표제지
목차
Abstract 7
Ⅰ. 서론 8
Ⅱ. 연구내용 및 방법 9
1. 조류예측 모델링 관련 국내외 연구동향 파악 및 기존 모델 비교 검토 9
2. 모델링 적용 대상 평가하천 분석 및 적용가능한 조류예측 모델 기법의 선정 9
3. 선정된 조류예측 모델기법 적용방안 제시 9
4. 조류예측 모델링 평가효과 비교 9
Ⅲ. 연구결과 및 고찰 10
1. 조류예측 모델링 관련 국내외 연구동향 파악 10
가. 기존 조류 포함 수생태 모델링 관련 논문 및 자료 분석 10
나. 국내외 조류생태모델링 등 수생태 모델링 연구 현황 조사 13
2. 기존 조류발생 예측모델 비교 검토 33
가. 회기방정식 모델 33
나. 기계학습(인공지능) 모델 34
다. 수리모델 37
라. 시스템 동태 모델 38
마. QUAL2E 38
3. 조류예측모델 관련 고찰 41
4. 모델링 적용 대상 평가하천 분석 및 적용가능한 조류예측 모델 기법 선정 42
가. 모델링 적용 대상 평가하천 분석 42
나. 국내 하천에 적용가능한 조류예측 모델 기법의 선정 43
5. 선정된 조류예측 모델기법 적용방안 46
가. 모델링 과정 46
나. 모델 적용 및 비교 52
6. 조류예측 모델링 평가효과 비교 59
가. 모델 평가 비교 59
나. 모델 영향 평가 62
7. Random Forest 모델의 검증 64
가. 모델 구성 64
나. 모델 적용 결과 67
Ⅳ. 결론 71
참고문헌 72
표 1. 모델별 사용 예 및 특성 40
표 2. 주요 모델링 방법의 장점 및 단점 비교 45
표 3. 자료유형과 정보량 48
표 4. 모델 예측결과. 예측값과 실측값 사이의 coefficient of determination (R²) 58
표 5. 고령 및 물금 인자특성 (2007.5~2012.4) 65
그림 1. 자료처리 및 모델링 과정 46
그림 2. 로그변환으로 나타나는 값의 변화 49
그림 3 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 조류예축 학습결과. y축은 Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 달천-강상지점 54
그림 4 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 예축값. y축은 Ch-a 농도값으로 최대값에 대한 상대적 값. 달천-강상지점 55
그림 5 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 학습값. y축은 Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 노량진-가양대교 지점 56
그림 6 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 예측값. y축은 Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 노량진-가양대교 지점 57
그림 7 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 예측값. 학습자료. x축은 야외조사 값, y축은 모델 예측값. Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 달천-강상 지점 60
그림 8 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 예측값. 검정자료. x축은 야외조사 값, y축은 모델 예측값. Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 달천-강상 지점 60
그림 9 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 예측값. 학습자료. x축은 야외조사 값, y축은 모델 예측값. Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 노량진-가양 지점 61
그림 10 다중회기모델(MLR), MLP, RF에 의한 모델 예측값. 검정자료. x축은 야외조사 값, y축은 모델 예측값. Ch-a 농도값으로 최대 값에 대한 상대적 값. 노량진-가양 지점 61
그림 11. MLR 모델에 의한 변수의 중요도 평가 62
그림 12 MLP 모델에 의한 변수의 중요도 평가. y축은 각 변수의 상대적인 기여도 63
그림 13 RF 모델에 의한 변수의 중요도 평가. y축은 각 변수의 상대적인 기여도 64
그림 14. 고령지역 환경인자 변동(왼쪽) (2005.4~2012.4) 및 물금지역 환경인자 변동(오른쪽) (2007.4~2012.4) 66
그림 15. 고령 및 물금 지역 유량변동 66
그림 16. 조류(클로로필 a) 농도 예측을 위한 모델 구성도 67
그림 17. 고령 및 물금지역 조류예측 Random Forest 모델 적용 학습결과 68
그림 18. 고령 및 물금지역 조류예측 Random Forest 모델 적용 학습결과, 야외 조사값과 모델 계산값 사이의 관계 68
그림 19. 고령 및 물금지역 조류예측 Random Forest 모델 인자 중요도 평가 69
그림 20. 조류예측 Random Forest 모델의 고령 및 물금지역 적용 결과, 시간적 변화 69
그림 21. 조류예측 Random Forest 모델의 고령 및 물금지역 적용 결과, 야외 조사값과 모델 계산값 사이의 관계 70