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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 19(7); 2019 > Article
풍수해방재
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2019;19(7):511-518.
DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2019.19.7.511    Published online December 31, 2019.
특징선택기법을 이용한 가뭄영향인자 분석
김선우1, 김민기2, 정동휘3, 유도근4
1정회원, 계명대학교 토목공학과 학부과정
2계명대학교 토목공학과 학부과정
3정회원, 계명대학교 토목공학과 조교수
4정회원, 수원대학교 건설환경에너지공학부 조교수
Identifying the Critical Drought Impact Factor with Feature Selection Approaches
Seon Woo Kim1, Min Ki Kim2, Donghwi Jung3, Do Guen Yoo4
1Member, Undergraduate student, Department of Civil Engineering, Keimyung University
2Undergraduate student, Department of Civil Engineering, Keimyung University
3Member, Assistant professor, Department of Civil Engineering, Keimyung University
4Member, Assistant Professor, School of Civil and Environmental Engineering, The University of Suwon
Corresponding author:  Donghwi Jung, Tel: +82-53-580-5706, Fax: +82-53-580-5706, 
Email: donghwiku@gmail.com
Received: 26 September 2019   • Revised: 27 September 2019   • Accepted: 14 October 2019
Abstract
Drought generally affects a wider area for longer period of time than other natural disasters. Recently, so-called "mega-droughts" of very long durations and with more extensive impacts have been observed across the world. However, few efforts have been devoted to identifying the critical impact factors-such as climate, hydrological and socio-economic factors-for such extreme droughts. In this study, we identify the most critical factor and derive the direct/indirect relationship among nine influences including climatic, hydrological, and socio-economic factors using two feature selection methods. The two feature selection approaches we use are based on the statistical theories of principal component analysis and linear discriminant analysis. The standardized precipitation index (SPI) is used as a drought index. The study area is Boryeong city, South Korea. Drought impact analysis results obtained from the two feature selection approaches are compared and presented by polygon radar charts. The results showed that the low water level of the Boryeong dam is the most critical impact factor.
Key Words: Drought Impact Factors, Principal Component Analysis (PCA), Linear Discriminant Analysis (LDA), Direct and Indirect Impact Analysis
요지
일반적으로 가뭄은 다른 자연재해보다 광범위한 지역에 오랜 피해를 입힌다. 최근에는 10년 이상, 수십 년 동안 지속되며 전국 범위에 피해를 끼칠 수 있는 “메가가뭄”의 발생 가능성이 인지되고 있다. 하지만, 이러한 극한가뭄의 결과에 영향을 미치는 기상학적, 수문학적, 사회-경제적 영향요인에 대한 정량적 분석이 미비하였다. 본 연구는 총 9개의 기상학적(강수량, 평균기온, 평균풍속, 상대습도, 평균기압, 일조율), 수문학적(저수위, 댐방류량), 사회⋅경제적 인자(생활용수사용량)와 가뭄지수 간의 상호관계를 정량화하여 가뭄영향인자를 도출하고 직⋅간접적 영향분석을 수행하였다. 통계학적 기법 기반 특징선택모형인 선형판별분석과 주성분분석을 사용하였으며, 가뭄의 심도는 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 이용하였다. 연구 대상 지역으로 충청남도 보령시를 선정하였다. 특징선택기법별, 이용 가뭄지수 종류별 결과를 방사형 차트(Radar chart)를 이용하여 도시 및 비교하였다. 선형판별분석과 주성분분석을 각각 적용하여, 보령댐 저수위가 가뭄에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 확인하였다.
핵심용어: 가뭄영향인자, 주성분분석, 선형판별분석, 직⋅간접적 영향분석
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