• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.282-282
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• 2023

도시침수와 도시열섬 등 도시화 및 기후변화로 인한 물 및 환경문제에 대비하기 위해서는 고해상도 물순환 및 열순환 해석 기술이 필수적이다. 도심지의 고밀도 건축물 및 식생 등 다양한 토지피복의 조합은 물/열 순환에 직접적인 영향을 미치는 요인이며, 물리과정에 대한 이해를 높이기 위해서는 고해상도 모의 및 관측이 필요하다. WRF-Hydro는 침투 및 증발산, 열 순환, 지표와 하천 및 저수지 추적 등 여러 물/열 순환 요소 해석 모듈을 연동할 수 있는 공간분포형 수문 해석 시스템이다. 본 연구에서는 WRF-Hydro를 기반으로 낙동강 지류인 금호강 유역에 대한 고해상도 물순환 및 열순환 모형을 구축하여, 토양수분, 하천 유량, 지표온도, 증발산 등 수문 요소 해석 결과를 분석한다. WRF-Hydro 모형의 입력자료 구축 시 고해상도 토지피복 및 토양도를 적용하고, 기상자료에는 국내 지상관측자료와 국외 재분석자료를 비교, 분석하여 자료의 신뢰성을 분석한다. 또한, ECOSTRESS 등 고해상도 원격탐사자료로부터의 열, 증발산 관련 추정 자료를 모의 결과와 비교하여, 열순환 해석의 불확실성을 평가한다. 물순환과 열순환의 해석의 신뢰도를 동시에 향상하기 위한 분포형 모형의 구축 및 매개변수 보정 방안에 대해 토의한다.

• 한국측량학회지
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• 제28권2호
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• pp.197-206
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• 2010

최근 선진국들은 도시의 열섬현상에 대한 많은 문제점들을 인식하고, 이에 대한 대책을 마련하기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 본 연구에서는 위성영상을 이용하여 도심의 개발사업이 진행됨에 따른 토지의 피복변화량을 추출하고 이 변화량이 도심의 열변화에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 1985년 4월, 1994년 8월, 2001년 5월, 2009년 5월에 해당하는 4개의 Landsat 위성영상을 이용하여 대전광역시의 토지피복변화에 따른 열변화를 분석하였다. 도심의 지표면 온도를 추출하기 위해 Landsat TM 열적외선 영역센서인 Band 6의 분광밝기정도를 이용하여 표면온도분포를 산출하였으며, 이를 통해 도시화로 인한 열분포의 변화를 탐지하고자 하였다. 그 결과, 도심지의 면적이 최대 23.59% 상승한 반면 산림지역은 최대 27.91% 감소하였고, 도시화로 인해 도심의 지표온도가 주변지보다 높게 나타났으며, 이 경우 산림지역에 비해 약 $2.4^{\circ}C{\sim}5.7^{\circ}C$ 높게 형성되어 있음을 알 수 있었다.

• 아시안잔디학회지
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• 제16권1호
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• pp.41-47
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• 2002

본 연구는 녹지의 계층구조 등이 다양한 도시녹지를 대상으로 그 산출방법이 습도변화에 미치는 영향을 정량적으로 파악하기 위해 녹지내의 습도분포를 관측하였다. 그 데이터를 바탕으로 녹지의 토지피복현황과 습도분포, 식재의 산출방법과 습도, 식재의 계층구조의 산출방법과 습도와의 관련성을 회귀분석 등에 의해 해석하였다. 그 결과, 토지피복현황뿐만 아니라 녹지의 산출방법이 습도변화에 많은 영향을 미치고 있다. 또한, 식재율(평면적) 및 식재량(입체적)의 증가는 습도상승에 효과적이다. 더욱이 계층구조가 다양한 식재를 대상으로 그 산출방법과 습도상승과의 관계를 회귀계수와 상관계수를 통해 비교하면, 식재를 산출할 경우에는 평면적인 방법보다 입체적인 방법이 습도상승에 미치는 효과(수치)가 컸다. 앞으로 습도상승효과의 지표로서 식재의 산출은 입체적인 방법의 활용을 제안한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.344-344
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• 2022

