Extraction of Soil Wetness Information and Application to Distribution-Type Rainfall-Runoff Model Utilizing Satellite Image Data and GIS

위성영상자료와 GIS를 활용한 토양함수정보 추출 및 분포형 강우-유출 모형 적용

  • 이진덕 (금오공과대학교 토목환경공학부) ;
  • 이정식 (금오공과대학교 토목환경공학부) ;
  • 허찬회 (금오공과대학교 측량및지형공간정보연구실) ;
  • 김석동 (금오공과대학교 대학원 토목공학과)
  • Received : 2011.06.14
  • Accepted : 2011.07.18
  • Published : 2011.06.30

Abstract

This research uses a distributed model, Vflo which can devide subwater shed into square grids and interpret diverse topographic elements which are obtained through GIS processing. To use the distributed model, soil wetness information was extracted through Tasseled Cap transformation from LANDSAT 7 $ETM^+$ satellite data and then they were applied to each cell of the test area, unlike previous studies in which have applied average soil condition of river basin uniformly regardless of space-difference in subwater shed. As a resut of the research, it was ascertained the spatial change of soil wetness is suited to the distributed model in a subwater shed. In addition, we derived out a relation between soil wetness of image collection time and 10 days-preceded rainfall and improved the feasibility of weights obtained by the relation equation.

본 연구에서는 소유역을 정방형 격자망으로 형성하고 GIS 데이터처리를 행하여 다양한 지형적인 요소를 각 격자 단위로 해석할 수 있도록 한 다음, 분포형 모형 중 대표적인 $Vflo^{TM}$에 적용하였다. 그리고 모형을 이용함에 있어서 소유역 내에서 공간적으로 상이함을 무시하고 유역의 평균적인 토양함수조건을 적용하는 종전의 연구와 달리, 픽셀 단위로 구성되어 있는 LANDSAT 7 $ETM^+$ 위성영상으로부터 Tasseled Cap 변환을 통해 추출한 토양함수정보 를 모형의 각 격자에 적용하였다. 연구 결과, 소유역에서 토양함수의 공간적인 변화가 분포형 모형의 틀에 잘 부합할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 영상획득시기의 습윤지수와 10일 선행강우량과의 관계식을 추정하였으며, 이를 통해 구한 가중치의 적용성을 입증할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김광섭, 2006, "PSR C-band 및 ESTAR L-band 측정치를 사용한 다중 채널 원격측정 토양수분 자료의 변화 도 비교", 대한토목학회논문집, 제26권, 4B호 pp. 329-334.
  2. 김성준, 채효석, 1999, "격자기반의 토양수분추적모형 개발 : 보청천 유역 사례연구", 한국GIS학회지, 제7권, 1호, 통권12호, pp.39-48.
  3. 박진혁, 강부식, 이근상, 이을래, 2007, "레이더강우와 Vflo모형을 이용한 남강댐유역 홍수유출해석", 한국지리정보학회지, 제10권, 3호, 통권36호, pp.13-21.
  4. 박진혁, 강부식, 2007, "레이더 및 강우수치예보자료를 이용한 초단기강우-유출예측시스템 개발", 2007년도 학술발표회 논문집, 한국수자원학회.
  5. 오경두, 2009, "분포형모형 Vflo에 의한 수문해석", 제 20회 수공학 Workshop, 한국수자원학회.
  6. 유철상, 박정훈, 김중훈, 2006, "기후변화에 따른 선행토양함수조건(AMC)의 변화", 대한토목학회논문집, 제26 권, 3B호, pp.233-240.
  7. 홍준범, 김병식, 윤석영, 2006, "Vflo모형을 이용한 물리기반의 분포형 수문모형의 정확성 평가", 대한토목학회 논문집, 제26권, 6B호, pp.613-622.
  8. 사공호상 등 2인, 2003,"IKONOS 위성영상을 이용한 토양포장 현황 분석, 2003년도 춘계워크숍 및 학술대회논문집, 한국지리정보학회, pp.157-166.
  9. Crist, E.P. and Cioone, R.C., 1994, "Physical-Based Transformation of Thematic Mapper Data The TM Tassedled Cap", IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. GE-22, No.3, pp.256- 263.
  10. Huang, C., Yang, L., Homer, C., Wylie, B., Vogelman, J. and DeFelice, T., 2000, "At-Satellite Reflectance: A First Order Normalization of LANDSAT 7 ETM+ Images", USGS Science for Changing World, pp.1-9.
  11. Vieux, B.E., 2001, Distributed Hydrologic Modeling Using GIS, ISBN: 0-7923-7002-3, Kkuwer Academic Publishers. Norwell, Massachusetts, Wat. Sci. Tech. Series, Vol.38, p.293.
  12. Vieux, B.E., Vieux, J.E., 2002, "Vflo: a Real-Time Distributed Hydrologic Model." Proceedings of the Second Federal Interagency Hydrologic Modeling Conference.
  13. Vieux, B.E., 2004, Distributed Hydrologic Modeling Using GIS, Second Edition, ISBN: 1-4020-2459-2, Kkuwer Academic Publishers, The Netherlands.