US EPA PMF 모델 기본 사용법 (데이터 삽입)

앞선 글에서는 PMF 모델의 간단한 이론과 불확도 계산 방법에 대하여 알아보았다.
이번 글에서는 PMF 모델 프로그램에 오염물질 농도 데이터 및 불확도 데이터를 삽입하는 방법에 대해서 알아보고자 한다.
앞선 글에 있는 링크를 사용하여 PMF 프로그램을 설치하였다는 가정 하에 진행한다.

PMF 모델 프로그램을 설치한 후, 실행하면 그림 1와 같은 화면이 나타난다.

먼저 오염물질의 농도 데이터 파일과 미리 계산된 불확도 파일을 삽입해야 한다.
"Concentration Data File" 부분의 오른쪽에 있는 "Browse" 버튼을 클릭하여 농도 파일을 삽입한다.
농도 파일을 삽입하면 바로 아래에 "Uncertainty Data File"부분이 활성화 되며, 농도 파일과 같은 방식으로 불확도 파일을 삽입하면 된다.
"txt, csv, xls 또는 xlsx" 확장자를 가지는 파일만 사용할 수 있다.

필자는 "CSV" 파일 사용을 추천한다.
"xls 및 xlsx" 형태로 수차례 실험해 본 결과, 원인을 알 수 없는(도대체 왜 안되는겨?) 오류가 계속해서 나타났다.
"CSV"는 워크시트를 하나만 포함할 수 있기 때문에, 먼저 엑셀로 작업한 후 raw 데이터는 따로 보관하고, 데이터 및 불확도 워크시트를 따로 "CSV"로 저장하여 사용하면 된다.

이 글에서는 프로그램 사용법 소개 수준이므로 PMF 프로그램 설치 시 함께 제공되고, PMF 메뉴얼에서 설명을 위해 사용되는 "Dataset-Baltimore_*.txt" 파일을 사용한다.

그림 1

오염물질 농도 파일과 불확도 파일을 차례대로 삽입한 후, 날짜/시간, 결측값 설정, 모델 결과 파일 및 프로그램 설정 파일 저장에 대한 정보를 결정한다.

날짜/시간 내용은 필수는 아니기 때문에 데이터 파일에 넣지 않아도 되지만, 가능하다면 날짜/시간을 활용하는 것이 좋다.
농도 데이터 내에서 다른 샘플과 비교하여 크게 차이가 나는 데이터 값에 대한 배경 조사에 날짜/시간이 활용될 수 있고, 특정 오염물질들의 날짜/시간별 변화도를 바탕으로 오염물질들 사이의 간단한 배출 상관 관계 파악도 가능하기 때문이다.
"Date/Time Column"에서 날짜/시간 정보가 있는 열의 이름을 선택해준다.
각 샘플별로 ID 또는 장소에 대한 정보가 있다면 이 또한 "ID/Site column" 부분에서 선택해준다.

결측값(Missing Value)에 대한 처리 방법은 "Exclude Entire Sample" 및 "Replace Missing Values with Species Median"의 두 가지가 있다.
"Missing Value Indicator" 부분에서는 결측값을 나타내는 데이터 값을 넣어준다. 즉, 아래 그림에서 표시한 것과 같이 결측값을 "-999"로 표시하면 PMF 프로그램에서 자동으로 결측값으로 인식하게 된다.
연구자는 데이터 정리 과정에서 "Missing Value Indicator"를 결정하여 결측값에 표시하여야 한다.
결측값 처리 과정은 글에 표현된 그대로 "모두 제외" 또는 "중앙값으로 대체"되며, 모든 과정은 PMF 모델에서 자동으로 진행된다.

다음은 모델 결과 파일 및 모델 설정 파일 저장이다.
먼저 모델 결과 파일의 경우, "Output Files" 부분의 "Output Folder" 부분 오른쪽 "Browse" 버튼을 클릭하여 폴더를 지정해준다.
그리고 "Output File Prefix"부분에서 파일 이름에 들어갈 단어를 써준다. 결과는 "그림 3"을 참고하기 바란다.
"Output File Type"에서 결과 파일 형태를 지정할 수 있다.
모델 설정 파일은 "Save File Locations and Settings in a Configuration File or Load a Previous Configuration File" 부분에서 설정이 가능하다.
모델 설정 파일 안에는 연구자가 현재까지 PMF 프로그램 내에서 진행된 설정, 데이터 파일, 모델링 결과 등에 대한 내용이 모두 저장된다.
즉, 오늘 실시한 데이터 및 불확도 파일 삽입(특정 폴더), 날짜/시간, 결측값 설정, 결과값 파일 저장 경로 및 이름 설정을 끝낸 후, 모델 설정 파일을 저장하면 앞선 모든 과정이 저장되고 다음에 다시 프로그램을 사용할 때에는 모델 설정 파일만 불러오면 모든 과정이 자동을 다시 완성된다.
저장하는 방법은 오른쪽 부분의 "Save as..." 또는 "Browse"를 클릭한 후, 저장 폴더를 선택하고 파일 이름을 타이핑 한 후 저장하면 된다.
나중에 다시 파일을 불러오고 싶으면 "Load Last Saved" 파일로 바로 직전에 저장된 모델 설정 파일을 불러오거나, "Browse" 버튼을 클릭한 후 설정 파일이 저장된 폴더로 이동한 후 설정 파일을 열어주면 된다.