• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_2호
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• pp.755-770
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• 2023

최근 심각한 기후변화, 기상이상 현상 등으로 인해 자연재난의 발생빈도 및 규모가 증가하고 있다. 대형화 재난 발생 시 시간·경제적 제약으로 인해 인공위성, 드론 등 원격탐사 기반의 재난관리의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 재난 발생 시 활용가능한 국내·외 위성들과 최근 우주산업 활성화에 따라 운용 중 및 개발 중인 차세대중형위성, 초소형위성의 현황과 대량의 위성영상들의 활용 기술 동향에 대해 정리하였다. 분석 기술로는 딥러닝의 근간인 인공지능 기술을 접목한 연구들이 있으며, 사용자 중심의 분석 준비 데이터(analysis ready data)를 활용할 수 있는 주요 플랫폼을 소개하였다. 또한 최근 발생된 대형재난인 홍수, 산사태, 가뭄, 산불을 중심으로 위성영상을 활용하여 피해분석을 함으로써 재난관리에 어떻게 활용될 수 있는지에 대해 확인하였다. 마지막으로 개발될 위성을 고려하여 재난 관리 단계별 활용방안에 대해 제시하였다. 본 연구를 통해 위성개발 및 운영현황, 최신 위성영상 분석기술 동향과 다종 위성영상을 활용한 재난대응 방안에 대해 제시되었다. 재난 진행단계에서는 예방과 대비 보다는 대응과 복구에 대한 위성영상의 활용도가 높은 것을 확인할 수 있었다. 향후 다종의 영상이 수급되었을 때 효과적인 재난관리를 위해 인공지능, 딥러닝 등 최신기술 융합 방안과 적용 가능성에 대한 연구를 수행할 예정이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권3호
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• pp.275-284
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• 2024

농업 분야에서 농작물의 생장 변화와 수분량 파악은 매우 중요하다. 본 연구에서는 수분에 민감하게 반응하는 단파적외(Short Wavelength Infrared, SWIR) 센서를 드론에 탑재하여 콩의 생장과 수분량 변화를 관찰하였다. 콩의 생장이 활발해질 때 수분량이 증가하는 현상을 확인했으며, 관수량의 차이에 따라 식생지수와 수분지수가 다르게 감소하는 것을 확인했다. 이는 습해로 인해 콩의 생장 둔화와 수분량 감소가 나타났음을 시사한다. 본 연구는 농작물의 생산성 저하와 습해 피해 감소를 위해 콩의 생장 단계별 식생지수와 수분지수를 세밀하게 모니터링할 것을 제안한다. 이로써 습해 뿐만 아니라 가뭄과 같은 수분 변화가 농작물 생장에 미치는 악영향을 조기에 탐지하여 예방할 수 있을 것으로 판단한다. 드론 기반 SWIR 센서를 통한 수분 스트레스의 조기 진단 가능성을 제시함으로써 대규모 농작물 관리의 효율성을 높이고 수확량을 증가시켜 농업 생산에 기여할 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제10권E호
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• pp.371-386
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• 1994

본 연구소는 최근 대기오염과 산성비 때문에 남산의 소나무가 죽어간다는 일부 학자들의 주장의 진위를 실증적으로 검정하기 위하여 남산에 생육하는 소나무의 생장변화를 정밀분석하고 그것에 대한 생태학적인 해석을 시도함과 아울러, 현재 상태의 대기오염이 소나무의 생육에 미칠 수 있는 영향을 추론하고자 시도되었다. 남산의 3개 지점에서 40그루 나무의 나이테를 조사한 바, 대다수의 남산소나무들은 최근 10년동안에 지금까지 자라온 평균생장량에 비하여 더욱 빠른 생장을 보여주었고 그동안 솔잎혹파리나 아까시나무 등과 같이 생물적인 요인에 의하여 생장의 장해를 받아온 기록을 많이 볼 수 있었다. 더욱이 나무가 생장하는데 가장 중요한 인자의 하나인 토양수분요인이 수목의 생장에 미치는 영향을 조사해 보았을 때 남산위에 분포하는 나무들은 가뭄현상에 대하여 매우 민감하게 그 생육이 조절되는 생장유형을 보여 주었다. 다양한 환경오염 요인들에 대하여 면밀한 검토없이 제기된 일부 학자들의 상기 주장은 설득력을 갖지 못할 뿐만 아니라 매우 성급한 것인 바, 본 연구를 통하여 필자는 남산에 있는 소나무를 대상으로 대기오염의 피해를 논하는 것은 적절하지 못하다는 것을 밝혔다. 특히 현재단계에 있어서 서울 중심지역인 남산에 있어서 대기오염물질과 강우산도와 같은 환경요인은 장기적으로 만성적인 피해를 줄 수도 있는 것으로 추정할 수 있다. 이러한 결과는 수목의 나이테에 대한 집중적 조사와 다양한 환경요인의 변화양상에 관한 연구를 통하여 제시할 수 있었던 바, 추후 남산내 다른 지점의 소나무 뿐 만 아니라 신갈나무와 아카시아나무와 같은 다른 수종의 생장 및 환경오염물질의 부하와 생태계내에서 그들이 변화하는 동태를 포함한 더욱 광범위한 생태계 생태학적 차원에서의 연구가 시행되어야 할 필요가 있다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권1호
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• pp.71-88
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• 2012

