• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1787-1791
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• 2009

지표수의 유출과정을 설명하는 과정에서 중요인자이며, 생태수문학의 핵심변수이자 기상모형의 중요한 입력변수인 토양수분의 공간적 시간적 특징들은 강우 및 지하수와 토양수분간의 순환 구조를 규명하는데 매우 중요하다. 가장 널리 쓰이는 토양 수분 측정 장비인 TDR 장비 매설에 앞서 대상유역 선정에 대한 여러 가지 고려사항을 검토하고 수치지형 분석 등을 통한 사전분석을 실시하였다. 대상유역을 선정하기 위해서는 대상유역의 자료획득의 용이함, 지정학적, 시스템 운영적 측면에서의 가용성, 그리고 정밀측량 및 부수적요인 등 여러 요소의 고려가 요구된다. 청미천 유역을 대상으로 약 21 개의 대상후보사면을 정밀조사 하였으며, 충청북도 음성군 수레의산 청소련 수련원내의 산지 사면을 측정대상 사면으로, 지정학적 위치, 식생분포, 지질구조 및 심도 등의 토양특성의 고려를 통해서 선정하였다. 또한 대상 사면에 흐름 발생 및 분포를 계산하기 위해서 대상사면의 지표 및 기반암 표고를 정밀 측량하였으며, 기반암 또는 풍화대까지의 깊이를 실측하여 지표면 및 지하면의 수치지형 모형을 구축하였다. 대상사면 및 지하면에 대하여 표고수치지형모형(Digital Elevation Model:DEM)으로 도식한 후 흐름 발생 공간 분포를 계산하였다. 다양한 흐름 발생 알고리즘으로 기여사면적과 지형습윤지수를 계산하였다. 분배알고리즘의 의해 도출된 지형인자들로 인한 흐름발생 공간적 분포특성을 비교하여 센서의 매설 위치를 결정하였다. 센서 매설 위치에 대한 토양시료를 채취하여 토성을 분석한 결과는 미국 농무성 기준에 의한 분류로는 사양토로, 국제토양학회의 분류기준에 따르면 양토로 분류되었다. 대상사면의 유효입력강우를 확보하기위해서 개방공간인 수레의산 청소년수련원과 대상산림의 Canopy하부에 각각 강수측정 시스템을 설치하였고 약 6개월간 성공적으로 자료를 획득하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.436-436
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• 2021

강원도 춘천시에 위치한 소양호는 북한강 상류수계로서 1973년에 준공된 우리나라 최대의 인공호이다. 소양호는 준공 이후 주변 유역의 인구밀집도가 낮고 오염물질 유입원이 적어 빈영양호의 수질을 보였다. 준공 후 소양호 수질에 영향을 미친 주요 환경요인으로는 1980-90년대 가두리 양식, 1990년대 후반부터 현재까지 지속되는 문제는 상류에서 강우시 발생된 탁수유입이 있다. 이러한 환경 문제로, 소양호에서는 식물플랑크톤 일차생산력, 동물플랑크톤 및 식물플랑크톤 장기변동, 용존산소 일주기 변동, 호수 내 유기물 분포 등의 연구가 이루어져 왔다. 그러나 가두리 양식장의 철거로 한 가지 요인은 해결되었으나 상류 탁수 유입 문제는 현재까지 진행 중이다. 소양호에서는 매해 여름철 탁수 유입이 지속적으로 발생하고 있으며 부영양화를 초래할 수 있는 주요한 문제이다. 이에 본 연구는 소양호에서의 장기적인 생태계 변동성 연구를 위해 1982년부터 현재까지 월 1-4회 수질 모니터링을 실시 중이며, 수질항목은 SS(Suspended Solids), TN(Total Nitrogen), TP(Total Phosphorus), BOD(Biochemical Oxygen Demands), TOC(Total Organic Carbon), Chl-a(Chlorophyll-a)에 대해 분석을 진행하고 있다. 기존 연구에서는 주-월 단위로 모니터링을 실시하여 강우에 의한 탁수 유입, 타 오염원에 의한 오염물질 및 유기물 유입으로 인한 실시간 수질 변동을 파악할 수 없었으며, 이벤트 발생 이후의 경과만 관찰할 수 있는 한계점이 있었다. 그러나 앞으로의 진행될 연구는 고빈도 센서를 이용하여 실시간 짧은 간격으로 모니터링하여 소양호 수질의 일주기 변동 분석과 오염원 유입과 같은 이벤트 발생 전·후 비교 및 실시간 수질변동에 대해 연구하는 것이며, 기존 데이터와 함께 진행될 연구의 데이터를 활용하게 된다면 소양호에서의 장기적인 수질 변화를 분석하는 데 효과적일 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.919-928
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• 2023

