WO2021080107A1 - Learning method and testing method for generating high-resolution weather and climate data, and testing method and testing apparatus using same - Google Patents

Learning method and testing method for generating high-resolution weather and climate data, and testing method and testing apparatus using same Download PDF

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WO2021080107A1
WO2021080107A1 PCT/KR2020/006489 KR2020006489W WO2021080107A1 WO 2021080107 A1 WO2021080107 A1 WO 2021080107A1 KR 2020006489 W KR2020006489 W KR 2020006489W WO 2021080107 A1 WO2021080107 A1 WO 2021080107A1
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data
specific
learning
deep learning
forecast
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Application number
PCT/KR2020/006489
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Inventor
임효혁
하지훈
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(주)한국해양기상기술
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    • G01W1/10Devices for predicting weather conditions
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
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    • G06F17/18Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W2201/00Weather detection, monitoring or forecasting for establishing the amount of global warming

Definitions

  • the present invention relates to a learning method and a test method for generating high-resolution meteorological climate data, a learning device and a testing device using the same.
  • the numerical forecast model divides the geographic area into a certain grid.
  • the grid spacing needs to be small in order to increase accuracy, but there is a problem in that the amount of computing calculation and the calculation time increase accordingly.
  • another object of the present invention is to provide a method for generating high-resolution forecast data, thereby satisfying the demand for forecasting meteorological climate for an empty spot where the weather forecast data was not provided.
  • Another object of the present invention is to provide a method of generating high-resolution forecast data using a deep learning algorithm to provide objective and high-resolution forecast data with high accuracy.
  • a characteristic configuration of the present invention for achieving the object of the present invention as described above and realizing the characteristic effects of the present invention to be described later is as follows.
  • a learning method for generating high-resolution weather and weather data (a) a point where a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect For each of the grid points corresponding to each of the specific grid points included in the predetermined forecast region, the t-1, t-2, ..., tm th as a value corresponding to the meteorological climate of each past time point.
  • the learning server causes the first deep learning module to generate specific first past forecast data corresponding to at least some of the past time points.
  • the learning server (i) the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the expansion is enlarged by a second ratio.
  • the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the expansion is enlarged by a second ratio.
  • step; Including, a learning method is provided.
  • the learning server causes the first deep learning module to additionally receive at least one of ground feature data and altitude feature data corresponding to each of the specific grid points to perform learning.
  • the server is equally as the number of the specific past time points so that at least one of the ground characteristic data and the altitude data corresponds to each of the specific past time points.
  • At least one of the repeated first deep learning input ground feature data and the first deep learning input advanced feature data are additionally generated, and the first deep learning module receives the additional input to perform learning.
  • a learning method is provided.
  • the ground feature data has a preset category value for each ground feature corresponding to each of the specific grid points, and in the learning process of the first deep learning module, each of the category values is each of the specific grid points.
  • a learning method is provided, characterized in that it is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to and used for learning of the first deep learning module.
  • the re-analysis field data is, for each of the specific grid points (i) for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data exists within a predetermined range, referring to the actual observation data, the first 1 A value corresponding to the specific weather climate of each specific grid point is determined and corrected, and (ii) for each of the second partial specific grid points in which the actual observation data does not exist within a predetermined range, the second forecast model With reference to the value corresponding to the specific meteorological climate predicted by and at least one actual observation data measured at a position close to the second partial specific grid point, the specific weather for each of the second partial specific grid points A learning method is provided, characterized in that a value corresponding to the climate is determined and corrected.
  • the preprocessing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server, with respect to the specific second deep learning input forecast data A learning method is provided, characterized in that it is performed by additionally performing at least one of a blur process and noise addition.
  • the preprocessing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server, with respect to the specific second deep learning input forecast data A learning method is provided, characterized in that a process of deleting or adding a part of a specific row or a specific column is additionally performed so that the number of horizontal or vertical pixels becomes an integer value corresponding to a multiple of the second magnification.
  • a learning method is provided, characterized in that in step (c), the server generates the reduced data using a predetermined interpolation method.
  • a test method for generating high-resolution weather and weather data (a) by a learning server, (1) a plurality of first axes parallel to the first direction and parallel to the second direction. For each specific grid point included in a predetermined forecast region among grid points corresponding to each of the points where a plurality of second axis lines intersect, t-1, t-2, ..., tm past views
  • the first deep learning module causes the first deep learning module to correspond to at least some of the specific past time points.
  • a value corresponding to at least one specific meteorological climate among the meteorological climates is determined, respectively, and the specific grid points.
  • Each of the specific past time points is predicted, and (ii) the value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated as the first GT (Ground Truth) for learning re-analysis field data-The learning re-analysis field data is each of the specific grid points.
  • the second historical forecast data for learning as a value corresponding to the specific weather climate obtained by the second forecast model is corrected with reference to actual observation data collected separately-and comparison with
  • the learning for the first deep learning module is performed, and (2) in a state in which the learning for the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) the t-1, The first past forecast data for learning as values corresponding to the weather climate at each of the t-2, ..., and tm-th past times, and (ii) the t+1, t+2, ..., and
  • the first deep learning module causes the first deep learning module to specify the at least some of the past points.
  • the learning specific first corresponding to the past point of view
  • each of the specific grid points and (ii) ) Outputting the value corresponding to the specific weather climate for at least some of the specific past time point and the specific future time point as input forecast data for second deep learning learning
  • the outputted second input for deep learning learning In a state in which at least some of the forecast data is generated by performing a predetermined pre-processing on the input forecast data for specific second deep learning learning, and generating the reduced learning data reduced to a predetermined first magnification
  • the second deep learning module It causes the learning reduction data to be input as second learning data, and to calculate the learning expansion data enlarged at a second ratio as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the learning reduction data, and (ii) the learning expansion By comparing the data with the input prediction data for the
  • the test server receives input forecast data for at least some of the input forecast data for the second deep learning test by the second deep learning module, and receives the second deep learning.
  • Obtaining the output high-resolution forecast data by outputting the high-resolution forecast data expanded by the second magnification of the input forecast data for the specific second deep learning test as a result of performing the operation; Including, a test method is provided.
  • the test server may determine a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high resolution grid points corresponding to the high resolution forecast data, corresponding to the specific high resolution grid points among the actual observation data.
  • a test method is provided, characterized in that it is compared with specific actual observation data measured at a location, and when the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and the additional learning is supported.
  • the test server inputs a first error value obtained by comparing the specific first historical forecast data with the reanalyzing field data and the first historical forecast data into the first deep learning module to provide the first deep learning.
  • the first forecast model and the second error value obtained by comparing the outputted second deep learning test input forecast data with the reanalysis field data are respectively referenced. 1
  • a test method is provided, which supports to determine the performance of the deep learning module, but supports to determine a higher performance model as the error value decreases.
  • a learning server for generating high-resolution weather and weather data, comprising: at least one memory for storing instructions; And at least one processor configured to execute the instructions. Including, wherein the processor, (I) a predetermined forecast region among grid points corresponding to points at which a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect each other. For each of the specific grid points included in, the first historical forecast data as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t-1, t-2, ..., and tmth past points is transferred to a predetermined first forecast model.
  • the first deep learning module When obtained by, (i) the first deep learning module receives specific first past forecast data corresponding to at least some of the past time points as first learning data, and performs a predetermined first deep learning operation. As a result of the execution, a value corresponding to at least one specific weather climate among the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) a value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated.
  • Re-analysis field data as a first GT (Ground Truth)-The re-analysis field data is a value corresponding to the specific weather climate obtained by a second forecast model for each of the specific grid points and each of the specific past time points.
  • the learning server causes the first deep learning module to cause the specific first past forecast data and As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data corresponding to the specific future time of at least some of the future time points, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific past time point And a process of outputting a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the
  • the learning server (i) the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the expansion is enlarged by a second ratio.
  • the processor causes the first deep learning module to additionally receive at least one of ground feature data and altitude feature data corresponding to each of the specific grid points to perform learning.
  • the processor repeats the same as the number of the specific past time points so that at least one of the ground characteristic data and the altitude data corresponds to each of the specific past time points.
  • At least one of ground feature data for first deep learning input and advanced feature data for first deep learning input are additionally generated, and the first deep learning module receives additional input to perform learning. That is, a learning server is provided.
  • the ground feature data has a preset category value for each ground feature corresponding to each of the specific grid points, and in the learning process of the first deep learning module, each of the category values is each of the specific grid points.
  • a learning server is provided, characterized in that it is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to and used for learning of the first deep learning module.
  • the re-analysis field data is, for each of the specific grid points (i) for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data exists within a predetermined range, referring to the actual observation data, the first 1 A value corresponding to the specific weather climate of each specific grid point is determined and corrected, and (ii) for each of the second partial specific grid points in which the actual observation data does not exist within a predetermined range, the second forecast model With reference to the value corresponding to the specific meteorological climate predicted by and at least one actual observation data measured at a position close to the second partial specific grid point, the specific weather for each of the second partial specific grid points A learning server is provided, characterized in that a value corresponding to the climate is determined and corrected.
  • a learning server is provided, characterized in that it is performed by additionally performing at least one process of (blur) processing and noise addition.
  • a learning server is provided, characterized in that a process of deleting or adding a part of a specific row or a specific column is additionally performed so that the number of vertical pixels becomes an integer value corresponding to a multiple of the second magnification.
  • a learning server is provided, characterized in that the processor generates the reduced data using a predetermined interpolation method.
  • a test method for generating high-resolution weather and weather data comprising: at least one memory for storing instructions; And at least one processor configured to execute the instructions.
  • the processor (I) by the learning server, (1) a plurality of first axis parallel to the first direction and a plurality of second axis parallel to the second direction corresponding to each of the intersection point
  • the first past forecast for learning as a value corresponding to the meteorological climate of each of the t-1, t-2, ..., tm past points for each of the specific grid points included in the predetermined forecast area among the grid points
  • the first deep learning module inputs the first specific first forecast data for learning corresponding to at least some of the specific past time points as the first learning data.
  • a value corresponding to at least one specific weather climate among the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) the The value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated as the first GT (Ground Truth) for learning re-analysis field data-The training re-analysis field data is for each of the specific grid points and the specific past point in a second forecast model.
  • the first deep learning module causes the learning specific first past forecast data corresponding to the specific past time and At least some of the above future time points As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the corresponding specific future forecast data for learning, (i) each of the specific grid points and (ii) at least some of
  • the first deep learning module allows the specific first past forecast data for testing as a value corresponding to the meteorological climate of each of the specific past times acquired by the first forecast model and the weather of each of the specific future times.
  • the test server receives input forecast data for at least some of the input forecast data for the second deep learning test by the second deep learning module, and receives the second deep learning data.
  • a test server is provided.
  • the processor may determine a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high-resolution grid points corresponding to the high-resolution forecast data, and a position corresponding to the specific high-resolution grid point in the actual observation data. Compared with the specific actual observation data measured in, if the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and a test server is provided, characterized in that supporting the additional learning to be performed.
  • the processor inputs a first error value obtained by comparing the specific first past forecast data with the reanalysis field data, and the first past forecast data into the first deep learning module, and the first deep learning module
  • the first prediction model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first A test server is provided, which supports to determine the performance of the deep learning module, but supports to determine a higher performance model as the error value decreases.
  • the present invention provides a method of generating high-resolution forecast data based on the existing forecast data, thereby complementing the existing forecast model to perform efficient weather climate prediction.
  • another object of the present invention is to provide a method for generating high-resolution forecast data, thereby satisfying the demand for forecasting meteorological climate for an empty spot where the weather forecast data was not provided.
  • Another object of the present invention is to provide a method of generating high-resolution forecast data using a deep learning algorithm to provide objective and high-resolution forecast data with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a learning server for generating high-resolution weather and climate data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a flow of data used in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exemplary diagram of data input and output to a first deep learning module in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is an exemplary diagram of data input and output to a second deep learning module in a learning process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
  • 4B is an exemplary diagram of data input and output to a second deep learning module in a test process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a learning server for generating high-resolution weather climate data performs learning according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a test server for generating high-resolution weather climate data performs a test according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a learning server for generating high-resolution weather and climate data according to an embodiment of the present invention.
  • a learning server 100 for generating high-resolution weather climate data may include a memory 110 and a processor 120.
  • the memory 110 may store instructions of the processor 120, specifically, the instructions are codes generated for the purpose of causing the learning server 100 to function in a specific manner, and a computer or other programmable It may be stored in computer usable or computer readable memory that may be directed to data processing equipment. Instructions may perform processes for performing the functions described in the specification of the present invention.
  • the processor 120 of the learning server 100 may include a hardware configuration such as a micro processing unit (MPU) or a central processing unit (CPU), a cache memory, and a data bus. In addition, it may further include an operating system and a software configuration of an application that performs a specific purpose.
  • the learning server 100 includes a first deep learning module 210 and a second deep learning module 220 and may be interlocked with each of them. Learning for each of the 1 deep learning module 210 and the second deep learning module 220 may be performed in advance.
  • a test process may be performed by a test server for generating high-resolution weather climate data.
  • the test server May be the same server as the learning server 100, or may be a separate server including the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 in which the learning has been completed, which is subject to the implementation conditions of the invention. It can be done differently.
  • the test server is a separate server different from the learning server 100, the corresponding test server may be configured in the same manner as the learning server 100 as shown in FIG. 1.
  • the learning server 100 or the test server may be interlocked with a database (not shown) including data used in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data
  • the database is a flash memory type (flash memory type), hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (e.g. SD or XD memory), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (ReadOnly Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM (Programmable ReadOnly Memory), magnetic memory, magnetic disk, can include at least one type of storage medium of optical disk However, the present invention is not limited thereto and may include any medium capable of storing data.
  • the database may be installed separately from the learning server 100 or the test server, or alternatively, it may be installed inside the learning server 100 or the test server to transmit data or record received data. It may be implemented separately in two or more, which may vary depending on the operating conditions of the invention.
  • the learning server 100 or the test server among the data used in the learning and testing process for generating high-resolution meteorological and climate data, for data that can be obtained from a separate meteorological and climate data provider such as the Meteorological Agency, such as the Internet.
  • Corresponding data may be transmitted and obtained from the separate meteorological and climate data provider through an external network, and this may also be configured differently according to the implementation conditions of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a flow of data used in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
  • the learning of the first deep learning module 210 during the learning process for generating high-resolution weather and climate data is, among the first past forecast data 11 obtained from the first forecast model 10. At least a portion of the specific first past forecast data 11-1 corresponding to a specific past time point may be input to the first deep learning module 210 as first learning data.
  • the first historical forecast data 11 is determined from among grid points corresponding to points where a plurality of first axis lines parallel to a first direction and a plurality of second axis lines parallel to a second direction cross each other.
  • the specific grid points included in the forecast area it may be a value corresponding to the weather climate of each of the t-1, t-2, ..., tm past times, and the entire past time according to the implementation conditions of the invention. At least some of the past views may be selected as the specific past views.
  • the meteorological climate may include a plurality of characteristics such as temperature, humidity, atmospheric pressure, wind vector, visibility, cumulative precipitation for a predetermined time, and cumulative snowfall for a predetermined time for each of the specific grid points, The present invention is not limited thereto, and characteristics different from the above characteristics may be selected and used according to the implementation conditions of the invention.
  • first axis and the second axis may have the same spacing, or the spacing may be variably determined according to the characteristics of the forecast area.
  • the neighborhood forecast model used by the Meteorological Agency may be the first forecast model 10
  • the forecast data predicted from the corresponding neighborhood forecast model may be used as the first past forecast data 11
  • the corresponding neighborhood forecast data May be a value corresponding to the meteorological climate of each specific grid point included in a predetermined forecast area among all grid points consisting of a first axis line at 5 km intervals parallel to the latitude line and a second axis line at 5 km intervals parallel to the longitude line. .
  • the reanalysis field data 22 together with the first past forecast data 11 may be input to the first deep learning module 210 as a first GT (Ground Truth).
  • the re-analysis field data 22 is obtained by the second forecast model 20 when the second past forecast data as a value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and each specific past time point is obtained, a specific grid It may be data corrected according to a predetermined criterion with reference to actual observation data 30 corresponding to at least some of the points.
  • the second forecast model 20 may be used by selecting a more accurate numerical forecast model than the first forecast model 10 according to the implementation conditions of the invention. ) Is evaluated to be more accurate than the light bulb model (UM) currently in use by the Meteorological Agency, and thus, ECMWF may be selected and used as the second forecast model 20.
  • the actual observation data 30 is data measured and collected from a plurality of meteorological and climate data measuring devices installed in a predetermined forecast area, and can correspond only to some of each of the specific grid points.
  • the reanalyzing field data 22 may be generated by differently correcting each value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point.
  • the reanalysis field data 22 is for each specific grid point (i) for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data 30 exists within a predetermined range, the actual observation data 30 With reference to, a value corresponding to a specific weather climate for each of the first specific grid points is determined and corrected, and (ii) for each of the second specific grid points in which the actual observation data 30 does not exist within a predetermined range , With reference to the value corresponding to the specific weather climate predicted by the second forecast model 20 and the at least one actual observation data measured at a position close to the second partial specific grid point, each of the second partial specific grid points A value corresponding to the specific meteorological climate for is determined and corrected.
  • the specific meteorological climate is at least one specific characteristic of a plurality of characteristics corresponding to the meteorological climate, for example, may be one characteristic such as'temperature', or a plurality of'temperature' and'humidity'.
  • the high-resolution forecast data 221 obtained as a result of implementing the present invention may be data on a value corresponding to the specific weather climate.
  • each of the ground characteristic data 41 and the elevation feature data 42 corresponding to each specific grid point may be additionally input to the first deep learning module to perform learning.
  • each of the ground characteristic data 41 and the altitude characteristic data 42 is data having a constant value that is not affected by the passage of time, and in particular, the ground characteristic data 41 indicates the ground characteristic of each of the specific grid points. It is data expressed by a predetermined category value, and is data having different properties from a value corresponding to the meteorological climate.
  • each At least one of ground characteristics and altitude characteristics along with the meteorological and climate characteristics by generating a result value of the same size by performing a predetermined first deep learning operation on and combining them and performing a predetermined first deep learning operation again. Learning of the first deep learning module using data to which the characteristics of is additionally reflected may be performed.
