DAILY PAPER REVIEW

0617_The effect of complexity on water quality model

 

 

1. 논문제목: The effect of complexity on parameter sensitivity and model uncertainty in river water quality modelling
   저널: ECOLOGICAL MODELLING
    저자: Karl-Erich Lindenschmidt


2. 주저자 배경
  주저자는 University of Toronto, Mechanical Engineering에서 석사학위를 받고, 1998년 Technical University of Berlin (지도교수 Prof. W. Hegemann), Environmental Engineering에서 "On the effect of artificial aeration on the phytoplankton populations of Lake Tegel, Berlin"라는 논문으로 박사학위를 받았으며, 현재 Brandenburg Technical University of Cottbus에서 Water Resource Management분야를 가지고 수업을 하면서 연구를 진행하고 있습니다. 연구분야를 보면 1990년대 초반까지는 주로 Mechanical engineering 분야에서 연구를 하다가 1998년 환경분야에서 박사학위를 받고 Extreme Flood Management and Risk Assessment, River Basin Management, Environmental modeling 등 환경분야에서 연구를 진행하고 있습니다.


3. 논문 요약
이 논문은 수질 모델링을 실시하는데 있어 고려해야 할 변수의 수와 예측하고자 하는 수질항목의 수에 따라 수질예측성능을 모델의 민감도와 오차 값으로부터 평가하기 위한 연구입니다. 성능평가에 이용된 모델은 WASP5모델로서 용존산소와 생물학적산소 요구량, 영양물질의 관계를 활용하여 부영양화와 관련된 항목들을 예측하였습니다. 이 연구에서는 모델의 성능을 적용 변수의 수에 따른 모델의 복잡성과 민감도, 오차값에 따라 그 효율성(utility)값으로 환산하여 비교를 하였습니다. 
 <Table>
5가지의 시나리오에 따른 모델의 성능 평가 결과(각 수질항목 예측값과 측정값의 RMSE값)입니다. 
<Figure> 
위의 두 그림 중 좌측그림은 모델의 complexity에 따른 모델 예측값의 오차와 민감도의 변화를 나타낸 것이고 우측 그림은 모델의 고려변수 수에 따른 모델의 유용성을 나타낸 그림입니다. 


4. 논문의 독창성
  이 논문은 기존 수질모델링을 하는데 있어 좀더 효율적으로 실시하기 위해 적용되어지는 변수의 수에 따라 모델의 효용성을 평가를 하였습니다. 같은 조건이라면 좀더 단순하고 적용되어지는 변수의 수가 줄어든다면 모델을 구축하기가 쉽고 또한 해석하기도 쉬울 것입니다. 


5. 논문의 적용 가능성
 이 논문은 모델변수의 갯수에 따라 예측성능을 비교함에 있어 다소 단순한 변수 시나리오를 가지고 평가를 하였습니다. 하지만 점점 더 복잡해지고 있는 수질 모델링의 관점에서 좀더 효율적인 모델링을 할 수 있다는 것은 중요한 사실입니다. 제가 적용하고 있는 모델의 경우에도 수백개의 고려해야 할 변수들이 있지만 예측할 수질 항목에 따라 그 수를 결정하여 모델을 구축합니다. 그러한 관점에서 현재의 모델의 경우에도 16개라는 많은 변수를 사용하고 있는데 본 연구에서 사용된 논리에 의해 좀더 효율적인 모델을 구축할 수 있을 것으로 판단됩니다.


6. 요약자 E-mail: yepark@gist.ac.kr

첨부 (1)
64.0617_The_effect_of_complexity_on_water_quality_model.pdf
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