우리나라의 강우 특성은 여름철 홍수기에 집중되어있다. 특히 이상강우 및 기상이변에 의한 집중강우의 증가 추세로 다량의 탁수가 댐 내에 유입될 시 전도현상으로 인해 탁수 장기화 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 탁수 예측을 통한 선제적 조치 방안 또는 댐 운영방안 마련에 많은 연구가 진행되고 있다. 탁수 예측을 위해서는 상류 유입부의 탁수 자료를 필요로 하지만 현재 시·공간적인 데이터 해상도는 부족한 실정이다. 시간적 해상도 개선을 위해서는 탁도-SS 관계식에 대한 개발을 필요로 하며 공간적 해상도 개선을 위해 다항목수질측정기(YSI), 레이저부유사측정기(Laser In-Situ Scattering and Transmissometry, LISST), 초분광 센서 등의 센서 기반 측정을 통해 선, 면 단위 데이터 측정을 통해 탁수에 대한 공간적 해상도를 개선할 수 있다. 또한 LISST-200X의 경우 입경 크기 등에 대한 자료 수집이 가능함에 따라 분율(Clay : Silt : Sand)에 대한 탁도-SS 관계식에 활용될 수 있다. 또한 최근 원격탐사 방안 중 다른 탑재체에 비해 공간해상도 및 시간해상도가 높은 UAV와 분광·방사 해상도가 높은 초분광 센서를 활용 시 탁수 발생에 대한 공간적인 분포를 제시할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 LISST-200X 및 YSI-EXO를 활용하여 실험실 분석을 통해 분율(Clay : Silt : Sand)에 따라 탁도-SS 관계식을 산정하였으며 UAV (Matrice 600), 초분광센서(microHSI 410 SHARK)를 포함한 센서 기반 현장 측정을 통해 탁도와 부유사 농도, 측정된 부유사농도 기반 탁도-SS 관계식을 이용하여 산정한 탁도에 대하여 공간적 분포를 제시하였다. 이를 통해 탁도-SS 관계식에 대한 적용성 검토 및 탁수 발생 현황에 대하여 파악하고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.221-232
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• 2021

유지관리에 활용되는 계측 센서들은 교통 수단 통행 및 강우와 같은 다양한 환경적인 요인에 지속적으로 노출됨으로써 손망실 가능성이 점차 증가하게 된다. 관련 연구에 따르면, 국내 지하철 터널 유지관리 계측 센서는 설치 후 약 5~6년이 경과한 상태에서 평균 14.2~14.8%의 손망실율을 보이고, 국외의 경우에는 동일 기준 약 13.9%로 국내외 평균 15%의 유지관리 계측 센서가 5~6년이 지난 후 정상적인 계측 값을 제공하지 못한다는 것을 알 수 있다. 원활한 유지관리를 위해서는 손망실 계측 센서에 대한 보수 및 교체를 통해 해당 계측 데이터를 확보해야 하지만, 일부 손망실된 계측 센서의 경우에는 설치 후 매립되어 유지보수 비용에 단순한 장비 구입만이 아닌 재시공까지 포함되는 등 계측 센서 보수에는 많은 시간 및 비용이 소요되고 이로 인한 지속적인 데이터 손실이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 손망실 계측 센서의 보수 및 교체 기간 동안 일시적으로 손실되는 데이터를 추정치로서 보완하여 끊김 없는 인프라 유지관리를 지원할 수 있는 인접 센서 데이터 추세 분석 기반 손망실 계측 센서 데이터 추정 기법을 제안한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.19-19
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• 2023