  • the learning server 100 is configured as many as the number of specific past time points so that at least one of the ground feature data 41 and the high feature data 42 corresponds to each particular past time point. At least one of ground feature data for the first deep learning input and altitude feature data for the first deep learning input that are repeated identically is additionally generated, and the first deep learning module 210 receives this additionally to perform learning. Can be done.
  • the ground characteristic data 41 has a preset category value for each ground characteristic corresponding to each specific grid point, but in the learning process of the first deep learning module 210, each of the category values is a specific grid point. It is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to each, and can be used for learning of the first deep learning module 210.
  • the data input for learning by the first deep learning module 210 will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows.
  • FIG 3 is an exemplary diagram of data input and output to a first deep learning module in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
  • a specific grid point corresponding to a predetermined forecast area may be a grid point having a size of (149, 253), and for each of the corresponding grid points,'barometric pressure','humidity', and each of 28 specific past points.
  • Data (310-1, 310-2, ...) of the size of (149,253, 28) including values corresponding to each of the meteorological and climate characteristics such as'temperature' and'wind vector' is a specific first past forecast
  • Each may be acquired as data 11-1, and the learning server 100 refers to the acquired data 310-1, 310-2, ... ) Can be created and used as the first learning data.
  • the high characteristic data 42 it may be data of a size of (149,253) having a constant value according to a change in time, and the learning server 100 may repeat (149,253,28) constantly as many as the number of specific past points. ) Sized data can be generated as the first deep learning input altitude feature data 320 and used for learning of the first deep learning module 210.
  • a value corresponding to each specific grid point is a predetermined category value
  • the learning server 100 performs an embedding operation that converts each of the values into a predetermined dimension.
  • an embedding operation for converting each of the category values included in the ground characteristic data 41 of the size (149,253) into 15 dimensions is performed to first dip the data of the size (149,253,28x15). It can be generated as ground feature data 330 for learning input and used for learning of the first deep learning module 210.
  • the embedding operation may be performed on the category value 41-1 of '1' to convert it into 15 dimensional vector values 330-1.
  • the learning server 100 may include a separate module for the embedding operation, or allow a separate device to perform the embedding operation and obtain the result, which is subject to the implementation conditions of the invention. It can be done differently.
  • a first deep learning module causes the inputted first learning data, the first deep learning input ground feature data 330, and the first deep learning input altitude feature data 320 to receive a predetermined first for each of at least one of the first learning data inputted by the first deep learning module.
  • 1 Perform a deep learning operation to output data of the same size (340-1, 340-2, 340-3), and combine each of the output result values in a specific dimensional direction to obtain one data 350.
  • the result data 360 may be output from the first deep learning module by generating and performing a predetermined first deep learning operation again. In this case, the result data 360 may be a predicted value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and each specific past time point.
  • the deep learning algorithm used in the first deep learning module may be a 3D-CNN algorithm, and in this case, the first deep learning module
  • the first deep learning operation performed on input data may include a convolution operation using a predetermined filter, a feature map generation, and pooling, etc. This is not limited thereto, and various deep learning algorithms may be used according to the implementation conditions of the invention, and accordingly, details of the first deep learning operation and the learning method for the first deep learning module may be applied differently.
  • the learning server 100 compares it with the reanalyzed field data as the first GT.
  • learning of the first deep learning module 210 may be performed.
  • the first deep learning module 210 may acquire an optimal parameter by repeatedly adjusting the parameter so that the difference between the predicted value and the reanalyzed field data is minimized while repeatedly performing learning.
  • the learning server 100 causes the first deep learning module 210 to A predetermined first deep learning operation is performed by receiving at least a part of the corresponding specific first past forecast data 11-1 and the specific future forecast data 12-1 corresponding to at least some of the future time points.
  • a value corresponding to the specific weather climate for each of (i) a specific grid point and (ii) a specific past time point and a specific future time point may be output as second deep learning input forecast data.
  • the second deep learning input forecast data is output.
  • at least one of the corresponding ground characteristic data 41 and the altitude characteristic data 42 may be input together into the first deep learning module, and may be referred to and used for outputting the second deep learning input forecast data.
  • a predetermined pre-processing is performed on at least some of the second deep learning input forecast data 211 output from the first deep learning module 210.
  • the learning server 100 receives the reduced data as the second learning data by the second deep learning module, and performs a second deep learning operation on the reduced data.
  • the enlarged data enlarged at a second ratio is calculated, and (ii) the enlarged data is compared with the specific second deep learning input forecast data as a corresponding second GT (Ground Truth) to obtain a second deep It can be done to learn about the learning module.
  • the pre-processing process for generating reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server 100, the specific second deep learning input forecast data 211-1 For example, the number of horizontal or vertical pixels may be an integer value corresponding to a multiple of the second magnification.
  • the learning server 100 may generate the reduced data using a predetermined interpolation method.
  • each of the input and output data is illustrated as image data, but the present invention is not limited thereto, and each data may be data including only a numerical value, not an image.
  • the learning server 100 may generate the reduced data 430 by using a predetermined interpolation method such as cubic spline interpolation for the original specific second deep learning input forecast data 211-1.
  • the original specific second deep learning input forecast data 211-1 may be data of a size of (149, 253), as shown in FIG. 4A, and a predetermined first magnification for generating the reduced data 430 is In the case of 1/5 times, the reduced data must have a size of (149/5, 253/5), but since each of the reduced horizontal and vertical sizes is not an integer value, a specific second deep learning input to make it an integer value.
  • a specific row or at least a part of a specific column of the forecast data 211-1 can be added or deleted.
  • Each of the vertical size as the final number of rows and the horizontal size as the final number of columns is a predetermined second deep learning of the reduced data 430.
  • the learning server 100 includes two columns at the left and right edges and one upper edge row for the specific second deep learning input forecast data 211-1. And, by deleting the data corresponding to one lower edge row and reducing its size to (145,250) and reducing it to 1/5 times the first magnification, the horizontal and vertical size is reduced data of size (29,25) each of which is an integer value. 430 can be created.
  • the learning server 100 causes the second deep learning module 220 to receive the reduced data 430 and perform a predetermined second deep learning operation to obtain the enlarged data 440 enlarged by a second magnification.
  • the calculation may be performed, and the second deep learning module may compare this with the original specific second deep learning input forecast data 211-1 to perform learning on the second deep learning module.
  • the second deep learning module may borrow an image high-resolution deep learning algorithm such as SRCNN, and in this case, the learning server 100 inputs a specific second deep learning module to the second deep learning module.
  • the deep learning input forecast data 211-1 may be converted according to a predetermined image conversion method, and the output image data may be converted again according to a predetermined data conversion method.
  • the pre-processing process for generating the reduced data 430 used as the learning data of the second deep learning module, the learning server 100, the specific second deep learning input forecast data (211-1) A learning method characterized in that at least one of a blur process and noise addition is additionally performed on the converted image.
  • a predetermined convolution operation performed on the reduced data 430 may be repeatedly performed to calculate each pixel value of a high-resolution image.
  • the blur processing and noise addition algorithm are performed on the pixel values of the image. It can be applied and applied to the deep learning input forecast data 211-1 itself.
  • the SRCNN algorithm that can be used in the second deep learning module may be borrowed from the paper (https://arxiv.org/abs/1501.00092) as a prior document, but is not limited thereto, and implementation of the invention.
  • Various deep learning algorithms may be used according to conditions, and accordingly, details of the second deep learning operation and the learning method for the second deep learning module 220 may be applied differently.
  • the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 When learning for the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 is completed through the learning process as described above, the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 The test process may be performed by the included test server.
  • the test server causes the first deep learning module 210 on which the training has been completed to generate a specific first past for testing as a value corresponding to the meteorological climate at each specific past time point acquired by the first forecast model 10.
  • the first deep learning module 210 on which the training has been completed to generate a specific first past for testing as a value corresponding to the meteorological climate at each specific past time point acquired by the first forecast model 10.
  • each of the specific grid points and (ii) the specific A value corresponding to the specific weather climate for at least some of a past time point and a specific future time point may be output as input forecast data for the second deep learning test.
  • the test server receives input forecast data for a specific second deep learning test by the second deep learning module 220 and performs a second deep learning operation.
  • the output high-resolution forecast data 221 may be obtained.
  • each of the specific first past forecast data for test, specific future forecast data for test, and input forecast data for second deep learning test used in the test process is the learning server 100 as a prerequisite for performing the test process.
  • specific future forecast data for learning, and input forecast data for second deep learning learning used for learning of the first deep learning module and the second deep learning module 'test' and'test
  • the expression'dragon' is used, and each of them may be data having the same format and properties as the specific first past forecast data, specific future forecast data, and second deep learning input forecast data represented in FIG. 2.
  • each of the input and output data is illustrated as image data, but the present invention is not limited thereto, and each data may be data including only a numerical value, not an image.
  • the test server when specific second deep learning test input data 410 is input to the second deep learning module 220, the test server causes the second deep learning module 220 to The running operation may be performed to output the high-resolution forecast data 221 enlarged at the second magnification.
  • the specific second deep learning test input data 410 which is the input data, has a size of (149,253), a second deep learning operation is performed on it, and the (745,1265) is enlarged to a second magnification of 5 times.
  • High-resolution forecast data 221 of a size may be output.
  • the horizontal 5 times for the same forecast space and 5 times the length of data, and as a result, it can be used as forecast data corresponding to the fine grid spacing of 5 times. That is, if the original specific input forecast data 410 for the second deep learning test is data with a resolution of 5 km, the high-resolution forecast data 221 is data with a resolution of 1 km and includes forecast data for a finer grid interval. It may be used, and detailed contents of the present invention may be adjusted and implemented to obtain higher resolution data according to the implementation conditions of the present invention.
  • the second deep learning module 220 may borrow an image high-resolution deep learning algorithm such as SRCNN, and in this case, the test server is input to the second deep learning module.
  • the running test input forecast data 410 may be converted according to a predetermined image conversion method, and the output image data may be converted again according to a predetermined data conversion method.
  • the second deep learning operation may be performed by repeatedly performing a predetermined convolution operation on the input forecast data 410 for a specific second deep learning test.
  • the blur processing and noise addition algorithm are performed on the pixel values of the image. 2 It may be applied to the input forecast data 410 for deep learning test itself and performed.
  • the SRCNN algorithm that can be used in the second deep learning module as described above is not limited thereto, and various deep learning algorithms can be used according to the implementation conditions of the invention, and accordingly, the second deep learning operation and the second deep learning algorithm Details of the test method for the learning module 220 may be applied differently.
  • the test server determines a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high resolution grid points corresponding to the high resolution forecast data 221, the actual observation data 30 Among them, it is compared with specific actual observation data measured at a location corresponding to a specific high-resolution grid point, and if the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and the additional learning can be supported.
  • the test server determines that additional learning is necessary, and related information It is possible to support re-learning by providing a user terminal or allowing a separate user terminal to provide it.
  • the test server compares the specific first historical forecast data 11-1 with the reanalyzing field data 22 and the first error value and the specific first historical forecast data 11-1.
  • the output second deep learning test input forecast data 221 is reanalyzed field data.
  • the performance of the first forecast model 10 and the first deep learning module 210 may be compared and determined.
  • each specific grid point and each specific past time point A second deep learning test that is output as a result of calculating each of the first error values for, and the first deep learning module 210 receives specific first past forecast data 11-1 and performs the first deep learning operation.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a learning server for generating high-resolution weather climate data performs learning according to an embodiment of the present invention.
  • first past forecast data 11 for each specific grid point included in a predetermined forecast area are converted to a predetermined first forecast model. It starts from what is acquired (S501).
  • the learning server 100 may input (S502) specific first past forecast data 11-1 corresponding to a specific past time point into the first deep learning module as first learning data.
  • the learning server 100 may cause the first deep learning module 210 to predict a value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and each specific past time point (S503).
  • the learning server 100 causes the first deep learning module 210 to compare the predicted value corresponding to the specific weather climate with the reanalysis field data 22 as the first GT, and the first deep learning module learns ( S504).
  • At least a part of the first past forecast data 11 and the future forecast data 12 for each specific grid point is the first It may be acquired (S505) by the forecast model.
  • the learning server 100 may input at least some of the acquired first past forecast data 11 and future forecast data 12 to the first deep learning module 210 (S506), and the first The deep learning module 210 outputs a value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and at least some of a specific past time point and a specific future time point as the second deep learning input forecast data 211 (S507). can do.
  • the learning server 100 performs a predetermined pre-processing on at least some of the second deep learning input forecast data 211-1 of the second deep learning input forecast data 211 output from the first deep learning module.
  • the reduced data 430 reduced to the first magnification can be generated (S508), and the generated reduced data 430 can be input (S509) to the second deep learning module 220 as second learning data.
  • the learning server 100 may cause the second deep learning module 220 to calculate the enlarged data 440 enlarged at a second ratio (S510), and the calculated enlarged data 440 corresponding thereto.
  • the second deep learning module 220 may be trained (S511) by comparing it with the specific second deep learning input forecast data 211-1 as the second GT (Ground Truth).
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a test server for generating high-resolution weather climate data performs a test according to an embodiment of the present invention.
  • the process of performing a test by the test server for generating high-resolution weather climate data is, in a state in which learning of the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 is completed, the first It starts from obtaining (S601) specific first past forecast data for testing and second specific past forecast data for testing by the forecast model 10.
  • the test server inputs at least a part of the acquired specific first past forecast data for testing and the specific second past forecast data for testing into the first deep learning module 210 (S602), so that the second deep learning
  • the module 220 outputs a value corresponding to a specific weather climate for each of a specific grid point and at least some of a specific past time point and a specific future time point as the input forecast data 410 for the second deep learning test (S603). can do.
  • the test server inputs the outputted second deep learning test input forecast data 410 to the second deep learning model 220 (S604), thereby causing the second deep learning model 220 to generate a second magnification.
  • the high-resolution forecast data 221 may be finally obtained.
  • a value corresponding to a specific meteorological climate for a blank area which is an area inside the grid point of the past forecast data predicted by a weather forecast information provider such as the Meteorological Administration It can be predicted, and based on this, it is possible to develop and support new business models such as the meteorological appraisal industry that enables the use of values corresponding to specific weather conditions that are estimated to have affected events that occurred in the blank areas at a specific past time. I can.
  • the embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetooptical media such as floptical disks.
  • a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the processing according to the present invention, and vice versa.

Abstract

According to the present invention, provided is a learning method for generating high-resolution weather and climate data, the learning method comprising the steps of: (a) for each of specific grid points from among grid points corresponding to respective points at which a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect, when first past forecast data as a value corresponding to weather and climate at each of t-mth past time points is acquired by a predetermined first forecast model, performing learning on a first deep learning module; (b) for each of the specific grid points, receiving at least a part of first specific past forecast data corresponding to a specific past time point and specific future forecast data corresponding to a specific future time point of at least a part of future time points so as to, as a result of performing a first deep learning operation, output, as second deep learning input forecast data, a value corresponding to specific weather and climate for each of the specific grid points and for each of at least a part of the specific past time point and the specific future time point; and (c) performing learning on a second deep learning module while performing a predetermined pre-processing on second specific deep learning input forecast data and generating reduced data reduced to a predetermined first magnification.

Description

고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 방법 및 테스트 방법, 이를 이용한 테스트 방법 및 테스트 장치Learning method and test method for generating high-resolution weather and climate data, test method and test apparatus using the same
본 발명은 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 방법 및 테스트 방법, 이를 이용한 학습 장치 및 테스팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a learning method and a test method for generating high-resolution meteorological climate data, a learning device and a testing device using the same.
최근 컴퓨팅 성능의 발전과 더불어 빅데이터 분석을 통해 유용한 정보를 추출하고 활용하는 기술이 각광받고 있다. 이러한 빅데이터 분석이 유용하게 활용될 수 있는 분야 중 하나가 기상기후예보 분야로서, 다양하고 방대한 기상 및 기후 데이터를 분석하여 기상기후예보를 효과적으로 수행하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있으며, 그에 따라 기상기후예보를 위한 여러 수치예보모델의 개발 및 성능 향상이 계속하여 이루어지고 있다.Along with the recent development of computing performance, technology that extracts and utilizes useful information through big data analysis is in the spotlight. One of the fields in which such big data analysis can be useful is the meteorological and climate forecasting field, and many studies are being conducted to effectively perform meteorological and climate forecasting by analyzing various and vast meteorological and climate data. The development and performance improvement of several numerical forecast models for forecasting are continuing.
하지만, 이러한 수치예보모델은 고성능의 컴퓨팅 능력을 필요로 하므로, 컴퓨팅 장치의 성능에 따라 기본적으로 넓은 범위의 격자간격에 대해 예측이 수행되며 따라서 해당 격자간격 이상의 세밀한 영역에서의 기상예보정보수요에 대응하는 데 한계가 존재한다. 또한, 이러한 기존의 수치예보모델이 더욱 세밀한 범위에 대하여 예보를 수행할 수 있도록 성능을 개선하거나, 새로운 수치예측모델을 개발하기 위해서는 많은 비용과 시간이 소요되는 문제가 있다.However, since these numerical forecast models require high-performance computing capabilities, predictions are performed on a wide range of grid intervals, depending on the performance of the computing device, and thus respond to the demand for weather forecast information in a detailed area above the grid interval. There is a limit to this. In addition, there is a problem in that it takes a lot of cost and time to improve the performance so that the existing numerical forecast model can perform a forecast for a more detailed range, or to develop a new numerical forecast model.
인터넷 블로그에 포스팅 된 글 (“일기예보의 정확률을 높이는 방법”, JW, https://brunch.co.kr/@bestbell/99)를 보면, 수치예보모델은 지리학적 영역을 일정 격자로 나누어 각 격자영역의 공기의 성질에 대한 컴퓨팅 연산을 수행하는 모델로서, 정확성을 높이기 위해서는 격자 간격을 작게 하여야 하지만 그에 따라 컴퓨팅 연산량 및 연산 시간이 증가하는 문제점이 있다는 내용이 기재되어 있다.According to the article posted on the Internet blog (“How to Increase the Accuracy of Weather Forecasting”, JW, https://brunch.co.kr/@bestbell/99), the numerical forecast model divides the geographic area into a certain grid. As a model for performing a computing operation on the properties of air in a grid region, it is described that the grid spacing needs to be small in order to increase accuracy, but there is a problem in that the amount of computing calculation and the calculation time increase accordingly.
