of the observation point around the lattice point, Calculating an initial estimate value at each lattice point by a weight determined by the weight determination module and an initial value at each observation point by an initial estimation value calculation module; , And the difference between the initial value and the analytical value at the observation point is computed by adding a weight according to the distance, and then the initial estimate and the analysis value at the desired lattice point And an analysis value calculation module.
지오포텐셜 연산 모듈이 지오포텐셜을 연산하는 단계를 포함하며, 상기 지오포텐셜은 에 의해 연산되고, 상기 (ms-2)는 z(km)가 0이고 Z(km)가 0일 때 9.81, z(km)가 1이고 Z(km)가 1.00일 때 9.80, z(km)가 10이고 Z(km)가 9.99일 때 9.77, z(km)가 100이고 Z(km)가 98.47일 때 9.50, z(km)가 500이고 Z(km)가 463.6일 때 8.43이다.Wherein the geopotential computation module comprises computing a geopotential, Is calculated by the equation (ms -2 ) is 9.81 when z (km) is 0 and Z (km) is 0, 9.80 when z (km) is 1 and Z ) Is 9.77, z (km) is 100, Z (km) is 98.47, 9.50 when z (km) is 500 and 8.43 when Z (km) is 463.6.
수직 속도 연산 모듈이 수직 속도를 연산하는 단계를 포함하며, 상기 수직 속도는 에 의해 연산된다.Wherein the vertical velocity computation module computes a vertical velocity, .
상기 격자화된 자료를 강수량 정보 복원 모듈이 고해상도강수량진단모형(Quantitative Precipitation Model, QPM)의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 단계는, 바이너리 형태로 격자화된 AWS 자료를 강수량 정보 복원 모듈이 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 단계를 포함한다.The step of reconstructing the lattice information by inputting the lattice information as an initial data of a high resolution precipitation model (QPM) is a method of reconstructing the binarized AWS data into a precipitation information reconstruction module And inputting the initial data of the high-resolution precipitation diagnostic model to recover the precipitation information.
본 발명은 AWS 관측 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 이용하여 원하는 지역의 0.1 ~ 1.0 km 강수 자료를 오류가 상대적으로 적은 고해상도강수량진단모형을 이용하여 과거 사상 상세강수량자료복원시스템을 제공할 수 있다.Using the AWS data as an initial data for the high-resolution precipitation model, it is possible to provide a system for restoration of historical precipitation data using a high-resolution precipitation model with a relatively small error of 0.1-1.0 km have.
도 1은 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템에서 자료 격자화를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법의 순서도.FIG. 1 is a block diagram of a past detailed precipitation data restoration system using a high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining data gratification in a past detailed precipitation data restoration system using a high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a flow chart of a method for restoring past detailed precipitation data using a high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템의 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram of a past detailed precipitation data restoration system using a high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention.
본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 불규칙한 자료를 격자화하는 자료 격자화 모듈(100)과, 격자화된 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 강수량 정보 복원 모듈(200)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the past detailed precipitation data restoration system using the high resolution precipitation diagnostic model according to the present invention includes a
도 2는 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템에서 자료 격자화를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining data gridding in the past detailed precipitation data restoration system using the high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention.
자료 격자화 모듈(100)은 불규칙한 형태를 가진 AWS(Automatic Weather System) 자료를 고해상도강수량진단모형에 접합할 수 있도록 격자화한다. 본 발명에서 격자화를 위한 내삽법으로 Barnes(1964) 객관 분석법을 이용하며, Barnes 객관 분석법은 격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 주어 불규칙하게 분포하는 관측 지점의 값들로부터 일정한 격자점의 값을 계산하는 방법이다. 또한, 이에 따라, 격자화 모듈은 가중치 결정 모듈(110)과 초기 추정치 연산 모듈(120) 및 분석값 연산 모듈(130)을 포함한다.The
가중치 결정 모듈(110)은 격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 구한다. 영향 반경을 , 격자점으로부터 관측 지점까지의 거리를 라고 하면, 영향 반경 내의 각 관측 지점 에서의 거리에 따른 가중치는 아래의 수학식 1과 같이 주어진다.The
초기 추정치 연산 모듈(120)은 가중치 결정 모듈(110)에서 영향 반경 내 격자점과 관측 지점 사이의 거리에 따른 가중치가 결정되면, 각 관측 지점 에서의 초기치 를 이용하여 아래의 수학식 2와 같이 각 격자점 에서의 초기 추정치 를 연산한다.The initial estimation
수학식 2에서, 은 전체 관측지점의 수이다.In Equation (2) Is the total number of observation points.
