• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.269-269
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• 2023

기후 변화로 인한 강우 패턴의 변화는 도심지 방재성능 목표를 상회하는 홍수로 이어져 침수피해를 가중시키고 있다. 이로 인한 도시침수 피해를 저감하기 위하여 도시침수 예측모형 개발이 활발히 이루어지고 있으나, 대규모 관망으로 이루어진 복잡한 도심지 우수관망을 모의하기 때문에 분석속도가 느려 실시간 예측 적용에 한계점이 있다. 도시침수 분석에 가장 많이 활용되는 대표적인 모형인 SWMM(Storm Water Management Model)은 복잡한 관망을 비교적 빠르고 정확히 해석할 수 있어 유용하지만, 이 또한 대도심의 우수관망 모의 시 많은 시간이 소요되며, 관망 정밀도 기준이 정의되어 있지 않아 분석에 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 관망 간소화 기법(유역면적의 밀도, 관거 직경, 관로의 길이 등)을 적용하고, 이에 따른 주요 지선과 간선의 수위 변화와 침수흔적도를 비교하여 분석결과의 정확성을 담보하는 관망 간소화 수준을 파악하고 도시침수 분석 시 적정 간소화 기준과 자동 간소화 방안을 제시하고자 한다. 도시침수 분석 시 우수관망 자동 간소화를 위하여 Python을 활용한 코드를 작성하였으며, SWMM의 .inp 파일을 읽어들여 Dataframe형태로 저장한 후 분석을 위한 데이터 가공, 간소화 기준에 따른 분류, 간소화 대상 수리·수문인자 연산, 인접 간선에 연결, 간소화된 .inp파일 저장의 총 6단계로 구성하였다. 연구 대상지역은 도림천 유역으로 설정하였으며, 초기자료는 맨홀 30,469, 관거 32,443, 소유역 30,586개로 이루어져 있으며, 모의 시간은 약 2시간 30분이 소요되었다. 유역면적 100x100 미만을 대상으로 수행 시 맨홀 9,965, 관거 10,464, 소유역 9,240개로 관거의 복잡도가 약 1/3 감소하였으며, 모의 시간은 약 43분으로 기존대비 약 72% 단축되는 것으로 나타났다. 실제 침수가 발생한 주요지점들을 비교한 결과 R² 0.85 ~ 0.92로 예측모형의 정확도에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 도시침수모형 최적 간소화를 통해 모형의 복잡성을 줄이고, 계산량을 줄여 모형의 수행시간을 단축시킬 수 있으며, 불필요한 우수관망을 제거하거나 병합함으로써, 모형의 예측력 향상과 분석과 해석에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한교통학회지
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• 제19권5호
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• pp.7-18
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• 2001

본 연구는 도시물류 문제를 미시적 및 거시적 관점으로 정의하고, 국내외 문헌의 현황 및 한계점을 밝히고, 향후 연구방향을 제시하며, 정책 대안을 평가하는 모형을 개념적으로 제시하는 것을 목적으로 하였다. 문헌의 한계점을 바탕으로 하여 추후 연구 방향으로서는 도시내 물류활동 주체인 화주, 제품공급업자 등을 고려하는 미시적 관점의 연구가 강화되어야 한다는 점과 다양한 정책 대안들을 보다 효과적으로 평가할 수 있는 개념적 평가 모형 정립의 필요성 그리고 물류활동 주체와 도시 교통 문제를 함께 평가할 수 있는 통합 모형의 구축을 제의하였다. 도시물류 개선 대안을 평가하기 위한 모형을 개념적으로 제시하는 데 있어서 거시적 관점과 미시적 관점의 상관관계를 정리하고, 미시적 관점에서 관련 주체별 평가 요소를 도출하고 이를 바탕으로 평가 모형을 구체화하였다. 특히, 최근 시도된 시뮬레이션 기법을 이용한 화물차량경로 예측 방법을 제시하고, 모형을 통하여 도시물류 개선을 위한 정책 대안이 각 물류활동의 주체에게 미치는 영향을 미시적 및 거시적 관점에서 평가할 수 있음을 밝혔다. 또한 향후 본 연구에서 제시된 모형들을 보다 구체화하는 노력이 필요할 뿐 아니라 재고관리 시스템을 통한 수요예측 기법 등의 기초 연구가 계속되어야 함을 강조하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.379-379
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• 2017