따라서, 기존 예보모델에 의하여 획득될 수 있는 예보데이터를 활용하여 더욱 세밀한 간격의 기상기후예보데이터를 획득할 수 있는 방법이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a method of obtaining weather and climate forecast data at more precise intervals by using forecast data that can be obtained by an existing forecast model.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to solve all of the above-described problems.
또한, 본 발명은, 고해상도 예보데이터를 생성하는 방법을 제공함으로써, 기상기후예보데이터가 제공되지 못하던 공백지점에 대한 기상기후예보수요를 충족시키는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for generating high-resolution forecast data, thereby satisfying the demand for forecasting meteorological climate for an empty spot where the weather forecast data was not provided.
또한, 본 발명은, 딥러닝 알고리즘을 활용하여 고해상도 예보데이터를 생성하는 방법을 제공함으로써, 객관적이면서도 높은 정확도를 가지는 고해상도 예보데이터를 제공할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method of generating high-resolution forecast data using a deep learning algorithm to provide objective and high-resolution forecast data with high accuracy.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 다음과 같다.A characteristic configuration of the present invention for achieving the object of the present invention as described above and realizing the characteristic effects of the present invention to be described later is as follows.
본 발명의 일 태양에 따르면, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 방법으로서, (a) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, 학습 서버가, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 재분석장 데이터 - 상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 단계; (b) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 학습 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 단계; 및 (c) 상기 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 축소데이터를 생성한 상태에서, 상기 학습 서버가, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 단계; 를 포함하는, 학습 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, as a learning method for generating high-resolution weather and weather data, (a) a point where a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect For each of the grid points corresponding to each of the specific grid points included in the predetermined forecast region, the t-1, t-2, ..., tm th as a value corresponding to the meteorological climate of each past time point. 1 When the past forecast data is acquired by a predetermined first forecast model, the learning server (i) causes the first deep learning module to generate specific first past forecast data corresponding to at least some of the past time points. As a result of receiving input as first learning data and performing a predetermined first deep learning operation, predicting a value corresponding to at least one of the meteorological climates for each of the specific grid points and each of the specific past time points. And, (ii) the value corresponding to the predicted specific meteorological climate, the first GT (Ground Truth) re-analysis field data-The re-analysis field data, for each of the specific grid points and the specific past time point, 2 It is data that is corrected by referring to actual observation data collected separately from the second historical forecast data as a value corresponding to the specific weather climate acquired by the forecast model-Compared with, learning about the first deep learning module Allowing to perform; (b) In a state in which learning about the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) each of the t-1, t-2, ..., tm-th past views The first past forecast data as a value corresponding to the meteorological climate and (ii) the future forecast as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t+1, t+2, ..., t+nth future times When at least some of the data is acquired by the first forecast model, the learning server causes the first deep learning module to cause the specific first past forecast data and As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data corresponding to the specific future time of at least some of the future time points, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific past time point And outputting a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the specific future time points as second deep learning input forecast data. And (c) performing a predetermined pre-processing on at least a part of the specific second deep learning input forecast data among the output second deep learning input forecast data to generate reduced data reduced by a predetermined first magnification, The learning server, (i) the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the expansion is enlarged by a second ratio. To calculate data, and (ii) to perform learning on the second deep learning module by comparing the enlarged data with the specific second deep learning input forecast data as a second GT (Ground Truth) corresponding thereto. step; Including, a learning method is provided.
일례로서, 상기 (a) 단계에서, 상기 학습 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 지면특성데이터 및 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하되, 상기 특정 과거시점이 복수개의 시점인 경우, 상기 서버가, 상기 지면특성데이터 및 상기 고도데이터 중 적어도 하나가 상기 특정 과거시점 각각에 대응되도록 상기 특정 과거시점의 수만큼 동일하게 반복되는 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터 및 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 생성하여, 이를 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 학습 방법이 제공된다.As an example, in the step (a), the learning server causes the first deep learning module to additionally receive at least one of ground feature data and altitude feature data corresponding to each of the specific grid points to perform learning. However, in the case where the specific past time point is a plurality of time points, the server is equally as the number of the specific past time points so that at least one of the ground characteristic data and the altitude data corresponds to each of the specific past time points. At least one of the repeated first deep learning input ground feature data and the first deep learning input advanced feature data are additionally generated, and the first deep learning module receives the additional input to perform learning. To do, a learning method is provided.
일례로서, 상기 지면특성데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 해당되는 지면특성별로 기설정된 카테고리값을 가지되, 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습 과정에서, 상기 카테고리값 각각은, 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 소정의 차원벡터값으로 변환되어 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습에 사용되는 것을 특징으로 하는, 학습 방법이 제공된다.As an example, the ground feature data has a preset category value for each ground feature corresponding to each of the specific grid points, and in the learning process of the first deep learning module, each of the category values is each of the specific grid points. A learning method is provided, characterized in that it is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to and used for learning of the first deep learning module.
일례로서, 상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 대하여 (i) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하는 제1 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제1 특정 격자점 각각의 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정되고, (ii) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하지 않는 제2 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 제2 예보모델에 의하여 예측된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값 및 상기 제2 부분 특정 격자점으로부터 가까운 위치에서 측정된 적어도 하나의 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제2 부분 특정 격자점 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정된 것임을 특징으로 하는, 학습 방법이 제공된다.As an example, the re-analysis field data is, for each of the specific grid points (i) for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data exists within a predetermined range, referring to the actual observation data, the first 1 A value corresponding to the specific weather climate of each specific grid point is determined and corrected, and (ii) for each of the second partial specific grid points in which the actual observation data does not exist within a predetermined range, the second forecast model With reference to the value corresponding to the specific meteorological climate predicted by and at least one actual observation data measured at a position close to the second partial specific grid point, the specific weather for each of the second partial specific grid points A learning method is provided, characterized in that a value corresponding to the climate is determined and corrected.
일례로서, 상기 (c) 단계에서, 상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 학습 서버가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 블러(blur) 처리 및 노이즈(noise) 추가 중 적어도 하나의 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 방법이 제공된다.As an example, in the step (c), the preprocessing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server, with respect to the specific second deep learning input forecast data A learning method is provided, characterized in that it is performed by additionally performing at least one of a blur process and noise addition.
일례로서, 상기 (c) 단계에서, 상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 학습 서버가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 가로 또는 세로 픽셀수가 상기 제2 배율의 배수에 해당되는 정수값이 될 수 있도록 특정 행 또는 특정 열의 일부를 삭제 또는 추가하는 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 방법이 제공된다.As an example, in the step (c), the preprocessing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server, with respect to the specific second deep learning input forecast data A learning method is provided, characterized in that a process of deleting or adding a part of a specific row or a specific column is additionally performed so that the number of horizontal or vertical pixels becomes an integer value corresponding to a multiple of the second magnification.
일례로서, 상기 (c) 단계에서, 상기 서버가, 소정의 내삽법을 사용하여 상기 축소데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 학습 방법이 제공된다.As an example, a learning method is provided, characterized in that in step (c), the server generates the reduced data using a predetermined interpolation method.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 테스트 방법으로서, (a) 학습 서버에 의해서, (1) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 학습용 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 학습용 재분석장 데이터 - 상기 학습용 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하며, (2) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 학습용 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 학습용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 학습용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 및 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터로서 출력하도록 하며, (3) 상기 출력된 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 학습용 축소데이터를 생성한 상태에서, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 학습용 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 학습용 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 학습용 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 학습용 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하여, 상기 제1 딥러닝 모듈 및 상기 제2 딥러닝 모듈 각각에 대한 학습이 완료된 상태에서, 테스트 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 예보모델에 의하여 획득된 상기 특정 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 특정 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 단계; 및 (b) 상기 테스트용 서버가, 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 입력받아 상기 제2 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터가 상기 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터를 출력하도록 하여, 상기 출력된 고해상도 예보데이터를 획득하는 단계; 를 포함하는, 테스트 방법이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, as a test method for generating high-resolution weather and weather data, (a) by a learning server, (1) a plurality of first axes parallel to the first direction and parallel to the second direction. For each specific grid point included in a predetermined forecast region among grid points corresponding to each of the points where a plurality of second axis lines intersect, t-1, t-2, ..., tm past views When the first historical forecast data for learning as a value corresponding to each meteorological climate is acquired by a predetermined first forecast model, (i) the first deep learning module causes the first deep learning module to correspond to at least some of the specific past time points. As a result of receiving specific first past forecast data for learning as first learning data, and performing a predetermined first deep learning operation, a value corresponding to at least one specific meteorological climate among the meteorological climates is determined, respectively, and the specific grid points. Each of the specific past time points is predicted, and (ii) the value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated as the first GT (Ground Truth) for learning re-analysis field data-The learning re-analysis field data is each of the specific grid points. And, for each of the specific past time points, the second historical forecast data for learning as a value corresponding to the specific weather climate obtained by the second forecast model is corrected with reference to actual observation data collected separately-and comparison with Thus, the learning for the first deep learning module is performed, and (2) in a state in which the learning for the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) the t-1, The first past forecast data for learning as values corresponding to the weather climate at each of the t-2, ..., and tm-th past times, and (ii) the t+1, t+2, ..., and When at least some of the future forecast data for learning as a value corresponding to the weather climate at each of the t+n future points is acquired by the first forecast model, the first deep learning module causes the first deep learning module to specify the at least some of the past points. The learning specific first corresponding to the past point of view As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the past forecast data and the specific future forecast data for learning corresponding to at least some of the future time points and performing the first deep learning operation, (i) each of the specific grid points and (ii) ) Outputting the value corresponding to the specific weather climate for at least some of the specific past time point and the specific future time point as input forecast data for second deep learning learning, and (3) the outputted second input for deep learning learning In a state in which at least some of the forecast data is generated by performing a predetermined pre-processing on the input forecast data for specific second deep learning learning, and generating the reduced learning data reduced to a predetermined first magnification, (i) the second deep learning module It causes the learning reduction data to be input as second learning data, and to calculate the learning expansion data enlarged at a second ratio as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the learning reduction data, and (ii) the learning expansion By comparing the data with the input prediction data for the specific second deep learning learning as a corresponding second GT (Ground Truth) to perform learning on the second deep learning module, the first deep learning module and the first 2 In a state in which learning for each of the deep learning modules is completed, the test server causes the first deep learning module to test as a value corresponding to the meteorological climate at each of the specific past points obtained by the first forecast model. As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific first past forecast data and the specific future forecast data for testing as a value corresponding to the weather climate at each of the specific future time points, (i) the specific grid Outputting a value corresponding to the specific weather climate for each of the points and (ii) at least some of the specific past time point and the specific future time point as input forecast data for a second deep learning test; And (b) the test server receives input forecast data for at least some of the input forecast data for the second deep learning test by the second deep learning module, and receives the second deep learning. Obtaining the output high-resolution forecast data by outputting the high-resolution forecast data expanded by the second magnification of the input forecast data for the specific second deep learning test as a result of performing the operation; Including, a test method is provided.
일례로서, 상기 테스트 서버가, 상기 고해상도 예보데이터에 대응되는 고해상도 격자점 중 적어도 일부의 특정 고해상도 격자점에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을, 상기 실제 관측자료 중 특정 고해상도 격자점에 대응되는 위치에서 측정된 특정 실제 관측자료와 비교하여, 그 차이가 임계치 이상인 경우 추가학습이 필요한 것으로 판단하고, 상기 추가학습이 이루어질 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 방법이 제공된다.As an example, the test server may determine a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high resolution grid points corresponding to the high resolution forecast data, corresponding to the specific high resolution grid points among the actual observation data. A test method is provided, characterized in that it is compared with specific actual observation data measured at a location, and when the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and the additional learning is supported.
일례로서, 상기 테스트 서버가, 상기 특정 제1 과거예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제1 오차값과, 상기 제1 과거예보데이터를 상기 제1 딥러닝 모듈에 입력하여 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 딥러닝 연산을 수행하도록 하여 출력된 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제2 오차값을 각각 참조하여, 상기 제1 예보모델과 상기 제1 딥러닝 모듈의 성능을 판단할 수 있도록 지원하되, 오차값이 작을수록 더 높은 성능의 모델로 판단하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 방법이 제공된다.As an example, the test server inputs a first error value obtained by comparing the specific first historical forecast data with the reanalyzing field data and the first historical forecast data into the first deep learning module to provide the first deep learning. By allowing the module to perform the first deep learning operation, the first forecast model and the second error value obtained by comparing the outputted second deep learning test input forecast data with the reanalysis field data are respectively referenced. 1 A test method is provided, which supports to determine the performance of the deep learning module, but supports to determine a higher performance model as the error value decreases.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 서버로서, 인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및 상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서가, (I) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 재분석장 데이터 - 상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 프로세스; (II) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 학습 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 프로세스; 및 (III) 상기 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 축소데이터를 생성한 상태에서, 상기 학습 서버가, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 프로세스; 를 수행하는, 학습 서버가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a learning server for generating high-resolution weather and weather data, comprising: at least one memory for storing instructions; And at least one processor configured to execute the instructions. Including, wherein the processor, (I) a predetermined forecast region among grid points corresponding to points at which a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect each other. For each of the specific grid points included in, the first historical forecast data as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t-1, t-2, ..., and tmth past points is transferred to a predetermined first forecast model. When obtained by, (i) the first deep learning module receives specific first past forecast data corresponding to at least some of the past time points as first learning data, and performs a predetermined first deep learning operation. As a result of the execution, a value corresponding to at least one specific weather climate among the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) a value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated. , Re-analysis field data as a first GT (Ground Truth)-The re-analysis field data is a value corresponding to the specific weather climate obtained by a second forecast model for each of the specific grid points and each of the specific past time points. A process of performing learning on the first deep learning module by comparing the second historical forecast data with the corrected data with reference to actual observation data collected separately; (II) In a state in which learning about the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) each of the t-1, t-2, ..., tm-th past views The first past forecast data as a value corresponding to the meteorological climate and (ii) the future forecast as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t+1, t+2, ..., t+nth future times When at least some of the data is acquired by the first forecast model, the learning server causes the first deep learning module to cause the specific first past forecast data and As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data corresponding to the specific future time of at least some of the future time points, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific past time point And a process of outputting a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the specific future time points as second deep learning input forecast data. And (III) performing a predetermined pre-processing on at least some of the output second deep learning input forecast data on at least a portion of the second deep learning input forecast data to generate reduced data reduced by a predetermined first magnification, The learning server, (i) the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the expansion is enlarged by a second ratio. To calculate data, and (ii) to perform learning on the second deep learning module by comparing the enlarged data with the specific second deep learning input forecast data as a second GT (Ground Truth) corresponding thereto. process; To perform, a learning server is provided.
일례로서, 상기 (I) 프로세스에서, 상기 프로세서가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 지면특성데이터 및 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하되, 상기 특정 과거시점이 복수개의 시점인 경우, 상기 프로세서가, 상기 지면특성데이터 및 상기 고도데이터 중 적어도 하나가 상기 특정 과거시점 각각에 대응되도록 상기 특정 과거시점의 수만큼 동일하게 반복되는 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터 및 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 생성하여, 이를 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 학습 서버가 제공된다.As an example, in the process (I), the processor causes the first deep learning module to additionally receive at least one of ground feature data and altitude feature data corresponding to each of the specific grid points to perform learning. However, if the specific past time point is a plurality of time points, the processor repeats the same as the number of the specific past time points so that at least one of the ground characteristic data and the altitude data corresponds to each of the specific past time points. At least one of ground feature data for first deep learning input and advanced feature data for first deep learning input are additionally generated, and the first deep learning module receives additional input to perform learning. That is, a learning server is provided.
일례로서, 상기 지면특성데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 해당되는 지면특성별로 기설정된 카테고리값을 가지되, 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습 과정에서, 상기 카테고리값 각각은, 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 소정의 차원벡터값으로 변환되어 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습에 사용되는 것을 특징으로 하는, 학습 서버가 제공된다.As an example, the ground feature data has a preset category value for each ground feature corresponding to each of the specific grid points, and in the learning process of the first deep learning module, each of the category values is each of the specific grid points. A learning server is provided, characterized in that it is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to and used for learning of the first deep learning module.
일례로서, 상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 대하여 (i) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하는 제1 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제1 특정 격자점 각각의 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정되고, (ii) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하지 않는 제2 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 제2 예보모델에 의하여 예측된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값 및 상기 제2 부분 특정 격자점으로부터 가까운 위치에서 측정된 적어도 하나의 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제2 부분 특정 격자점 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정된 것임을 특징으로 하는, 학습 서버가 제공된다.As an example, the re-analysis field data is, for each of the specific grid points (i) for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data exists within a predetermined range, referring to the actual observation data, the first 1 A value corresponding to the specific weather climate of each specific grid point is determined and corrected, and (ii) for each of the second partial specific grid points in which the actual observation data does not exist within a predetermined range, the second forecast model With reference to the value corresponding to the specific meteorological climate predicted by and at least one actual observation data measured at a position close to the second partial specific grid point, the specific weather for each of the second partial specific grid points A learning server is provided, characterized in that a value corresponding to the climate is determined and corrected.
일례로서, 상기 (III) 프로세스에서, 상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 프로세서가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 블러(blur) 처리 및 노이즈(noise) 추가 중 적어도 하나의 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 서버가 제공된다.As an example, in the (III) process, the preprocessing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the processor, blurs the specific second deep learning input forecast data. A learning server is provided, characterized in that it is performed by additionally performing at least one process of (blur) processing and noise addition.
일례로서, 상기 (III) 프로세스에서, 상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 프로세서가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 가로 또는 세로 픽셀수가 상기 제2 배율의 배수에 해당되는 정수값이 될 수 있도록 특정 행 또는 특정 열의 일부를 삭제 또는 추가하는 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 서버가 제공된다.As an example, in the (III) process, the pre-processing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the processor, horizontally with respect to the specific second deep learning input forecast data. Alternatively, a learning server is provided, characterized in that a process of deleting or adding a part of a specific row or a specific column is additionally performed so that the number of vertical pixels becomes an integer value corresponding to a multiple of the second magnification.
