• 한국지리정보학회지
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• 제9권2호
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• pp.206-216
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• 2006

본 연구의 주된 목적은 환경지리정보체계(이하 EGIS)의 성과분석을 위한 분석모형 중 IT BSC의 적합성을 검토하고, 이를 실제로 적용해 봄으로써 나타나는 분석결과를 바탕으로 EGIS의 체계적 성과관리를 위한 바람직한 방향을 제시하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 본 연구는 기존의 BSC를 이용한 정보시스템 성과측정 모형을 EGIS에 맞게 재정립하였다. 정립된 분석모형을 이용하여 지난 5년간 EGIS가 낸 성과를 도출하고 각각의 근본원인을 규명하여 향후 개선방향의 기반자료로 활용하였다. 최종적 성과를 종합하기 위하여 핵심성과지표 별 측정치와 AHP를 통하여 산출된 가중치를 곱하여 환산한 결과 환경지리정보체계의 종합성과는 총 105.3점으로 산출되어, '성과목표 달성'의 기준이 되는 100점을 넘어서 5.3점 만큼의 성과를 더 낸 것으로 나타났다. 성과분석결과 기존의 재무적 관점 이외의 다양한 관점으로 환경지리정보체계의 균형적 성과를 살펴 본 것이 본 연구의 장점이며, 이와 같은 성과가 환경분야에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 향후 연구가 필요하다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.13-20
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• 2007

일반적으로 도로의 차로수 산출시에 30번째 혹은 100번째의 설계시간교통량을 활용하게 된다. 이러한 설계시간교통량은 설계시간계수에 연평균일교통량을 곱하여 산출하고 있다. 본 논문에서 고속국도에서 운영 중인 34개소의 상시교통량 조사 자료를 기초하여 연평균일교통량 5만대를 기준으로 하여 30번째와 100번째의 시간교통량을 추정할 수 있는 회귀모형을 각각 구축하였다. 30, 100번째 순위의 시간교통량의 추정능력을 평가지표 MAPE(Mean Absolute Percentage Error)를 활용하여 기존방법과 비교 평가했을 때, 30번째 시간교통량을 추정에서 5만대 이하 모형에서는 추정오차가 기존방법에 비해서 11.83% 감소하고 5만대 이상에서는 22.17% 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 100번째 시간교통량 추정능력 평가에서는 5만대 이하일 때는 추정오차가 기존방법에 비해서 8.16%감소하고 5만대 이상에서는 15.25% 감소하는 것으로 평가되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권2호
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• pp.143-152
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• 2008

농업이 가지고 있는 환경보전기능에 관한 내재적 가치를 공유하기 위하여 논농사와 밭농사에서 홍수조절기능과 수자원함양기능에 대한 계량화와 대체법을 이용한 경제적 가치를 평가하였다. 논농사에서 홍수조절기능은 논둑높이와 홍수기간 투수되는 물의 양을 더해 추정하였으며 밭농사의 경우는 홍수기 강우량에서 유출량을 제하고 남은 물의 양을 홍수조절량으로 설정하였다. 설정된 추정모형을 기초로 하여 관련 자료를 분석한 결과 논농사는 $294mm\;year^{-1}$, 밭농사는 $72.6mm\;year^{-1}$로 산출되었으며 2006년 기준으로 우리나라 농업의 전체 홍수조절량은 년간 37.1억 톤으로평가되었다. 이 물량을 기준으로 댐건설비와 유지비로 대체하여 경제성 분석을 수행한 결과 논농사는 44조 3,389원, 밭농사는 7조 2,215억원으로 평가되었다. 기존 보고된 결과들과 비교하였을 때 근래 댐건설비의 상승된 요인으로 평가액이 크게 상승한 것으로 분석되었다. 수자원함양기능을 계량화가기 위하여 논농사의 경우는 평균 담수심에 담수기간동안 투수된 물량을 더하고 지하로 유입되는 비율을 곱하여 산정을 하였으며 밭농사의 경우는 포화수리전도도에 투수될 수 있는 기간을 곱하고 여기에 지하로 유입되는 비율을 곱하여 추정할 수 있는 모형을 설정하였다. 설정된 추정모형을 근거로 하여 관련 자료를 분석한 결과 논농사와 밭농사에서 각각 $414.3mm\;year^{-1}$, $18.7mm\;year^{-1}$로 수자원함양량이 산출되었다. 산출된 수자원함양량을 2006년을 기준으로 우리나라 논농사와 밭농사 전체에 적용한 결과 각각 44.9억 톤과 1.34억 톤으로 추정되었다. 수자원함양기능은 지하수 자원과 관련되어 있기 때문에 정수된 물의 단가를 기준으로 금액화를 하였는데 2006년을 기준으로 하였을 때 논농사와 밭농사가 각각 1조 7694억원, 528억원으로 평가되었으며 기존 보고와 유사한 결과를 보여주고 있었다. 홍수조절기능과 수자원함양기능은 논농사와 밭농사의 재배양식의 차이로 인해 산출량과 가치에 있어 크게 차이가 있었으며 논둑을 조성하여 항상 물을 가두고 작물을 재배하는 논농사가 밭농사보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1156-1160
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• 2006