과거에는 하천 범람으로 인한 홍수피해가 많았으나 최근에는 도시화로 인한 불투수면적의 증가로 홍수도달시간의 단축 및 노면수의 배수불량으로 인한 내수 홍수피해가 많아졌다. 이러한 변화는 도시하천의 홍수예보에 밀접한 관련이 있으며 관련된 분석 모형 및 연계방안 또한 매우 중요하게 되었다. 일반적으로 하천에 대한 유출해석 모형으로 HEC-RAS((Hydrologic Engineering Center-River Analysis System)가 주로 사용되고 있으나 현재와 같이 도심지 하천에서는 내배수의 특성을 고려한 SWMM(Storm Water Management Model)을 사용한다. 또는 이 두모형의 연계를 통해 유출해석을 진행하기도 한다. 최근 HEC-RAS와 SWMM모형이 최신 버전을 공개하였다. HEC-RAS의 경우 2016년 9월 5.0.3버전을 출시하며 1D뿐만 아닌 2D의 모의도 가능하도록 기능을 개선하였으며 SWMM의 경우 2016년 09월 07일 5.1.011버젼이 공개되었다. 본 연구에서는 공개된 최신 모형을 도림천 지역에 적용하여 도림천 지역에 적합한 모형 및 연계 방법을 찾아보려 한다. 이를 통해 최적의 도시홍수예보 시스템을 구성하기 위한 모형 및 연계방안의 조사와 가장 합리적인 도시홍수 시스템의 구성방안을 제시하고자 한다.

• 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국공간정보시스템학회 2007년도 GIS 공동춘계학술대회 논문집
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• pp.105-110
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• 2007

도시가 성장하면서 도시내의 소하천은 복개되거나 사라져 다른 용도로 토지가 이용되어 도시내의 수공간 부족현상을 유발하고 있다. 최근 도시의 질적인 성장을 추구하면서 기존에 복개되었던 하천을 복원하려는 사업이 많이 진행이 되고 있으나 도시화과정에서 사라진 소하천을 복원하는 사례는 거의 없는 상태이다. 이에 도시화 과정에서 사라진 도시내 소하천을 추적하고 이를 복원할 때 현실적으로 가장 적절한 경로를 찾을 수 있는 모형을 개발하고자 하였다. GIS기법으로 사라진 하천의 경로추적이 가능한지를 판단하기 위해 1:1,000 수치지도상의 고도 Point자료를 이용하여 DEM을 만들고 GIS의 공간분석기능으로 사라진 도시내 소하천을 추적하고 그 결과를 고문헌에 의한 구하도와 비교하여 타당성을 평가하였다. 평가한 결과 DEM으로부터 추출된 하천의 경로가 고문헌에 의한 하천경로와 많은 차이가 나지 않음을 확인되어 GIS로 사라진 소하천의 경로를 추적할 수 있음이 평가 되었다. 찾아진 소하천을 복원하고자 할 때 복원경로에는 다양한 요인이 영향을 주는데 GIS를 이용하여 고도, 토지이용상태, 지가를 동시에 고려한 최적 복원경로를 추적하는 모형을 만들었다. 본 연구의 결과는 친환경도시를 계획하고 있는 기존의 도시에서 사라진 하천을 찾아내고 이를 복원할 때 가장 이상적인 경로를 찾는데 기여하여 쾌적한 환경도시를 만드는데 일조를 할 것으로 평가됨.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4B호
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• pp.379-387
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• 2006

본 연구의 목적은 Dual-Drainage 개념에 의한 도시침수해석모형을 개발함에 있으며, 이를 위해 도시지역 배수시스템 해석 모형으로 널리 이용되고 있는 SWMM모형과 월류유량의 전파과정을 계산하는 DEM기반 침수해석모형을 통합하였다. 배수시스템 해석 모형인 SWMM모형의 계산결과를 이용하여 침수해석을 수행하는 연계모형의 경우 월류지점으로부터의 침수진행 과정을 잘 모의할 수 있으나, 월류발생이 끝난 시간에도 지형상의 영향으로 인하여 일부 침수유량이 일부지점에 계속 침수된 채 있는 등 지표침수유량의 배수과정을 제대로 모의하지 못할 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 침수지역에 대한 지표류 홍수 추적시 일부 침수유량이 과부하가 발생하지 않는 유입구 지점을 통과함 때 다시 배수시스템으로 유입되는 것을 고려하여 재유입되는 양을 산정하고 유입된 유량은 배수시스템 내의 흐름에 반영되도록 배수시스템과 침수해석모형을 통합한 새로운 모형을 개발하였다, 본 모형을 이용하여 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험지점 파악 및 주민대피지도 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.1429-1432
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• 2011