분석값 연산 모듈(130)은 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치 들로부터 수학식 2와 같이 내삽하여 관측 지점 에서의 분석값인 를 연산한다. 이후, 수학식 3에서와 같이 관측 지점 에서의 초기값 와 분석값 의 차이에 거리에 따른 가중치 를 두어 계산한 후 수학식 2에서 구한 와 더하여 원하는 격자점 에서의 분석값 을 얻는다.The analytical
여기서, 가중치 는 아래의 수학식 4와 같이 연산된다.Here, Is calculated according to the following equation (4).
수학식 4에서, 는 0과 1사이의 값을 갖는다.In Equation (4) Has a value between 0 and 1.
이때, 해상도는 AWS 관측소 분포의 평균 거리를 고려하여 10km로 하는 것이 바람직하다.At this time, the resolution is preferably 10 km considering the average distance of the AWS observation station distribution.
고해상도강수량진단모형(Quantitative Precipitation Model, QPM)에 필요한 자료는 표 1과 같다.The data required for the high-resolution precipitation model (Quantitative Precipitation Model, QPM) are shown in Table 1.
AWS 관측 자료에서는 표 1의 4번 항인 지오포텐셜과 6번 항인 수직 속도를 제공하지 않으므로 각각 , 식을 이용하여 구한다. 이에 따라서, 본 발명은 지오포텐셜을 연산하는 지오포텐셜 연산 모듈과 수직 속도를 연산하는 수직 속도 연산 모듈을 더 구비한다. 또한, 여기서 는 표 2에 따라 적용한다.Since AWS observations do not provide the geopotential, number 4, and vertical velocity, , . Accordingly, the present invention further includes a geopotential computation module for computing the geopotential and a vertical velocity computation module for computing the vertical velocity. Also, Shall apply in accordance with Table 2.
격자화된 AWS자료의 형태(format)는 고해상도강수량진단모형에 접합하기 위해 바이너리(binary) 형태를 취한다.The format of the grided AWS data takes the form of a binary to join the high-resolution precipitation diagnostic model.
강수량 정보 복원 모듈(200)은 바이너리 형태인 격자화된 AWS 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원한다.The precipitation
상술한 바와 같이, 본 발명은 AWS 관측 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 이용하여 AWS 관측 자료가 가지는 한계점을 보완하여 원하는 지역의 0.1 ~ 1.0 km 강수 자료를 오류가 상대적으로 적은 고해상도강수량진단모형을 이용하여 과거 사상 상세강수량자료복원시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 초기 자료에 따른 민감도가 큰 고해상도강수량진단모형에 기상 모델의 예측값을 초기 자료로 사용하는 것보다 관측소가 있는 부분의 값을 유지하면서 관측소가 없는 위치의 값을 연산할 수 있는 장점이 있다. 또한, 복원된 강수자료는 과거 도시 홍수 및 병충해 등 다양한 과거 사상 연구에 활용될 수 있다.
As described above, the present invention uses the AWS observation data as initial data of the high-resolution precipitation diagnosis model to supplement the limitations of the AWS observation data, so that the 0.1-1.0 km precipitation data of the desired region can be obtained by using the high resolution precipitation diagnosis model It is possible to provide a system for restoring past detailed precipitation data. In addition, the present invention is advantageous in that a high-resolution precipitation diagnosis model with high sensitivity according to the initial data can calculate the value of a location without an observation station while maintaining the value of the portion where the observation station is located, . In addition, the reconstructed precipitation data can be used for various historical studies such as urban floods and pests.
다음은 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Hereinafter, a method for restoring past historical precipitation data using a high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description of the past detailed precipitation data restoration system using the above-described high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention will be omitted or briefly explained.