지구온난화는 전 세계적으로 21세기 최대 관심사이며, IPCC 보고서에 의하면 지구의 평균온도와 범위가 점점 증가하며, 이에 따른 불확실성도 증가하고 있다. 이러한 지구온난화의 영향은 인간 삶의 기반과 관련된 여러 부문에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 수자원 분야도 예외가 아니다. 기후변화에 따른 수자원 영향평가는 다른 분야의 기초 자료로도 사용될 만큼 중요한 부분이다. 본 연구에서는 과거 우리나라에서 수행되었던 수자원과 관련한 기후변화 연구에 대하여 총 논문 124편과 보고서 57편을 살펴보았다. 국내 기후변화 연구(보고서 및 연구논문 포함)는 현재 전망이나 영향평가에 매우 편향되어 진행되어 왔다. 수문기상인자의 경향성과 전망 분야에서는 수문변수로 지표수, 홍수 등이, 기상변수로 강수, 온도 등에 집중되어 분석되었다. 이는 우리나라가 계절적 강우 발생의 편차가 크고 수자원 관리가 매우 힘들기 때문에, 강수, 온도, 지표수, 홍수 등 수자원과 직접적 관련이 있는 변수에 초점이 맞추어져 수행이 되어 왔다. 우리나라 미래 수자원 전망에서는 지역적으로 다르겠지만, 과거 강수, 온도, 지표수 등이 대체적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 홍수나 가뭄에서 인명 피해는 줄어드는 반면, 재산 피해는 증가하는 경향을 보였다. 하지만 미래 전망에서 강우 강도, 온도, 유출량 등이 증가하는 경향을 나타내었으나, 아직 이를 이용한 수자원 취약성이나 미래 수자원 유역 관리까지는 수행되지 못하였다. 특히, 우리나라에서 수행된 기후변화 연구 결과들이 상이하여 기후변화 연구 단계별로 많은 불확실성이 발생하고 있음을 파악하였다. 기후변화에 대한 적응전략의 경우, 기후변화 대응에 대한 대국민 인식 및 사회적 기반이 취약하며, 개인 및 기업의 자발적인 대응이 부족하였다. 또한, 정부 차원에서의 기후변화 관련 대국민 홍보와 기업의 자발적인 온실가스 등의 감축에 상응하는 인센티브 제공 등의 법적 또는 제도적인 장치가 부족하였다. 마지막으로 기후변화에 대한 국내 경제성 분석에 대한 연구 사례는 전무하며, 진행 중에 있는 극소수 의 연구 사례가 있었다. 하지만 기후변화에 따른 수자원 부족에 대한 대비 또는 적응전략을 세우기 위해서는 정형화된 경제성 분석이 마련되어야 함을 파악하였다.

