• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.167-167
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• 2018

토양수분은 토양에 포함된 평균 수분량을 나타내며 수문 순환 관점에서 매우 중요한 수문변량 중 하나이다. 본 연구에서는 대표적인 기계학습 방법인 Support Vector Machine (SVM)을 이용한 토양 함수 예측 기법을 개발하고자 하며, 예측인자로서 원격 탐측 기반의 토양함수자료, 강수량, 온도 등을 활용하고자 한다. SVM은 Kernel 함수를 이용하여 복잡한 비선형 관계를 선형 가정을 통해서 해석하는 기계학습 방법으로서 전역모델(global model)로서 다양한 수문기상분야에 적용이 이루어지고 있다. SVM의 장점은 일정 부분의 오차를 허용함으로서 모형의 일반화 측면에서 기존 인공신경망(artificial neural network, ANN)에 비해 우수한 성능을 나타내며, 특히 예측모형으로서 적용성이 매우 크다. 본 연구에서는 과거 토양 함수 자료와 강수, 온도, 위성 관측 기반 정보 등을 이용하여 모형을 적합시키고 이를 미계측 유역으로 확장하는데 연구의 목적이 있으며, 본 연구를 통해 제안된 모형은 용담댐 시험유역을 대상으로 적용되며 기존 ANN 모형 및 다중회귀분석 결과와 비교를 통해 모형의 적합성을 평가하고자한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.23-32
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• 2011

본 연구에서는 소유역을 정방형 격자망으로 형성하고 GIS 데이터처리를 행하여 다양한 지형적인 요소를 각 격자 단위로 해석할 수 있도록 한 다음, 분포형 모형 중 대표적인 $Vflo^{TM}$에 적용하였다. 그리고 모형을 이용함에 있어서 소유역 내에서 공간적으로 상이함을 무시하고 유역의 평균적인 토양함수조건을 적용하는 종전의 연구와 달리, 픽셀 단위로 구성되어 있는 LANDSAT 7 $ETM^+$ 위성영상으로부터 Tasseled Cap 변환을 통해 추출한 토양함수정보 를 모형의 각 격자에 적용하였다. 연구 결과, 소유역에서 토양함수의 공간적인 변화가 분포형 모형의 틀에 잘 부합할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 영상획득시기의 습윤지수와 10일 선행강우량과의 관계식을 추정하였으며, 이를 통해 구한 가중치의 적용성을 입증할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.278-278
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• 2022

2020년 집중호우로 인하여 우리나라 전국에 걸쳐 약 2,000여 곳의 산사태, 토석류가 발생하였고 약 1,217ha의 피해 면적이 발생하였다. 피해지역의 특히 생활권 중심의 사면과 계류의 관리 필요성이 높아지고 있다. 산림청 산사태정보시스템에서는 토양함수지수가 80% 도달 시 주의보, 100% 도달 시 경보를 발령하는 대국민 서비스를 제공하고 있다. 본 연구에서는 토층의 깊이에 따른 함수비 분포에 따라 토석류의 발생 가능성에 대한 분석을 수행하고자 하였으며, 토양함수는 기상 수치모델에 의한 예측 강우 자료를 활용하였다. 예측 강우 모델은 토석류가 주로 발생하는 여름철 집중호우 시기인 남서풍을 고려하여 도메인을 구성하였고 산림의 증발산 및 토양수분 모의 정확도 향상을 위해 임상도와 토지피복도를 사용하여 보정하였다. 토층내 토양수분의 함량은 토질에 따라 그 특성이 다르기 때문에 토질과 관련한 주제를 이용하여 토양정보를 활용하였다. 내부마찰각, 점착력, 단위중량, 밀도, 지질도, 지형경사, 표고, 유효토심에 대한 정보를 구축하여, 예측강우에 따라 토층의 수분 함량을 추정하여 붕괴 발생 가능성을 분석하였다. 2006년 평창지역에서 발생한 토석류에 대하여 수행하였으며 토층의 심도는 0.5~1m 범위의 분포에 대하여 체적함수에 따른 실제 토석류 발생에 대한 검증을 수행하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제20권4호
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• pp.19-27
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• 2012

RUSLE는 강우침식, 토양침식, 지형적 특징, 경작관리 등과 같은 유역 토양유실량 산정에 널리 사용되어 왔다. RUSLE 관련 매개변수 중 강우침식인자는 가장 민감도가 큰 요소로 그 신뢰성을 높이는 것은 정확한 유역 토양유식량 산정을 위한 필수조건이다. 국내에서는 유역의 토양침식을 조절하고 토양유실량 산정을 위한 강우침식인자 산정에 대한 명확한 기준이 마련되어 있지 않고 연평균 강우량과 침식인자의 관계식을 이용하거나 TRB에서 제안한 방법을 이용하고 있다. 본 연구에서는 빈도분석을 이용하여 강우침식인자를 산정하는 절차를 제안하였다. 다양한 재현빈도와 지속기간에 대해 계산된 강우침식인자는 지속시간에 따라 정규분포 형태로 나타났기 때문에 확률분포함수를 이용해서 강우침식인자를 산정할 수 있도록 적합분포함수를 제안하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 통하여 유역의 토양유식을 효과적으로 조절하고 구조물에 대한 설계토양유실량을 계산하기 위한 최적의 강우침식인자를 산정할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제17권2호
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• pp.71-79
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• 2009