최근 기후변화에 의해 단기간에 많은 양의 집중호우가 발생하여 도시지역의 침수 피해가 증가하고 있다. 이에 도시지역의 홍수 피해 해결을 위해 도심지 홍수 발생 시 홍수정도 및 상황을 파악할 수 있는 장비가 개발되었으나, 실용화 단계까지는 진행이 미흡한 상황이다. 또한 기존 도시지역 홍수 현상 및 원인을 분석하기 위해 수치모형을 활용하고 있으나, 우수관망의 노후화 및 초기 강우패턴 적용에 대한 정확한 해석결과의 어려워 활용성이 낮다. 또한 홍수정도와 발생상황 인지를 위한 계측 장비의 개발 연구는 지속적으로 진행되고 있으나, 계측 장비의 높은 가격으로 전국적으로 설치 할 수 없는 상황으로 이를 대응하기 위한 별도의 방안 마련이 필요한 실정이다. 이를 위해 본 과제에서는 고성능·저비용 계측센서를 개발하여 실용화 가능성을 높이고, 전국에 산재되어있는 CCTV(교통상황, 방법용 등)의 영상을 활용한 침수상황 인지 기술 개발, 계측 데이터와 모니터링 데이터의 활용을 위한 빅데이터 개방 플랫폼을 구축하여, 상습 침수지역에 대해 실시간 감시가 가능한 계측 시스템의 정형 데이터와 CCTV 및 영상 등 모니터링 장비의 비정형 데이터의 분석 기술을 결합한 새로운 도심지 홍수 감시 기술의 개발을 목표로 한다. 이를 위해 본 연구 1차년도에 지표면 침수심 계측센서와 우수관망 월류심 계측센서를 개발하였으며, 2차년도에는개발된 계측센서의 현장실증을 통해 데이터를 수집한다. 수집된 계측센서 데이터와 비정형(CCTV 영상) 데이터의 AI학습을 통해 분석된 침수심, 침수범위, 침수면적 데이터는 도심지 홍수 정보 프로그램을 통해 표출되며, 최종적으로는 현장 상황을 쉽게 파악 가능한 3D 레이어의 형식으로 표출하고자 한다. 추후 도심지 홍수 정보 프로그램을 통해 표출되는 3D 레이어는 환경부가 추진하는 DT(Digital Twin) 연계 인공지능(AI) 홍수예보 사업과의 연계 시 도심지 홍수 지도 구축을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1101-1111
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• 2021

In this study, among the W-S-R(Wiper-Signal-Rainfall) relationship methods used to produce sensor-based rain information in real time, we sought to produce actual rainfall information by applying machine learning techniques to account for the effects of wiper operation. To this end, we used the gradient descent and threshold map methods for pre-processing the cumulative value of the difference before and after wiper operation by utilizing four sensitive channels for optical sensors which collected rain sensor data produced by five rain conditions in indoor artificial rainfall experiments. These methods produced rainfall information by calculating the average value of the threshold according to the rainfall conditions and channels, creating a threshold map corresponding to the 4 (channel) × 5 (considering rainfall information) grid and applying Optima Rainfall Intensity among the big data processing techniques. To verify these proposed results, the application was evaluated by comparing rainfall observations.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.447-447
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• 2022

하굿둑 실증시험 및 개방 시 하굿둑으로부터 해안지역 대수층의 지하수 내 염분침투를 예방하고 지속가능한 지하수자원 이용과 관리를 위해서 담수(freshwater)와 염수(saltwater)의 경계면 변동 및 분포를 추적하기 위해 지화학적·물리적 접근 연구는 매우 중요하다. 해안 및 하굿둑 주변지역의 담·염수 경계면 특성에 관한 조사 및 분석은 직·간접적 관측방법으로 이뤄진다. 직접 관측방법에는 심도별 전기전도도(Electrical condutivity, EC) 측정 방법으로 1개 정밀센서(CTD-Diver)를 와이어에 연결하여 수동으로 측정하는 방식과 자동 관측센서(CTD-Diver)를 공내 여러 관심심도에 이격거리에 따른 관측센서를 여러 개 설치하여 특정 관심심도별 연속적인 상태를 파악하는 방법이다. 간접 관측방법에는 관심심도별 또는 특정 심도의 지하수 수질을 채취하여 지화학 분석하는 방법이 있다. 직·간접적 관측방법에는 관심심도별 구간의 이격거리와의 공백과 조사시기에 대수층의 해수침투를 파악할 수 있으나 연속적 관측과 예측은 매우 어렵다. 직접적 관측방법 중 1개 정밀센서와 와이어를 이용한 특정 시·공간에 대한 연직 프로파일링 관측은 가능하나, 연속적 관측과 예측 또한 매우 어렵다. 따라서 본 연구는 물리적 방법을 기반으로, 하굿둑 인근의 담수(freshwater)와 염수(saltwater)와의 경계면 분포특성에 관한 연구는 하굿둑 실증시험 시 지하수 내 염분침투에 따른 지하수 환경 등에 대한 전반적 특성 등을 분석하였다. 하구언 일대의 지하수 내 염분침투 및 지하수 오염관리를 위해 실증실험 등 인위적인 요소와 강우, 태풍, 가뭄 등 자연적인 요소에 의해 여러 형태의 분포특성을 보이는 담수와 염수의 분포 및 혼합대의 특성에 따른 담염수의 경계면 형태별 분석을 하는데 목적을 두었다. 해수침투의 예방과 지하수 오염 방지를 위해 심도별 자동 수질측정 장치를 개발하고, 이를 이용한 염지하수의 프로파일링 감시 시스템을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1395-1399
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• 2008

