• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2004.05b
• /
• pp.804-808
• /
• 2004

최근 정부의 적극적인 지원으로 남북한 교류사업이 본격적으로 추진되고 있고, 통일에 대한 기대감이 높아가고 있는 지금 어느때보다 북한에 내한 관심이 고조되고 있다. 그동안 북한과 관련된 인구는 정치, 경제, 사회, 문화 등 인문${\cdot}$사회과학분야가 대부분을 차지하였고, 자연과학 및 공학 대한 연구는 상대적으로 빈약한 실정이다(배덕효, 1999). 특히 수자원 관련분야는 최근 몇몇 학자들이 원격탐사 기법을 이용하여 연구를 수행한 바 있으나 그 결과는 매우 미비할 실정이다. 북한은 유역탐사 및 샘플채취 등을 위한 접근자체가 어렵기 때문에 자료의 수집 및 보정에 있어 많은 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 지금까지 문헌을 통해서만 소개된 북한지역의 유역특성에 따른 수자원 현황을 분석하기 위해 인공위성자료와 지형자료를 이용한 원격탐사(RS:Remote Sensing) 및 지리정보시스템(GIS:Geographic Information System) 기법을 이용하여 유역의 유출특성을 파악하였다. 대상유역으로 선정한 북한 예성강 유역은 수자원이 풍부하고 유역경사가 비교적 완만하게 구성되어 있다. 또한 용수이용에 있어서도 양수장을 이용하여 관개배수를 시행하는 북한지역의 일반적인 사례와는 달리 신곡저수지, 예의 저수지 등 대규모 저수지를 통한 관개를 시행하고 있어 남한유역과 유사한 점이 많기 때문에 적용에 있어 큰 무리가 없을 것이라 판단하였다. 지형자료 구축을 위한 인공위성 자료는 USGS(US Geological Survey) DEM(Digital Elevation Model) 자료를 이용하였으며, 이를 UTM(Universal Transverse Mercatro) 지구좌표계의 DEM 자료로 변환하였다. 또한 유역의 고도차를 이용한 흐름특성 분석을 위해 수치고도자료를 이용하여 유역흐름특성을 분석할 수 있는 TOPAZ(Topographic PArameteri-Zation) 프로그램을 이용하였다. TOPAZ 프로그램을 통해 분석된 각 격자별 분포형 수문 매개변수는 적합한 관계식을 통해 분포형 유출량을 모의하는데 적용된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.468-468
• /
• 2017

최근 기후변화로 인해 수자원 위험요소인 가뭄 및 홍수피해가 증가하고 있으며, 인구증가에 따른 수량감소로 수자원관리가 더욱 어려워지고 있는 실정이다. 효율적인 수자원관리 및 기후변화 대응을 위해 세계 물시장은 점점 증가하고 있으며, 이에 따라 국내기업 또한 해외사업 진출을 추진하고 있으나, 사업에 필수적인 기상, 수문 등 기초자료의 부재로 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 국내기업의 해외사업 진출 시 필요한 기상, 지형, 수문, 인문 사회 등 기초자료를 제공하는 글로벌 수자원정보제공시스템(Global Water Bank, GWB)을 설계 및 개발하고자 한다. 국내 외 예비타당성보고서 및 국내에서 수집 가능한 국외 정보현황을 분석하여 자료 제공인자를 도출하였으며, 이를 토대로 시스템 내 제공항목을 기상, 지형, 수문해석, 인문 사회, 기후변화 자료로 구분하였다. 해외시장 진출범위를 고려하여 자료의 공간적인 범위를 전지구로 설정하였으며, 전지구 자료의 가용성을 검토하여 제공자료를 구축하였다. 기상자료는 NCDC (National Climate Data Center)의 관측 지점자료와 APHRODITE (Asian Precipitation - Highly-Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation) 격자자료를 수집하였으며, 오 결측 자료는 품질검토를 수행하여 보정하였다. 지형자료의 경우 USGS (U.S. Geological Survey)의 DEM, FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations)의 토양도, UMD (University of Maryland)의 토지피복도를 구축하였다. 수문자료는 GRDC(Global Runoff Data Centre)의 관측 지점자료를 수집하였으며, 미계측 지역의 수문자료 구축을 위해 VIC(Variable Infiltration Capacity) 수문모형을 활용하여 $0.5^{\circ}$ 공간해상도의 격자 유출량 자료를 생산하였다. 인문 사회자료로 World Bank의 국가별 통계자료를 수집하였으며, 구축된 각 자료는 GWB 시스템을 통해 제공된다. 시스템의 시범운영을 위해 아시아 지역을 대상으로 GWB- 버전을 개발하였으며, 시범지역 내 관측자료와 비교분석하여 자료의 활용성을 검증하였다. 추후 GWB 시스템은 해외진출 사업 우선지역 선정 근거로 활용될 수 있는 가상수 및 물산업지수 등의 추가정보를 제공하고 타 지역으로 확대적용 예정이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.50 no.3
• /
• pp.181-190
• /
• 2017