일례로서, 상기 (III) 프로세스에서, 상기 프로세서가, 소정의 내삽법을 사용하여 상기 축소데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 학습 서버가 제공된다.As an example, in the process (III), a learning server is provided, characterized in that the processor generates the reduced data using a predetermined interpolation method.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 테스트 방법으로서, 인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및 상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서가, (I) 학습 서버에 의해서, (1) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 학습용 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 학습용 재분석장 데이터 - 상기 학습용 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하며, (2) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 학습용 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 학습용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 학습용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 및 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터로서 출력하도록 하며, (3) 상기 출력된 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 학습용 축소데이터를 생성한 상태에서, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 학습용 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 학습용 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 학습용 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 학습용 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하여, 상기 제1 딥러닝 모듈 및 상기 제2 딥러닝 모듈 각각에 대한 학습이 완료된 상태에서, 테스트 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 예보모델에 의하여 획득된 상기 특정 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 특정 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 프로세스; 및 (II) 상기 테스트용 서버가, 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 입력받아 상기 제2 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터가 상기 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터를 출력하도록 하여, 상기 출력된 고해상도 예보데이터를 획득하는 프로세스; 를 수행하는, 테스트 서버가 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, a test method for generating high-resolution weather and weather data, comprising: at least one memory for storing instructions; And at least one processor configured to execute the instructions. Including, the processor, (I) by the learning server, (1) a plurality of first axis parallel to the first direction and a plurality of second axis parallel to the second direction corresponding to each of the intersection point The first past forecast for learning as a value corresponding to the meteorological climate of each of the t-1, t-2, ..., tm past points for each of the specific grid points included in the predetermined forecast area among the grid points When data is acquired by a predetermined first forecast model, (i) the first deep learning module inputs the first specific first forecast data for learning corresponding to at least some of the specific past time points as the first learning data. In response, as a result of performing a predetermined first deep learning operation, a value corresponding to at least one specific weather climate among the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) the The value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated as the first GT (Ground Truth) for learning re-analysis field data-The training re-analysis field data is for each of the specific grid points and the specific past point in a second forecast model. It is data that is corrected by referring to actual observation data collected separately from the second historical forecast data for learning as a value corresponding to the specific meteorological climate acquired by-to perform learning on the first deep learning module by comparing with And (2) in a state in which the learning of the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) each of the t-1, t-2, ..., and tm-th past views The first past forecast data for learning as a value corresponding to the meteorological climate of and (ii) a value corresponding to the meteorological climate at each of the t+1, t+2, ..., t+nth future times When at least a part of the future forecast data for learning is acquired by the first forecast model, the first deep learning module causes the learning specific first past forecast data corresponding to the specific past time and At least some of the above future time points As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the corresponding specific future forecast data for learning, (i) each of the specific grid points and (ii) at least some of the specific past time and the specific future time The value corresponding to the specific weather climate for is output as second deep learning input forecast data, and (3) at least some of the output second deep learning input forecast data for second deep learning learning input forecast data In a state in which the reduced data for learning reduced by a predetermined first magnification is generated by performing a predetermined preprocessing on the (i) the second deep learning module receives the reduced data for learning as the second learning data, and the As a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data for learning, the expanded data for learning expanded at a second ratio is calculated, and (ii) the expanded data for learning is referred to as the second GT (Ground Truth) corresponding thereto. In a state in which learning for each of the first deep learning module and the second deep learning module is completed by comparing it with the input forecast data for specific second deep learning learning, the test server A, the first deep learning module allows the specific first past forecast data for testing as a value corresponding to the meteorological climate of each of the specific past times acquired by the first forecast model and the weather of each of the specific future times. As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data for a test as a value corresponding to the climate, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific past time and the specific future time A process of outputting a value corresponding to the specific weather climate for each of at least some of the second deep learning test input forecast data; And (II) the test server receives input forecast data for at least some of the input forecast data for the second deep learning test by the second deep learning module, and receives the second deep learning data. A process of obtaining the output high-resolution forecast data by outputting the high-resolution forecast data expanded by the second magnification of the input forecast data for the specific second deep learning test as a result of performing the operation; To perform, a test server is provided.
일례로서, 상기 프로세서가, 상기 고해상도 예보데이터에 대응되는 고해상도 격자점 중 적어도 일부의 특정 고해상도 격자점에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을, 상기 실제 관측자료 중 특정 고해상도 격자점에 대응되는 위치에서 측정된 특정 실제 관측자료와 비교하여, 그 차이가 임계치 이상인 경우 추가학습이 필요한 것으로 판단하고, 상기 추가학습이 이루어질 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 서버가 제공된다.As an example, the processor may determine a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high-resolution grid points corresponding to the high-resolution forecast data, and a position corresponding to the specific high-resolution grid point in the actual observation data. Compared with the specific actual observation data measured in, if the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and a test server is provided, characterized in that supporting the additional learning to be performed.
일례로서, 상기 프로세서가, 상기 특정 제1 과거예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제1 오차값과, 상기 제1 과거예보데이터를 상기 제1 딥러닝 모듈에 입력하여 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 딥러닝 연산을 수행하도록 하여 출력된 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제2 오차값을 각각 참조하여, 상기 제1 예보모델과 상기 제1 딥러닝 모듈의 성능을 판단할 수 있도록 지원하되, 오차값이 작을수록 더 높은 성능의 모델로 판단하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 서버가 제공된다.As an example, the processor inputs a first error value obtained by comparing the specific first past forecast data with the reanalysis field data, and the first past forecast data into the first deep learning module, and the first deep learning module The first prediction model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first predicted model and the first A test server is provided, which supports to determine the performance of the deep learning module, but supports to determine a higher performance model as the error value decreases.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, the following effects are obtained.
본 발명은, 기존 예보데이터를 바탕으로 고해상도 예보데이터를 생성하는 방법을 제공함으로써, 기존 예보모델과 상호보완되어 효율적인 기상기후예측을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention provides a method of generating high-resolution forecast data based on the existing forecast data, thereby complementing the existing forecast model to perform efficient weather climate prediction.
또한, 본 발명은, 고해상도 예보데이터를 생성하는 방법을 제공함으로써, 기상기후예보데이터가 제공되지 못하던 공백지점에 대한 기상기후예보수요를 충족시키는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for generating high-resolution forecast data, thereby satisfying the demand for forecasting meteorological climate for an empty spot where the weather forecast data was not provided.
또한, 본 발명은, 딥러닝 알고리즘을 활용하여 고해상도 예보데이터를 생성하는 방법을 제공함으로써, 객관적이면서도 높은 정확도를 가지는 고해상도 예보데이터를 제공할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method of generating high-resolution forecast data using a deep learning algorithm to provide objective and high-resolution forecast data with high accuracy.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 서버의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a learning server for generating high-resolution weather and climate data according to an embodiment of the present invention.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 및 테스트 과정에서 사용되는 데이터의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a flow of data used in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 및 테스트 과정에서 제1 딥러닝 모듈에 입력 및 출력되는 데이터의 예시적인 도면이다.3 is an exemplary diagram of data input and output to a first deep learning module in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
도 4a는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 과정에서 제2 딥러닝 모듈에 입력 및 출력되는 데이터의 예시적인 도면이다.4A is an exemplary diagram of data input and output to a second deep learning module in a learning process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
도 4b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 테스트 과정에서 제2 딥러닝 모듈에 입력 및 출력되는 데이터의 예시적인 도면이다.4B is an exemplary diagram of data input and output to a second deep learning module in a test process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 서버가 학습을 수행하는 순서를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a learning server for generating high-resolution weather climate data performs learning according to an embodiment of the present invention.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 테스트 서버가 테스트를 수행하는 순서를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a test server for generating high-resolution weather climate data performs a test according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention described below refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily implement the present invention.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 서버의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a learning server for generating high-resolution weather and climate data according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 서버(100)는 메모리(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 이 때, 메모리(110)는 프로세서(120)의 인스트럭션들을 저장할 수 있는데, 구체적으로, 인스트럭션들은 학습 서버(100)로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하기 위한 목적으로 생성되는 코드로서, 컴퓨터 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장될 수 있다. 인스트럭션들은 본 발명의 명세서에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 프로세스들을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 1, a learning server 100 for generating high-resolution weather climate data may include a memory 110 and a processor 120. At this time, the memory 110 may store instructions of the processor 120, specifically, the instructions are codes generated for the purpose of causing the learning server 100 to function in a specific manner, and a computer or other programmable It may be stored in computer usable or computer readable memory that may be directed to data processing equipment. Instructions may perform processes for performing the functions described in the specification of the present invention.
그리고, 학습 서버(100)의 프로세서(120)는 MPU(Micro Processing Unit) 또는 CPU(Central Processing Unit), 캐쉬 메모리(Cache Memory), 데이터 버스(Data Bus) 등의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 또한, 운영체제, 특정 목적을 수행하는 애플리케이션의 소프트웨어 구성을 더 포함할 수도 있다.In addition, the processor 120 of the learning server 100 may include a hardware configuration such as a micro processing unit (MPU) or a central processing unit (CPU), a cache memory, and a data bus. In addition, it may further include an operating system and a software configuration of an application that performs a specific purpose.
또한, 학습 서버(100)는 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220)을 포함하고 그 각각과 연동되어 있을 수 있으며, 고해상도 예보데이터를 획득하는 과정이 이루어지기 위해서 해당 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220) 각각에 대한 학습이 사전에 수행될 수 있다.In addition, the learning server 100 includes a first deep learning module 210 and a second deep learning module 220 and may be interlocked with each of them. Learning for each of the 1 deep learning module 210 and the second deep learning module 220 may be performed in advance.
그리고, 상기 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220) 각각의 학습이 완료되면, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 테스트 서버에 의하여 테스트 과정이 이루어질 수 있는데, 이 때 테스트 서버는 학습 서버(100)와 동일한 서버일 수도 있고, 학습이 완료된 상기 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220)을 포함하는 별도의 서버일 수도 있으며, 이는 발명의 실시 조건에 따라 다르게 이루어질 수 있다. 또한, 테스트 서버가 학습 서버(100)와는 다른 별도의 서버라면, 해당 테스트 서버는 도 1에 도시된 바와 같은 학습 서버(100)와 동일하게 구성될 수 있다.And, when the learning of each of the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 is completed, a test process may be performed by a test server for generating high-resolution weather climate data. In this case, the test server May be the same server as the learning server 100, or may be a separate server including the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 in which the learning has been completed, which is subject to the implementation conditions of the invention. It can be done differently. In addition, if the test server is a separate server different from the learning server 100, the corresponding test server may be configured in the same manner as the learning server 100 as shown in FIG. 1.
학습 과정 및 테스트 과정에 대한 자세한 내용은 아래에서 별도의 도면을 참조하여 다시 설명할 것이다.Details of the learning process and the test process will be described again with reference to separate drawings below.
다음으로, 학습 서버(100) 또는 테스트 서버는 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 및 테스트 과정에서 사용되는 데이터를 포함하는 데이터베이스(미도시)와 연동되어 있을 수 있는데, 여기서, 데이터베이스는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않으며 데이터를 저장할 수 있는 모든 매체를 포함할 수 있다. 또한, 데이터베이스는 학습 서버(100) 또는 테스트 서버와 분리되어 설치되거나, 이와는 달리 학습 서버(100) 또는 테스트 서버의 내부에 설치되어 데이터를 전송하거나 수신되는 데이터를 기록할 수도 있고, 도시된 바와 달리 둘 이상으로 분리되어 구현될 수도 있으며, 이는 발명의 실시 조건에 따라 달라질 수 있다.Next, the learning server 100 or the test server may be interlocked with a database (not shown) including data used in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data, where the database is a flash memory type (flash memory type), hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (e.g. SD or XD memory), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (ReadOnly Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM (Programmable ReadOnly Memory), magnetic memory, magnetic disk, can include at least one type of storage medium of optical disk However, the present invention is not limited thereto and may include any medium capable of storing data. In addition, the database may be installed separately from the learning server 100 or the test server, or alternatively, it may be installed inside the learning server 100 or the test server to transmit data or record received data. It may be implemented separately in two or more, which may vary depending on the operating conditions of the invention.
또한, 학습 서버(100) 또는 테스트 서버는, 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 및 테스트 과정에서 사용되는 데이터 중 기상청 등 별도의 기상기후데이터 제공주체로부터 획득할 수 있는 데이터에 대해서는, 인터넷과 같은 외부네트워크를 통하여 상기 별도의 기상기후데이터 제공주체로부터 해당 데이터를 전송받아 획득할 수도 있으며, 이 역시 발명의 실시 조건에 따라 다르게 구성되어 이루어질 수 있다.In addition, the learning server 100 or the test server, among the data used in the learning and testing process for generating high-resolution meteorological and climate data, for data that can be obtained from a separate meteorological and climate data provider such as the Meteorological Agency, such as the Internet. Corresponding data may be transmitted and obtained from the separate meteorological and climate data provider through an external network, and this may also be configured differently according to the implementation conditions of the present invention.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 및 테스트 과정에서 사용되는 데이터의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a flow of data used in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 우선, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 과정 중 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습은, 제1 예보모델(10)로부터 획득되는 제1 과거예보데이터(11) 중 특정 과거시점에 해당되는 적어도 일부의 특정 제1 과거예보데이터(11-1)가 제1 딥러닝 모듈(210)에 제1 학습데이터로서 입력됨으로써 이루어질 수 있다. 이 때, 제1 과거예보데이터(11)는, 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값일 수 있고, 발명의 실시 조건에 따라 전체 과거시점 중 적어도 일부의 과거시점이 상기 특정 과거시점으로 선택될 수 있다. 또한, 상기 기상기후는 상기 특정 격자점 각각에 대한 기온, 습도,기압, 바람벡터, 시정, 소정의 시간 동안의 누적강수량, 소정의 시간 동안의 누적강설량 등 복수개의 특성을 포함하고 있을 수 있으며, 이에 한정되지 않고 발명의 실시 조건에 따라 상기 특성들과 다른 특성이 선택되어 사용될 수도 있다. 그리고, 제1 축선 및 제2 축선은 그 간격이 동일할 수도 있고, 예보영역의 특성에 따라 그 간격이 가변적으로 결정될 수도 있다. 예를 들어, 기상청에서 사용하는 동네예보모델이 제1 예보모델(10)일 수 있고, 해당 동네예보모델로부터 예보된 예보데이터가 제1 과거예보데이터(11)로서 사용될 수 있는데, 해당 동네예보데이터는 위도선에 평행한 5km 간격의 제1 축선과, 경도선에 평행한 5km 간격의 제2 축선으로 이루어진 전체 격자점 중 소정의 예보영역에 포함되는 특정 격자점 각각의 기상기후에 해당되는 값일 수 있다.Referring to FIG. 2, first, the learning of the first deep learning module 210 during the learning process for generating high-resolution weather and climate data is, among the first past forecast data 11 obtained from the first forecast model 10. At least a portion of the specific first past forecast data 11-1 corresponding to a specific past time point may be input to the first deep learning module 210 as first learning data. In this case, the first historical forecast data 11 is determined from among grid points corresponding to points where a plurality of first axis lines parallel to a first direction and a plurality of second axis lines parallel to a second direction cross each other. For each of the specific grid points included in the forecast area, it may be a value corresponding to the weather climate of each of the t-1, t-2, ..., tm past times, and the entire past time according to the implementation conditions of the invention. At least some of the past views may be selected as the specific past views. In addition, the meteorological climate may include a plurality of characteristics such as temperature, humidity, atmospheric pressure, wind vector, visibility, cumulative precipitation for a predetermined time, and cumulative snowfall for a predetermined time for each of the specific grid points, The present invention is not limited thereto, and characteristics different from the above characteristics may be selected and used according to the implementation conditions of the invention. In addition, the first axis and the second axis may have the same spacing, or the spacing may be variably determined according to the characteristics of the forecast area. For example, the neighborhood forecast model used by the Meteorological Agency may be the first forecast model 10, and the forecast data predicted from the corresponding neighborhood forecast model may be used as the first past forecast data 11, and the corresponding neighborhood forecast data May be a value corresponding to the meteorological climate of each specific grid point included in a predetermined forecast area among all grid points consisting of a first axis line at 5 km intervals parallel to the latitude line and a second axis line at 5 km intervals parallel to the longitude line. .
그리고, 제1 딥러닝 모듈(210)에는 제1 과거예보데이터(11)와 함께 재분석장 데이터(22)가 제1 GT(Ground Truth)로서 입력될 수 있다. 이 때, 재분석장 데이터(22)는, 제2 예보모델(20)에 의하여 특정 격자점 각각 및 특정 과거시점 각각에 대한 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 제2 과거예보데이터가 획득되면, 특정 격자점 각각 중 적어도 일부에 대응되는 실제 관측자료(30)를 참조하여 소정의 기준에 따라 보정된 데이터일 수 있다. 이 때, 제2 예보모델(20)은 발명의 실시 조건에 따라 제1 예보모델(10)에 비하여 더 정확한 수치예보모델이 선택되어 사용될 수 있는데, 예를 들어 유럽중장기예보센터의 전구모델(ECMWF)은 현재 기상청에서 사용중인 전구모델(UM)에 비하여 더 정확도가 높은 것으로 평가되며, 따라서 ECMWF가 제2 예보모델(20)로서 선택되어 사용될 수 있다.In addition, the reanalysis field data 22 together with the first past forecast data 11 may be input to the first deep learning module 210 as a first GT (Ground Truth). At this time, the re-analysis field data 22 is obtained by the second forecast model 20 when the second past forecast data as a value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and each specific past time point is obtained, a specific grid It may be data corrected according to a predetermined criterion with reference to actual observation data 30 corresponding to at least some of the points. In this case, the second forecast model 20 may be used by selecting a more accurate numerical forecast model than the first forecast model 10 according to the implementation conditions of the invention. ) Is evaluated to be more accurate than the light bulb model (UM) currently in use by the Meteorological Agency, and thus, ECMWF may be selected and used as the second forecast model 20.
