시계열 지자기 측정 자료의 복원, 예측 및 잡음 분석 연구

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국지구과학회 ㆍ수록지정보 : 한국지구과학회지 / 32권 / 6호
ㆍ저자명 : 지윤수, 오석훈, 서백수, 이덕기

한국어 초록

한반도에서 측정되고 있는 시계열 지자기 자료에 대해 결측 자료에 대한 복원과 측정 자료에 기반한 예측, 그리고 기관별 관측 자료에 대한 잡음도를 분석하였다. 결측 자료의 복원을 위해 주성분 분석을 통한 최적화 기법과 지구 통계학적 접근에 의한 방법을 적용하고 그 효과를 비교하였다. 주성분 기법은 자료의 주기성을 효율적으로 반영하는 특성을 보였으며, 지구통계학적 방법은 안정적인 복원 능력을 보였다. 관측소 별 잡음도를 파악하기 위해 이천 및 청양에서 동일 기간에 관측한 지자기 자료에 대해 공간적 분산성을 스캐터그램을 이용해 파악하였다. 그 결과 청양 관측소의 자료가 이천 관측소의 자료보다 연속적이며 안정적인 측정이 이루어진 것을 알 수 있었으며, 복원을 위한 크리깅 추정에서도 실제 자료의 추정이 매우 정확하게 이루어졌다. 결측자료의 복원의 경우 20분 이내의 결측 자료에 대해서는 크리깅 기법과 주성분 기법 모두 유사한 결과를 보였으나, 그 이상의 결측에 대한 복원과 지자기 자료의 예측이 필요한 경우에는 주성분 기법을 적용해야 주파수 영역에서의 특성이 실제와 더욱 유사하게 나타났다. 또한 지자기 자료의 예측을 위해서는 주성분 분석이 효율적으로 이용될 수 있음을 파악하였으며, 하루 정도의 지자기장을 예측할 수 있는 것으로 보인다.

영어 초록

Restoration, prediction and noise analysis of geomagnetic data measured in the Korean Peninsula were performed. Restoration methods based on an optimized principal component analysis (PCA) and the geostatistical kriging approach were proposed, and its effectiveness was also interpreted. The PCA-based method seemed to be effective to restore the periodical signals and the geostatistical approach was stable to fill the gaps of measurements. To analyze the noise level for each observatory, the geomagnetic time-series was plotted by scattergram which reflects the spatial variation, using data observed during same period. The scattergram showed that the observation made at Cheongyang seemed to have better quality in spatial continuity and stability, and the restoration result was also better than that of Icheon site. For the restoration, both of the methods, geostatistical and optimizaed PCA, showed stable result when the missing of observation was within 20 points. However, in case of more missing observations than 20 points and prediction problem, the optimized PCA seemed to be closer to the real observation considering the frequency-domain characteristics. The prediction using the optimized PCA seems to be plausible for one day of period for interpretation.

참고 자료

없음