Population congestion and increasing porosity caused by urbanization and increasing rainfall intensity are the main reasons for urban inundation damage. In order to reduce the damage to urban flooding, it is necessary to take a inundation analysis model that can be considered the topographic impact (i.e., building and road) and simulate the detailed inundation areas. In this study, Grid based Inundation Analysis Model (GIAM) is developed using a two-dimensional shallow water equations. The study area is Gangnam basin, with a surface area of $7.4km^2$, which includes 5 drainage areas such as Nonhyun, Yeoksam, Seocho 1, 2, and 3. EPA SWMM5 is used for simulating the overflows at each manhole. GIAM model is constructed to allow for simulating a inundation area with 6 m grid size. The inundation analysis is conducted in two heavy rainfall events (Sep. 21, 2010 and July 27, 2011) for the model evaluation. The accuracy of the simulated inundation area is calculated 0.61 and 0.57 at POD index using the historical flooded area report. The developed model will be used as a tool for analyzing the flood prone areas based on rainfall scenario, and a tool for predicting the detailed inundation area in the real-time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.457-457
• /
• 2017

최근 기후변화에 따른 수문환경의 변화로 인해 도시지역에 침수피해가 빈번히 발생하고 있으며, 이는 도시화로 인한 인구밀도 증가 및 불투수율이 높아짐으로써 땅속으로 스며들지 못한 빗물이 지표면으로 유출되어 침수피해로 나타나고 있다. 또한, 복잡한 하수관망의 정비와 관리가 어렵다는 점이 침수를 유발하는 원인이 되기도 한다. 강남역과 울산 태화강 침수 피해를 대표적인 예로 들 수 있다. 강남역 일대는 대한민국의 대표적인 상업의 중심지라고 할 수 있으며, 2010년부터 3년간 내수침수가 발생하여 사회적인 이슈가 되었으며, 2016년 울산 및 제주도에서는 제 18호 태풍 차바(CHABA)의 한반도 상륙으로 하천이 범람하고 내수침수가 발생하여 많은 재산 피해를 입혔다. 이처럼 기후변화로 인한 태풍 발생 빈도 증가 및 국지성 호우는 도시지역에 많은 침수피해를 발생시키기 때문에 정확한 침수분석과 취약성 평가를 실시해야 한다. 따라서 본 연구에서는 서울시 강남역 일대를 대상으로 강우-유출모형을 구축하였으며, 기상청에서 제공하는 HadGEM3-RA(12.5km격자자료)를 이용하여 미래 기후변화에 따른 불확실성을 고려한 취약성 평가하였다. 이는 상습침수지역에 대한 근본적인 침수원인을 파악하고 사전에 예방할 수 있는 객관적 평가자료로 활용가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Cadastre & Land InformatiX
• /
• v.48 no.2
• /
• pp.185-195
• /
• 2018

In the Seoul Metropolitan City, the PM(pariculate matter) application used by the citizens provides the PM concentration of the nearest monitoring stations located on the PM monitoring stations. Currently, the selecting method of the PM monitoring network considered by the Ministry of Environment is based on considering the monitoring station distribution and population density only. In this study, we analyzed the distance between PM monitoring station and the administrative center point in addition to the above considerations. The number of test sites was verified and the range of coverage of each monitoring stations was indicated by using the Voronoi algorithm and hexagon grid. The spatial position problem of the PM monitoring station was suggested by spatial data analysis. The variables of spatial data analysis are single-family houses, apartments, $1^{st}$ class neighborhood, $2^{nd}$ class neighborhood, garbage disposal plant, hazardous material disposal facility, factory, and the density map. The analysis result of the selection criterion considering the additional variables for new PM monitoring stations was presented, in addition to the selection criteria provided by the Ministry of Environment.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
• /
• v.22 no.1
• /
• pp.1-18
• /
• 2019