최근 기후변화에 따른 집중호우, 태풍의 규모 및 빈도가 증가하고 있다. 도시지역은 전통적인 배수체계가 한계에 도달함에 따라 기후변화에 대한 취약성이 다른 지역에 비하여 더욱 크게 나타나 기후변화에 효과적으로 적응하기 위한 방안으로 도심녹지, 빗물정원, 투수포장 등 그린인프라 확충의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 도시하천 유역 내 그린인프라 확충에 따른 강우유출특성의 변화를 살펴보고자 하였다. 그린인프라의 확충은 불투수층을 투수층으로 변화시켜 물순환 건전화에 기여한다. 본 연구에서는 부산의 대표적인 도시하천 유역인 온천천유역을 대상으로 강우유출모형인 HSPF를 적용하여 유역 내 투수층 증가에 따른 유출특성의 변화를 살펴보았다. 온천천 유역을 세 개의 소유역(온천천 상류, 세병교, 온천천 하류)으로 구분하고 현재 상황(불투수면적비 각각 90.98, 92.96, 94.25%)에서 불투수면적을 10%씩 감소시켜가며 유역 내 지표유출량, 침투량의 변화를 살펴보았으며, 온천천 유량(갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량, 홍수량)의 변화를 분석하였다. 분석 결과 유역 내 불투수면적 감소에 따라 강수의 침투가 증가하고 이에 따른 지표유출이 감소함을 확인할 수 있었다. 유역 내 불투수층이 감소함에 따라 지표유출량은 최대 32%까지 감소하고 침투량은 최대 71%까지 증가하는 것으로 나타났다. 또한 온천천의 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량은 증가하는 반면, 홍수 시의 유량을 의미하는 홍수량은 최대 15% 이상 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 유역 내 불투수층의 감소를 통해 평상시에는 추가적인 하천유량 확보가 가능하며, 홍수 시에는 반대로 홍수량을 저감시킴으로써 이에 따른 피해를 줄일 수 있음을 의미한다. 본 연구를 통해 그린인프라가 하천유량 확보 및 홍수량 저감을 통해 유역의 물순환 건전화에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 기후변화 적응을 위해 도시하천 유역의 그린인프라 확충을 위한 노력을 기울일 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.981-985
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• 2009

본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 경지 불투수면 변화에 따른 유역 수문 영향을 분석하였다. 경안천유역의 경안 수위표 상류유역을 대상유역으로 선정하여 유역의 수문 자료를 수집하였으며, 대상유역의 위성영상 및 항공사진을 수집하고 원격탐사기법 및 지리정보시스템 이용하여 경지 불투수면을 고려한 토지피복도 및 수치지형자료 등을 구축하여 SWAT 모형의 적용성을 평가하였다. 1999년부터 2002년까지의 대상유역의 자료를 이용하여 유출량에 대하여 모형의 보정과 검정을 수행하였으며, 그 결과 모형이 적용성이 있는 것으로 평가되었다. 경지 불투수면 변화 시나리오를 작성하고 구축된 모형을 이용하여 시나리오에 따른 유역 수문 영향을 분석하였다. 총 유역 면적에 대한 시설재배지 면적 비율이 5.7%$^{\sim}$ 12.4%로 변화함에 따라 1.2%인 2002년 토지이용도를 이용한 모형의 모의결과에 비해 평균 유출량은 0.8%$^{\sim}$1.6% 증가하였으며, 지표 유출량과 측방 유출량을 포함한 직접유출량은 2.4%$^{\sim}$5.7% 증가하였으며, 이 중 지표 유출량은 5.7%$^{\sim}$14.2% 증가하는 것으로 나타났다. 지하수 유출량은 10.7%$^{\sim}$27.7% 감소하고 증발산량은 1.5%$^{\sim}$3.4% 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2023-2027
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• 2008

교통과 산업의 발달로 농촌인구의 감소가 빠르게 진행되고, 도시로 유입된 인구의 거주 공간 확보를 위해 도시주변의 피복 변화가 빠르게 진행되고 있다. 도시 지표의 대부분이 아스팔트나 콘크리트 등으로 피복되어 있어 도심의 기온이 교외와 비교하여 높게 형성되는 도시열섬현상(urban heat island, UHI)이 두드러지고 있다. 따라서 도시열섬현상 해소 대책으로 다양한 방법들이 분야 별로 제안되고 있다. 본 연구에서는 청주시 소재(미호천과 무심천을 대상으로) 하천으로 부터 떨어진 거리에 따른 열환경에 대하여 토지 피복에 따른 공간적 특성 분석을 수행함으로서 하천이 도심지 열 환경에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 하천을 중심으로 $0{\sim}1000m$ 까지 200m 간격의 버퍼를 생성하고 Landsat 영상에 의한 NDVI와 온도분포도를 이용하여 청주시 하천의 근접성에 따른 NDVI 및 온도 분포 분석 결과, NDVI는 하천을 기준으로 거리가 멀어질수록 점차적으로 증가하는 경향을 보였고 온도는 감소하는 것으로 나타났다. 또한 Quick-bird 영상에 의한 토지피복도와 NDVI, 온도 데이터를 중첩분석한 결과 NDVI는 산림-경작지-초지-나지-시가지 및 건조지 순으로 나타났고 평균온도는 NDVI의 역순으로 나타났다. 특히, 시가지를 비롯하여 공업지, 상업지 등 건조지역과 나지는 평균 $24^{\circ}C$ 이상으로 인구밀집지역은 높은 온도분포를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 대한지리학회지
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• 제37권4호
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• pp.371-384
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• 2002