본 연구는 빈도별 수문조건하의 2차원 수리해석모형(FLUMEN) 결과를 제공받아 빈도별 침수범람 등을 분석하고, 이로부터 도출되는 침수면적, 최대침수심, 최대유속 등의 특성정보를 이용하여 침수심보다 상대적으로 홍수 위험에 대한 척도를 나타내어 줄 수 있는 홍수 강도(Flood Intensity) 개념을 도입하여 대상유역에 적합한 홍수 위험지표(Flood Hazard Value) 및 홍수 위험도(Flood Risk Map)를 작성하고자 하였다. 본 연구의 대상지역은 안성천 중류부의 평택시 6개동을 포함하는 약 $12.6km^2$의 대상지역으로 2차원 수리해석모형(FLUMEN)의 분석한 시간별 침수심(Flow Depth), 최대침수심과 최대 유속 등의 결과를 ASCII파일의 XYZ값 형태로 제공받아 ArcGis 등을 이용하여 Point Coverage를 만들고, 이로부터 TIN (Triangulated Irregular Network)작업을 수행한 후 대상지역의 최대 침수심도 및 최대 유속분포도 등을 작성하였다. 그리고, 침수예상도 등으로부터 얻어진 침수면적, 최대 침수심, 최대유속 등을 분석하여 침수심과 유속의 함수로 홍수강도를 정의하고 홍수강도와 홍수발생확률의 곱으로 위험지표를 산정하였고, 산정된 홍수 위험지표를 적용하여 홍수 위험도를 작성하였다. 본 연구로부터 도출되는 홍수 위험지표 및 홍수 위험도는 홍수범람에 의한 인명피해 및 재산손실과 이에 대한 복구 및 구호활동에 소요되는 노력 등의 여러 가지 사회..경제적 역기능을 방지하고자 홍수에 의한 침수특성을 이해하고 홍수에 대비한 적절한 홍수방어대책 수립시의 지원 정보로 제공되어 활용될 수 있다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권3호
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• pp.216-222
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• 2002

시계열자료가 가진 자기상관은 추정된 상관관계를 왜곡시키는 요인들 중의 하나로 작용한다. 회귀모형의 잔차항에 자기상관이 있는 지를 검정하기 위해 Durbin-Watson 통계량이 흔히 쓰인다. 잔차항에 자기상관을 가진 회귀모형의 효율성을 향상시키기 위해 yule-Walker 법, 비선형최소제곱법, 최우추정법 및 사전백색화법이 사용되어 왔다. 본 연구는 자기상관으로 인한 상관관계의 왜곡을 방지하기 위한 이들 방법들에 대해 고찰하였다. 사전백색화법을 제외한 앞의 3가지 방법을 20년간의 실제 시계열 자료에 적용하였으며 몬테카를로법을 이용하여 각 방법의 오차변이를 조사하였다. 각 방법의 평균잔차제곱분포의 경우, 최우추정법으로 추정된 평균잔차제곱이 가장 작았으며 분포 범위도 가장 작았으나 각 추정방법 사이에 유의한 차이가 발견되지는 않았다.

• 자원환경지질
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• 제41권4호
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• pp.443-451
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• 2008

지하수 함양은 수문학적으로 복잡한 프로세스로서 강우의 빈도, 강도, 지속시간, 계절적 분포 뿐 아니라 온도, 습도, 풍속과 같은 기상인자, 그리고 지하수위 상부에 존재하는 토양 및 암반층의 특성과 깊이, 지표의 지형과 식생분포 및 토지이용과도 관련된다(Memon, 1995). 이러한 지하수 함양량의 영향요소를 반영하기 위해 연속 유역수문모형인 SWAT-K를 이용하여 충주댐 상류 유역의 지하수 함양량을 계산하였다. 우리나라에서는 10년 빈도 갈수시 강수량에 함양계수를 곱하여 지역별 개발가능량을 산정한다. 본 연구에서는 빈도해석을 통한 10년 빈도 갈수시의 함양량을 추정, 이를 기존 개발가능량 값과 비교, 검토하는 방식으로 충주댐 상류유역의 지하수 개발가능량을 평가하였으며, 이같은 계산 절차를 통해 지하수 개발가능량을 산정하는 기존 절차의 문제점을 제시할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.445-445
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• 2015