This research measured and visualized the spatial dependency and the spatial heterogeneity of the small business in Cheonan-si, Asan-si with $100m{\times}100m$ grids based on global and local spatial autocorrelation. First, we confirmed positive spatial autocorrelation of small business in the research area using Moran's I Index, which is ESDA(Exploratory Spatial Data Analysis). And then, through Getis-Ord $GI{\ast}$, one kind of LISA(Local Indicators of Spatial Association), local patterns of spatial autocorrelation were visualized. These verified that Spatial Regression Model is valid for the location factor analysis on small business commercial buildings. Next, GWR(Geographically Weighted Regression) was used to analyze the spatial relations between the distribution of small business, hourly mobile traffic-based floating population, land use attributes index, residence, commercial building, road networks, and the node of traffic networks. Final six variables were applied and the accessibility to bus stops, afternoon time floating population, and evening time floating population were excluded due to multicollinearity. By this, we demonstrated that GWR is statistically improved compared to OLS. We visualized the spatial influence of the individual variables using the regression coefficients and local coefficients of determinant of the six variables. This research applied the measured population information in a practical way. Reflecting the dynamic information of the urban people using the commercial area. It is different from other studies that performed commercial analysis. Finally, this research has a differentiated advantage over the existing commercial area analysis in that it employed hourly changing commercial service population data and it applied spatial statistical models to micro spatial units. This research proposed new framework for the commercial analysis area analysis.

• Korean Journal of Remote Sensing
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.657-664
• /
• 2021

In this study, we investigated the relationships between the air quality (PM_2.5, PM₁₀, O₃) concentrations and local geographical characteristics (terrain heights, building area ratios, population density in 9 km × 9 km gridded subareas) in the Seoul metropolitan area. To analyze the terrain heights and building area ratios, we used the geographic information system data provided by the NGII (National Geographic Information Institute). Also, we used the administrative districts and population provided by KOSIS (Korean Statistical Information Service) to estimate population densities. We analyzed the PM_2.5, PM₁₀, and O₃ concentrations measured at the 146 AQMSs (air quality monitoring system) within the Seoul metropolitan area. The analysis period is from January 2010 to December 2020, and the monthly concentrations were calculated by averaging the hourly concentrations. The terrain is high in the northern and eastern parts of Gyeonggi-do and low near the west coastline. The distributions of building area ratios and population densities were similar to each other. During the analysis period, the monthly PM_2.5 and PM₁₀ concentrations at 146 AQMSs were high from January to March. The O₃ concentrations were high from April to June. The population densities were negatively correlated with PM_2.5, PM₁₀, and O₃ concentrations (weakly with PM_2.5 and PM₁₀ but strongly with O₃). On the other hand, the AQMS heights showed no significant correlation with the pollutant concentrations, implying that further studies on the relationship between terrain heights and pollutant concentrations should be accompanied.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.93-93
• /
• 2022