도 3은 본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법의 순서도이다.FIG. 3 is a flow chart of a method for restoring past detailed precipitation data using a high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention.
본 발명에 따른 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 불규칙한 자료를 격자화하는 격자화 단계(S1)와, 격자화된 자료를 입력값으로 하여 강수량 정보를 복원하는 강수량 정보 복원 단계(S2)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the method for reconstructing past detailed precipitation data using the high-resolution precipitation diagnostic model according to the present invention includes a latticing step S1 for latticing irregular data, And restoring the rainfall amount information (S2) for restoring the information.
격자화 단계(S1)는 불규칙한 형태를 가진 AWS 자료를 고해상도강수량진단모형에 접합할 수 있도록 격자화 모듈이 격자화한다. 이는 전술된 바와 같이, Barnes(1964) 객관 분석법을 이용하며, 이에 따라서, 격자화 단계(S1)는 가중치를 결정하는 단계(S1-1)와, 초기 추정치를 연산하는 단계(S1-2), 및 분석값을 연산하는 단계(S1-3)를 포함한다.The latticeization step (S1) grids the AWS data with irregular shapes to the high resolution precipitation diagnostic model. This uses the Barnes (1964) objective analysis method, as described above, whereby the grating step S1 comprises steps S1-1 for determining the weights, step S1-2 for calculating the initial estimates, And a step (S1-3) of calculating an analysis value.
가중치를 결정하는 단계(S1-1)는 가중치 결정 모듈이 격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 구한다. 가중치를 결정하는 단계(S1-1)에서 가중치는 전술된 수학식 1과 같이 구하여 결정할 수 있다.In the step (S1-1) of determining the weight, the weight determination module obtains a weight based on the distance from the lattice point to the value of the observation point around the lattice point. In the step (S1-1) of determining the weight, the weight can be determined by the following equation (1).
초기 추정치를 연산하는 단계(S1-2)는 가중치를 결정하는 단계(S1-1)에서 결정된 영향 반경 내 격자점과 관측 지점 사이의 거리에 따른 가중치와, 각 관측 지점 에서의 초기치 를 이용하여 초기 추정치 연산 모듈이 전술된 수학식 2와 같이 각 격자점 에서의 초기 추정치 를 연산한다.The step S1-2 of calculating the initial estimate is a step of calculating a weight based on the distance between the lattice point and the observation point within the influence radius determined in the step S1-1 for determining the weight, Initial value at The initial estimated value calculation module calculates the initial estimated value using the following equation (2) Initial estimates in .
분석값을 연산하는 단계(S1-3)는 초기 추정치를 연산하는 단계(S1-2)에서 관측 지점을 중심으로 하여 연산된 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치 들로부터 분석값 연산 모듈이 전술된 수학식 2와 같이 내삽하여 관측 지점 에서의 분석값인 를 계산한다. 이후, 수학식 3에서와 같이 관측 지점 에서의 초기값 와 분석값 의 차이에 거리에 따른 가중치 를 두어 계산한 후 수학식 2에서 구한 와 더하여 원하는 격자점 에서의 분석값 을 얻는다.The step S1-3 of calculating the analysis value is a step of calculating an initial estimate value at a lattice point within the influence radius calculated on the observation point in the step S1-2 of calculating the initial estimate value The analytical value calculation module interpolates the observation point < RTI ID = 0.0 > The analysis value of . Then, as in Equation 3, The initial value at And analytical values The weight according to the distance And then, the value obtained from the equation (2) Plus the desired lattice point Analysis value at .
한편, 전술된 바와 같이, AWS 관측 자료에서는 지오포텐셜과 수직 속도를 제공하지 않으므로 본 발명은 지오포텐셜을 연산하는 단계와, 수직 속도를 연산하는 단계를 더 포함한다. 또한, 지오포텐셜을 연산하는 단계는 지오포텐셜 연산 모듈이 을 이용하여 지오포텐셜을 연산하며, 수직 속도를 연산하는 단계는 수직 속도 연산 모듈이 을 이용하여 수직 속도를 연산한다.On the other hand, as described above, since the AWS observation data does not provide the geopotential and the vertical velocity, the present invention further includes a step of calculating the geopotential and a step of calculating the vertical velocity. In addition, the step of calculating the geopotential is performed by the geopotential operation module And calculating the vertical velocity is performed by the vertical velocity calculation module To calculate the vertical velocity.