비점오염의 특성에 대해 지속적으로 연구 중이지만 수문특성과 연관성이 크다 보니 그 일관성에 대해 확실한 기법이 개발되지 않았다. 기법 개발과 효과적인 오염원 관리를 위해 SWMM 등의 모형을 활용하고 있지만 투입된 노력과 시간에 비해 그 효율성이 매우 적은 편이다. 이런 부분을 보완하고자 본 논문에서는 기존의 비점오염량 산정방법이 아니라 낙동강유역의 도시화 특성 및 수문/기상자료와 처리장 운영자료를 활용한 차별화된 원단위법을 통해 비점 배출 부하량 산정방법을 제시하려고 한다. 배수구역 내 관거 시스템을 합류식으로 가정하였고 배수구역별 비점 발생형태는 하수처리장의 강우 유입량, 하수처리장의 우회유량(Bypass 유량), 하수처리구역의 CSO 유량 3가지로 구분 지었다. 유입 방류자료와 강우자료를 활용하여 임계강우량을 3mm로 설정하여 3mm이상일 경우에 우회유량이 발생한다고 가정하였고 우회유량 발생시 오염부하량 산정은 건기평균유량에 유량변동부하율을 곱하여 시간최대유량으로 전환한 후 강우 지속기간 동안만 우회유량이 발생하는 것으로 가정하였다. CSO 유량은 처리구역/배수구역 면적비에 따라 3개의 그룹으로 구분한 뒤 검증된 SWMM-온천천 모형의 각 소유역별 불투수면적비와 비교하여 유사한 소유역을 각 그룹의 대표유역으로 선정하였다. 선정된 소유역의 CSO 유량과 수문현상의 비선형적인 관계를 고려할 수 있는 신경망 기법을 적용하여 강우특성에 따른 CSO 오염부하량 산정을 실시하였다. 산정결과를 바탕으로 각 하수처리장별 비점저감 기여율을 산정한 결과 대구북부 처리장에서 21.56%로 가장 높은 효율을 보여줬으며 거창가조 지점에서 0.11%로 가장 낮은 효율을 보여주는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 낙동강유역 내 위치한 하수처리장의 효율성에 대해 알 수 있으며 개선되어야 할 처리장들을 알 수 있었다. 또한 획일화된 방법이 아닌 차별화된 원단위법을 통한 오염부하량 산정은 앞으로의 연구방향에 있어서 좋은 사례가 될 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.65-65
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• 2023

최근 기후변화로 인해 홍수, 가뭄 등 수재해가 세계 곳곳에서 빈번하게 발생하고 있다. 이로 인해 정확한 강우-유출 해석의 중요도는 높아지고 있으며 강우-유출 해석에 따라 수자원 관리 및 계획수립의 정도가 달라질 수 있다. 본 연구 대상 지역인 메콩강 유역은 중국과 동남아시아 5개국(라오스, 태국, 미얀마, 베트남, 캄보디아)을 관통하는 국가공유하천으로 기초자료의 획득이 어렵고 국가별로 구축된 자료가 질적, 양적 품질이 상이하여 수문해석에서의 기초자료로 사용하기에 불확실성이 있다. 최근 기술의 발달로 글로벌 격자형 강수자료 획득이 용이함에 있어 미계측 대유역에서의 다양한 연구들이 수행되고 있지만, 지점강수자료와 시·공간적 오차로 인한 불확실성을 내포하고 있다. 이에 본 연구에서는 글로벌 격자형 강수자료의 적용성을 평가하기 위하여 지점 격자형 강수자료(APHRODITE)와 4개의 위성강수자료(CHIRPS, CMORPH, PERSIANN-CDR, TRMM)를 수집하고 합성곱 신경망 모형인 ConvAE 기법을 이용하여 위성강수자료의 시·공간 편의 보정을 수행하였다. 또한, 하천 수위에 대한 장기간 정보 수집이 가능한 메콩강 본류 4개 관측소(Luang Prabang, Pakse, Stung Treng, Kratie)를 선정하였으며 SWAT 모형을 이용하여 매개변수 보정(2004~2013)과 격자형 강수자료의 보정 전·후의 유출모의(2014~2015) 결과를 비교·분석하였다. 격자형 강우를 이용한 보정 및 유출 분석 결과 4개의 위성강수자료 모두 성능이 향상되었으며 그 중 보정된 TRMM이 가장 우수한 성능을 보여 해당 유역에서의 APHRODITE를 대체할 수 있다고 판단하였다. 따라서 본 연구에서 제시하는 ConvAE를 이용한 보정기법과 이를 이용한 강우-유출 해석은 향후 다양한 격자형 강수자료를 활용한 미계측 대유역에서의 수문해석에서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.477-477
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• 2023

