Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association (한국수자원학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Fuzzy TOPSIS Approach to Flood Vulnerability Assessment in Korea

우리나라 홍수 취약성 평가를 위한 Fuzzy TOPSIS 접근법

  • Kim, Yeong-Kyu (Department of Civil Engineering, Seoul National University of Science & Technology) ;
  • Chung, Eun-Sung (Department of Civil Engineering, Seoul National University of Science & Technology) ;
  • Lee, Kil-Seong (Department of Civil & Environmental Engineering, Seoul National University)
  • 김영규 (서울과학기술대학교 건설시스템디자인학과) ;
  • 정은성 (서울과학기술대학교 건설시스템디자인학과) ;
  • 이길성 (서울대학교 건설환경공학부)
  • Received : 2012.02.27
  • Accepted : 2012.06.15
  • Published : 2012.09.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study will be a new attempt to quantify flood vulnerability taking into account uncertainty. Information obtained from the real world has lots of uncertainties. Therefore, this study developed an approach to quantify spatial flood vulnerability of Korea using Fuzzy TOPSIS approach. Also, Fuzzy TOPSIS were compared with TOPSIS and weighted sum method. As a result, rankings of some areas were changed dramatically due to the uncertainty. Spearman rank correlation analysis indicated that the rankings of TOPSIS and weighted sum method were almost similar, but quite different from ranking of Fuzzy TOPSIS. In other words, because applying Fuzzy concept in regional vulnerability assessment may cause a significant change in priorities, the model presented in this study may be a method of vulnerability assessment.

본 연구는 불확실성을 고려하여 홍수 취약성 평가를 정량화하기 위한 새로운 방법을 제시하였다. 현실 세계로부터 얻는 많은 정보들은 불확실성을 가지고 있으므로 본 연구는 우리나라의 공간적 홍수 취약성을 산정하기 위해 Fuzzy TOPSIS기법을 사용하였다. 또한 Fuzzy TOPSIS의 결과를 TOPSIS 및 가중합계법을 적용한 결과와 비교하였다. 그 결과 일부지역의 취약성 순위가 큰 폭으로 역전되는 현상을 보였다. Spearman 순위 상관분석을 실시한 결과 TOPSIS와 가중합계법의 순위는 높은 일치성을 보였으나 Fuzzy TOPSIS의 순위와는 상당히 일치하지 않은 결과를 나타냈다. 즉, Fuzzy 개념을 반영하여 지역별 취약성을 산정할 경우 우선순위의 변동이 크게 발생할 수 있으므로 본 연구에서 제시한 모형도 하나의 취약성 평가의 방법이 될 수 있다.