최근 이상기후로 인하여 우리나라 산림에 태풍 및 국지성 호우가 빈번히 발생하고 있다. 이로 인해 사면재해가 많이 발생하고 있으며 그 중 호우로 인한 많은 양의 물과 함께 토석 및 부유물이 중력에 의해 경사면을 따라 흐름 형태를 보이는 토석류 재해는 속도가 매우 빠르고 파괴적이며 그 결과는 비참하기까지 하다. 더구나 인구밀도가 낮은 산지 계곡부 뿐만 아니라 도시지역에서도 토석류 재해가 빈번히 발생하며 국내 및 해외에서도 토석류에 의한 피해사례는 자주 볼 수 있다. 이러한 토석류 재해의 피해를 줄이고자 토석류의 유동성을 저감시키기 위한 대책구조물의 시공이 많이 이루어지고 있으며 최근에는 투과형 구조물 중 하나인 원통형 기둥구조물을 그룹 형태로의 시공하는 경우가 늘어나고 있다. 토석류와 대책구조물 간의 상호작용은 월류(overflow), 쳐오름(run-up), 역류(backwater) 등의 복잡한 흐름 거동을 보인다. 하지만 원통형 대책구조물에 대한연구가 많이 이루어져 있지 않고 대규모 실험 또한 비용이 많이 소요되고 실행하기도 어렵다. 이 연구는 오픈소스 소프트웨어인 OpenFOAM을 사용하여 원통형 대책구조물의 설치 조건에 따라 토석류 흐름에 미치는 영향을 분석하였다. 짧은 시간 내에 흐름이 발생하고 비뉴튼 유체 특성을 갖는 토석류의 유효전단응력이 난류전단응력에 비해 상당히 크므로 난류의 영향은 무시하였다. 계산된 수치모의의 결과를 같은 규모로 시행한 실험결과와 비교분석 및 검증하였다. 공학학적 문제에 적용 가능하도록 비교적 낮은 해상도의 계산 격자를 사용했지만 실험에서 보여지는 토석류의 흐름거동을 양호하게 재현했으며 원통형 대책구조물의 배치조건에 따라 토석류 선단부 유속의 감소 정도 및 시간에 따른 흐름깊이 변화를 분석할 수 있었다. 이 연구는 다양한 조건을 가지는 토석류 흐름을 해석하는데 유용하게 활용할 수 있으며, 추후 복잡한 실제지형 조건을 고려하는 연구를 통하여 적용성을 확보하고자 한다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.118-129
• /
• 2016

Many epidemiological studies, relying on administrative air pollution monitoring data, have reported the association between particulate matter ($PM_{10}$) air pollution and human health. These monitoring data were collected at a limited number of fixed sites, whereas government-generated health data are aggregated at the area level. To link these two data types for assessing health effects, it is necessary to estimate area-level concentrations of $PM_{10}$. In this study, we estimated district (Gu)-level $PM_{10}$ concentrations using a previously developed pointwise exposure prediction model for $PM_{10}$ and three types of point locations in Seoul, Korea. These points included 16,230 centroids of the largest census output residential areas, 422 community service centers, and 610 centroids on the 1km grid. After creating three types of points, we predicted $PM_{10}$ annual average concentrations at all locations and calculated Gu averages of predicted $PM_{10}$ concentrations as representative Gu-estimates. Then, we compared estimates to each other and to measurements. Prediction-based Gu-level estimates showed higher correlations with measurement-based estimates as prediction locations became more population representative ($R^2=0.06-0.59$). Among the three estimates, grid-based estimates gave lowest correlations compared to the other two(0.35-0.47). This study provides an approach for estimating area-level air pollution concentrations and assesses air pollution health effects using national-scale administrative health data.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.99-112
• /
• 2021

This study was performed to predict spatial change of future forestland area in South Korea at regional level for supporting forest-related plans established by local governments. In the study, land use was classified to three types which are forestland, agricultural land, and urban and other lands. A logistic regression model was developed using transitional interaction between each land use type and topographical factors, land use restriction factors, socioeconomic indices, and development infrastructures. In this model, change probability from a target land use type to other land use types was estimated using raster dataset(30m×30m) for each variable. With priority order map based on the probability of land use change, the total annual amount of land use change was allocated to the cells in the order of the highest transition potential for the spatial analysis. In results, it was found that slope degree and slope standard value by the local government were the main factors affecting the probability of change from forestland to urban and other land. Also, forestland was more likely to change to urban and other land in the conditions of a more gentle slope, lower slope criterion allowed to developed, and higher land price and population density. Consequently, it was predicted that forestland area would decrease by 2027 due to the change from forestland to urban and others, especially in metropolitan and major cities, and that forestland area would increase between 2028 and 2050 in the most local provincial cities except Seoul, Gyeonggi-do, and Jeju Island due to locality extinction with decline in population. Thus, local government is required to set an adequate forestland use criterion for balanced development, reasonable use and conservation, and to establish the regional forest strategies and policies considering the future land use change trends.