빗물이용시설은 집수면적에 내린 빗물을 모아 이용가능하도록 처리하는 시설이며, 일정 면적 이상의 건축물에는 법적으로 빗물이용시설을 설치·운영하여야한다. 빗물이용시설의 저류조 용량은 간편식과 시뮬레이션, 수문모형으로 산정가능하며, 설계계획 수립시 대상지역의 강우 특성, 사용수량 등 지역 특성과 목적을 고려하여 저류조 용량이 결정된다. 저류조 용량 산정시 시뮬레이션을 이용하는 방법은 수문모형 사용에 비하여 용이하지만, 일단위 물수지분석을 구현하는데까지 시간이 소요된다. 간편식은 집수면적에 규모계수 0.05를 곱하여 간단히 구할 수 있지만, 지역 특성과 목적이 고려되어있지 않으며 초기 계획수립 및 개략 평가를 제외하고는 활용에 제약이 존재한다. 이에따라, 본 연구에서는 지역적 특성을 고려한 빗물저류조의 적정 규모 산정을 위해 개선된 간편식을 개발하였다. 빗물이용시설 물수지 분석 Excel 도구를 개발하였으며, 해당 물수지분석 결과에 상수대체율 효율을 기준으로 지역별 적정 저류조 규모 산정을 위한 규모계수를 도출하였다. 빗물사용 용도로써 폭염저감, 미세먼지저감, 조경, 화장실을 채택하였으며, 용도별 1일 사용수량을 산정 및 적용하였다. 7개의 연구대상지역 물수지분석을 위해 연구지역의 최근 10년 강우·미세먼지·기온데이터를 기상청으로부터 적용하였으며, 집수면적은 500-2500m²까지 500m²씩 증분, 저류조용량은 5-700m³까지 5m³씩 증분하여 지역별 적정 저류조 용량 규모계수를 선정하였다. 그 결과 연구대상지역의 적정 저류조 용량산정시 완도군의 규모계수는 평균 0.058이었으며, 보령시의 규모계수는 평균 0.040으로 도출되었다. 본 연구를 통하여 다양한 용도의 빗물사용처에 따른 지역별 저류조 용량 선정을 위한 지원도구로써 사용될 것으로 판단한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.417-417
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• 2023

도시홍수는 도시의 주요 기능을 마비시킬 수 있는 수재해로서, 최근 집중호우로 인해 홍수 및 침수 위험도가 증가하고 있다. 집중호우는 한정된 지역에 단시간 동안 집중적으로 폭우가 발생하는 현상을 의미하며, 도시 지역에서 강우 추정 및 예보를 위해 레이더의 활용이 증대되고 있다. 레이더는 수상체 또는 구름으로부터 반사되는 신호를 분석해서 강우량을 측정하는 장비이다. 기상청의 기상레이더(S밴드)의 주요 목적은 남한에 발생하는 기상현상 탐지 및 악기상 대비이다. 관측반경이 넓기에 도시 지역에 적합하지 않는 반면, X밴드 이중편파레이더는 높은 시공간 해상도를 갖는 관측자료를 제공하기에 도시 지역에 대한 강우 추정 및 예보의 정확도가 상대적으로 높다. 따라서, 본 연구에서는 딥러닝 기반 초해상화(Super Resolution) 기술을 활용하여 저해상도(Low Resolution. LR) 영상인 S밴드 레이더 자료로부터 고해상도(High Resolution, HR) 영상을 생성하는 기술을 개발하였다. 초해상도 연구는 Nearest Neighbor, Bicubic과 같은 간단한 보간법(interpolation)에서 시작하여, 최근 딥러닝 기반의 초해상화 알고리즘은 가장 일반화된 합성곱 신경망(CNN)을 통해 연구가 이루어지고 있다. X밴드 레이더 반사도 자료를 고해상도(HR), S밴드 레이더 반사도 자료를 저해상도(LR) 입력자료로 사용하여 초해상화 모형을 구성하였다. 2018~2020년에 발생한 서울시 호우 사례를 중심으로 데이터를 구축하였다. 구축된 데이터로부터 훈련된 초해상도 심층신경망 모형으로부터 저해상도 이미지를 고해상도로 변환한 결과를 PSNR(Peak Signal-to-noise Ratio), SSIM(Structural SIMilarity)와 같은 평가지표로 결과를 평가하였다. 본 연구를 통해 기존 방법들에 비해 높은 공간적 해상도를 갖는 레이더 자료를 생산할 수 있을 것으로 기대된다.