• 한국작물학회지
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• 제34권s02호
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• pp.13-33
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• 1989

농업기후는 적지 적작을 통하여 주어진 기후자원을 최대한 활용한다는 의미에서 더욱 정밀하게 분석되고 평가되어야 한다. 작물 생산의 안정성 증대와 생산비 절감을 도모하기 위해서는 작물별로 농업기후 지대를 구분하여, 지대별로 알맞은 품종과 재배 기술을 도입 실시하는 것이 바람직하다. 농업기후지대 구분은 농업생산을 지배하는 기온, 강수량, 일조, 습도, 바람 등 작물의 생육과 수량에 직접적으로 영향을 미치는 기후요소들을 종합적으로 평가하여 지대를 구분한다. 벼재배를 위한 농업기수지대는 이앙기의 강수량과 한발지수, 생육 유효 온도(15$^{\circ}C$ 이상)의 출현시기와 지속기간(작물기간), 생육 단계별 저온 출현율을 비롯하여 기온, 일조시수 등의 분석과 종합 판단을 통하여 비슷한 지역을 하나의 지대로 묶어 구분한다. 구분된 우리나라의 벼재배 농업기후 지대는 19개 지대로서, (1) 태백고령지대, (2)태백준고령지대, (3)소백산간지대, (4) 노령소백산간지대, (5)영남내륙산간지대, (6) 중북부내륙지대, (7) 중부내륙지대, (8) 소백서부내륙지대, (9) 노령동서내륙지대, (10) 호남내륙지대, (11) 영남분지지대, (12) 영남내육지대, (13) 중서부평야지대, (14) 차령남부평야지대, (15) 남서해안지대, (16) 남부해안지대, (17) 동해안북부지대, (18) 동해안중부지대, (19) 동해안남부지대이다. 한편 작부농계를 위한 농업기후지대는 벼재배 농업기후지대를 바탕으로 하고, 각 지대별로 여름 작물과 겨울 작물을 위한 기후요소들과 전래되어온 작부농계를 고려하여 9개 지대로 구분하였다. 9개의 작부농계 농업기후지대는 (I) 산간고령지대, (II) 산간지대, (III) 중북부내륙지대, (IV)중북부서부해안지대, (V) 중남부서부해안지대, (VI) 경북내륙지대, (VII) 남부내륙지대, (VIII) 남부해안지대, (IX)동해안지대 등이다. 농업기후지대별 농업기상재해의 특성은 벼 이앙기에 한발지수 1.4 이상을 보인 (11) 영남분지지대, 동해안의 북부(17)와 중부(18) 지대 등이 가뭄 상습지로 나타났고, 냉해 위험지대에는 (2)태백준고냉지대가 포함된다. 태풍과 집중호우에 의한 피해가 년평균 4회 이상인 지대는 (10) 호남내륙지대, (15) 남서해안지대, (16) 남부해안지대로서 강수량분포와 태풍 진로와 관계가 깊다. 그 다음으로 년2~3회 풍수재를 입게 되는 지대는 동해안의 (17), (18), (19) 지대인데, 이 지대는 한발, 냉해, 풍수해가 겹친 지대이다.

• 한국작물학회지
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• 제65권1호
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• pp.72-78
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• 2020

본 연구는 탄질비(C/N)가 224인 억새 절삭물을 토양에 시용하여 토양을 개선하고 작물 생육을 촉진하고자 ha 당 무시용, 10톤, 20톤을 처리하였다. 그 결과, 토양 유기물 함량이 시험 전 11.0 g·kg^-1에서 3년 후 최대 16.3까지 증가하였다. 토양 양이온치환용량의 경우 3년 후 최대 15.3 cmol_c·kg^-1까지 증가하였다. 앞그루작물인 단수수는 20톤 시용구가 줄기가 굵었고 주당 착즙량이 60 ml로 가장 많았다. 착즙액량과 착즙액의 가용성고형물 함량을 곱한 수량지수는 억새 10톤 시용구가 1,913으로 가장 높고 20톤 시용구와 대조구가 각각 1,851, 1,839 순이었다. 억새 바이오매스 시용량이 늘어나고 시험 연차가 길어짐에 따라 일시적 비절과 가뭄 피해가 발생하였다. 고구마 지상부 생육은 억새 시용의 영향을 받지 않았다. 상품(marcketable) 괴근 수는 억새 20톤 시용구가 대조구와 같은 2,9개였고, 10톤 시용구가 3.6개로 가장 많았다. 억새 20톤 시용구와 대조구의 2년간 평균수량이 각각 2,579 kg/10a, 2,708으로 낮았고 10톤 시용구가 3,289로 가장 많았다. 뒷그루작물인 양파의 경우 억새 시용에 따른 수량 차이는 인정되지 않았으나 억새 20톤 시용구가 무시용구나 10톤 시용구에 비해 양파 초장과 엽장이 길었다. 마늘의 수량은 2,630~2,901 kg/10a으로서 억새 시용의 영향이 없었고, 억새 10톤 시용구가 초장과 엽장이 가장 길었고, 인편 수는 억새 시용구가 인경구당 8.2~8.3개였고 대조구가 8.9개로 가장 많았다. 본 시험 결과, ha 당 10톤 내외의 억새 바이오매스를 시용할 경우 토양 개량과 더불어 작물 생육과 수량을 촉진시켜 향후 부존자원인 억새의 가치를 재발견하는 실마리가 될 것으로 보인다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제39권1호
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• pp.24-30
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• 2019

