수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법
METHOD FOR MEASURING TOTAL PHOSPHORUS USING GENERAL ELEMENTS OF WATER QUALITY
특허 요약
수질 다항목 측정장치 등을 통해 실시간으로 측정한 수질 일반항목을 이용하여 하천 유역의 총인을 예측하고 그 정확성을 높일 수 있는 총인 측정 방법 및 시스템이 개시된다. 본 발명에 의한 총인 측정 방법은, 일정 기간 동안의 수질 일반항목 데이터와 총인 데이터를 이용하여 수질 일반항목과 총인 간의 상관도를 계산하는 단계, 상기 계산 결과 상기 수질 일반항목 중 상관도가 높은 상위항목을 선정하는 단계, 상기 상위항목과 상기 총인 간의 회귀분석을 통해 총인 예측모델을 산출하는 단계, 상기 수질 일반항목을 실측하는 단계 및 상기 실측된 수질 일반항목을 상기 예측모델에 대입하여 총인을 예측하는 단계를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

기설정된 기간 동안의 수질 일반항목 데이터와 총인 데이터를 이용하여 수질 일반항목과 총인 간의 상관도를 계산하는 단계;상기 계산 결과 상기 수질 일반항목 중 상관도가 높은 순으로 일부를 선정하는 단계;상기 선정된 일부와 상기 총인 간의 회귀분석을 통해 총인 예측모델을 산출하는 단계;상기 수질 일반항목을 실측하는 단계; 및상기 실측된 수질 일반항목을 상기 예측모델에 대입하여 총인을 예측하는 단계를 포함하는 수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

2

제 1항에 있어서,상기 예측모델 산출 단계는상기 선정된 일부를 독립변수로, 상기 총인을 종속변수로 두고 회귀분석을 수행하여 회귀모형을 산출하는 단계;상기 회귀모형에 대한 분산분석을 수행하는 단계;상기 분산분석 결과를 이용하여 상기 선정된 일부 중 상기 예측모델에 사용할 기준항목을 결정하는 단계; 및상기 기준항목에 대한 회귀계수를 산출하는 단계를 포함하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

3

제 1항에 있어서,상기 수질 일반항목은 수온, 전기전도도, 용존산소, 탁도, 엽록소, 산화환원도 및 수소이온농도를 포함하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

4

제 3항에 있어서,상기 수질 일반 항목 중 상관도가 높은 순으로 일부를 선정 단계에서는상기 7개의 수질 일반항목 중 상관도가 높은 순으로 1 내지 3개의 항목을 선정하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

5

기설정된 기간 동안의 수질 일반항목 데이터와 총인 데이터를 이용하여 수질 일반항목과 총인 간의 상관도를 계산하는 단계;상기 계산 결과 상기 수질 일반항목 중 상관도가 높은 순으로 일부를 선정하는 단계;상기 선정된 일부와 상기 총인 간의 회귀분석을 통해 총인 예측모델을 산출하는 단계;제 1 시간마다 수질 일반항목을 실측하는 단계;상기 실측된 수질 일반항목을 상기 예측모델에 대입하여 상기 제 1 시간마다 총인을 예측하는 단계;상기 제 1 시간보다 큰 제 2 시간마다 총인을 실측하는 단계;상기 제 2 시간마다 상기 실측된 총인과 상기 제 2 시간 동안 예측된 총인의 평균을 비교하여 상기 예측모델의 정확도를 계산하는 단계; 및상기 정확도가 소정값 이하인 경우 상기 예측모델을 갱신하는 단계를 포함하는 수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

6

제 5항에 있어서,상기 예측모델 산출 단계는상기 선정된 일부를 독립변수로, 상기 총인을 종속변수로 두고 회귀분석을 수행하여 회귀모형을 산출하는 단계;상기 회귀모형에 대한 분산분석을 수행하는 단계;상기 분산분석 결과를 이용하여 상기 선정된 일부 중 상기 예측모델에 사용할 기준항목을 결정하는 단계; 및상기 기준항목에 대한 회귀계수를 산출하는 단계를 포함하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

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제 6항에 있어서,상기 예측모델 갱신 단계는상기 총인의 최근 실측 시점부터 이전의 특정 시점까지의 상기 수질 일반항목과 상기 총인에 대한 실측 데이터 세트를 구성하는 단계; 및상기 실측 데이터 세트를 이용하여 상기 회귀계수를 재산출하는 단계를 포함하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

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제 6항에 있어서,상기 예측모델 갱신 단계는상기 총인의 최근 실측 시점부터 상기 수질 일반항목과 상기 총인에 대한 측정 기간을 달리한 다수의 실측 데이터 세트를 구성하는 단계;상기 다수의 실측 데이터 세트 각각에 대한 회귀모형을 산출하고 정확도를 계산하는 단계; 및상기 계산 결과 정확도가 가장 높은 회귀모형을 상기 예측모델로 선택하는 단계를 포함하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

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제 5항에 있어서,상기 제 1 시간의 최소값은 5초이고, 상기 제 2 시간의 최소값은 1시간인수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

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제 5항에 있어서,상기 수질 일반항목은 수온, 전기전도도, 용존산소, 탁도, 엽록소, 산화환원도 및 수소이온농도를 포함하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

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제 10항에 있어서,상기 수질 일반항목 중 상관도가 높은 순으로 일부를 선정 단계에서는상기 7개의 수질 일반항목 중 상관도가 높은 순으로 1 내지 3개의 항목을 선정하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 방법.

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하천의 수질 일반항목을 측정하는 수질 측정부;상기 하천의 총인을 측정하는 총인 측정부;상기 측정된 수질 일반항목과 총인을 측정 시점에 대응시켜 데이터베이스화하는 측정 데이터 저장부; 및상기 하천의 수질 일반항목과 총인에 대한 기설정된 기간 동안의 측정 데이터를 이용하여 수질 일반항목과 총인 간의 상관도를 계산하고, 상기 수질 일반항목 중 상관도가 높은 순으로 일부를 선정하여 상기 선정된 일부와 상기 총인 간의 회귀분석을 통해 총인 예측모델을 산출하며, 상기 수질 측정부에서 실측된 수질 일반항목을 상기 예측모델에 대입하여 총인을 예측하는 분석/계산부를 포함하는 수질 일반항목을 이용한 총인 측정 시스템.

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제 12항에 있어서,상기 수질 측정부는 제 1 시간마다 수질 일반항목을 실측하고,상기 총인 측정부는 상기 제 1 시간보다 큰 제 2 시간마다 총인을 실측하며,상기 분석/계산부는 상기 제 1 시간마다 상기 실측된 수질 일반항목을 상기 예측모델에 대입하여 총인을 예측하고, 상기 제 2 시간마다 상기 실측된 총인과 상기 제 2 시간 동안 예측된 총인의 평균을 비교하여 상기 예측모델의 정확도를 계산하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 시스템.

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제 13항에 있어서,상기 측정 데이터 저장부는상기 총인의 최근 실측 시점부터 상기 수질 일반항목과 상기 총인에 대한 측정 기간을 달리한 다수의 실측 데이터 세트를 구성하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 시스템.

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제 14항에 있어서,상기 분석/계산부는상기 예측모델의 정확도가 소정값 이하인 경우, 상기 다수의 실측 데이터 세트 각각에 대한 회귀모형을 산출하고, 상기 회귀모형 각각의 정확도를 계산하며, 상기 계산 결과 정확도가 가장 높은 회귀모형을 선택하여 상기 예측모델을 갱신하는수질 일반항목을 이용한 총인 측정 시스템.