• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.383-383
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• 2020

한반도를 비롯한 전 세계를 대상으로 가뭄과 홍수 등 물관련 재해정보를 체계적으로 수집·분석하고 이를 정부부처 및 민간에서도 제공 가능한 국가 차원의 과학적이고 효율적인 수재해 대응 및 관리 위하여 현재 수재해 정보플랫폼 융합기술 연구단이 2014년 7월 1일 출범하여 수행중에 있다. 정보플랫폼 융합기술 연구단은 국토관측센서(위성, 레이더, 지상관측자료) 기반 광역 및 지역 수재해 정보 허브 구축 및 운영기술 개발로 행복한 안심국토 및 물산업 강국 실현이라는 연구비전 아래, 고정밀 수문레이더 기반 도시홍수 관리기술, 가뭄/하천건천화 평가 및 예측 기술 개발, 홍수재해 평가 및 예측 기술 개발, 빅데이터기반 광역 및 지역 수자원정보 서비스 플랫폼 기술 개발이라는 4대 연구성과 목표로 X-Net 실증 테스트베드 구축을 통해 획득된 자료를 기반으로 수재해 감시·평가·예측 등에 필요한 관련 수문정보를 생성하고 있으며, 생성된 위성영상 및 수문레이더 등의 수문정보를 활용하여 미계측 유역에 대한 수자원 변동 감시 및 가뭄과 하천 건천화를 효율적으로 평가·예측함으로써 물안보 대응체계를 강화하기 위한 기술을 확보하고 있다. 또한 광역 및 국지 홍수 피해 범위와 규모 등을 평가·산정하고 정확히 예측함으로써 홍수재해를 저감할 수 있는 기술 개발을 추진하고 있으며, 최종적으로는 광역 및 지역 수문자료와 수재해 관련 분석정보를 체계적으로 관리하고 맞춤형 수재해 정보를 제공할 수 있는 수재해정보플랫폼 및 포털시스템을 개발 글로벌 물 정보 허브로써 기반을 조성해 나가고 있다. 이에 수재해 정보플랫폼 융합기술 연구단에서 개발하여 운영중에 있는 수재해 정보플랫폼의 고정밀 수문레이더 기반 도시홍수 관리시스템, 위성기반 가뭄 모니터링 시스템, 미계측 지역 수문정보 및 수자원 모니터링 시스템, 한국형 지표 수문정보 생성 시스템 개발현황 등 그간의 노력에 대해 소개하고자 한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1-9
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• 2016

본 연구는 PPI Scop 레이더 장치에서 수신된 정보신호 중 영상신호 분리와 합성과정을 거쳐 영상신호 생성, 심볼생성, 양성 잔상 신호 생성 결합 처리 과정을 거쳐 레이더 정보 분석용 화면에서 운영자의 판별 용이성, 가독성 향상과 더불어 운영 편리성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술적 구현방안에 대하여 2가지 형태로 연구하였다. 첫째, FPGA기반 고속 프로세스 정보처리 연산시스템으로 구성된 하드웨어 자원을 이용하여 시스템의 고속화 안정성을 갖추도록 하였다. 둘째, 소프트웨어 자원인 함수곡선 알고리즘과 지능화된 알고리즘을 연계 구현하여 레이더 정보, 분석 시스템에서 필요한 제약요건을 충족할 수 있도록 연구하였다. 기존의 레이더 시스템에서 구현이 불가능 하였던 프레임 단위 영상데이터 분석을 위해 영상캡처와 저장, 레이더 정보 표출 영상을 MPEG4 동영상으로 저장을 할 수 있도록 하였다. 연구의 핵심은 영상 양성 처리 함수곡선 알고리즘을 통해 육안판별에서 관찰 목표물, 특정 감시 대상물체 정보를 강조, 지연표출 및 색상 표현도 할 수 있도록 하였다. 고속 FPGA기반에 탑재된 ARM Processor Support in Pro ASIC3 적용하여 지능화된 알고리을 부분적으로 탑재시켜 시스템의 신뢰성과 효율 제고로 운영자 정보판독 가독성 향상은 물론 최적화된 고해상도 영상, 고속의 정보 분석 및 다양한 정보 표출을 유지할 수 있도록 구현하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.1016-1027
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• 2015