강수량 정보 복원 단계(S2)는 바이너리 형태인 격자화된 AWS 자료를 강수량 정보 복원 모듈이 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력받아 강수량 정보를 복원한다.In the step S2 for recovering the precipitation information, the grid-like AWS data in binary form is inputted as the initial data of the high-resolution precipitation diagnosis model by the precipitation information restoration module, and the precipitation information is restored.
상술한 바와 같이, 본 발명은 AWS 관측 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 이용하여 원하는 지역의 0.1 ~ 1.0 km 강수 자료를 오류가 상대적으로 적은 고해상도강수량진단모형을 이용하여 과거 사상 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법을 제공할 수 있다.As described above, the present invention uses the AWS observation data as an initial data of the high-resolution precipitation diagnostic model, and uses the high-resolution precipitation diagnostic model with a relatively small error as the 0.1-1.0 km precipitation data of the desired region, Can provide a method of reconstructing past historical precipitation data using the method of the present invention.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. You will understand.
100: 자료 격자화 모듈 110: 가중치 결정 모듈
120: 초기 추정치 연산 모듈 130: 분석값 연산 모듈
200: 강수량 정보 복원 모듈100: data grating module 110: weight determining module
120: Initial estimation value calculation module 130: Analysis value calculation module
200: Precipitation information restoration module
Claims (16)
상기 자료 격자화 모듈은,
격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 연산하여 결정하는 가중치 결정 모듈과,
상기 가중치 결정 모듈에서 결정된 가중치와, 각 관측 지점에서의 초기치로 각 격자점에서의 초기 추정치를 연산하는 초기 추정치 연산 모듈, 및
상기 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치들로부터 내삽하여 관측 지점에서의 분석값을 연산하고, 관측 지점에서의 초기값과 분석값의 차이에 거리에 따른 가중치를 두어 연산한 후 초기 추정치와 더하여 원하는 격자점에서의 분석값을 구하는 분석값 연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The Barnes objective analysis method is used to grasp irregular AWS (Automatic Weather System) data grid and the grid data is input as initial data of a high resolution precipitation model (QPM) Information restoration module,
Wherein the data gridding module comprises:
A weight determining module for calculating a weight based on a distance from a lattice point to a value of an observation point around a lattice point,
An initial estimate calculation module for calculating a weight determined by the weight determination module and an initial estimate at each lattice point with an initial value at each observation point,
The analytical value at the observation point is interpolated from the initial estimates at the lattice points within the influence radius centering on the observation point, and the difference between the initial value and the analytical value at the observation point is calculated by weighting the distances And an analytical value calculation module for obtaining an analytical value at a desired lattice point in addition to the initial estimated values. The system for recovering past detailed precipitation data using a high resolution precipitation diagnostic model.
상기 가중치()는 이며,
상기 은 영향 반경,
상기 는 격자점으로부터 관측지점까지의 거리,
상기 는 영향 반경 내의 각 관측 지점인 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The method of claim 2,
The weights ( ) Lt;
remind The influence radius,
remind Is the distance from the grid point to the observation point,
remind Is an observation point within the radius of influence. It is a system for reconstructing past detailed precipitation data using a high resolution precipitation model.
상기 초기 추정치()는,
이며,
상기 는 각 관측 지점 에서의 초기치,
상기 는 각 격자점,
상기 은 전체 관측지점의 개수인 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The method of claim 3,
The initial estimate ( ),
Lt;
remind Is an observation point The initial value at,
remind Are the grid points,
remind Is the number of observation points in the past.
상기 분석값 연산 모듈에서 연산되는 분석값()은,
이며,
상기 는 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치 들로부터 내삽하여 연산된 관측 지점 에서의 분석값,
상기 는 이고,
상기 는 0과 1사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The method of claim 4,
The analysis value calculated in the analysis value calculation module ( )silver,
Lt;
remind Is the initial estimate at the lattice points in the influence radius around the observation point Lt; RTI ID = 0.0 > The analytical value at,
remind The ego,
remind Is a value between 0 and 1, which is used to estimate the precipitation data.