도시재생 업무분야에서 정보체계의 실질적 활용을 도모하기 위해서는 특화된 정보생산 및 관리 모형이 필요하다. 도시재생 종합 DB는 도시 쇠퇴진단, 잠재력 평가, 우선대상지 선정 등 업무 수행을 위해 요구되는 정보수요와 전문가 및 일반인을 대상으로 하는 다양한 서비스 수요에 기반하고 있다. 본 연구에서는 기존의 연구 성과 및 현재 진행 중인 시스템 모형을 분석하여 구축대상 정보를 구성하고 이를 공간정보 기반에서 재구성하여 효과적으로 활용할 수 있도록 정보 모형을 수립하고 구현방안을 제안하였다. 제시된 정보 모형을 통해 도시재생 정보의 활용성을 높이고 도시재생종합정보시스템의 기능을 확장시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국측량학회지
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• 제23권3호
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• pp.233-238
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• 2005

각종 응용분야에서 3차원 도시 건물 모형에 대한 관심이 대두되면서 효율적인 3차원 도시 모형 생성에 대한 연구가 진행되고 있다. 3차원 도시 건물 모형을 생성하는 데는 항공사진, 위성영상 및 LIDAR 자료가 많이 이용되며, 대부분 건물의 고도 추출 및 건물 복원에 관한 기법 개발에 초점을 두고 있다. 항공사진, 위성영상 및 LIDAR 자료를 이용하여 3차원 도시 모형을 생성할 경우, 영상자료로부터 건물 객체를 자동으로 검출하는 것은 쉽지가 않으므로 자동 3차원 도시 모형 생성에는 많은 어려움이 있다. 최근에는 단일 자료만을 이용하지 않고 상호 융합을 하거나 혹은 관련 자료원과 통합하여 보다 효과적이고 정확한 3차원 도시 모형 생성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 항공사진과 수치지형도를 통합 활용할 경우, 수치지형도에서 건물의 수평 위치를 추출하고 이 정보를 이용하여 항공사진에서 개략적인 건물 위치를 확인함으로써 효과적인 3차원 건물 모형 생성이 가능하다. 본 연구에서는 수치지형도(1/1,000)와 항공사진(l/5,000)을 이용하여 효율적인 3차원 도시 모형 생성에 관한 연구를 수행하였다. 관심점 추출 기법과 영상정합 과정에서 탐색 범위를 제한하기 위한 수단인 수직선 궤적 이론을 이용함과 동시에 기존의 템플릿 기법과 달리 건물의 형태에 따른 가변 템플릿 정합 기법을 개발하였다. 정확도 검증을 위하여 연구 성과 수치도화시스템을 이용하여 생성한 3차원 도시 모형을 비교분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.598-602
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• 2008

