베리오그램 최적화 기반의 정규크리깅을 이용한 전국 에어코리아 PM10 자료의 일평균 격자지도화 및 내삽정확도 검증 (Kriging of Daily PM10 Concentration from the Air Korea Stations Nationwide and the Accuracy Assessment)

서지정보

· 발행기관 : 대한원격탐사학회
· 수록지 정보 : 대한원격탐사학회지 / 37권 / 3호 / 379 ~ 394페이지
· 저자명 : 정예민, 조수빈, 윤유정, 김서연, 김근아, 강종구, 이달근, 정욱, 이양원

초록

우리나라에서는 2005년부터 전국 에어코리아(Air Korea) 측정소의 대기오염도 정보를 실시간으로 제공하고 있다. 선행연구들은 이러한 포인트 기반의 미세먼지 농도 자료에 대한 격자지도화 가능성을 보여준 바 있으나, 측정소가 밀집된 특정 도시만을 대상으로 하였다. 본 연구에서는 우리나라 전역의 PM10 일평균 격자지도를 산출하기 위해서, 전국 333개 에어코리아 측정소 자료를 활용하여 베리오그램 최적화 기반의 정규크리깅을 수행하고, 검증지점의 공간적인 과밀(too dense) 및 과소(too sparse)를 방지하기 위하여 검증지점의 위치에 따른 선별적 임의추출을 통한 암맹평가를 실시하였다. 114,745건의 데이터로부터 365일 각각 다른 검증지점을 추출하는 암맹평가를 4회에 걸쳐 수행한 결과, MAE=5.697 μg/m3, CC=0.947의 정확도 통계량이 산출되어, 매우 효과적인 공간내삽이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 또한, PM10 고농도 사례(나쁨 및 매우 나쁨) 로 분류된 1,500건 이상에 대해서도 MAE=11~12 μg/m3, CC=0.870~873의 정확도를 나타냈으며, 이는 본 연구의 방법론이 다양한 상황에 적용가능함을 의미한다. 2019년 365일에 대해 산출된 0.05° 해상도의 일평균 PM10 격자지도는 자연스러운 공간분포를 나타내는 것이 시각적으로도 확인되었다. 이러한 PM10 농도의 격자지도는 향후의 연구에서 익일 PM10 농도의 격자예측을 위한 입력자료로 활용될 수 있을 것이다.

영어초록

Air pollution data in South Korea is provided on a real-time basis by Air Korea stations since 2005. Previous studies have shown the feasibility of gridding air pollution data, but they were confined to a few cities. This paper examines the creation of nationwide gridded maps for PM10 concentration using 333 Air Korea stations with variogram optimization and ordinary kriging. The accuracy of the spatial interpolation was evaluated by various sampling schemes to avoid a too dense or too sparse distribution of the validation points. Using the 114,745 matchups, a four-round blind test was conducted by extracting random validation points for every 365 days in 2019. The overall accuracy was stably high with the MAE of 5.697 μg/m3 and the CC of 0.947. Approximately 1,500 cases for high PM10 concentration also showed a result with the MAE of about 12 μg/m3 and the CC over 0.87, which means that the proposed method was effective and applicable to various situations. The gridded maps for daily PM10 concentration at the resolution of 0.05° also showed a reasonable spatial distribution, which can be used as an input variable for a gridded prediction of tomorrow’s PM10 concentration.

참고자료

· 없음