본 논문에서는 한국항공우주연구원에서 개발한 우주파편 충돌위험 종합관리 시스템(KARISMA, KARI Collision Risk Management System)의 궤도결정 성능에 대한 검증을 위해 저궤도 우주물체에 대한 레이더 관측데이터를 이용한 궤도결정을 수행하였다. 레이더 관측데이터로는 운영 종료된 우리별 3호(KITSAT-3)에 대해 독일 우주운영센터(GSOC, German Space Operations Center)의 협조로 얻은 TIRA(Tracking & Imaging Radar) 시스템의 실제 레이더 관측데이터를 사용하였다. 궤도결정 결과의 비교를 위해서 동일한 관측데이터에 대한 독일 우주운영센터의 정밀궤도결정 결과와 비교를 하였으며, 그 결과 약 60m 정도의 평균 위치오차가 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 해당 결과는 관측데이터에 대한 오차보정 정보 등의 누락으로 인해 영향을 받았다. 이를 확인하기 위해 관측데이터에 대한 오차분석 및 관측오차가 큰 첫 관측데이터 아크를 배제하였다. 이 결과에서는 약 25m 정도의 평균 위치오차로 줄어듬을 확인할 수 있었다. 따라서 최종적으로 관측데이터에 대한 오차보정 정보를 적용할 경우 궤도결정 정밀도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.82-87
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• 2011

본 연구에서는 충북 괴산 달천의 수전교 지점에서 기포식, 압력식, 레이더, 부자식 등 4종의 수위계를 함께 운영하여 얻은 자료를 바탕으로 관측 기종과 조건에 따른 수위값의 특성을 상대 비교 분석하였다. 기준 수위는 동시간대 측정한 4개 수위계의 평균값을 이용하였다. 분석 결과 전체적으로 수위계가 약 ${\pm}2%$ 범위에서 상대차이가 발생하고 있으나 레이더 수위계는 저수위에서는 이보다 약간 큰 범위에서 변동하고 있고, 홍수시에도 일부 측정 결과들은 큰 변동성을 보이고 있음을 알 수 있었다. 이 결과는 각 수위계의 오차 특성을 정확하게 판단할 수는 없고 경향성만 보여주었으나 측정 환경과 기종에 따른 차이가 다소 있음을 보여주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.405-408
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• 2011

K-water(한국수자원공사)에서는 낙동강 수계내 레이더식 수위계를 15개를 설치 운영하고 있으며 부유물 및 이토발생의 우려가 없어 연차적으로 증설하고 있다. 레이더 수위계는 마이크로 웨이브파를 수면에 발사하여 반사된 전파 도달시간을 수위로 환산하는 방식의 기기로 표면이 얼어 있거나 수심이 낮을 경웨 자료가 불안정한 양상을 보이고 있어 수문학적으로 올바른 자료로 검보정이 필요하다. 본 연구에서는 칼만필터를 적용하여 송강수위국(임하댐 상류)의 자료를 검보정하고자 한다. 주위 관측소(청송 수위국) 1,2월 수위자료를 바탕으로 시스템모델을 선정하여 칼만필터에 적용하였으며 그 결과 동절기에 적합한 수위 변화로 검 보정 할 수 있었다. 이처럼 수위 자료에 다양한 방법을 적용함으로써 수위계 장비의 한계 및 현장여건에 따른 문제를 보완하여 더 정확한 자료를 획득할 수 있었다. 하지만 본 연구에 사용된 시스템 모델을 전 기간에 사용할 수 없는 한계가 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권10호
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• pp.1573-1580
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• 2013

본 연구는 주로 사용하고 있는 차량 검지 방식인 루프 방식의 문제점을 도출하고 직진성이 강하고 주변 환경이나 날씨영향에 강한 레이저와 검지 범위가 넓은 도플러 레이더를 복합하여 현재의 검지방식의 단점을 개선하고 앞 막힘에 문제점을 해결할 수 있는 신호운영 체계를 제안하고자 한다. 본 제안 방식이 VISSIM 도구를 이용하여 남광주역에서 서창입구까지의 10Km 구간에 적용해 본 결과 연속진행연동체계와 교호진행연동체계보다 진입 차량에 따라서 15%에서 30% 정도가 효과적인 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.2292-2300
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• 2011

해양환경정보를 필요로 하는 어떠한 분야보다도 정확하고 신속한 의사결정이 요구되는 해군작전분야에서는 실시간으로 정확한 해양환경정보를 제공받을 수 있는 효과적인 자료 수집 수단이 필요하다. 현재 국내에서 시험운영중인 단파 레이더는 연안으로부터 약 10-220km의 해역에 대해 약 0.3-12km의 해상도를 가지며 실시간으로 표층해수의 흐름과 파랑을 관측할 수 있다. 단파 레이더를 이용한 표층해수 관측망이 구축되면 다양한 일반 해양 활동과 군사 해양 활동을 지원할 수 있다. 장차, 우리나라 전 연안에 설치되는 단파 레이더를 활용하여 해군작전 임무 수행 능력을 향상시킬 수 있는 방안을 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.341-348
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• 2011