지오포텐셜을 연산하는 지오포텐셜 연산 모듈을 포함하며,
상기 지오포텐셜은 에 의해 연산되고,
상기 (ms-2)는 z(km)가 0이고 Z(km)가 0일 때 9.81, z(km)가 1이고 Z(km)가 1.00일 때 9.80, z(km)가 10이고 Z(km)가 9.99일 때 9.77, z(km)가 100이고 Z(km)가 98.47일 때 9.50, z(km)가 500이고 Z(km)가 463.6일 때 8.43인 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The method of claim 5,
And a geopotential operation module for calculating the geopotential,
The geopotential Lt; / RTI >
remind (ms -2 ) is 9.81 when z (km) is 0 and Z (km) is 0, 9.80 when z (km) is 1 and Z ) Is 9.77, 9.77 when z (km) is 100, 9.50 when Z (km) is 98.47, and 8.43 when z (km) is 500 and Z (km) is 463.6. The high resolution precipitation model Detailed Historical Precise Precipitation Data Restoration System.
수직 속도를 연산하는 수직 속도 연산 모듈을 포함하며,
상기 수직 속도는 에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The method of claim 6,
And a vertical velocity calculation module for calculating a vertical velocity,
The vertical velocity The detailed history precipitation data restoration system using the high-resolution precipitation model is characterized by the following.
상기 강수량 정보 복원 모듈은 바이너리 형태로 격자화된 AWS 자료를 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세강수량자료복원시스템.The method of claim 7,
Wherein the rainfall information reconstruction module restores precipitation information by inputting binary AWS data as an initial data of a high resolution precipitation diagnostic model, wherein the rainfall information reconstruction module reconstructs past detailed precipitation data using a high resolution precipitation diagnostic model.
상기 자료 격자화 모듈이 Barnes 객관 분석법으로 불규칙한 AWS(Automatic Weather System) 자료를 격자화하는 단계는,
가중치 결정 모듈이 격자 점 주변의 관측 지점의 값에 격자점으로부터의 거리에 따른 가중치를 연산하여 결정하는 단계와,
상기 가중치 결정 모듈에서 결정된 가중치와, 각 관측 지점에서의 초기치로 각 격자점에서의 초기 추정치를 초기 추정치 연산 모듈이 연산하는 단계, 및
상기 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치들로부터 내삽하여 관측 지점에서의 분석값을 연산하고, 관측 지점에서의 초기값과 분석값의 차이에 거리에 따른 가중치를 두어 연산한 후 초기 추정치와 더하여 원하는 격자점에서의 분석값을 분석값 연산 모듈이 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.The data gridding module grasps irregular AWS (Automatic Weather System) data using the Barnes objective analysis method, and the grid data is used as the initial data of the Quantitative Precipitation Model (QPM) And restoring the precipitation information by inputting,
Wherein the data gridding module grasps irregular AWS (Automatic Weather System) data using the Barnes objective analysis method,
Calculating a weight value according to a distance from a lattice point to a value of an observation point around a lattice point,
Calculating an initial estimate at each grid point by a weight determined by the weight determination module and an initial value at each observation point;
The analytical value at the observation point is interpolated from the initial estimates at the lattice points within the influence radius centering on the observation point, and the difference between the initial value and the analytical value at the observation point is calculated by weighting the distances And calculating an analysis value at a desired lattice point by an analytical value calculation module in addition to the initial estimate of the past fine precipitation data using the high resolution precipitation diagnostic model.
상기 가중치()는 이며,
상기 은 영향 반경,
상기 는 격자점으로부터 관측지점까지의 거리,
상기 는 영향 반경 내의 각 관측 지점인 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.The method of claim 10,
The weights ( ) Lt;
remind The influence radius,
remind Is the distance from the grid point to the observation point,
remind Is an observation point within the radius of influence, and a method for reconstructing past detailed precipitation data using a high resolution precipitation diagnostic model.
상기 초기 추정치()는,
이며,
상기 는 각 관측 지점 에서의 초기치,
상기 는 각 격자점,
상기 은 전체 관측지점의 개수인 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.The method of claim 11,
The initial estimate ( ),
Lt;
remind Is an observation point The initial value at,
remind Are the grid points,
remind Is the number of observation points in the past.