또한, 실제 관측자료(30)는 소정의 예보영역 내에 설치된 복수개의 기상기후데이터 측정장치로부터 측정되어 수집된 자료로서, 특정 격자점 각각 중 일부에만 대응될 수 있는 자료이므로, 특정 격자점으로부터 소정의 범위 이내에 실제 관측자료(30)가 존재하는지의 여부에 따라 특정 격자점 각각의 특정 기상기후에 해당되는 값 각각을 다르게 보정하여 재분석장 데이터(22)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 재분석장 데이터(22)는, 특정 격자점 각각에 대하여 (i) 소정의 범위 이내에 실제 관측자료(30)가 존재하는 제1 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 실제 관측자료(30)를 참조하여, 제1 특정 격자점 각각의 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정되고, (ii) 소정의 범위 이내에 실제 관측자료(30)가 존재하지 않는 제2 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 제2 예보모델(20)에 의하여 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값 및 제2 부분 특정 격자점으로부터 가까운 위치에서 측정된 적어도 하나의 상기 실제 관측자료를 참조하여, 제2 부분 특정 격자점 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정된 것일 수 있다. 이 때, 제1 부분 특정 격자점 각각 또는 제2 부분 특정 격자점 각각에 대한 보정에 참조되는 실제 관측자료가 복수개인 경우, 해당 격자점 각각으로부터 가장 가까운 하나의 실제 관측자료만이 참조될 수도 있고, 가까운 순서별로 소정의 개수에 해당되는 실제 관측자료가 함께 참조될 수도 있으며, 이는 발명의 실시 조건에 따라 다르게 이루어질 수 있다.In addition, the actual observation data 30 is data measured and collected from a plurality of meteorological and climate data measuring devices installed in a predetermined forecast area, and can correspond only to some of each of the specific grid points. Depending on whether the actual observation data 30 exists within the range, the reanalyzing field data 22 may be generated by differently correcting each value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point. For example, the reanalysis field data 22 is for each specific grid point (i) for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data 30 exists within a predetermined range, the actual observation data 30 With reference to, a value corresponding to a specific weather climate for each of the first specific grid points is determined and corrected, and (ii) for each of the second specific grid points in which the actual observation data 30 does not exist within a predetermined range , With reference to the value corresponding to the specific weather climate predicted by the second forecast model 20 and the at least one actual observation data measured at a position close to the second partial specific grid point, each of the second partial specific grid points A value corresponding to the specific meteorological climate for is determined and corrected. In this case, when there are a plurality of actual observation data referenced for correction for each of the first specific grid points or each of the second partial specific grid points, only one actual observation data closest to each of the corresponding grid points may be referenced. , Actual observation data corresponding to a predetermined number may be referenced together in close order, and this may be different according to the implementation conditions of the invention.
그리고, 상기 특정 기상기후는, 상기 기상기후에 해당되는 복수의 특성 중 적어도 하나의 특정 특성으로서, 예를 들어 ‘기온’과 같이 하나의 특성일 수도 있고, ‘기온’ 및 ‘습도’ 와 같이 복수의 특성일 수도 있으며, 본 발명을 실시한 결과 획득되는 고해상도 예보데이터(221)는 상기 특정 기상기후에 해당되는 값에 대한 데이터일 수 있다.In addition, the specific meteorological climate is at least one specific characteristic of a plurality of characteristics corresponding to the meteorological climate, for example, may be one characteristic such as'temperature', or a plurality of'temperature' and'humidity'. The high-resolution forecast data 221 obtained as a result of implementing the present invention may be data on a value corresponding to the specific weather climate.
또한, 발명의 일 예로서, 특정 격자점 각각에 대응되는 지면특성데이터(41) 및 고도특성데이터(42) 중 적어도 하나가 제1 딥러닝 모듈에 추가로 입력되어 학습이 이루어질 수 있다. 이 때, 지면특성데이터(41) 및 고도특성데이터(42) 각각은 시간의 흐름에 영향을 받지 않는 일정한 값을 가지는 데이터이며, 특히 지면특성데이터(41)는 상기 특정 격자점 각각의 지면특성을 소정의 카테고리값으로 표현한 데이터로서, 상기 기상기후에 해당되는 값과 그 성질이 상이한 데이터이다. 따라서, 특정 제1 과거예보데이터(11-1)와 함께 별도의 입력데이터로서 지면특성데이터(41) 및 고도특성데이터(42) 중 적어도 하나를 추가로 제1 딥러닝 모듈에 입력하여, 그 각각에 대하여 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행함으로써 동일한 크기의 결과값을 생성하고, 이를 결합하여 다시 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행함으로써 상기 기상기후 특성들과 함께 지면특성 및 고도특성 중 적어도 하나의 특성이 추가로 반영된 데이터를 사용한 제1 딥러닝 모듈의 학습이 이루어질 수 있다.In addition, as an example of the invention, at least one of the ground feature data 41 and the elevation feature data 42 corresponding to each specific grid point may be additionally input to the first deep learning module to perform learning. At this time, each of the ground characteristic data 41 and the altitude characteristic data 42 is data having a constant value that is not affected by the passage of time, and in particular, the ground characteristic data 41 indicates the ground characteristic of each of the specific grid points. It is data expressed by a predetermined category value, and is data having different properties from a value corresponding to the meteorological climate. Therefore, by additionally inputting at least one of the ground characteristic data 41 and the altitude characteristic data 42 as separate input data together with the specific first past forecast data 11-1 to the first deep learning module, each At least one of ground characteristics and altitude characteristics along with the meteorological and climate characteristics by generating a result value of the same size by performing a predetermined first deep learning operation on and combining them and performing a predetermined first deep learning operation again. Learning of the first deep learning module using data to which the characteristics of is additionally reflected may be performed.
이 때, 특정 과거시점이 복수개의 시점인 경우, 학습 서버(100)는, 지면특성데이터(41) 및 고도특성데이터(42) 중 적어도 하나가 특정 과거시점 각각에 대응되도록 특정 과거시점의 수만큼 동일하게 반복되는 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터 및 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 생성하여, 이를 상기 제1 딥러닝 모듈(210)로 하여금 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 할 수 있다.In this case, when a specific past time point is a plurality of time points, the learning server 100 is configured as many as the number of specific past time points so that at least one of the ground feature data 41 and the high feature data 42 corresponds to each particular past time point. At least one of ground feature data for the first deep learning input and altitude feature data for the first deep learning input that are repeated identically is additionally generated, and the first deep learning module 210 receives this additionally to perform learning. Can be done.
또한, 지면특성데이터(41)는, 특정 격자점 각각에 해당되는 지면특성별로 기설정된 카테고리값을 가지되, 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습 과정에서, 상기 카테고리값 각각은, 특정 격자점 각각에 대응되는 소정의 차원벡터값으로 변환되어 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습에 사용될 수 있다.In addition, the ground characteristic data 41 has a preset category value for each ground characteristic corresponding to each specific grid point, but in the learning process of the first deep learning module 210, each of the category values is a specific grid point. It is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to each, and can be used for learning of the first deep learning module 210.
상술한 바와 같이, 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습을 위해 입력되는 데이터들을 도 3을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.As described above, the data input for learning by the first deep learning module 210 will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 및 테스트 과정에서 제1 딥러닝 모듈에 입력 및 출력되는 데이터의 예시적인 도면이다.3 is an exemplary diagram of data input and output to a first deep learning module in a learning and testing process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 소정의 예보영역에 해당되는 특정 격자점은 (149,253)의 크기를 가지는 격자점일 수 있고, 해당 격자점 각각에 대하여 28개의 특정 과거시점 각각의 ‘기압’, ‘습도’, ‘기온’, ‘바람벡터’ 등의 기상기후 특성들 각각에 해당되는 값을 포함하는 (149,253,28)의 크기의 데이터(310-1, 310-2, ...)가 특정 제1 과거예보데이터(11-1)로서 각각 획득될 수 있으며, 학습 서버(100)는 획득된 데이터(310-1, 310-2, ...)들을 참조하여 (149x5, 253, 28) 크기의 데이터(311)를 생성하여 제1 학습데이터로서 사용할 수 있다.Referring to FIG. 3, a specific grid point corresponding to a predetermined forecast area may be a grid point having a size of (149, 253), and for each of the corresponding grid points,'barometric pressure','humidity', and each of 28 specific past points. Data (310-1, 310-2, ...) of the size of (149,253, 28) including values corresponding to each of the meteorological and climate characteristics such as'temperature' and'wind vector' is a specific first past forecast Each may be acquired as data 11-1, and the learning server 100 refers to the acquired data 310-1, 310-2, ... ) Can be created and used as the first learning data.
또한, 고도특성데이터(42)의 경우, 시간의 변화에 따라 일정한 값을 가지는 (149,253) 크기의 데이터일 수 있고, 학습 서버(100)가 특정 과거시점의 수만큼 일정하게 반복되는 (149,253,28) 크기의 데이터를 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터(320)로서 생성하여 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습에 사용할 수 있다.In addition, in the case of the high characteristic data 42, it may be data of a size of (149,253) having a constant value according to a change in time, and the learning server 100 may repeat (149,253,28) constantly as many as the number of specific past points. ) Sized data can be generated as the first deep learning input altitude feature data 320 and used for learning of the first deep learning module 210.
그리고, 지면특성데이터(41)의 경우, 특정 격자점 각각에 해당되는 값이 소정의 카테고리값으로서, 학습 서버(100)가 그 각각에 대하여 소정의 차원으로 변환하는 임베딩(embedding) 연산을 수행할 수 있는데, 도 3을 참조하면 (149,253) 크기의 지면특성데이터(41)에 포함된 카테고리값 각각에 대하여 15개의 차원으로 변환하는 임베딩 연산을 수행하여 (149,253,28x15) 크기의 데이터를 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터(330)로서 생성하여 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습에 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이,'1'의 카테고리값(41-1)에 대하여 상기 임베딩 연산을 수행하여 15개의 차원 벡터값(330-1)으로 변환될 수 있다. 이 때, 학습 서버(100)는 상기 임베딩 연산을 위한 별도의 모듈을 포함하고 있을 수도 있고, 상기 임베딩 연산을 별도의 장치로 하여금 수행하도록 하고 그 결과를 획득할 수도 있으며, 이는 발명의 실시 조건에 따라 다르게 이루어질 수 있다.And, in the case of the ground characteristic data 41, a value corresponding to each specific grid point is a predetermined category value, and the learning server 100 performs an embedding operation that converts each of the values into a predetermined dimension. 3, an embedding operation for converting each of the category values included in the ground characteristic data 41 of the size (149,253) into 15 dimensions is performed to first dip the data of the size (149,253,28x15). It can be generated as ground feature data 330 for learning input and used for learning of the first deep learning module 210. For example, as illustrated in FIG. 3, the embedding operation may be performed on the category value 41-1 of '1' to convert it into 15 dimensional vector values 330-1. At this time, the learning server 100 may include a separate module for the embedding operation, or allow a separate device to perform the embedding operation and obtain the result, which is subject to the implementation conditions of the invention. It can be done differently.
상술한 바와 같이, 제1 딥러닝 모듈의 학습을 위해 입력되는 데이터는 각각 그 크기와 성질이 상이하므로, 해당 데이터들을 하나의 데이터로 결합하는 프로세스가 추가로 수행될 수 있는데, 학습 서버(100)가 제1 딥러닝 모듈로 하여금 입력된 제1 학습데이터와, 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터(330) 및 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터(320) 중 적어도 하나 각각에 대하여 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행하여 동일한 사이즈의 데이터 각각을 출력(340-1, 340-2, 340-3)하도록 하고, 출력된 결과값들 각각을 특정 차원 방향으로 결합하여 하나의 데이터(350)를 생성하여, 다시 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행하도록 함으로써 제1 딥러닝 모듈로부터 결과데이터(360)을 출력하도록 할 수 있다. 이 때, 상기 결과데이터(360)는 특정 격자점 각각 및 특정 과거시점 각각에 대한 특정 기상기후에 해당되는 예측값일 수 있다.As described above, since data input for learning of the first deep learning module have different sizes and properties, a process of combining the data into one data may be additionally performed. A first deep learning module causes the inputted first learning data, the first deep learning input ground feature data 330, and the first deep learning input altitude feature data 320 to receive a predetermined first for each of at least one of the first learning data inputted by the first deep learning module. 1 Perform a deep learning operation to output data of the same size (340-1, 340-2, 340-3), and combine each of the output result values in a specific dimensional direction to obtain one data 350. The result data 360 may be output from the first deep learning module by generating and performing a predetermined first deep learning operation again. In this case, the result data 360 may be a predicted value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and each specific past time point.
또한, 제1 딥러닝 모듈에 입력되는 데이터들이 3차원의 시공간 데이터임에 따라, 제1 딥러닝 모듈에 사용되는 딥러닝 알고리즘은 3D-CNN 알고리즘이 사용될 수 있고, 이러한 경우 제1 딥러닝 모듈에 입력된 데이터들에 대하여 수행되는 상기 제1 딥러닝 연산은 소정의 필터(filter)을 사용한 컨볼루션(convolution) 연산, 피처맵(feature map) 생성 및 풀링(pooling) 등을 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발명의 실시 조건에 따라 다양한 딥러닝 알고리즘이 사용될 수 있으며 그에 따라 상기 제1 딥러닝 연산 및 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습 방법의 세부적인 내용이 다르게 적용될 수 있다.In addition, as the data input to the first deep learning module are three-dimensional spatiotemporal data, the deep learning algorithm used in the first deep learning module may be a 3D-CNN algorithm, and in this case, the first deep learning module The first deep learning operation performed on input data may include a convolution operation using a predetermined filter, a feature map generation, and pooling, etc. This is not limited thereto, and various deep learning algorithms may be used according to the implementation conditions of the invention, and accordingly, details of the first deep learning operation and the learning method for the first deep learning module may be applied differently.
다음으로, 제1 딥러닝 모듈(210)이 특정 격자점 각각 및 특정 과거시점 각각에 대한 특정 기상기후에 해당되는 값을 예측하면, 학습 서버(100)가 이를 제1 GT로서의 재분석장 데이터와 비교하여 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습을 수행하도록 할 수 있다. 이 때, 제1 딥러닝 모듈(210)은 학습을 반복하여 수행하면서, 예측된 값과 재분석장 데이터의 차이가 최소화되도록 파라미터의 조정을 반복하여 수행하여, 최적의 파라미터를 획득할 수 있다.Next, when the first deep learning module 210 predicts a value corresponding to a specific weather climate for each of a specific grid point and each of a specific past time point, the learning server 100 compares it with the reanalyzed field data as the first GT. Thus, learning of the first deep learning module 210 may be performed. In this case, the first deep learning module 210 may acquire an optimal parameter by repeatedly adjusting the parameter so that the difference between the predicted value and the reanalyzed field data is minimized while repeatedly performing learning.
그리고 나서, 상술한 바와 같은 학습 과정을 거쳐 학습이 완료된 제1 딥러닝 모듈에 대하여, 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 제1 과거예보데이터(11) 및 (ii) 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 미래예보데이터(12) 중 적어도 일부가 제1 예보모델(10)에 의하여 획득되면, 학습 서버(100)가, 제1 딥러닝 모듈(210)로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 특정 제1 과거예보데이터(11-1) 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 특정 미래예보데이터(12-1) 중 적어도 일부를 입력받아 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 특정 과거시점 및 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 입력예보데이터로서 출력할 수 있다.Then, for each of the specific grid points for the first deep learning module that has been learned through the above-described learning process, (i) t-1, t-2, ..., tm past views The first historical forecast data (11) and (ii) as values corresponding to each meteorological climate, as values corresponding to each of the t+1th, t+2, ..., t+nth future times When at least a part of the future forecast data 12 is acquired by the first forecast model 10, the learning server 100 causes the first deep learning module 210 to A predetermined first deep learning operation is performed by receiving at least a part of the corresponding specific first past forecast data 11-1 and the specific future forecast data 12-1 corresponding to at least some of the future time points. As a result of the execution, a value corresponding to the specific weather climate for each of (i) a specific grid point and (ii) a specific past time point and a specific future time point may be output as second deep learning input forecast data.
이 때, 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습 과정에서 지면특성데이터(41) 및 고도특성데이터(42) 중 적어도 하나가 추가로 입력되어 학습이 이루어졌다면, 제2 딥러닝 입력예보데이터를 출력하기 위한 과정에서도 해당 지면특성데이터(41) 및 고도특성데이터(42) 중 적어도 하나가 함께 제1 딥러닝 모듈에 입력되어 상기 제2 딥러닝 입력예보데이터의 출력을 위해 참조되고 사용될 수 있다.At this time, in the learning process of the first deep learning module, if at least one of the ground feature data 41 and the high feature data 42 is additionally input and the learning is performed, the second deep learning input forecast data is output. In the process, at least one of the corresponding ground characteristic data 41 and the altitude characteristic data 42 may be input together into the first deep learning module, and may be referred to and used for outputting the second deep learning input forecast data.
그리고, 제1 딥러닝 모듈(210)으로부터 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터(211) 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 제1 배율로 축소된 축소데이터를 생성한 상태에서, 학습 서버(100)가, (i) 제2 딥러닝 모듈로 하여금 축소데이터를 제2 학습데이터로서 입력받아, 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터와 비교하여 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 할 수 있다.In addition, a predetermined pre-processing is performed on at least some of the second deep learning input forecast data 211 output from the first deep learning module 210. In a state in which the reduced data reduced by the magnification is generated, the learning server 100 (i) receives the reduced data as the second learning data by the second deep learning module, and performs a second deep learning operation on the reduced data. As a result of applying, the enlarged data enlarged at a second ratio is calculated, and (ii) the enlarged data is compared with the specific second deep learning input forecast data as a corresponding second GT (Ground Truth) to obtain a second deep It can be done to learn about the learning module.
이 때, 발명의 일 예로서, 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 축소데이터를 생성하기 위한 전처리 과정은, 학습 서버(100)가, 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)에 대하여 가로 또는 세로 픽셀수가 제2 배율의 배수에 해당되는 정수값이 될 수 있도록 특정 행 또는 특정 열의 일부를 삭제 또는 추가하는 프로세스를 추가로 수행하여 이루어질 수 있다.At this time, as an example of the invention, the pre-processing process for generating reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server 100, the specific second deep learning input forecast data 211-1 For example, the number of horizontal or vertical pixels may be an integer value corresponding to a multiple of the second magnification.
