[Fortran, Gnuplot, ShellScript] 기상 자료를 이용한 통계 분석 및 가시화

 정보

• 업무명    : 기상 자료를 이용한 통계 분석 및 가시화

• 작성자    : 이상호

• 작성일    : 2019-08-31

• 설   명    :

• 수정이력 :

 

 내용

[특징]

• 기상 자료의 특성을 파악하기 위해 통계 분석 및 가시화 도구가 필요하며 이 프로그램은 이러한 목적을 달성하기 위해 고안된 소프트웨어

 

[기능]

• 구분자 (,)로 된 데이터셋을 읽기

• 날짜 (년, 월)에 따라 자료 정제 및 통계값 계산

• 통계값, 도수분포, 누적도수 자료 저장

• 저장된 자료를 바탕으로 빈도분포 및 상자 그림 가시화

 

[활용 자료]

• 자료 : 전천 일사, 직달 일사, 지구 복사, 기온

• 기간 : 2009년 12월 19일 - 2018월 12월 31일

• 해상도 : 매 1분

• 제공처 : 강릉원주대 생명대학 2호관 옥상 (복사 관측소)

• 관련 자료

 

표. 강릉원주대 복사 관측소의 일사계 세부 정보

	직달일사계	전천일사계	지구복사계
모델 (제조사)	CHP1 (Kipp & Zonen Inc.)	CMP21 (Kipp & Zonen Inc.)	CGR3 (Kipp & Zonen Inc.)
ISO 9060 분류	Secondary Standard	Secondary Standard	Secondary Standard
시간 해상도	매 1분	매 1분	매 1분
측정 파장	200-4000 nm	285-2800 nm	4500-42000 nm
관측 기간	2009-12-19 - 현재	2009-12-19 - 현재	2013-08-26 - 현재

 

그림. 강릉원주대 복사 관측소의 관측 장비 및 현황

 

그림. 강릉원주대 복사 관측소의 데이터셋 정보

 

[자료 처리 방안 및 활용 분석 기법]

• 기상 자료를 이용하여 통계 분석 및 가시화를 위해서 각 단계별로 수행과정은 다음과 같다.

• 1 단계 : 입력 자료를 구축

 

• 2 단계 : 각 날짜 (년, 월)마다 자료를 정제하여 통계값, 도수분포, 누적도수 계산하여 자료 저장

• 2010년 1-12월 통계값 계산 (2010_Total_STA.dat)

 

• 2010년 1-12월 도수분포, 누적도수 계산 (2010_Total_FRE.dat)

 

• 저장된 자료를 통해 가시화 및 분석

 

[사용법]

• 입력 자료를 동일 디렉터리에 위치

• 소스 코드를 실행 (csh Visualization_Of_Gaussian_Distribution_Using_Weather_Data.csh)

• 빈도분포 및 상자 그림 가시화 결과를 확인

 

[사용 OS]

• Linux

 

[사용 언어]

• Fortran

• Gnuplot

• ShellScript (csh)

 

 소스 코드

[기상 자료에서 통계 분석을 위한 전처리 및 가시화]

• 기상 자료에서 통계 분석을 위한 전처리

 

• 기상 자료를 활용한 가우시안 분포 가시화

 

• 기상 자료를 이용한 상자 그림 가시화

 

 

 결과

[빈도 분포 및 가우시안 분포]

• 2010년 11월 분포는 12월보다 자료 개수가 적기 때문에 정규 분포를 따르지 않음

그림. 2010년 11월 빈도 분포 및 가우시안 분포 가시화 (적색 박스: 빈도 분포, 청색 선: 가우시안 분포).

 

그림. 2010년 12월 빈도 분포 및 가우시안 분포 가시화 (적색 박스: 빈도 분포, 청색 선: 가우시안 분포).

 

[상자 그림 가시화]

• 2010년 상자 그림에서 온도 차이는 여름보다 겨울이 큼

그림. 2010년 상자 그림 가시화 (청색 선: 평균값, 황색 선: 최빈값, 녹색 선: 중앙값, 보라색 선: 상자 그림).

 

 참고문헌

[논문]

• 없음

[보고서]

• 없음

[URL]

• 없음

 

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