Spatial Analysis of Rain Gauge Networks: Application of Uniform and Poisson Distributions

Yoo, Chul-Sang; Lee, Ji-Ho; Yang, Dong-Min; Chung, Jae-Hak

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2011;11(4):179-188.
Published online August 31, 2011.

우량계망의 공간분석: 일양분포와 포아송 분포의 적용

유철상, 이지호, 양동민, 정재학

Spatial Analysis of Rain Gauge Networks: Application of Uniform and Poisson Distributions

Chul-Sang Yoo, Ji-Ho Lee, Dong-Min Yang, Jae-Hak Chung

Abstract

This study compared spatial distribution characteristics of three nationwide rain gauge networks of Ministry of Land, Transportation and Maritime Affairs (MLTM), Korea Meteorology Agency (KMA), and local governments. As methodologies, both quadrat method and nearest neighbor method were applied along with Poisson and uniform probability distributions of interest. As results, the AWS network of KMA was found to show characteristics near the uniform distribution, and that of MLTM the Poisson distribution. That of local governments was found to be in between the other two. Among various purposes of operating rain gauge networks, those following the uniform distribution have an advantage of estimating the areal average rainfall, and others following the Poisson distribution an advantage of estimating the spatial correlation structure of rainfall field.

Key Words: rain gauge network; spatial distribution; quadrat method; nearest neighbor method

요지

본 연구에서는 전국적인 분포를 갖는 국토해양부, 기상청 AWS 및 지자체 우량계를 대상으로 그 공간분포 특성을 비교하였다. 방법론으로서 정방구역 방법과 최근린 방법을 모두 적용하였으며, 포아송 분포 및 일양분포를 대상 확률분포로 한정하였다. 그 결과, 기상청 AWS의 경우는 상대적으로 일양분포에 가까운 특성을, 국토해양부 우량계의 경우는 포아송 분포를 따름을 확인할 수 있었다. 마지막으로 지자체 우량계의 경우는 포아송 분포와 일양분포의 중간적 특성을 나타냄을 확인하였다. 우량계 설치의 다양한 목적 중 면적평균강우량의 정도 있는 추정을 고려하면 상대적으로 일양분포를 따르는 것이 유리하며, 반대로 포아송 분포를 따르는 경우에는 강우장의 공간상관특성을 파악하는데 유리하다.

핵심용어: 우량계망; 공간분포; 정방구역 방법; 최근린 방법