또한, 발명의 다른 일 예로서, 상기 학습 서버(100)가, 소정의 내삽법을 사용하여 상기 축소데이터를 생성할 수 있다.In addition, as another example of the invention, the learning server 100 may generate the reduced data using a predetermined interpolation method.
상술한 바와 같이, 제2 딥러닝 모듈(220)의 학습을 위해 입력되는 데이터들을 도 4a를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.As described above, data input for learning by the second deep learning module 220 will be described in detail with reference to FIG. 4A as follows.
도 4a는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 과정에서 제2 딥러닝 모듈에 입력 및 출력되는 데이터의 예시적인 도면이다. 도 4a에는 입력 및 출력 데이터 각각이 이미지 데이터로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 각각의 데이터는 이미지가 아닌 수치값만을 포함하는 데이터일 수 있다.4A is an exemplary diagram of data input and output to a second deep learning module in a learning process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4A, each of the input and output data is illustrated as image data, but the present invention is not limited thereto, and each data may be data including only a numerical value, not an image.
도 4a를 참조하면, 제1 딥러닝 모듈로부터 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터(211) 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)에 대하여, 학습 서버(100)가 소정의 전처리를 통하여 축소데이터(430)를 생성할 수 있다. 이 때, 학습 서버(100)는 cubic spline interpolation과 같은 소정의 내삽법을 원본인 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)에 사용하여 상기 축소데이터(430)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 4A, with respect to at least a portion of the second deep learning input forecast data 211-1 of the second deep learning input forecast data 211 output from the first deep learning module, the learning server 100 The reduced data 430 may be generated through a predetermined pre-processing. In this case, the learning server 100 may generate the reduced data 430 by using a predetermined interpolation method such as cubic spline interpolation for the original specific second deep learning input forecast data 211-1.
또한, 원본인 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)은 도 4a에 도시된 바와 같이 (149,253) 크기의 데이터일 수 있고, 축소데이터(430)를 생성하기 위한 소정의 제1 배율이 1/5배인 경우, 축소데이터는 (149/5, 253/5) 크기를 가져야 하지만 축소된 가로 크기 및 세로 크기 각각이 정수값이 아니게 되기 때문에, 이를 정수값으로 만들기 위하여 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)의 특정 행 또는 특정 열의 적어도 일부를 추가 또는 삭제할 수 있는데, 최종 행 개수인 세로 크기 및 최종 열 개수인 가로 크기 각각은 상기 축소데이터(430)을 소정의 제2 딥러닝 연산을 통해 산출되는 확대데이터(440)의 생성에 적용되는 제2 배율의 배수가 되도록 할 수 있다. 도 4a에 도시된 바는 제2 배율이 5배인 경우로서, 학습 서버(100)는 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)에 대하여 좌우 가장자리의 2개 열 각각과, 상부 가장자리 행 하나, 그리고 하부 가장자리 행 하나에 해당되는 데이터를 삭제하여 그 크기를 (145,250)로 만들어 제1 배율인 1/5배로 축소함으로써, 가로 및 세로 크기 각각이 정수값인 (29,25) 크기의 축소데이터(430)가 생성될 수 있다.In addition, the original specific second deep learning input forecast data 211-1 may be data of a size of (149, 253), as shown in FIG. 4A, and a predetermined first magnification for generating the reduced data 430 is In the case of 1/5 times, the reduced data must have a size of (149/5, 253/5), but since each of the reduced horizontal and vertical sizes is not an integer value, a specific second deep learning input to make it an integer value. A specific row or at least a part of a specific column of the forecast data 211-1 can be added or deleted. Each of the vertical size as the final number of rows and the horizontal size as the final number of columns is a predetermined second deep learning of the reduced data 430. It may be a multiple of the second magnification applied to the generation of the enlarged data 440 calculated through the operation. As shown in FIG. 4A, when the second magnification is 5 times, the learning server 100 includes two columns at the left and right edges and one upper edge row for the specific second deep learning input forecast data 211-1. And, by deleting the data corresponding to one lower edge row and reducing its size to (145,250) and reducing it to 1/5 times the first magnification, the horizontal and vertical size is reduced data of size (29,25) each of which is an integer value. 430 can be created.
그런 다음, 학습 서버(100)는 제2 딥러닝 모듈(220)로 하여금 상기 축소데이터(430)를 입력받아 소정의 제2 딥러닝 연산을 수행하여 제2 배율로 확대된 확대데이터(440)를 산출하도록 하고, 제2 딥러닝 모듈로 하여금 이를 원본인 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)과 비교하여 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 할 수 있다.Then, the learning server 100 causes the second deep learning module 220 to receive the reduced data 430 and perform a predetermined second deep learning operation to obtain the enlarged data 440 enlarged by a second magnification. The calculation may be performed, and the second deep learning module may compare this with the original specific second deep learning input forecast data 211-1 to perform learning on the second deep learning module.
이 때, 발명의 다른 일 예로서, 제2 딥러닝 모듈은 SRCNN과 같은 이미지 고해상도화 딥러닝 알고리즘을 차용할 수 있으며, 이러한 경우 학습 서버(100)가 제2 딥러닝 모듈에 입력되는 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)를 소정의 이미지 변환 방식에 따라 변환할 수 있고, 출력된 이미지 데이터를 다시 소정의 데이터 변환 방식에 따라 재변환할 수 있다. 이 때, 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터(430)를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 학습 서버(100)가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)가 변환된 이미지에 대하여 블러(blur) 처리 및 노이즈(noise) 추가 중 적어도 하나의 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 학습 방법이 반영될 수 있다. 또한, 상기 제2 딥러닝 연산은 축소데이터(430)에 대하여 이루어지는 소정의 컨볼루션 연산이 반복하여 수행되어 고해상도 이미지의 픽셀값 각각이 산출될 수 있다.At this time, as another example of the invention, the second deep learning module may borrow an image high-resolution deep learning algorithm such as SRCNN, and in this case, the learning server 100 inputs a specific second deep learning module to the second deep learning module. The deep learning input forecast data 211-1 may be converted according to a predetermined image conversion method, and the output image data may be converted again according to a predetermined data conversion method. At this time, the pre-processing process for generating the reduced data 430 used as the learning data of the second deep learning module, the learning server 100, the specific second deep learning input forecast data (211-1) A learning method characterized in that at least one of a blur process and noise addition is additionally performed on the converted image. In addition, in the second deep learning operation, a predetermined convolution operation performed on the reduced data 430 may be repeatedly performed to calculate each pixel value of a high-resolution image.
그리고, 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)를 이미지로 변환하지 않고 그대로 입력하는 경우에도, 블러 처리 및 노이즈 추가 알고리즘은 이미지의 픽셀값에 수행되는 것이므로, 해당 알고리즘이 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1) 자체에 응용되어 적용될 수 있다.In addition, even when the specific second deep learning input forecast data 211-1 is not converted into an image and is input as it is, the blur processing and noise addition algorithm are performed on the pixel values of the image. It can be applied and applied to the deep learning input forecast data 211-1 itself.
또한, 제2 딥러닝 모듈에 사용될 수 있는 상기 SRCNN 알고리즘은 선행 문헌으로서의 논문(https://arxiv.org/abs/1501.00092)에서 그 내용이 차용될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 발명의 실시 조건에 따라 다양한 딥러닝 알고리즘이 사용될 수 있으며 그에 따라 상기 제2 딥러닝 연산 및 제2 딥러닝 모듈(220)에 대한 학습 방법의 세부적인 내용이 다르게 적용될 수 있다.In addition, the SRCNN algorithm that can be used in the second deep learning module may be borrowed from the paper (https://arxiv.org/abs/1501.00092) as a prior document, but is not limited thereto, and implementation of the invention. Various deep learning algorithms may be used according to conditions, and accordingly, details of the second deep learning operation and the learning method for the second deep learning module 220 may be applied differently.
상술한 바와 같은 학습 과정을 통해 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220)에 대한 학습이 완료되면, 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220)을 포함하는 테스트 서버에 의하여 테스트 과정이 수행될 수 있다.When learning for the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 is completed through the learning process as described above, the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 The test process may be performed by the included test server.
구체적으로, 테스트 서버가, 학습이 완료된 제1 딥러닝 모듈(210)로 하여금 제1 예보모델(10)에 의하여 획득된 특정 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 특정 미래시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아, 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 특정 과거시점 및 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터로서 출력하도록 할 수 있다.Specifically, the test server causes the first deep learning module 210 on which the training has been completed to generate a specific first past for testing as a value corresponding to the meteorological climate at each specific past time point acquired by the first forecast model 10. As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the forecast data and the specific future forecast data for testing as a value corresponding to the weather climate at each specific future point, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific A value corresponding to the specific weather climate for at least some of a past time point and a specific future time point may be output as input forecast data for the second deep learning test.
그리고 나서, 테스트용 서버가, 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 제2 딥러닝 모듈(220)로 하여금 입력받아 제2 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터가 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터(221)를 출력하도록 하여, 상기 출력된 고해상도 예보데이터(221)를 획득할 수 있다.Then, the test server receives input forecast data for a specific second deep learning test by the second deep learning module 220 and performs a second deep learning operation. By outputting the high-resolution forecast data 221 enlarged at the second magnification, the output high-resolution forecast data 221 may be obtained.
이 때, 테스트 과정에서 사용되는 상기 테스트용 특정 제1 과거예보데이터, 테스트용 특정 미래예보데이터, 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터 각각은 테스트 과정을 수행하기 위한 전제조건으로서 학습 서버(100)에 의하여 제1 딥러닝 모듈 및 제2 딥러닝 모듈의 학습에 사용되는 학습용 특정 제1 과거예보데이터, 학습용 특정 미래예보데이터, 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터와 구분하기 위하여 ‘테스트’ 및 ‘테스트용’의 표현을 사용하였으며, 그 각각은 도 2에 표현되어 있는 특정 제1 과거예보데이터, 특정 미래예보데이터 및 제2 딥러닝 입력예보데이터와 같은 형식 및 성질을 가지는 데이터일 수 있다.At this time, each of the specific first past forecast data for test, specific future forecast data for test, and input forecast data for second deep learning test used in the test process is the learning server 100 as a prerequisite for performing the test process. In order to distinguish it from learning specific first past forecast data, specific future forecast data for learning, and input forecast data for second deep learning learning used for learning of the first deep learning module and the second deep learning module,'test' and'test The expression'dragon' is used, and each of them may be data having the same format and properties as the specific first past forecast data, specific future forecast data, and second deep learning input forecast data represented in FIG. 2.
또한, 테스트용 서버가 제2 딥러닝 모듈로 하여금 고해상도 예보데이터를 출력하는 과정에서 사용되는 데이터를 도 4b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.In addition, data used in the process of the test server outputting the high-resolution forecast data by the second deep learning module will be described with reference to FIG. 4B as follows.
도 4b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 테스트 과정에서 제2 딥러닝 모듈에 입력 및 출력되는 데이터의 예시적인 도면이다. 도 4b에는 입력 및 출력 데이터 각각이 이미지 데이터로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 각각의 데이터는 이미지가 아닌 수치값만을 포함하는 데이터일 수 있다.4B is an exemplary diagram of data input and output to a second deep learning module in a test process for generating high-resolution weather climate data according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4B, each of the input and output data is illustrated as image data, but the present invention is not limited thereto, and each data may be data including only a numerical value, not an image.
도 4b를 참조로 하면, 제2 딥러닝 모듈(220)에 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력데이터(410)가 입력되면, 테스트 서버가 제2 딥러닝 모듈(220)로 하여금 소정의 제2 딥러닝 연산을 수행하여 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터(221)를 출력할 수 있다. 이 때, 입력데이터인 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력데이터(410)가 (149,253) 크기인 경우, 그에 대하여 제2 딥러닝 연산이 수행되어, 제2 배율인 5배로 확대된 (745,1265) 사이즈의 고해상도 예보데이터(221)가 출력될 수 있다.Referring to FIG. 4B, when specific second deep learning test input data 410 is input to the second deep learning module 220, the test server causes the second deep learning module 220 to The running operation may be performed to output the high-resolution forecast data 221 enlarged at the second magnification. At this time, if the specific second deep learning test input data 410, which is the input data, has a size of (149,253), a second deep learning operation is performed on it, and the (745,1265) is enlarged to a second magnification of 5 times. High-resolution forecast data 221 of a size may be output.
따라서, 고해상도 예보데이터(221)에 포함된 값 각각을 원본인 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)에 포함된 값 각각에 대응되는 점들과 비교하면, 같은 예보공간에 대하여 가로 5배 및 세로 5배의 데이터를 포함하고 있으며 결과적으로 5배로 세밀한 격자간격에 대응되는 예보데이터로 활용할 수 있다. 즉, 원본인 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)가 5km 해상도의 데이터라고 하면, 고해상도 예보데이터(221)는 1km 해상도의 데이터로서 더욱 세밀한 격자간격에 대한 예보데이터를 포함하는 데이터로 사용될 수 있으며, 발명의 실시 조건에 따라 더 높은 해상도의 데이터를 획득할 수 있도록 본 발명의 세부적인 내용이 조정되어 실시될 수 있다.Therefore, when comparing each of the values included in the high-resolution forecast data 221 with points corresponding to each of the values included in the original specific second deep learning test input forecast data 410, the horizontal 5 times for the same forecast space. And 5 times the length of data, and as a result, it can be used as forecast data corresponding to the fine grid spacing of 5 times. That is, if the original specific input forecast data 410 for the second deep learning test is data with a resolution of 5 km, the high-resolution forecast data 221 is data with a resolution of 1 km and includes forecast data for a finer grid interval. It may be used, and detailed contents of the present invention may be adjusted and implemented to obtain higher resolution data according to the implementation conditions of the present invention.
또한, 발명의 다른 일 예로서, 제2 딥러닝 모듈(220)은 SRCNN과 같은 이미지 고해상도화 딥러닝 알고리즘을 차용할 수 있으며, 이러한 경우 테스트 서버가 제2 딥러닝 모듈에 입력되는 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)를 소정의 이미지 변환 방식에 따라 변환할 수 있고, 출력된 이미지 데이터를 다시 소정의 데이터 변환 방식에 따라 재변환할 수 있다. 이러한 경우 상기 제2 딥러닝 연산은 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)에 대하여 소정의 컨볼루션 연산이 반복하여 수행되는 것일 수 있다.In addition, as another example of the invention, the second deep learning module 220 may borrow an image high-resolution deep learning algorithm such as SRCNN, and in this case, the test server is input to the second deep learning module. The running test input forecast data 410 may be converted according to a predetermined image conversion method, and the output image data may be converted again according to a predetermined data conversion method. In this case, the second deep learning operation may be performed by repeatedly performing a predetermined convolution operation on the input forecast data 410 for a specific second deep learning test.
또한, 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)를 이미지로 변환하지 않고 실수값 그대로 반영하는 경우에도, 블러 처리 및 노이즈 추가 알고리즘은 이미지의 픽셀값에 수행되는 것이므로, 해당 알고리즘이 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410) 자체에 응용되어 수행될 수 있다.In addition, even when the input forecast data 410 for a specific second deep learning test is not converted into an image and a real value is reflected as it is, the blur processing and noise addition algorithm are performed on the pixel values of the image. 2 It may be applied to the input forecast data 410 for deep learning test itself and performed.
그리고, 상술한 바와 같은 제2 딥러닝 모듈에 사용될 수 있는 SRCNN 알고리즘은 그에 한정되는 것은 아니며, 발명의 실시 조건에 따라 다양한 딥러닝 알고리즘이 사용될 수 있으며 그에 따라 상기 제2 딥러닝 연산 및 제2 딥러닝 모듈(220)에 대한 테스트 방법의 세부적인 내용이 다르게 적용될 수 있다.And, the SRCNN algorithm that can be used in the second deep learning module as described above is not limited thereto, and various deep learning algorithms can be used according to the implementation conditions of the invention, and accordingly, the second deep learning operation and the second deep learning algorithm Details of the test method for the learning module 220 may be applied differently.
발명의 다른 일 예로서, 테스트 서버가, 고해상도 예보데이터(221)에 대응되는 고해상도 격자점 중 적어도 일부의 특정 고해상도 격자점에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을, 상기 실제 관측자료(30) 중 특정 고해상도 격자점에 대응되는 위치에서 측정된 특정 실제 관측자료와 비교하여, 그 차이가 임계치 이상인 경우 추가학습이 필요한 것으로 판단하고, 상기 추가학습이 이루어질 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 고해상도 예보데이터(221)의 특정 고해상도 격자점과 같거나 소정의 범위 이내에 해당되는 위치에서 측정된 특정 실제 관측자료가 존재하는 경우, 테스트 서버는 특정 고해상도 격자점에 대한 특정 기상기후로서의 ‘기온’에 해당되는 값이 30도이고, 그에 대응되는 실제 관측자료가 25도로서 그 차이가 5이고, 소정의 임계치가 3도라면 테스트 서버가 추가 학습이 필요한 것으로 판단하고, 그와 관련된 정보를 제공하거나 별도의 사용자 단말 등으로 하여금 제공하도록 함으로써 재학습이 이루어질 수 있도록 지원할 수 있다.As another example of the invention, the test server determines a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high resolution grid points corresponding to the high resolution forecast data 221, the actual observation data 30 Among them, it is compared with specific actual observation data measured at a location corresponding to a specific high-resolution grid point, and if the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and the additional learning can be supported. For example, if there is a specific actual observation data measured at a location equal to or within a predetermined range of a specific high resolution grid point of the high resolution forecast data 221, the test server If the value corresponding to'temperature' is 30 degrees, the actual observation data corresponding to it is 25 degrees, the difference is 5, and the predetermined threshold is 3 degrees, the test server determines that additional learning is necessary, and related information It is possible to support re-learning by providing a user terminal or allowing a separate user terminal to provide it.