해양환경정보를 필요로 하는 어떠한 분야보다도 정확하고 신속한 의사결정이 요구되는 해군작전분야에서는 실시간으로 정확한 해양환경정보를 제공받을 수 있는 효과적인 자료 수집 수단이 필요하다. 현재 국내에서 시험운영중인 단파 레이더는 연안으로부터 약 10-220km의 해역에 대해 약 0.3-12km의 해상도를 가지며 실시간으로 표층해수의 해류와 파랑을 관측할 수 있다. 단파 레이더를 이용한 표층해수 관측망이 구축되면 다양한 일반 해양 활동과 군사 해양 활동을 지원할 수 있다. 장차, 우리나라 전 연안에 설치되는 단파 레이더를 활용하여 해군작전 임무 수행능력을 향상시킬 수 있는 방안을 제시한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권11호
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• pp.841-849
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• 2007

본 연구에서는 우량계와 강우 레이더를 함께 이용하는 경우의 통합관측 효과를 검토하였다. 통합관측효과는 서로 직교하는 관측방법의 결합에 따른 관측오차의 감소를 고려함으로써 평가된다. 구체적인 적용 예로서 금강유역에 대하여 강우 레이더가 추가로 설치되는 경우 우량 관측망 밀도를 어느 정도까지 조정할 수 있는지에 대한 평가를 수행하였다. 이를 위해 North and Nakamoto(1989), Yoo et al. (1996), 유철상(1997)의 관측오차 관련 연구를 응용하였으며, 강우장의 모형화를 위해서는 그 구조가 간단한 NFD 모형을 이용하였다. 모형의 매개변수는 금강유역의 28개 우량 관측소 시자료를 이용하여 추정된 강우장의 특성치(상관거리 및 상관시간)를 이용하여 결정하였고, 레이더의 운영 특성은 임의로 가정하였다. 본 연구에서는 WMO(1994)의 추천 우량관측 밀도와 금강유역에 설치된 우량 관측 밀도를 고려하여 레이더의 도입으로 인한 우량 관측 밀도의 조정 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.99-99
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• 2018

기상이변으로 인해 국지성 호우의 발생 증가와 그로 인한 수재해 피해가 증가하고 있다. 따라서 수재해를 사전에 예측하고 저감하기 위해 비구조물적 대책인 실시간 홍수예보시스템 개발 및 운영에 관한 연구들이 수행되고 있다. 일반적으로 홍수예보시스템은 대피선행시간 확보를 위해서 초단시간 혹은 단기 수치예보모델을 수문해석모형이나 예보기법의 입력으로 활용하고 있다. 초단시간 예측은 기상레이더를 기반으로 외삽, 이류, 셀 추적 등의 기법을 활용하여 0~3시간 이내의 강수예측을 수행한다. 그러나 역학이나 물리적 과정이 동반되지 못하여 0~ 2시간 이내에서의 예측성은 높은 반면, 예측시간이 길어질수록 예측력이 낮아진다. 단기수치예보모델은 종관관측에 의존하면서 역학이나 물리과정을 동반하므로 0~6시간 혹은 12시간 이상의 예측을 수행하지만, 수치모델의 고유특성인 스핀업 등의 예측 불확실성이 내재되어 있어 예측 초기시간에서의 예측력이 낮은 한계가 있다. 따라서 강수예측의 정확도 향상을 위해 레이더와 수치예보모델의 병합기법이 필요하다. 본 연구에서는 통계분석을 통해 경험적으로 산출된 시간적 가중치를 이용한 기존 병합기법의 한계를 극복하면서 호우에 따른 가변성을 반영하는 실시간 병합기법을 개발하고, 수문학적인 활용성을 평가하고자 하였다. 사용된 예측강우 자료는 레이더 기반인 MAPLE, KONOS, 공간규모분할 예측강우와 수치예보모델 기반인 UM와 ASAPS의 예측강우이며, 제시한 가중치 산정기법은 직전 예측강우의 오차가 현 시점의 예측강우의 오차와 유사하다는 가정하에 오차항을 포함한 과거 1시간 예측강우들간의 가중치 조합이 과거 지상관측강우와의 평균제곱근오차가 최소가 되도록 화음 탐색법을 이용하여 찾는 것이다. 가중치 조합은 예측강우의 생산 시간 간격을 고려하여 매 10분마다 산정하며, 미래 3시간 예측까지 산정된 가중치를 적용한다. 수도권 영역을 대상으로 병합된 예측강우와 레이더 관측강우를 비교한 결과, 정량적 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 예측강우의 수문학적 활용성은 도시유출해석모의를 통해 평가하였다. 그 결과, 병합된 예측강우로 모의된 수심이 관측수심과 유사하여 수문학적 활용성 확인할 수 있었다.