표제지
목차
요약 4
제1장 서론 30
1. 연구 개요 30
2. 연구의 필요성 및 목적 31
제2장 현행 녹조 대응 정책 35
1. 조류경보제 35
2. (구)수질예보제 39
3. 수질측정망 현황 43
제3장 수질 예측 모형 48
1. 물리모형 48
2. 딥러닝 알고리듬 51
가. 딥러닝 일반 51
나. 수질 예측 딥러닝 적용 사례 59
3. 물리모형 vs 딥러닝 알고리듬 64
제4장 딥러닝 기반 조류예측 알고리듬 개발 68
1. 데이터 수집 및 전처리 69
가. 조류 데이터 72
나. 상류 수질 데이터 72
다. 수위 데이터 73
라. 기상 데이터 74
2. 조류 데이터의 특성 75
3. 딥러닝 예측 알고리듬 개발 81
가. 예측을 위한 데이터 구축 81
나. RNN 예측 알고리듬 구축 86
다. 예측 결과 88
제5장 결론 및 제언 93
참고문헌 96
[부록 Ⅰ] 수위 지점 정보 100
[부록 Ⅱ] 데이터 수집 파이썬 코드 112
Executive Summary 116
판권기 2
〈표 1-1〉 연구 책임 및 참여진 30
〈표 1-2〉 자문위원 31
〈표 2-1〉 조류경보제 운영지점 37
〈표 2-2〉 수질예보제 운영지점 39
〈표 2-3〉 물환경측정망 운영목적 및 구성 43
〈표 3-1〉 방법론 간 RMSE 비교 61
〈표 3-2〉 딥러닝을 이용한 수질 예측에 대한 선행연구 62
〈표 4-1〉 한강 친수활동구간 조류예측 알고리듬 수집 데이터 70
〈표 4-2〉 한강 친수활동구간 유해남조류세포수 기술통계량 - 원자료 80
〈표 4-3〉 한강 친수활동구간 유해남조류세포수 기술통계량 - 로그스케일 81
〈표 4-4〉 한강 친수활동구간 딥러닝 예측 알고리듬 변수 목록 82
〈표 4-5〉 한강 친수활동구간 딥러닝 예측 모형 적용 연도별 유해남조류세포수 예측오차 91
〈표 4-6〉 한강 친수활동구간 딥러닝 예측 모형 적용 예측지점별 유해남조류세포수 예측오차 92
〈표 4-7〉 한강 친수활동구간 딥러닝 예측 모형 적용 예측지점별 유해남조류세포수 예측값 - 관측값 간 상관계수(경계월 4월, 11월 제외) 92
〈그림 2-1〉 조류경보제 상수원 구간 수행체계도 38
〈그림 2-2〉 조류경보제 친수활동구간 수행체계도 38
〈그림 2-3〉 (구)수질예보 발령 기준 40
〈그림 2-4〉 국립환경과학원 조류예측정보 제공 대상 지점 41
〈그림 2-5〉 국립환경과학원 조류예측정보 대상 지점 유해남조류 예측 결과 42
〈그림 2-6〉 국립환경과학원 조류예측정보 대상 지점 수온 예측 결과 42
〈그림 2-7〉 수질 일반측정망 주요지점 45
〈그림 2-8〉 수질 자동측정망 설치지점 46
〈그림 3-1〉 EFDC 모델의 수질 모듈 모식도 49
〈그림 3-2〉 EFDC 모형을 활용한 영산강 수계 수질 예측 결과 50
〈그림 3-3〉 다층 퍼셉트론 구조 53
〈그림 3-4〉 순환신경망 구조 55
〈그림 3-5〉 GRU 구조 57
〈그림 3-6〉 LSTM 구조 58
〈그림 3-7〉 물리모형과 데이터 기반 모형의 차이 65
〈그림 3-8〉 물리모형과 딥러닝 결합 모형 사례 66
〈그림 3-9〉 물리모형과 딥러닝 결합 모형 사례의 예측 결과 67
〈그림 4-1〉 한강 친수활동구간 조류 관찰지점 69
〈그림 4-2〉 한강 친수활동구간 조류예측을 위한 상류 수질정보 활용지점(노량진, 팔당댐, 경안천5, 강상, 강천, 삼봉리) 73
〈그림 4-3〉 한강 친수활동구간 수위 관측지점 74
〈그림 4-4〉 성수대교 조류관측지점 유해남조류세포수 시계열그림 75
〈그림 4-5〉 한남대교 조류관측지점 유해남조류세포수 시계열그림 75
〈그림 4-6〉 한강대교 조류관측지점 유해남조류세포수 시계열그림 76
〈그림 4-7〉 마포대교 조류관측지점 유해남조류세포수 시계열그림 76
〈그림 4-8〉 성산대교 조류관측지점 유해남조류세포수 시계열그림 77
〈그림 4-9〉 성수대교 조류관측지점 겨울철 제외 로그스케일 유해남조류세포수 시계열그림 78
〈그림 4-10〉 한남대교 조류관측지점 겨울철 제외 로그스케일 유해남조류세포수 시계열그림 78
〈그림 4-11〉 한강대교 조류관측지점 겨울철 제외 로그스케일 유해남조류세포수 시계열그림 79
〈그림 4-12〉 마포대교 조류관측지점 겨울철 제외 로그스케일 유해남조류세포수 시계열그림 79
〈그림 4-13〉 성산대교 조류관측지점 겨울철 제외 로그스케일 유해남조류세포수 시계열그림 80
〈그림 4-14〉 유해남조류세포수 예측 RNN 알고리듬 86
〈그림 4-15〉 성산대교 로그스케일 유해남조류세포수 데이터의 학습 데이터(training data)와 검정 데이터(test data) 구분 87
〈그림 4-16〉 한강 친수활동구간(성수대교) 유해남조류세포수 딥러닝 예측 결과 88
〈그림 4-17〉 한강 친수활동구간(한남대교) 유해남조류세포수 딥러닝 예측 결과 89
〈그림 4-18〉 한강 친수활동구간(한강대교) 유해남조류세포수 딥러닝 예측 결과 89
〈그림 4-19〉 한강 친수활동구간(마포대교) 유해남조류세포수 딥러닝 예측 결과 90
〈그림 4-20〉 한강 친수활동구간(성산대교) 유해남조류세포수 딥러닝 예측 결과 90
〈부록 표 1-1〉 한강 수계 수위지점 정보 100
〈부록 표 1-2〉 낙동강 수계 수위지점 정보 106