또한, 발명의 다른 일 예로서, 테스트 서버가, 특정 제1 과거예보데이터(11-1)를 재분석장 데이터(22)와 비교한 제1 오차값과, 특정 제1 과거예보데이터(11-1)를 제1 딥러닝 모듈(210)에 입력하여 제1 딥러닝 모듈(210)로 하여금 제1 딥러닝 연산을 수행하도록 함으로써 출력된 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(221)를 재분석장 데이터(22)와 비교한 제2 오차값을 각각 참조하여, 제1 예보모델(10)과 제1 딥러닝 모듈(210)의 성능을 비교하여 판단할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 제1 예보모델(10)로부터 획득된 특정 제1 과거예보데이터(11-1)을 제1 GT로서 사용된 재분석장 데이터(22)와 비교하여 특정 격자점 각각 및 특정 과거시점 각각에 대한 제1 오차값 각각을 산출하고, 제1 딥러닝 모듈(210)이 특정 제1 과거예보데이터(11-1)를 입력받아 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과 출력되는 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)를 상기 재분석장 데이터(22)와 비교하여 특정 격자점 각각 및 특정 과거시점 각각에 대한 제2 오차값 각각을 산출할 수 있으며, 제1 오차값 각각을 모두 합산한 값이 10이고, 제2 오차값 각각을 합산한 값이 8인 경우, 제1 딥러닝 모듈(210)의 성능이 제1 예보모델(10)보다 더 좋은 것으로 판단할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 오차값 각각에 대하여 적용되는 계산방법 및 성능 판단 기준 등은 발명의 실시 조건에 따라 다르게 정해질 수 있다.In addition, as another example of the invention, the test server compares the specific first historical forecast data 11-1 with the reanalyzing field data 22 and the first error value and the specific first historical forecast data 11-1. ) To the first deep learning module 210 to cause the first deep learning module 210 to perform the first deep learning operation, and the output second deep learning test input forecast data 221 is reanalyzed field data. With reference to each of the second error values compared to (22), the performance of the first forecast model 10 and the first deep learning module 210 may be compared and determined. For example, by comparing the specific first past forecast data 11-1 obtained from the first forecast model 10 with the reanalyzing field data 22 used as the first GT, each specific grid point and each specific past time point A second deep learning test that is output as a result of calculating each of the first error values for, and the first deep learning module 210 receives specific first past forecast data 11-1 and performs the first deep learning operation. Comparing the input forecast data 410 for the reanalysis field data 22 to calculate the second error values for each of a specific grid point and each of a specific past time point, a value obtained by summing each of the first error values If this is 10 and the sum of each of the second error values is 8, it may be determined that the performance of the first deep learning module 210 is better than the first forecast model 10, but is not limited thereto. A calculation method and a performance criterion applied to each of the error values may be determined differently according to the implementation conditions of the invention.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 학습 서버가 학습을 수행하는 순서를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a learning server for generating high-resolution weather climate data performs learning according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 고해상도 기상기후데이터(221)의 생성을 위한 학습 과정은, 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여 제1 과거예보데이터(11)가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득(S501)되는 것으로부터 시작된다.Referring to FIG. 5, in the learning process for generating high-resolution weather and climate data 221, first past forecast data 11 for each specific grid point included in a predetermined forecast area are converted to a predetermined first forecast model. It starts from what is acquired (S501).
그리고 나서, 학습 서버(100)가, 특정 과거시점에 대응되는 특정 제1 과거예보데이터(11-1)를 제1 학습데이터로서 제1 딥러닝 모듈에 입력(S502) 할 수 있다.Then, the learning server 100 may input (S502) specific first past forecast data 11-1 corresponding to a specific past time point into the first deep learning module as first learning data.
다음으로, 학습 서버(100)는 제1 딥러닝 모듈(210)이 특정 격자점 각각 및 특정 과거시점 각각에 대한 특정 기상기후에 해당되는 값을 예측(S503)하도록 할 수 있다.Next, the learning server 100 may cause the first deep learning module 210 to predict a value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and each specific past time point (S503).
그런 다음, 학습 서버(100)는 제1 딥러닝 모듈(210)로 하여금 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을 제1 GT로서의 재분석장 데이터(22)와 비교하여 제1 딥러닝 모듈이 학습(S504)되도록 할 수 있다. Then, the learning server 100 causes the first deep learning module 210 to compare the predicted value corresponding to the specific weather climate with the reanalysis field data 22 as the first GT, and the first deep learning module learns ( S504).
상기 S501 내지 상기 S504 과정을 거쳐 제1 딥러닝 모듈(210)의 학습이 완료된 상태에서, 특정 격자점 각각에 대한 제1 과거예보데이터(11) 및 미래예보데이터(12) 중 적어도 일부가 제1 예보모델에 의하여 획득(S505)될 수 있다.In a state in which the learning of the first deep learning module 210 is completed through the processes S501 to S504, at least a part of the first past forecast data 11 and the future forecast data 12 for each specific grid point is the first It may be acquired (S505) by the forecast model.
그리고 나서, 학습 서버(100)는 획득된 제1 과거예보데이터(11) 및 미래예보데이터(12) 중 적어도 일부를 제1 딥러닝 모듈(210)에 입력(S506)되도록 할 수 있고, 제1 딥러닝 모듈(210)로 하여금 특정 격자점 각각 그리고 특정 과거시점 및 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 입력예보데이터(211)로서 출력(S507) 하도록 할 수 있다.Then, the learning server 100 may input at least some of the acquired first past forecast data 11 and future forecast data 12 to the first deep learning module 210 (S506), and the first The deep learning module 210 outputs a value corresponding to a specific weather climate for each specific grid point and at least some of a specific past time point and a specific future time point as the second deep learning input forecast data 211 (S507). can do.
다음으로, 학습 서버(100)는 제1 딥러닝 모듈로부터 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터(211) 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)에 소정의 전처리를 수행하여 제1 배율로 축소된 축소데이터(430)를 생성(S508)할 수 있고, 생성된 축소데이터(430)를 제2 학습데이터로서 제2 딥러닝 모듈(220)에 입력(S509)되도록 할 수 있다.Next, the learning server 100 performs a predetermined pre-processing on at least some of the second deep learning input forecast data 211-1 of the second deep learning input forecast data 211 output from the first deep learning module. Thus, the reduced data 430 reduced to the first magnification can be generated (S508), and the generated reduced data 430 can be input (S509) to the second deep learning module 220 as second learning data. have.
그런 다음, 학습 서버(100)는 제2 딥러닝 모듈(220)로 하여금 제2 비율로 확대된 확대데이터(440)를 산출(S510)하도록 할 수 있고, 산출된 확대데이터(440)를 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터(211-1)와 비교하여 제2 딥러닝 모듈(220)이 학습(S511)되도록 할 수 있다.Then, the learning server 100 may cause the second deep learning module 220 to calculate the enlarged data 440 enlarged at a second ratio (S510), and the calculated enlarged data 440 corresponding thereto. The second deep learning module 220 may be trained (S511) by comparing it with the specific second deep learning input forecast data 211-1 as the second GT (Ground Truth).
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 테스트 서버가 테스트를 수행하는 순서를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart schematically illustrating a procedure in which a test server for generating high-resolution weather climate data performs a test according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 고해상도 기상기후데이터의 생성을 위한 테스트 서버가 테스트를 수행하는 과정은, 제1 딥러닝 모듈(210) 및 제2 딥러닝 모듈(220)의 학습이 완료된 상태에서, 제1 예보모델(10)에 의하여 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 테스트용 특정 제2 과거예보데이터가 획득(S601)되는 것으로부터 시작된다.Referring to FIG. 6, the process of performing a test by the test server for generating high-resolution weather climate data is, in a state in which learning of the first deep learning module 210 and the second deep learning module 220 is completed, the first It starts from obtaining (S601) specific first past forecast data for testing and second specific past forecast data for testing by the forecast model 10.
그런 다음, 테스트 서버가, 획득된 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 테스트용 특정 제2 과거예보데이터 중 적어도 일부를 제1 딥러닝 모듈(210)에 입력(S602) 되도록 하여, 제2 딥러닝 모듈(220)로 하여금 특정 격자점 각각 그리고 특정 과거시점 및 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)로서 출력(S603)되도록 할 수 있다.Then, the test server inputs at least a part of the acquired specific first past forecast data for testing and the specific second past forecast data for testing into the first deep learning module 210 (S602), so that the second deep learning The module 220 outputs a value corresponding to a specific weather climate for each of a specific grid point and at least some of a specific past time point and a specific future time point as the input forecast data 410 for the second deep learning test (S603). can do.
그리고 나서, 테스트 서버는 출력된 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터(410)를 제2 딥러닝 모델(220)에 입력(S604)되도록 하여, 제2 딥러닝 모델(220)로 하여금 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터(221)를 출력(S605)하도록 하여 최종적으로 고해상도 예보데이터(221)를 획득할 수 있다.Then, the test server inputs the outputted second deep learning test input forecast data 410 to the second deep learning model 220 (S604), thereby causing the second deep learning model 220 to generate a second magnification. By outputting the high-resolution forecast data 221 enlarged to (S605), the high-resolution forecast data 221 may be finally obtained.
그리고, 발명의 일 예로서, 기상청과 같은 기상예보정보 제공주체가 예보했던 과거예보데이터의 격자점 내부의 지역인 공백지역에 대한 특정 기상기후에 해당되는 값을 본 발명의 실시를 통하여 높은 정확도로 예측할 수 있으며, 이를 바탕으로 특정 과거시점에 상기 공백지역에서 발생했던 사건에 영향을 미쳤을 것으로 추정되는 특정 기상기후에 해당되는 값을 활용할 수 있도록 하는 기상감정업과 같은 새로운 비즈니스 모델의 개발 및 지원이 가능할 수 있다.And, as an example of the invention, through the implementation of the present invention, a value corresponding to a specific meteorological climate for a blank area, which is an area inside the grid point of the past forecast data predicted by a weather forecast information provider such as the Meteorological Administration It can be predicted, and based on this, it is possible to develop and support new business models such as the meteorological appraisal industry that enables the use of values corresponding to specific weather conditions that are estimated to have affected events that occurred in the blank areas at a specific past time. I can.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magnetooptical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetooptical media such as floptical disks. , And a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the processing according to the present invention, and vice versa.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described by specific matters such as specific elements and limited embodiments and drawings, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Anyone having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the above-described embodiments and should not be defined, and all modifications that are equally or equivalent to the claims as well as the claims to be described later fall within the scope of the spirit of the present invention. I would say.

Claims (20)

  1. 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 방법으로서,As a learning method for generating high-resolution weather and climate data,
    (a) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, 학습 서버가, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 재분석장 데이터 - 상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 단계;(a) A specific grid point included in a predetermined forecast area among grid points corresponding to points where a plurality of first axis lines parallel to the first direction and a plurality of second axis lines parallel to the second direction cross each other. On the other hand, when the first historical forecast data as a value corresponding to the meteorological climate of each of the t-1, t-2, ..., tm past time points is obtained by a predetermined first forecast model, the learning server, (i) As a result of the first deep learning module receiving specific first past forecast data corresponding to at least some of the past time points as first learning data, and performing a predetermined first deep learning operation. A value corresponding to at least one of the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) a value corresponding to the predicted specific weather climate is calculated as the first GT Re-analysis field data as (Ground Truth)-The re-analysis field data is a second past forecast as a value corresponding to the specific weather climate obtained by a second forecast model for each of the specific grid points and each of the specific past time points. Comparing the data with the corrected data with reference to actual observation data collected separately, and performing learning on the first deep learning module;
    (b) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 학습 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 단계; 및(b) In a state in which learning about the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) each of the t-1, t-2, ..., tm-th past views The first past forecast data as a value corresponding to the meteorological climate and (ii) the future forecast as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t+1, t+2, ..., t+nth future times When at least some of the data is acquired by the first forecast model, the learning server causes the first deep learning module to cause the specific first past forecast data and As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data corresponding to the specific future time of at least some of the future time points, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific past time point And outputting a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the specific future time points as second deep learning input forecast data. And
    (c) 상기 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 축소데이터를 생성한 상태에서, 상기 학습 서버가, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 단계;(c) In a state in which reduced data reduced by a predetermined first magnification is generated by performing a predetermined pre-processing on at least a part of specific second deep learning input forecast data among the output second deep learning input forecast data, the The learning server, (i) the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the enlarged data enlarged at a second ratio And (ii) comparing the enlarged data with the specific second deep learning input forecast data as a second GT (Ground Truth) corresponding thereto to perform learning on the second deep learning module ;
    를 포함하는, 학습 방법.Containing, learning method.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 (a) 단계에서,In step (a),
    상기 학습 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 지면특성데이터 및 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하되,The learning server, characterized in that for causing the first deep learning module to perform learning by additionally receiving at least one of ground characteristic data and altitude characteristic data corresponding to each of the specific grid points,
    상기 특정 과거시점이 복수개의 시점인 경우, 상기 서버가, 상기 지면특성데이터 및 상기 고도데이터 중 적어도 하나가 상기 특정 과거시점 각각에 대응되도록 상기 특정 과거시점의 수만큼 동일하게 반복되는 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터 및 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 생성하여, 이를 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 학습 방법.When the specific past time point is a plurality of time points, the first deep learning that the server repeats the same as the number of the specific past time points so that at least one of the ground characteristic data and the altitude data corresponds to each of the specific past time points. A learning method, characterized in that at least one of ground feature data for input and advanced feature data for first deep learning input is additionally generated, and the first deep learning module receives the additional input to perform learning.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 지면특성데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 해당되는 지면특성별로 기설정된 카테고리값을 가지되,The ground characteristic data has a preset category value for each ground characteristic corresponding to each of the specific grid points,
    상기 제1 딥러닝 모듈의 학습 과정에서, 상기 카테고리값 각각은, 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 소정의 차원벡터값으로 변환되어 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습에 사용되는 것을 특징으로 하는, 학습 방법.In the learning process of the first deep learning module, each of the category values is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to each of the specific grid points, and is used for learning of the first deep learning module. Way.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 대하여 (i) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하는 제1 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제1 특정 격자점 각각의 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정되고, (ii) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하지 않는 제2 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 제2 예보모델에 의하여 예측된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값 및 상기 제2 부분 특정 격자점으로부터 가까운 위치에서 측정된 적어도 하나의 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제2 부분 특정 격자점 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정된 것임을 특징으로 하는, 학습 방법.The re-analysis field data is, for each of the specific grid points (i), for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data exists within a predetermined range, the first specific grid is referred to the actual observation data. The value corresponding to the specific weather climate of each point is determined and corrected, and (ii) for each of the second partial specific grid points in which the actual observation data does not exist within a predetermined range, predicted by the second forecast model. With reference to the value corresponding to the specified weather climate and at least one actual observation data measured at a position close to the second part specific grid point, corresponding to the specific weather climate for each of the second part specific grid points. The learning method, characterized in that the value is determined and corrected.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 (c) 단계에서,In step (c),
    상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 학습 서버가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 블러(blur) 처리 및 노이즈(noise) 추가 중 적어도 하나의 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 방법.In the pre-processing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server performs blur processing and noise on the specific second deep learning input forecast data. The learning method, characterized in that made by additionally performing at least one process of addition.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 (c) 단계에서,In step (c),
    상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 학습 서버가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 가로 또는 세로 픽셀수가 상기 제2 배율의 배수에 해당되는 정수값이 될 수 있도록 특정 행 또는 특정 열의 일부를 삭제 또는 추가하는 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 방법.In the pre-processing process for generating the reduced data used as the learning data of the second deep learning module, the learning server includes, for the specific second deep learning input forecast data, the number of horizontal or vertical pixels is equal to the second magnification. A learning method, characterized in that it is formed by additionally performing a process of deleting or adding a part of a specific row or a specific column so that it can be an integer value corresponding to a multiple.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 (c) 단계에서,In step (c),
    상기 서버가, 소정의 내삽법을 사용하여 상기 축소데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 학습 방법.The learning method, characterized in that the server generates the reduced data using a predetermined interpolation method.
  8. 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 테스트 방법으로서,As a test method for generating high-resolution weather and climate data,
    (a) 학습 서버에 의해서, (1) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 학습용 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 학습용 재분석장 데이터 - 상기 학습용 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하며, (2) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 학습용 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 학습용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 학습용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 및 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터로서 출력하도록 하며, (3) 상기 출력된 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 학습용 축소데이터를 생성한 상태에서, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 학습용 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 학습용 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 학습용 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 학습용 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하여, 상기 제1 딥러닝 모듈 및 상기 제2 딥러닝 모듈 각각에 대한 학습이 완료된 상태에서, 테스트 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 예보모델에 의하여 획득된 상기 특정 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 특정 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 단계; 및(a) By the learning server, (1) a predetermined forecast area among grid points corresponding to points where a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect. For each specific grid point included in, the first historical forecast data for learning as a value corresponding to the meteorological climate of each of the t-1, t-2, ..., and tm past points is a predetermined first forecast model. When obtained by (i) the first deep learning module receives specific first past forecast data for learning corresponding to at least some of the past time points as first learning data, and a predetermined first deep learning As a result of performing the calculation, a value corresponding to at least one specific meteorological climate among the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) a value corresponding to the predicted specific weather climate Value, the learning re-analysis field data as a first GT (Ground Truth)-The learning re-analysis field data is, for each of the specific grid points and each of the specific past time points, in the specific weather climate obtained by the second forecast model. This data is corrected by referring to actual observation data collected separately from the second historical forecast data for learning as a corresponding value.-Compared with, to perform learning on the first deep learning module, and (2) the first In a state in which learning about the deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) a value corresponding to the weather climate at each of the t-1, t-2, ..., and tm-th past points At least a portion of the first past forecast data for learning as and (ii) the future forecast data for learning as values corresponding to the weather climate at each of the t+1, t+2, ..., and t+nth future times When is obtained by the first forecast model, the first deep learning module causes the learning specific first past forecast data to correspond to the specific past time point and at least a part of the future time point. Specific future forecast for learning corresponding to the future point of view As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least a portion of the data, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific weather climate for at least some of the specific past time point and the specific future time point The corresponding value is output as second deep learning learning input forecast data, and (3) a predetermined preprocessing is performed on at least some of the output second deep learning input forecast data. In a state in which the reduced data for learning reduced to a predetermined first magnification is generated, (i) the second deep learning module receives the reduced data for learning as second learning data, As a result of applying the second deep learning operation, the expanded data for learning expanded at a second ratio is calculated, and (ii) the expanded data for learning is used as the corresponding second GT (Ground Truth) for the specific second deep learning learning. Compared with the input forecast data to perform learning on the second deep learning module, and in a state in which learning on each of the first deep learning module and the second deep learning module is completed, the test server The learning module allows the specific first past forecast data for testing as a value corresponding to the meteorological climate at each of the specific past time points acquired by the first forecast model and as a value corresponding to the weather climate at each of the specific future time points. As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data for test, (i) each of the specific grid points, and (ii) each of the specific past time points and at least some of the specific future time points. Outputting a value corresponding to the specific weather climate as input forecast data for a second deep learning test; And
    (b) 상기 테스트용 서버가, 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 입력받아 상기 제2 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터가 상기 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터를 출력하도록 하여, 상기 출력된 고해상도 예보데이터를 획득하는 단계; (b) The test server receives input forecast data for at least a portion of the second deep learning test input forecast data from the second deep learning module and performs the second deep learning operation. As a result of performing the specific second deep learning test input forecast data to output high-resolution forecast data enlarged by the second magnification, thereby obtaining the output high-resolution forecast data;
    를 포함하는, 테스트 방법.Containing, the test method.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 테스트 서버가, 상기 고해상도 예보데이터에 대응되는 고해상도 격자점 중 적어도 일부의 특정 고해상도 격자점에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을, 상기 실제 관측자료 중 특정 고해상도 격자점에 대응되는 위치에서 측정된 특정 실제 관측자료와 비교하여, 그 차이가 임계치 이상인 경우 추가학습이 필요한 것으로 판단하고, 상기 추가학습이 이루어질 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 방법.The test server measures a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high-resolution grid points corresponding to the high-resolution forecast data at a location corresponding to the specific high-resolution grid point in the actual observation data. Compared with the specific actual observation data, if the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and the additional learning is supported so that the additional learning can be performed.