상기 분석값 연산 모듈에서 연산되는 분석값()은,
이며,
상기 는 관측 지점을 중심으로 하여 영향반경 내 격자점에서의 초기 추정치 들로부터 내삽하여 연산된 관측 지점 에서의 분석값,
상기 는 이고,
상기 는 0과 1사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.The method of claim 12,
The analysis value calculated in the analysis value calculation module ( )silver,
Lt;
remind Is the initial estimate at the lattice points in the influence radius around the observation point Lt; RTI ID = 0.0 > The analytical value at,
remind The ego,
remind Is a value between 0 and 1. A method for reconstructing past historical precipitation data using a high resolution precipitation diagnostic model.
지오포텐셜 연산 모듈이 지오포텐셜을 연산하는 단계를 포함하며,
상기 지오포텐셜은 에 의해 연산되고,
상기 (ms-2)는 z(km)가 0이고 Z(km)가 0일 때 9.81, z(km)가 1이고 Z(km)가 1.00일 때 9.80, z(km)가 10이고 Z(km)가 9.99일 때 9.77, z(km)가 100이고 Z(km)가 98.47일 때 9.50, z(km)가 500이고 Z(km)가 463.6일 때 8.43인 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the geopotential computation module computes a geopotential,
The geopotential Lt; / RTI >
remind (ms -2 ) is 9.81 when z (km) is 0 and Z (km) is 0, 9.80 when z (km) is 1 and Z ) Is 9.77, 9.77 when z (km) is 100, 9.50 when Z (km) is 98.47, and 8.43 when z (km) is 500 and Z (km) is 463.6. The high resolution precipitation model A method of restoration of historical precipitation data.
수직 속도 연산 모듈이 수직 속도를 연산하는 단계를 포함하며,
상기 수직 속도는 에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the vertical velocity calculation module calculates a vertical velocity,
The vertical velocity The method of claim 1, further comprising the steps of:
상기 격자화된 자료를 강수량 정보 복원 모듈이 고해상도강수량진단모형(Quantitative Precipitation Model, QPM)의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 단계는,
바이너리 형태로 격자화된 AWS 자료를 강수량 정보 복원 모듈이 고해상도강수량진단모형의 초기자료로 입력하여 강수량 정보를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도강수량진단모형을 이용한 과거 사상 상세 강수량 자료 복원 방법.16. The method of claim 15,
The step of reconstructing the lattice data by inputting the lattice information reconstruction module as initial data of a high-resolution precipitation model (QPM)
And reconstructing the binaural AWS data by inputting the precipitation information restoration module as initial data of the high resolution precipitation diagnosis model to restore the precipitation information. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140105475A KR101547681B1 (en) | 2014-08-13 | 2014-08-13 | The precise past precipitation data recovery system and related application methods using a quantitative precipitation model |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020140105475A KR101547681B1 (en) | 2014-08-13 | 2014-08-13 | The precise past precipitation data recovery system and related application methods using a quantitative precipitation model |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101547681B1 true KR101547681B1 (en) | 2015-08-27 |
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KR1020140105475A KR101547681B1 (en) | 2014-08-13 | 2014-08-13 | The precise past precipitation data recovery system and related application methods using a quantitative precipitation model |
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KR (1) | KR101547681B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017104882A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 부경대학교 산학협력단 | System for restoring high-resolution precipitation data and method for same |
-
2014
- 2014-08-13 KR KR1020140105475A patent/KR101547681B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (1)
Title |
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강부식 외 3인, '강수진단모형을 이용한 실시간 저수지 일유입량 예측', 한국수자원학회 2007년도 학술발표회논문집, 2007.05.17, pp.291-295 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017104882A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 부경대학교 산학협력단 | System for restoring high-resolution precipitation data and method for same |
KR101791007B1 (en) | 2015-12-18 | 2017-10-30 | 부경대학교 산학협력단 | Recovery system and method for high resolution precipitation data |
CN108474867A (en) * | 2015-12-18 | 2018-08-31 | 釜庆大学校产学协力团 | High resolution precipitation amount data recovery system and its method |
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