우기시 도시하천으로 유입되는 합류식 관거의 월류수에 의한 오염부하량에는 평상시의 기본 하수량 및 오염부하량이 포함되기 때문에 이에 대한 사전 평가가 필수적이다. 또한, 장기유출에 있어서 건기시 하수유량 및 처리수의 방류량은 중요한 요소로서 현재 실무에서 사용하고 있는 SWMM, STORM 모형에서 기본값으로 제시되고 있는 건기시 유량에 대한 시간 및 일하수량비는 외국의 자료를 바탕으로 한 계수값으로서 이에 대한 검토 및 평가가 필요하다. 따라서, 이 연구에서는 국토해양부 도시홍수재해관리기술연구단에서 운영중인 서울 군자 배수구역의 일년간 건기유량 관측자료를 활용하여 요일별, 시간별 평균유량을 산출하였으며, 그 경향성 분석을 분석하였다. 또한, 기존 모형에서의 기본값들과의 비교를 통하여 그 적정성을 검토하고 국내 자료에 근거한 시간 및 일하수량비를 제시하였다. 시간별 일하수량비의 경우에서는 STORM 모형과는 다소 상이하였으나 SWMM 모형과는 비교적 그 경향이 일치하였다. 관측자료의 분석결과에 의하면 $23{\sim}06$시까지의 시간별 하수량이 매우 적은 것으로 분석되었으며 이는 해당 시간대에 유동인구가 적은 군자 배수구역의 특징을 잘 반영한 것으로 판단된다. 한편, 요일별 일하수량비를 비교한 결과 기존모형의 경우에서 보다 주말기간에는 상대적으로 큰 값을 나타내는 상이한 패턴을 보였다. 이 연구 결과는 다양한 도시 배수구역의 일하수량 경향의 분석을 통하여 도시유출 특성분석과 하수관거의 설계 및 관리에 유용한 자료로 활용될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.306-310
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• 2007

건물영향을 고려한 DEM기반 Dual-Drainage 도시침수해석모형은 배수시스템 해석 모형인 SWMM모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006c)에서 건물의 영향을 고려할 수 있도록 개발된 모형이다. 수치지도로부터 대상유역의 건물 데이터를 추출할 경우 이들 건물들은 매우 복잡하게 배치되어 있으므로 건물 모두를 다 고려하는 격자를 구성하는 것은 어려운 일이다. 그러므로, 건물들이 셀 내에 차지하는 비율을 구하여 침수지역 해석에 이용되었다. 본 모형을 통해 건물에 의한 점유면적 및 흐름의 방해 등으로 인하여 침수심 및 침수범위의 변화를 고려할 수 있으며, 건물 영향으로 인한 침수해석을 통해 침수유량의 도달 시간 및 시간별 침수범위를 보다 정확히 예측할 수 있다. 홍수 기간동안 지표침수유량 및 시간별 배수과정을 분석하여 범람수심 및 범람지역을 주요 시간대별로 계산하였고, 실측치인 침수흔적도와 비교함으로써 모형의 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 개발된 침수해석 모형을 이용하여 최고침수위와 최고침수범위를 비교적 단시간에 효율적으로 계산함으로써 홍수피해와 투자액을 감안한 경제적인 배수시설의 결정을 위한 기본자료로 활용될 수 있으며, 국가 중요 시설물의 입지 선정, 주민의 보호 및 이동 등을 포함한 홍수피해의 판단자료로 이용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1829-1833
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• 2007

최근 강우-유출 모형은 유역의 지형적, 물리적 상황을 최대한 반영한 입력자료를 이용할 수 있고, 최종 유출지점에서의 해석 결과뿐만 아니라 해석하고자 하는 유역내의 시간적, 공간적 수문 요소 분포 특성을 이해할 수 있도록 물리적 이론에 기초한 분포형 수문모형을 개발하고 지속 발전시키고 있다. 분포형 수문모형은 집중형 수문모형에 비해 매개변수 갯수를 현저히 줄일 뿐만 아니라 실지 지형자료에 입각한 매개변수 선정이 가능하다. 분포형 지형자료와 강우자료로부터 추정된 초기 매개변수의 값에 의한 모의가 매개변수가 개념적, 경험적 의미가 큰 집중형 모형에 비해 정확하기 때문에 미세한 매개변수의 조정만으로도 유역의 유출량을 모의할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 여러 가지 장점을 지닌 분포형 수문모형이 유역크기가 작고, 시간 공간적으로 지형입력자료의 변동성이 작은 도시하천 소배수구역에서의 모의 효율성 및 적용성을 평가하였다. 레이더강우를 이용한 분포형 수문모형으로서 미국 University of Oklahoma에서 개발한 $Vflo^{TM}$을 사용하여 중랑천 유역의 3개 소배수구역(월계1 배수구역, 군자 배수구역, 어린이대공원 배수구역)에서 유출 모의를 수행하였다. 각 소배수구역 특성별 모의 결과 비교, 분석을 수행하였다. 이를 통해 도시하천 소배수구역에서의 유출 모의 및 분포형 수문모형 선정에 적절한 근거로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.