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 테스트 서버가, 상기 특정 제1 과거예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제1 오차값과, 상기 제1 과거예보데이터를 상기 제1 딥러닝 모듈에 입력하여 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 딥러닝 연산을 수행하도록 하여 출력된 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제2 오차값을 각각 참조하여, 상기 제1 예보모델과 상기 제1 딥러닝 모듈의 성능을 판단할 수 있도록 지원하되, 오차값이 작을수록 더 높은 성능의 모델로 판단하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 방법.The test server inputs a first error value obtained by comparing the specific first past forecast data with the reanalysis field data, and the first past forecast data into the first deep learning module to cause the first deep learning module to The first prediction model and the first deep learning by referring to a second error value obtained by comparing the input forecast data for the second deep learning test output by performing the first deep learning operation with the data of the reanalysis field. It supports to determine the performance of the module, characterized in that support to determine the higher performance model as the error value is smaller, the test method.
  11. 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 학습 서버로서,As a learning server to generate high-resolution weather and climate data,
    인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및At least one memory for storing instructions; And
    상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서; 를 포함하고,At least one processor configured to execute the instructions; Including,
    상기 프로세서가,The processor,
    (I) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 재분석장 데이터 - 상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 프로세스; (II) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 학습 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 프로세스; 및 (III) 상기 출력된 제2 딥러닝 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 축소데이터를 생성한 상태에서, 상기 학습 서버가, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하는 프로세스; 를 수행하는, 학습 서버.(I) A specific grid point included in a predetermined forecast area among grid points corresponding to points where a plurality of first axis lines parallel to the first direction and a plurality of second axis lines parallel to the second direction cross each other. On the other hand, if the first historical forecast data as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t-1, t-2, ..., tm past time points is obtained by a predetermined first forecast model, (i) the first 1 The deep learning module receives specific first past forecast data corresponding to at least some of the past time points as first learning data, and performs a predetermined first deep learning operation. A value corresponding to at least one specific weather climate is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time point, and (ii) a value corresponding to the predicted specific weather climate is determined as a first GT (Ground Truth) Re-analysis field data as-The re-analysis field data separately collects second past forecast data as a value corresponding to the specific weather climate obtained by a second forecast model for each of the specific grid points and each of the specific past time points. A process of performing learning on the first deep learning module by comparing the data with the corrected data with reference to the actual observed data; (II) In a state in which learning about the first deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) each of the t-1, t-2, ..., tm-th past views The first past forecast data as a value corresponding to the meteorological climate and (ii) the future forecast as a value corresponding to the meteorological climate at each of the t+1, t+2, ..., t+nth future times When at least some of the data is acquired by the first forecast model, the learning server causes the first deep learning module to cause the specific first past forecast data and As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data corresponding to the specific future time of at least some of the future time points, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific past time point And a process of outputting a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the specific future time points as second deep learning input forecast data. And (III) performing a predetermined pre-processing on at least some of the output second deep learning input forecast data on at least a portion of the second deep learning input forecast data to generate reduced data reduced by a predetermined first magnification, The learning server, (i) the second deep learning module receives the reduced data as second learning data, and as a result of applying a predetermined second deep learning operation to the reduced data, the expansion is enlarged by a second ratio. To calculate data, and (ii) to perform learning on the second deep learning module by comparing the enlarged data with the specific second deep learning input forecast data as a second GT (Ground Truth) corresponding thereto. process; To do, learning server.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 (I) 프로세스에서,In the above (I) process,
    상기 프로세서가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 지면특성데이터 및 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하되,The processor is characterized in that for causing the first deep learning module to perform learning by additionally receiving at least one of ground feature data and altitude feature data corresponding to each of the specific grid points,
    상기 특정 과거시점이 복수개의 시점인 경우, 상기 프로세서가, 상기 지면특성데이터 및 상기 고도데이터 중 적어도 하나가 상기 특정 과거시점 각각에 대응되도록 상기 특정 과거시점의 수만큼 동일하게 반복되는 제1 딥러닝 입력용 지면특성데이터 및 제1 딥러닝 입력용 고도특성데이터 중 적어도 하나를 추가로 생성하여, 이를 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 추가로 입력받아 학습을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 학습 서버.When the specific past time point is a plurality of time points, the processor is a first deep learning that repeats the same as the number of the specific past time points so that at least one of the ground characteristic data and the altitude data corresponds to each of the specific past time points. A learning server, characterized in that by additionally generating at least one of ground feature data for input and advanced feature data for first deep learning input, and allowing the first deep learning module to receive additional input and perform learning.
  13. 제12항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 지면특성데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 해당되는 지면특성별로 기설정된 카테고리값을 가지되,The ground characteristic data has a preset category value for each ground characteristic corresponding to each of the specific grid points,
    상기 제1 딥러닝 모듈의 학습 과정에서, 상기 카테고리값 각각은, 상기 특정 격자점 각각에 대응되는 소정의 차원벡터값으로 변환되어 상기 제1 딥러닝 모듈의 학습에 사용되는 것을 특징으로 하는, 학습 서버.In the learning process of the first deep learning module, each of the category values is converted into a predetermined dimensional vector value corresponding to each of the specific grid points, and is used for learning of the first deep learning module. server.
  14. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각에 대하여 (i) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하는 제1 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제1 특정 격자점 각각의 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정되고, (ii) 소정의 범위 이내에 상기 실제 관측자료가 존재하지 않는 제2 부분 특정 격자점 각각에 대해서는, 상기 제2 예보모델에 의하여 예측된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값 및 상기 제2 부분 특정 격자점으로부터 가까운 위치에서 측정된 적어도 하나의 상기 실제 관측자료를 참조하여, 상기 제2 부분 특정 격자점 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값이 결정되어 보정된 것임을 특징으로 하는, 학습 서버.The re-analysis field data is, for each of the specific grid points (i), for each of the first partial specific grid points in which the actual observation data exists within a predetermined range, the first specific grid is referred to the actual observation data. The value corresponding to the specific weather climate of each point is determined and corrected, and (ii) for each of the second partial specific grid points in which the actual observation data does not exist within a predetermined range, predicted by the second forecast model. With reference to the value corresponding to the specified weather climate and at least one actual observation data measured at a position close to the second part specific grid point, corresponding to the specific weather climate for each of the second part specific grid points. Learning server, characterized in that the value is determined and corrected.
  15. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 (III) 프로세스에서,In the above (III) process,
    상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 프로세서가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 블러(blur) 처리 및 노이즈(noise) 추가 중 적어도 하나의 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 서버.In the preprocessing process for generating the reduced data used as the training data of the second deep learning module, the processor processes a blur and adds noise to the specific second deep learning input forecast data. Learning server, characterized in that formed by additionally performing at least one of the processes.
  16. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 (III) 프로세스에서,In the above (III) process,
    상기 제2 딥러닝 모듈의 학습데이터로 사용되는 상기 축소데이터를 생성하기 위한 상기 전처리 과정은, 상기 프로세서가, 상기 특정 제2 딥러닝 입력예보데이터에 대하여 가로 또는 세로 픽셀수가 상기 제2 배율의 배수에 해당되는 정수값이 될 수 있도록 특정 행 또는 특정 열의 일부를 삭제 또는 추가하는 프로세스를 추가로 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 학습 서버.In the pre-processing for generating the reduced data used as the training data of the second deep learning module, the processor includes the number of horizontal or vertical pixels for the specific second deep learning input forecast data, which is a multiple of the second magnification. A learning server, characterized in that it is formed by additionally performing a process of deleting or adding a part of a specific row or a specific column to become an integer value corresponding to.
  17. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 (III) 프로세스에서,In the above (III) process,
    상기 프로세서가, 소정의 내삽법을 사용하여 상기 축소데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 학습 서버.The learning server, characterized in that the processor generates the reduced data using a predetermined interpolation method.
  18. 고해상도 기상기후데이터를 생성하기 위한 테스트 방법으로서,As a test method for generating high-resolution weather and climate data,
    인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및At least one memory for storing instructions; And
    상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서; 를 포함하고,At least one processor configured to execute the instructions; Including,
    상기 프로세서가,The processor,
    (I) 학습 서버에 의해서, (1) 제1 방향에 평행한 복수의 제1 축선 및 제2 방향에 평행한 복수의 제2 축선이 교차되는 지점 각각에 대응되는 격자점들 중 소정의 예보영역에 포함된 특정 격자점 각각에 대하여, 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제1 과거예보데이터가 소정의 제1 예보모델에 의해 획득되면, (i) 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 특정 과거시점에 대응되는 학습용 특정 제1 과거예보데이터를 제1 학습데이터로서 입력받아, 소정의 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 기상기후 중 적어도 하나의 특정 기상기후에 해당되는 값을 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여 예측하도록 하고, (ii) 상기 예측된 특정 기상기후에 해당되는 값을, 제1 GT(Ground Truth)로서의 학습용 재분석장 데이터 - 상기 학습용 재분석장 데이터는, 상기 특정 격자점 각각 및 상기 특정 과거시점 각각에 대하여, 제2 예보모델에 의해 획득된 상기 특정 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 제2 과거예보데이터를 별도로 수집된 실제 관측자료를 참조로 하여 보정한 데이터임 - 와 비교하여, 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하며, (2) 상기 제1 딥러닝 모듈에 대한 학습이 완료된 상태에서, 상기 특정 격자점 각각에 대하여, (i) 상기 제t-1, 제t-2, ..., 제t-m 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 상기 학습용 제1 과거예보데이터 및 (ii) 상기 제t+1, 제t+2, ..., 제t+n 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 학습용 미래예보데이터 중 적어도 일부가 상기 제1 예보모델에 의하여 획득되면, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 과거시점 중 적어도 일부의 상기 특정 과거시점에 대응되는 상기 학습용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 미래시점 중 적어도 일부의 특정 미래시점에 대응되는 학습용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 및 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터로서 출력하도록 하며, (3) 상기 출력된 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터에 대하여 소정의 전처리를 수행하여 소정의 제1 배율로 축소된 학습용 축소데이터를 생성한 상태에서, (i) 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 상기 학습용 축소데이터를 제2 학습데이터로 입력받아, 상기 학습용 축소데이터에 소정의 제2 딥러닝 연산을 적용한 결과로서 제2 비율로 확대된 학습용 확대데이터를 산출하도록 하고, (ii) 상기 학습용 확대데이터를, 그에 대응되는 제2 GT(Ground Truth)로서의 상기 특정 제2 딥러닝 학습용 입력예보데이터와 비교하여 상기 제2 딥러닝 모듈에 대한 학습을 수행하도록 하여, 상기 제1 딥러닝 모듈 및 상기 제2 딥러닝 모듈 각각에 대한 학습이 완료된 상태에서, 테스트 서버가, 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 예보모델에 의하여 획득된 상기 특정 과거시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 제1 과거예보데이터 및 상기 특정 미래시점 각각의 상기 기상기후에 해당되는 값으로서의 테스트용 특정 미래예보데이터 중 적어도 일부를 입력받아 상기 제1 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 (i) 상기 특정 격자점 각각 그리고 (ii) 상기 특정 과거시점 및 상기 특정 미래시점 중 적어도 일부 각각에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터로서 출력하도록 하는 프로세스; 및 (II) 상기 테스트용 서버가, 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터 중 적어도 일부의 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 제2 딥러닝 모듈로 하여금 입력받아 상기 제2 딥러닝 연산을 수행한 결과로서 상기 특정 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터가 상기 제2 배율로 확대된 고해상도 예보데이터를 출력하도록 하여, 상기 출력된 고해상도 예보데이터를 획득하는 프로세스; 를 수행하는, 테스트 서버.(I) By the learning server, (1) a predetermined forecast area among grid points corresponding to points where a plurality of first axes parallel to a first direction and a plurality of second axes parallel to a second direction intersect. For each specific grid point included in, the first historical forecast data for learning as a value corresponding to the meteorological climate of each of the t-1, t-2, ..., and tm past points is a predetermined first forecast model. When obtained by (i) the first deep learning module receives specific first past forecast data for learning corresponding to at least some of the past time points as first learning data, and a predetermined first deep learning As a result of performing the calculation, a value corresponding to at least one specific meteorological climate among the meteorological climates is predicted for each of the specific grid points and each of the specific past time points, and (ii) a value corresponding to the predicted specific weather climate Value, the learning re-analysis field data as a first GT (Ground Truth)-The learning re-analysis field data is, for each of the specific grid points and each of the specific past time points, in the specific weather climate obtained by the second forecast model. This data is corrected by referring to actual observation data collected separately from the second historical forecast data for learning as a corresponding value.-Compared with, to perform learning on the first deep learning module, and (2) the first In a state in which learning about the deep learning module is completed, for each of the specific grid points, (i) a value corresponding to the weather climate at each of the t-1, t-2, ..., and tm-th past points At least a portion of the first past forecast data for learning as and (ii) the future forecast data for learning as values corresponding to the weather climate at each of the t+1, t+2, ..., and t+nth future times When is obtained by the first forecast model, the first deep learning module causes the learning specific first past forecast data to correspond to the specific past time point and at least a part of the future time point. Specific future forecast for learning corresponding to the future point of view As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least a portion of the data, (i) each of the specific grid points and (ii) the specific weather climate for at least some of the specific past time point and the specific future time point The corresponding value is output as second deep learning learning input forecast data, and (3) a predetermined pre-processing is performed on at least some of the output second deep learning input forecast data. In a state in which the reduced data for learning reduced to a predetermined first magnification is generated, (i) the second deep learning module receives the reduced data for learning as second learning data, As a result of applying the second deep learning operation, the expanded data for learning expanded at a second ratio is calculated, and (ii) the expanded data for learning is used for the specific second deep learning learning as a corresponding second GT (Ground Truth). Compared with the input forecast data to perform learning on the second deep learning module, and in a state in which learning on each of the first deep learning module and the second deep learning module is completed, the test server The running module allows the specific first past forecast data for testing as a value corresponding to the meteorological climate at each of the specific past time points acquired by the first forecast model, and a value corresponding to the weather climate at each of the specific future time points. As a result of performing the first deep learning operation by receiving at least some of the specific future forecast data for test, (i) each of the specific grid points, and (ii) each of the specific past time points and at least some of the specific future time points. A process of outputting a value corresponding to the specific weather climate as input forecast data for a second deep learning test; And (II) the test server receives input forecast data for at least some of the input forecast data for the second deep learning test by the second deep learning module, and receives the second deep learning data. A process of obtaining the output high-resolution forecast data by outputting the high-resolution forecast data expanded by the second magnification of the input forecast data for the specific second deep learning test as a result of performing the operation; To do, the test server.
  19. 제18항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 프로세서가, 상기 고해상도 예보데이터에 대응되는 고해상도 격자점 중 적어도 일부의 특정 고해상도 격자점에 대한 상기 특정 기상기후에 해당되는 값을, 상기 실제 관측자료 중 특정 고해상도 격자점에 대응되는 위치에서 측정된 특정 실제 관측자료와 비교하여, 그 차이가 임계치 이상인 경우 추가학습이 필요한 것으로 판단하고, 상기 추가학습이 이루어질 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 서버.The processor measures a value corresponding to the specific weather climate for at least some of the high-resolution grid points corresponding to the high-resolution forecast data at a location corresponding to the specific high-resolution grid point in the actual observation data. Compared with specific actual observation data, if the difference is greater than or equal to a threshold, it is determined that additional learning is necessary, and the test server is characterized in that supporting the additional learning to be performed.
  20. 제18항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 프로세서가, 상기 특정 제1 과거예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제1 오차값과, 상기 제1 과거예보데이터를 상기 제1 딥러닝 모듈에 입력하여 상기 제1 딥러닝 모듈로 하여금 상기 제1 딥러닝 연산을 수행하도록 하여 출력된 상기 제2 딥러닝 테스트용 입력예보데이터를 상기 재분석장 데이터와 비교한 제2 오차값을 각각 참조하여, 상기 제1 예보모델과 상기 제1 딥러닝 모듈의 성능을 판단할 수 있도록 지원하되, 오차값이 작을수록 더 높은 성능의 모델로 판단하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 테스트 서버.The processor inputs a first error value obtained by comparing the specific first past forecast data with the reanalysis field data, and the first past forecast data into the first deep learning module, causing the first deep learning module to cause the The first prediction model and the first deep learning module by referring to a second error value obtained by comparing the input forecast data for the second deep learning test output by performing a first deep learning operation with the data of the reanalysis field. Support to determine the performance of, but the smaller the error value, the test server, characterized in that it supports to determine the higher performance model.
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