본 연구는 천안지역에서 겉뿌림 초지조성 시 목초 파종시기가 초지의 연차별 식생 및 생산성에 미치는 영향을 구명하고 산지초지 조성에 적합한 피종시기를 설정하고자 2015년 8월부터 2017년 10월까지 천안시 소재 국립축산과학원 축산개발부 구릉지에서 수행되었다. 처리는 총 4처리로 8월 18일 파종, 9월 1일 파종, 9월 15일 파종, 9월 29일 파종이었다. 월동 후 생육조사에서 8월 18일 파종과 9월 1일 파종이 목초 93%로 가장 우수한 식생을 보였고, 9월 29일 파종은 목초 75%, 잡초 25%로 약간 저조한 식생을 보였다. 분얼의 경우 8월 18일 파종이 7.2개로 가장 높게 나타났으며, 9월 29일 파종이 3.7개로 가장 낮게 나타났다. 정착개체의 경우 9월 1일 파종과 9월 15일 파종에서 75개($30cm{\times}30cm$)로 가장 높게 나타났으며 8월 18일 파종에서 49개($30cm{\times}30cm$)로 가장 낮게 나타났다. 정착률은 전체적으로 87에서 92%로 높게 나타났다. 2016년 1차 예취 시기를 보면 9월 1일 파종이 목초 96%, 잡초 4%,로 가장 우수한 식생을 보였으며 9월 29일 파종은 목초 88%, 잡초 12%로 양호한 식생을 보였다. 2016년 1차 예취 시기에서 초종구성을 보면 일찍 파종할수록 톨 페스큐의 비율이 높았고 늦게 파종할수록 상대적으로 오차드그라스의 비율이 높게 나타났다. 2017년 1차 예취시기에서는 목초의 식생비율이 87에서 95%로 양호하게 나타났지만 2차 예취시기부터 잡초의 비율이 50% 이상으로 높아졌다. 이는 5월부터 7월까지 극심한 가뭄으로 목초가 크게 피해를 받아 상대적으로 잡초의 비율이 높게 나타났다. 총 건물수량은 8월 18일($13,632kg\;ha^{-1}$)파종과 9월 1일($13,988kg\;ha^{-1}$)파종이 9월 15일($11,883kg\;ha^{-1}$)파종과 9월 29일($11,459kg\;ha^{-1}$)파종보다 높게 나타났다(p<0.05). 결과를 종합해보면 중부지역에서는 되도록 9월 초까지 파종을 완료하는 것이 식생이나 생산성 측면에서 유리한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1107-1118
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• 2021

