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AI기반 파랑기인 연안재해 모델링 플랫폼

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Academic year: 2023

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AI 기반 해안재해 모델링 기술 개발. 파도플래그 기반 해안재해 모델링 기술 개발. 관측수치모델 기반 바다안개 예보시스템 개발.

그 중 연안해역은 육지와 바다를 연결하는 공간적 특성을 지닌 지역이다. 발트해에 갑자기 진입한 높은 파도의 예측 정확도를 높이기 위해 Lee et al. (2010)은 Vogasing 기법을 이용하여 해상풍력 예보자료의 정확도를 국지적으로 향상시켜 높은 파도의 예보 정확도를 높였다. 개선하는 것이 좋습니다. 2011)은 3세대 파동 모델 중 하나인 SWAN 모델을 이용하여 외부 파력의 싱크항 간 백포도 소산계수를 조정하여 파동 주기 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 최신 ICT를 활용한 연안재해 예측 모델링 기술.

최신 ICT를 활용한 연안재해예측모델 기술. 수치 파동 예측 모델(WW3)의 지배방정식.

Model WAVEWATCH III (version 4.18) Coordinate system Spherical grid system

이러한 과정을 통해 두 카메라 사이의 상대적 거리차와 회전각을 계산하고, 이를 통해 3차원 기하학적 효과를 표현하는 좌표계를 도출할 수 있다. 이 모델을 사용하려면 먼저 세 가지 좌표계를 설정해야 합니다. 첫 번째 좌표계는 카메라의 시선과 일치하도록 장면을 측량하는 카메라에 고정됩니다.

카메라의 초점은 좌표계의 원점이며, 원점의 상대 3차원 공간 좌표계입니다. 두 번째 좌표계는 2차원 영상의 좌표계이다. CCD 카메라를 사용할 때 이 두 좌표계 간의 관계는 초점 거리, 픽셀 크기 및 모양, 카메라 렌즈 시스템에서 CCD 칩의 위치에 따라 달라집니다.

세 번째 좌표계는 관찰된 장면과 관련이 있으며 세계 좌표계라고 합니다. 이를 통해 세계 좌표계에서 이미지 좌표계로의 변환은 다음과 같이 표현될 수 있다.

3.2.10.) 카메라의 지점  는 다음과 같이 표현된다

3.2.14.) 세 개의 미지수와 4개의 방정식으로 된 앞의 시스템은 이보다 더 단순화할 수 없

평균적으로 lucas-kanade 알고리즘보다 평균 오차가 2.0도 낮습니다. Scene Dynamics Model 파란색 이미지 합성 결과를 사용한 생성 모델. 본 연구에서는 위성 바람 데이터를 활용하여 파동수치모델의 예측 정확도를 향상시킬 수 있는 가능성을 조사하고자 하였다.

정확도가 향상된 바람 데이터의 수치 모델입니다. 이를 파동수치모델의 입력자료로 활용하여 파동예측의 정확성을 검증하였다. 수정된 WRF 모델 바람 예측 데이터를 사용한 파도 예측 결과입니다.

수정된 WRF 바람 데이터를 활용한 파도 수치 모델링 개선 결과: 발트해. 왼쪽부터 입력 이미지(input), 모델의 번역수 결과(추론), 실제 정답(Ground Truth)을 보여준다. 수중 모델의 보다 사실적인 재현을 위해 지형, 방파제, 테트라포드(TTP)를 분할하여 STL을 생성했습니다.

이때 바람의 경우 해무가 발생하기 전에 남풍이 불다가 북풍으로 바뀐다. 차가운 공기가 유입되면서 수온을 2도 이상 데우고 증발이 일어나 스팀 포그가 발생한다. 풍향이 남풍으로 바뀌면서 특징을 보였던 수증기 안개가 사라진다. 이때, 바람의 경우 해무 발생 전 남풍에서 북풍, 찬 공기 이류로 풍향이 바뀌게 된다. 파도 모델의 바람 입력 데이터에 대한 ERA5 바람 데이터는 보정 맵으로 보정되었습니다.

보정된 ERA5 바람 모델 데이터를 사용한 파도 예측 결과. 수정된 ERA5 바람 데이터를 활용한 수치파 모델링 개선 결과: 동해. DNN 기법은 2개 이상의 은닉층을 갖는 학습 방법으로 널리 사용되는 인공신경망(ANN) 기법에 비해 복잡한 비선형 관계를 모델링할 수 있는 기법으로 알려져 있다. DNN 기법의 성능을 연구하기 위해 1) 보정하지 않은 위성 데이터, 2) 선형 회귀 분석으로 보정한 위성 데이터, 3) SVR(Support Vector Regression) 기법으로 보정한 위성 데이터, 4) DNN 기법으로 보정한 위성 데이터를 대상으로 하였다. 서로 비교.

수정된 GFS 바람 데이터를 이용한 파동 수치 모델링 결과: 동해. 수정된 GFS 바람 데이터를 사용한 파동 수치 모델링 결과: 서해양(계속). 수정된 GFS 바람 데이터를 사용한 파동 수치 모델링 결과: 남빙양 지역(계속).

영상영상 기반 파동발생 기술 개발

참조

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