Keywords

References

  1. 강민구, 이관만(2006). "수자원의 지속가능성 평가 지수 개발과 구성요소의 중요도평가." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제39권, 제1호, pp. 59-68.
  2. 고재경, 김희선 (2009). 경기도 기후변화 취약성 평가 연구, 경기개발연구원, 정책연구 2009-37, pp. 67-92.
  3. 고재경, 김희선(2010). "지방자치단체 기후변화 취약성 평가에 관한 연구: 경기도기초지자체를 중심으로." 한국환경정책학회지, 한국환경정책학회, 제18권, 제2호, pp. 79-105.
  4. 국립환경과학원(2012). 기후변화 부문별 취약성 지도, NIER 2011-04-1290, pp. 5-19.
  5. 김다은, 정용, 박무종, 윤재영, 김상단, 최민하(2011). "기후 변화를 고려한 수자원 분야의 취약성 분석." 한국습지학회지, 한국습지학회, 제13권, 제1호, pp. 25-33.
  6. 김병식, 권현한, 김형수(2011). "기후변화가 가뭄 위험성에 미치는 영향 평가." 한국습지학회지, 한국습지학회, 제13 권, 제1호, pp. 1-11.
  7. 김승환, 전홍석(1995). "최적의 히스토그램 구현." 한국통계학회 추계학술대회 논문집, 한국통계학회, pp. 165-167.
  8. 명수정(2011). "공간분석을 활용한 기후변화 취약성평가." 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제44권, 제2호, pp. 57-62.
  9. 손민우, 성진영, 정은성, 전경수(2011). "기후변화를 고려한 홍수취약성지표의 개발." 한국수자원학회 논문집, 한국 수자원학회, 제44권, 제3호, pp. 231-248. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2011.44.3.231
  10. 유가영, 김인애 (2008). "기후변화 취약성 평가지표의 개발 및 도입방안." 한국환경정책평가연구원, RE-05, pp. 4-21.
  11. 이동률, 임광섭, 최시중(2009). "치수특성평가를 위한 홍수 위험지수 개발." 한국수자원학회 2009년 학술발표회, 한국수자원학회, pp. 342-346.
  12. 이병욱 (2010). "스피어만 상관계수를 이용한 디지털 융합 강의 전략 시스템." 한국 인터넷정보학회논문집, 한국 인터넷정보학회, 제11권, 제6호, pp. 8-9.
  13. 이성웅 (1987). 델파이 기술예측방법의 유용성에 관한 연구, 전북대학교 대학원 박사학위논문.
  14. 정은성, 이길성 (2007). "다기준 의사결정기법을 이용한 공간위험 순위산정." 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제40권, 제12호, pp. 969-983.
  15. 정일원, 이병주, 김광천, 배덕효 (2008). "기후변화에 따른 홍수 피해 취약성 평가." 한국수자원학회 2008년 학술발표회, 한국수자원학회, pp. 289-293.
  16. 최시중, 이동률 (2005). "지속가능한 수자원 개발과 관리를 평가하기 위한 지표." 한국수자원학회 논문집, 한국수 자원학회, 제38권, 제9호, pp. 779-790. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2005.38.9.779
  17. Ashitian, B., Haghighirad, F., Makui, A., and Montazer, G.A. (2009). "Extension of fuzzy TOPSIS method based on interval-valued fuzzy sets." Applied Soft Computing, Vol. 9, pp. 457-461. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2008.05.005
  18. Choi, Y.E. (2002). "Changes on frequency and magnitude of heavy rainfall events in Korea." Journal of the Korean Data Analysis Society, Vol. 4, No. 3, pp. 269-282.
  19. Dalky, N., Rourke, D.L., Lewis, R., and Snyder, D. (1973). Studies in the quality of life: Delphi and decision making, Lewington: D. C. Helath & Co.
  20. Dubois, D., and Prade, H. (1980). Fuzzy sets and systems: Theory and applications. New York, Academic Press Inc.
  21. Farajzadeh, M., Ahadnezhad, M., and Amini, J. (2011). "The vulnerability assessment of urban housing in earthquake against(A case study: 9th district of Tehran municipality)." Urban-Regional Studies and Research Journal, Vol. 3, No. 9, pp. 19-36.
  22. Fűssel, H.M., and Klein, R.J.T. (2006). "Climate change vulnerability assessments: An evolution of conceptual thinking." Climate Change, Vol. 75, No. 3, pp. 301-329. https://doi.org/10.1007/s10584-006-0329-3
  23. Hajkowicz, S., and Collins, K. (2007). "A review of multiple criteria analysis for water resource planning and management." Water Resources Management, Vol. 21, No. 9, pp. 1553-1566. https://doi.org/10.1007/s11269-006-9112-5
  24. Hwang, C.L., and Yoon, K. (1981). Multiple attribute decision making an introduction. Sage Publications, Thousand Oaks London New Delhi, pp. 38-45.
  25. IPCC (2007). Climate change 2007: Impacts, adaptation, and vulnerability, IPCC contribution of working group II to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press, Cambridge.
  26. Jones, R.N. (2000). "Managing uncertainty in climate change projections: Issues for impact analysis." Climate Change, Vol. 45, No. 3-4, pp. 403-419. https://doi.org/10.1023/A:1005551626280
  27. Jun, K.S., Chung, E.S., Sung, J.Y., and Lee, K.S. (2011). "Development of spatial water resources vulnerability index considering climate change impacts." Science of the Total Environment, Vol. 409, pp. 5228-5242. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.08.027
  28. Jung, I.W., Bae, D.H., and Kim, G.S. (2011). "Recent trend of mean and extreme precipitation in Korea." International Journal of Climatology, Vol. 31, Issue 3, pp. 359-370. https://doi.org/10.1002/joc.2068
  29. Kelly, P.M., and Adger, W.N. (2000). "Theory and practice assessing vulnerability to climate change and facilitation adaptation." Climatic Change, Vol. 47, No. 4, pp. 325-352. https://doi.org/10.1023/A:1005627828199
  30. Panofsky, H.A., and Brier, G.W. (1968). Some applications of statistics to meteorology. Pennsylvania State University Press, University Park.
  31. Patt, A., Klein, R.J.T., and Vega-Leinert, A. (2005). "Taking the uncertainty in climate-change vulnerability assessment seriously." Computers Rendus, Vol. 337, pp. 411-424. https://doi.org/10.1016/j.crte.2004.11.006
  32. SoltanPanah, H., Farughi, H., and Heshami, S. (2011). "Ranking repair and maintenance projects of large bridges in Kurdestan province using fuzzy TOPSIS method." Journal of American Science, Vol. 7, No. 6, pp. 227-223.
  33. UNDP (2005). Adaptation policy frameworks for climate change: Developing strategies, polices, and measures. Cambridge University Press, USA.
  34. Webster, M., Forest, C., Reilly, J., Babiker, M., Kicklighter, D., Mayer, M., Prinn, R., Srofim, M., Sokolov, A., and Wang, C. (2003). "Uncertainty analysis of climate change and policy response." Climate Change, Vol. 61, pp. 295-320. https://doi.org/10.1023/B:CLIM.0000004564.09961.9f
  35. Yazdani, M., Alidoosti, A., and Basiri, M.H. (2012). "Risk analysis for critical infrastructures using fuzzy topsis." Journal of Management Research, Vol. 4, No. 1, pp. 1-19.
  36. Zadeh, L.A. (1965). "Fuzzy sets." Information and Control, Vol. 8, Issue 3, pp. 338-353. https://doi.org/10.1016/S0019-9958(65)90241-X

Cited by

  1. MCDM Approach for Flood Vulnerability Assessment using TOPSIS Method with α Cut Level Sets vol.46, pp.10, 2013, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2013.46.10.977
  2. Assessment of water use vulnerability in the unit watersheds using TOPSIS approach with subjective and objective weights vol.49, pp.8, 2016, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2016.49.8.685
  3. Evaluation of Inherent Flood Vulnerability in Seoul Administrative Districts Using Flood Protection Capacity and Damage Matrix vol.14, pp.2, 2014, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2014.14.2.299
  4. Development and Application of Robust Decision Making Technique Considering Uncertainty of Climatic Change Scenarios vol.46, pp.9, 2013, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2013.46.9.897
  5. An Approach of Social Vulnerability Assessment to Urban Flood vol.16, pp.4, 2016, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2016.16.4.43
  6. Comparative Studies of MCDM for Vulnerability Analysis in Gamcheon Basin vol.15, pp.5, 2015, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2015.15.5.215
  7. Application of Fuzzy Multi-criteria Decision Making Techniques for Robust Prioritization vol.33, pp.3, 2013, https://doi.org/10.12652/Ksce.2013.33.3.917