국내 토층 사면을 대상으로 강우에 의해 발생되는 침투수 거동 특성을 분석함으로써 지속적인 토층의 물성 변화 계측을 통해 산사태 예 경보시스템을 구축이 가능하다. 본 연구에서는 산사태 예 경보시스템 구축의 사전 단계로써, 국내 대표적인 지질 매질인 화강암 풍화토, 편마암 풍화토와 주문진 표준사에 대해 공극률과 체적함수비 등의 토질 물성 변화를 고려한 실내 보정실험을 수행하였다. 실험조건은 공극률, 체적함수비 변화에 대한 측정센서의 측정 정밀도 향상과 이를 통해 국내 현장토에 대한 고유 보정기법을 제시하기 위함이다. 측정센서는 각 실험 조건별 물성 변화에 따라 전압을 측정함으로써 현장토에 대한 물성치와 상호 분석이 가능하도록 하였다. 주문진 표준사 뿐만 아니라 국내 현장토인 화강암 풍화토와 편마암 풍화토에 대한 체적함수비에 대한 보정식도 함께 제시하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1035-1039
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• 2009

최근 들어 한국철도기술연구원 (KRRI) 에서는 자동운행이 가능한 바이모달 트램 시스템을 개발하고 있다. 이 바이모달 트램 시스템은 노선에 설치된 센서를 자동으로 인식하여 자동 운행을 하며, 재해 발생시 수동으로 운행될 수도 있다. 바이모달 트램 시스템이 노선에 설치된 센서를 인식하여 자동운행을 하기 때문에, 기후패턴 변화에 따른 집중강우로 인해 예기치 않은 홍수 발생시 바이모달 트램 시스템 승객 및 차량의 안전이 확보되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 Web GIS 기반의 트램 재해관리 시스템 (Bi-modal Tram Disaster Management System: BTDMS) 프로토타입 버전을 개발하였다. 이 BTDMS 시스템은 US EPA에서 개발한 SWMM 모험을 핵심 엔진으로 활용하여 지표면 유출 및 관거 해석을 수행한다. 본 연구에서는 기상청 예측 강우량 자료를 이용하여 실시간 내수침수 예측을 수행할 수 있는 모듈, 지표면 유출수의 흐름을 고려할 수 있는 모듈, 그리고 지역별로 유출심을 산정하여 바이모달 트램 시스템 운행 판단의 기준자료로 활용할 수 있는 모듈을 개발하여 BTDMS에 추가하였다. 이러한 모듈을 이용하여 예측된 자료는 바이모달 트램 시스템의 운행 속도를 늦추거나 우회노선을 선택하는데 활용될 수 있을 것이다. 본 연구에서 개발한 Web GIS 기반의 BTDMS는 2009년 상반기 밀양 지역에 설치될 바이모달 트램 시범지역에 적용되어 그 적용성이 평가될 것이다.

• 한국IT서비스학회:학술대회논문집
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• 한국IT서비스학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.373-377
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• 2007

유비쿼터스 환경에서 사용자에게 유용한 서비스를 제공하기 위해서는 기능을 명시적으로 제공하기 보다는 사용자의 요구에 따라서 능동형으로 제공하는 기능이 필요하다. 이러한 능동형 서비스는 알아서 서비스를 수행하는 기능으로 CAMUS 시스템에서는 서비스 탐색 부분에서 사용된다. 즉 시스템의 상황에 따라서 메시지 시스템을 구현하는 경우에 자원의 형태에 따라서 영상 메세징, TTS 기능을 이용한 메세징, Text 기반 메세징 시스템으로 자동적으로 처리할 수 있다. 이를 위해 CAMUS 서버에는 SAM(Service Agent Manager) 과의 통신을 통해 환경 내에 존재하는 센서와 장치들 (Service Agent)을 관리 및 제어한다. 이러한 Service Agent Manager 는 여러 다양한 환경에 설치되어 환경 내에 위치한 다양한 센서로부터 정보를 얻고 그 정보를 CAMUS 메인 서버에 전달하는 한편 CAMUS 메인 서버로부터 실행명령을 받아 환경 내 장치를 제어하는 역할을 한다. 이러한 Service Agent Manager는 임의의 공간 내에 설치될 수 있으며 로봇단말이나 개인 휴대단말 등에도 설치될 수 있다 이 논문에서는 SAM(Service Agent Manager) 과 CAMUS 서버에서 원하는 서비스를 탐색하는 방법에 대한 내용을 기술하였다.