지역개발의 결과인 지표환경의 변화를 예측하는 일은 지속 가능한 환경을 보전하기 위한 수단으로서 대단히 중요하다. 본 연구에서는 다중분광영상 자료를 이용한 퍼지논리연산을 통하여 안면도의 최근 20년(1901~2000) 간의 지표경관 변화를 예측하고 실제 변화된 내용과 비교 검토하였다. 안면도에 대한 문헌, 지도 및 현지 답사한 결과에 의하면, 1980년대 이전에 주로 해안간척과 황무지개간, 초지 조성 등으로 토지이용 형태가 변화되어 왔다. 그러나 1980년대 중반 이후부터는 해수욕장 주변과 준농림지역을 중심으로 민박시설과 점포 등이 무질서하게 들어섰으며, l990년대에는 관광지 개발 및 토시지역의 확장으로 농경지는 증가하였으나 해안지역과 취락지역의 산림이 심각하게 훼손되었다. 퍼지논리연산을 이용하여 지표환경 변화를 통합하여 예측한 결과와 2000년 위성영상에서 얻은 안면도의 지표환경은 비교적 정확하게 일치하였다. 안면도 지역에서 대규모 토지피복 변화가 일어날 가능성이 높은 지역들은 해안과 가까운 평지에 위치한 지역으로 예측되었는데 실제로 이 지역은 현재 대규모 개발이 진행 중이어서 연안환경 악화의 우려를 자아내고 있다. 따라서 본 방법은 향후 지표환경 변화 연구를 위한 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_3호
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• pp.1461-1473
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• 2021

본 연구는 토지피복 자료의 공간 해상도가 미세먼지의 국지적 분포 및 확산 양상에 어떠한 영향을 미치는지 확인하는 데에 목적을 둔다. 이때 시공간적 지표상태 및 기상상태의 변화를 고려하는 CALPUFF 모델을 사용하여, 경기도 안양시의 평촌 신도시 지역에 대해, 미세먼지 모의를 진행하였다. 모델링의 입력 데이터로 20 m, 50 m, 100 m의 세 가지 해상도 토지피복도를 사용하여 비교하였다. 20 m 해상도의 토지피복 자료를 사용했을 경우 모의 영역의 풍속은 가장 크게 모의 되었으며 PM10 농도는 가장 낮게 모의 되었다. 본 연구를 통해 미세먼지의 국지적 분포 및 확산 양상에 토지피복 자료의 공간 해상도가 영향을 미칠 수 있으며 이는 CALPUFF 모의에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 따라서 향후 CALPUFF를 사용하여 미세먼지를 모의할 때, 토지피복의 형태에 따른 공간 해상도에 대한 영향을 사전에 확인하고 모의를 진행하는 것이 더 정확한 결과를 확보할 수 있음을 제시해볼 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.391-399
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• 2005

본 연구의 목적은 태풍 피해로 인한 토지피복변화가 수문변화에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 2002년 8월 31일부터 9월 1일까지 발생한 태풍 루사(1,402mm)가 강릉 남대천 유역에 미친 영향을 파악하기 위하여 2000년 9월 29일 Landsat 7 ETM+ 영상(태풍 전)과 2002년 9월 11일 Landsat 5 TM영상(태풍 후)을 선정하여 각각 토지피복도를 작성하였다. 유역유출과 하도추적에 대해 WMS HEC-1의 SCS 무차원 단위도법과 Muskingum 법을 각각 적용하였고, 30m 해상도의 DEM과 수문학적 토양군 1:50,000 토양도를 사용하였다. 1985년의 토지피복을 바탕으로 1985년부터 1988년의 기간 중 사용가능한 3개의 강우사상을 선정하여 모형을 보정하였다. 피해지역에 대한 빈도별 유출량 변화를 분석하기 위하여 50년에서 500년까지 빈도별로 Huff 2분위 24시간지속 확률강우량을 생성하여 적용하였다. 태풍후의 토지피복상태에서 피해지역의 지표피복이 나지로 변함에 따라 AMC-I에서 50년 빈도 강우에 대해 $50.1\;m^3/sec$의 유출량이 증가하였고, 500년 빈도 강우에 대해서 $67.6\;m^3/sec$가 증가하였다. 향후 태풍피해 발생시 정부의 신속한 대처를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.549-559
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• 2021

북극권은 막대한 양의 화석연료와 광물자원이 매장되어 있어 개발과 건설 사업이 활발히 추진되고 있다. 전 지구적으로 기후변화에 적극적으로 대응하기 위해 노력하고 있으나, 여전히 천연자원의 의존도는 매우 높다. 본 논문에서는 북극권 국가 중 비전통(오일샌드) 에너지·자원개발이 활발히 진행 중인 캐나다(앨버타주)를 대상으로 조사연구를 수행하였다. 광범위한 지역에 대한 조사비용과 시간을 절감하기 위하여 위성영상을 활용하여 토지피복도를 작성하였다. 토지피복도의 픽셀을 계산하는 방식으로 캐나다(앨버타주) 오일샌드 개발 활동이 활발히 진행되고 있는 지역의 계절별 건설환경(지표 온도 변화, 적설분포 면적 등) 자료를 구축하였다. 본 논문에서 수행한 조사·분석 방법론은 북극권 자원 개발 사업의 성공적 추진과 운영을 위한 전략수립, 기본 설계 등에 활용될 것으로 기대한다.