희박 벡터자기상관회귀 모형을 이용한 한국의 미세먼지 분석

Abstract

본 논문은 최근 많은 관심을 받는 미세먼지 (PM10)의 일별 평균농도에 대해서 전국 16개 시도에서 2008년부터 2011년까지 관측한 다변량 시계열 자료에 대한 연구이다. 다변량 시계열 모형을 이용해서 시간 및 공간에 대한 상관관계를 동시에 고려, 일변량 혹은 특정 지역에 국한해서 분석한 기존의 연구와 차별성을 두었다. 또한 Davis 등 (2013)이 제안한 부분 스펙트럼 일관성 (partial spectral coherence)을 통해 다른 지역간의 상호 의존성을 파악하고 이를 토대로 변수 선택을 통해 희박벡터자기회귀모형 (sVAR; sparse vector autoregressive model)을 적합하는 방법론을 적용하여 고차원 자료 분석의 단점 및 한계를 보완하였으며 예측력 비교를 통해서 sVAR 모형 적합의 타당성을 검증하였다. This paper considers multivariate time series modelling of PM10 data in Korea collected from 2008 to 2011. We consider both temporal and spatial dependencies of PM10 by applying the sparse vector autoregressive (sVAR) modelling proposed by Davis et al. (2013). It utilizes the partial spectral coherence to measure cross correlation between different regions, in turn provides the sparsity in the model while balancing the parsimony of model and the goodness of fit. It is also shown that sVAR performs better than usual vector autoregressive model (VAR) in forecasting.