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소청초 종합해양과학기지 Radar 파랑 관측 데이터의 신뢰도 향상
민용침(Yong chim Min),정진용(Jin Yong Jeong),심재설(Jae Seol Shim),도기덕(Ki deok Do) 한국연안방재학회 2017 한국연안방재학회지 Vol.4 No.4
Ocean Research Stations (ORSs) is the ocean platform type observation towers and measured oceanic, atmospheric and environmental data. These station located on the offshore area far from the coast, so they can produce the data without land effect. This study focused to improve the wave data quality of ORS station. The wave observations at ORSs are used by the C-band (5.8 GHz, 5.17 cm) MIROS Wave and Current Radar (MWR). MWR is convenient to maintenance and produce reliability wave data under bad weather conditions. MWR measured significant wave height, peak wave period, peak wave direction and 2D wave spectrum, so it’s can provide wave information for researchers and engineers. In order to improve the reliability of MWR wave data, Datawell Waverider Buoy was installed near the one ORS (Socheoncho station) during 7 months and validate the wave data of MWR. This study found that the wave radar tend to be overestimate the low wave height under wind condition. Firstly, this study carried out the wave Quality Control (QC) using wind data, however the quality of wave data was limited. So, this study applied the four filters (Correlation Check, Direction Filter, Reduce White Noise and Phillips Check) of MWR operating software and find that the filters effectively improve the wave data quality. After applying 3 effective filters in combination, the RMSE of significant wave height decreased from 0.81m to 0.23m, by 0.58m and Correlation increased from 0.66 to 0.96, by 0.32, so the reliability of MWR significant wave height was significantly improved.
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독도 MIROS Wave Radar를 이용한 파랑관측 및 품질관리
전현정(Hyunjung Jun),민용침(Yongchim Min),정진용(Jin-Yong Jeong),도기덕(Kideok Do) 한국해안해양공학회 2020 한국해안해양공학회 논문집 Vol.32 No.2
해양에서의 파랑관측은 부이나 압력계 등을 이용하여 수면변위를 관측하는 직접관측방법과 Radar를 이용하여 관측하는 원격관측방법으로 구분된다. 직접관측방법은 정확도가 높지만, 악기상 시 파손 및 유실 위험이 크며 외해 설치 시 많은 유지 보수비용이 필요하다는 단점을 가지고 있다. 반면 Radar와 같은 원격관측방법은 장비를 육지에 계류하여 유지관리가 용이하지만 직접관측방법과 비교하면 정확도가 다소 낮은 단점이 있다. 본 연구에서는 원격파랑관측자료의 품질을 개선하기 위해 독도에 설치되어 운영 중인 MIROS Wave and Current Radar(MWR) 관측자료의 수집 및 분석을 하였으며, 이를 기상청에서 운영 중인 해양파고부이(CWB)의 관측자료와 비교하였다. 그리고 MWR 관측자료의 품질을 개선하기 위해 1) MIROS사에서 개발한 필터(Reduce Noise Frequency, Phillips Check, Energy Level Check)의 복합적인 사용(최적필터; Optimal Filter), 2) OOI(Ocean Observatories Initiative)에서 개발한 Spike Test 알고리즘(Spike Test) 그리고 3) 유의파고-주기 관계식을 이용한 새로운 필터(H-Ts QC)를 사용하여 신뢰도가 낮은 이상자료(Noise; 시계열 자료 중 급격하게 자료가 발산하여 정상자료가 아닌 것으로 판단되는 자료)의 제거 및 보정을 수행하였다. 결과적으로 3가지의 품질관리기법을 적용한 MWR의 파랑관측자료는 유의파고에 대해서는 일정 부분 신뢰도를 가지지만 유의파주기에서는 여전히 오차가 존재하며 이에 대한 개선이 요구된다. 또한, MWR의 파랑관측자료는 3m 이상의 고파랑에서는 CWB와 다소 양상이 달라지는 한계가 발생하므로 이를 위한 장기간의 원격파랑관측 자료의 수집과 분석, 그리고 필터 개발 등에 관한 지속적인 연구가 필요하다. Wave observation is widely used to direct observation method for observing the water surface elevation using wave buoy or pressure gauge and remote-sensing wave observation method. The wave buoy and pressure gauge can produce high-quality wave data but have disadvantages of the high risk of damage and loss of the instrument, and high maintenance cost in the offshore area. On the other hand, remote observation method such as radar is easy to maintain by installing the equipment on the land, but the accuracy is somewhat lower than the direct observation method. This study investigates the data quality of MIROS Wave and Current Radar (MWR) installed at Dokdo and improve the data quality of remote wave observation data using the wave buoy (CWB) observation data operated by the Korea Meteorological Administration. We applied and developed the three types of wave data quality control; 1) the combined use (Optimal Filter) of the filter designed by MIROS (Reduce Noise Frequency, Phillips Check, Energy Level Check), 2) Spike Test Algorithm (Spike Test) developed by OOI (Ocean Observatories Initiative) and 3) a new filter (H-Ts QC) using the significant wave height-period relationship. As a result, the wave observation data of MWR using three quality control have some reliability about the significant wave height. On the other hand, there are still some errors in the significant wave period, so improvements are required. Also, since the wave observation data of MWR is different somewhat from the CWB data in high waves of over 3 m, further research such as collection and analysis of long-term remote wave observation data and filter development is necessary.
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정원무,오상호,류경호,백종대,최일훈 한국해안,해양공학회 2018 한국해안해양공학회 논문집 Vol.30 No.6
Continuous measurement of nearshore waves around Korea over long period is very demanding to setup plans for prevention of disasters of port and coastal structures. In this respect, a new web-based system, termed as WINK, was established, which collects nearshore wave data from Korea Meteorological Agency (KMA), Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA), and Ministry of Oceans and Fisheries (MOF) and provide them after quality control of the data. This paper describes technical aspects regarding collection and selection of the wave observation data, construction of wave hindcasting data, the methodology of quality control for the selected wave data, and overall process of building the web-based data providing system. 항만 및 연안 시설물의 연안방재 계획 수립을 위해서는 우리나라 연안에서 장기간 연속 관측된 파랑자료가 필수적이다. 이를 위해 기상청, 국립해양조사원, 해양수산부의 연안파랑 관측자료를 수집하고, 품질관리를 거쳐제공하는 시스템 WINK가 최근 구축되었다. 이 시스템 구축을 위한 각 기관별 장기파랑 관측자료의 수집 및 선별, 역추산자료의 생성, 선별된 관측자료의 품질관리 방법, 웹 기반 자료제공 시스템 구축 과정의 기술적 내용을 본 논문에 기술하였다.
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