지구온난화로 인해 발생한 기후변화는 한반도의 홍수, 가뭄 등의 발생빈도를 증가시켰으며, 이로 인해 인적, 물적 피해가 증가한 것으로 나타났다. 수재해 대비 및 대응을 위해서는 국가 차원의 수자원 관리 계획 수립이 필요하며, 유역 단위 수자원 관리를 위해서는 장기간 관측된 유량 자료를 이용하여 도출된 유량지속곡선이 필요하다. 전통적으로 수자원 분야에서 유량지속곡선을 도출하기 위하여 물리적 기반의 강우-유출 모형이 많이 사용되고 있으며, 최근에는 데이터 기반의 딥러닝 기법을 이용한 유출량 예측 기법에 관한 연구가 진행된 바 있다. 물리적 기반의 모형은 수문학적으로 신뢰도 높은 결과를 도출할 수 있으나, 사용자의 높은 이해도가 요구되며, 모형 구동 시간이 오래 걸릴 수 있는 단점이 있다. 데이터 기반의 딥러닝 기법의 경우 입력 자료가 간단하며, 모형 구동 시간이 비교적 짧으나 입력 및 출력자료 간의 관계가 블랙박스로 처리되어 수리·수문학적 특성을 반영할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 물리적 기반 모형으로 국내외에서 적용성이 검증된 Soil Water Assessment Tool (SWAT)의 매개변수 보정(Calibration)을 통해 장기간의 결측치 없는 데이터를 산출하고, 이를 데이터 기반 딥러닝 기법인 Long Short-term Memory (LSTM)의 훈련(Training) 데이터로 활용하였다. 시계열 데이터 분석 결과 검·보정 전체 기간('07-'18) 동안 Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE)와 적합도 비교를 위한 결정계수는 각각 0.04, 0.03 높게 도출되어 모형에서 도출된 SWAT의 결과가 LSTM보다 전반적으로 우수한 것으로 나타났다. 또한, 모형에서 도출된 연도별 시계열 자료를 내림차순하여 산정된 유량지속곡선과 관측유량 기반의 유량지속곡선과 비교한 결과 NSE는 SWAT과 LSTM 각각 0.95, 0.91로 나타났으며, 결정계수는 0.96, 0.92로 두 모형 모두 우수한 성능을 보였다. LSTM 모형의 경우 저유량 부분 모의의 정확도 개선이 필요하나, 방대한 입력 자료로 인해 모형 구축 및 구동 시간이 오래 걸리는 대유역과 입력 자료가 부족한 미계측 유역의 유량지속곡선 산정 등에 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.11-22
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• 2009

장기유출 해석은 저수지와 댐의 용량 결정, 가뭄대책 수립, 하천유지유량 결정 등의 이수계획과 용수공급을 위한 댐 및 저수지의 물 관리, 수리권의 허가 및 조정, 용수 분쟁 조정 등의 하천 물 관리 실무와 하천, 호소의 수질예측 등에도 필수적이다. 이를 위해 수문학자들은 수자원관리를 목적으로 강우-유출 모형을 가장 널리 이용하고 있으나 실제 유역 내에 위치하고 있는 댐과 저수지 등과 같은 인위적 저류시설물에 대한 고려가 미흡한 실정이다. 각 저류시설물의 수용 및 방류 능력은 국부적으로는 저수지 하류에, 광역적으로는 유역 전체에 상당한 영향을 미칠 수 있으며 이러한 관점에서 볼 때 강우-유출 모형을 이용하여 유출해석 시 유역 내 포함된 저수지나 댐과 같은 시설물을 고려하여 모형을 구성하는 것이 타당하다. 본 연구에서는 과거 집중호우 등으로 홍수피해를 경험한 바가 있으며 농업용 저수지가 다수 위치한 안성천 유역을 대상으로 농업용 저수지가 유출해석에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 본 연구에서는 현재 홍수조절 능력에 대한 논란이 일고 있는 안성천 유역의 농업용 저수지를 고려하여 준 분포형 강우-유출 모형인 SLURP 모형을 구성하고 농업용 저수지의 저류 효과에 따른 하류 지역에 대한 영향성을 검토하였으며, 유출해석 시 모형 내 저수지 반영 여부에 따른 차이에 대하여 비교 분석하였다. 모형 내 저수지를 고려하여 모의한 결과, 강우가 집중되지 않는 봄과 가을철에는 저류효과가 있는 것으로 나타났으나 강우가 매우 집중되는 시기에는 하류로의 유출이 더 크게 모의되어 저수지를 고려하지 않은 경우와 차이를 보였으며, 유황분석을 통해 저수지 유무에 따른 유량변동이 풍수량(95일)과 갈수량(355일)에서 특히 크게 분석되는 결과를 확인 할 수 있었다. 단, 본 연구에서 분석하고자 하는 기흥, 이동, 고삼과 금광 저수지의 자료는 안성천홍수예보시스템 개선(건설교통부, 2007b)에서 조사된 내용에 의거하여 각 저수지별 최대방류량을 입력 자료로 활용하였으므로 실제 저수지 운영에 따른 유출과 유황변동과는 차이가 있을 수 있음을 미리 밝히는 바이다.