본 연구에서는 격자강우량과 격자기반의 GIS수문 매개변수와 연계하여 홍수기 유출량의 시공간적 분포를 파악할 수 있도록 물리적인 운동파 이론에 근거한 분포형 강우-유출모형인 K-DRUM을 자체 개발하였다. 이 모형은 홍수 기동안의 지표흐름과 지표하 흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있으며, 전처리과정으로서 ArcView 를 이용하여 모형에 필요한 ASCII형태의 입력 매개변수 자료들을 가공하였다. 또한 후처리과정으로서 모형의 수행결과인 유역내의 유출량 분포 등을 GIS상에서 나타낼 수 있도록 ASCII형태로 출력하도록 구성하였으며 TecPlot 을 이용하여 유출량을 에니메이션으로 표현하였다. 또한, 유출량에 가장 큰 영향을 미치는 초기토양함수 상태에 대한 자동보정기법을 추가 개발하였으며, 남강댐유역을 대상으로 기저유출해석을 수행하여 개발된 자동보정기법의 활용가능성을 검토하였다. K-DRUM모형의 초기토양함수조건을 설정하는데 있어서 자동보정기법을 적용함으로써 기존의 시행착오법으로 인해 소요되는 시간과 부정확한 설정으로 발생될 수 있는 문제점을 해결할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.495-501
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• 2024

SWAT-K(Soil and Water Assessment Tool-Korea) 모형은 토양 중심의 물수지 방정식을 기본으로 하는 장기유출모형이다. 모형의 필수 입력자료로 공간적인 정보를 나타내는 수치주제도인 토양도를 적용할 경우, 토양통(Soil series)으로 분류된 각 토양의 속성정보에 대한 데이터베이스(usersoil.dbf)의 구축을 필요로 한다. 국외에서 개발된 토양전이함수에 의해 추정된 토양 속성정보는 국내 토양특성을 반영하지 못하기 때문에 한국건설기술연구원에서는 국립농업과학원의 국내 토양 조사결과 및 연구결과를 반영한 토양DB를 구축한 바 있다. 본 연구에서는 토양 속성정보의 수문성분 모의과정을 보다 상세히 기술하고, 기구축된 토양DB를 최신 SWAT 모형에서 구동되도록 수정·보완하였다. 또한, 통합물관리 플랫폼을 통하여 구축된 토양DB를 제공함으로써, SWAT-K 모형 뿐만 아니라 토양을 고려하여 개발된 다양한 유역수문모형에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국GIS학회:학술대회논문집
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• 한국GIS학회 2008년도 공동춘계학술대회
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• pp.101-108
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• 2008

본 연구의 목적은 분포형 추문모형에 있어 공간변수의 디테일함을 고려하기 위해 GIS와 결합된 SCS-CN 값 산정 모형을 개하는데 있다. 모형은 (주)한국공간정보통신의 GIS 소프트웨어 개발도구인 IntraMap/Objects를 사용하였고 마이크로소프트사의 닷넷 플랫폼 개발 언어인 C#으로 개발하였다. 모형의 입력자료인 토지이용도와 토양도의 지형학적 가공을 위해 클립(Clip), 디졸브(Dissolve), 인터섹션(Intersection)과 같은 지형전처리 모듈(GeoPreprocessing Module)을 개발하였다. 또한 전처리된 토지이용도(토지이용항목필드)와 토양도(추문학적 토양그룹필드)를 CN 값 기준도표에 매치시킴으로서 유역의 선행토양함수조건에 따른 분포형 CN 값 및 개략적인 유출량을 산정하는 모형을 개발하였다. 본 연구의 모형은 지형, 토양도 토지이용도, 토지피복도 변화에 따른 미래 유출량을 예측하는데 사용될 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권2호
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• pp.79-90
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• 2013

지반조사에서 비파괴 조사 기술은 시추조사보다 경제적으로 비용이 덜 들고 광역에 걸친 지반정보를 제공하는 장점이 있다. 하지만 지반설계정수로서 적용하기에는 어려운 한정된 정보만을 제공하게 된다. 이를 극복하기 위해, 비파괴 조사 방법 중 하나인 전기비저항 탐사를 모형토조실험에 적용하여, 토질상태에 따른 비저항 반응과 함수비에 따른 비저항 반응을 분석하여 비저항 거동 양상에 대한 연구를 수행하였다. 실험에 사용한 토질은 주문진 표준사, 마사토이며 각 토질의 입도 분포, 균등계수를 구하여 실험에 있어 실험재료의 균질한 상태를 유지하였다. 실험에 사용한 모형의 제원은 $160{\times}100{\times}50$ (cm)의 아크릴 재질 토조이며, 각 토질의 높이는 30 cm를 유지하였다. 5TE(함수비측정센서)센서를 7 ~ 8cm 간격으로 수직하게 꽂아 층별 함수비를 측정하였다. 모형실험 결과 주문진 표준사는 비저항 거동 양상이 함수비에 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었으며, 마사토는 함수비에 따라 비저항이 낮아진 후에도 시간경과에 따른 거동 양상에 큰 변화가 없는 것을 관찰하였다. 또한 토조 실험에 사용된 토양과 유사한 테스트 베드를 선정하여 그 반응을 비교 분석하였다. 이러한 실험을 통해 토질 상태와 함수비에 따른 다양한 비저항 거동 양상 자료를 수집하고, 비파괴 조사기술의 정확도를 향상 시켜 나간다면 지반설계정수를 산정하는데 있어 기초적인 연구가 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.270-283
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• 2024

연구목적: 국내에서 지속적으로 지진이 발생하고 있기 때문에 지진 발생 후에 대한 산사태 유발 임계강우량의 하향 조정이 요구되고 있다. 본 연구에서는 토양의 물리적 실험을 통해 지진 발생 이후 산사태 예·경보를 위한 임계강우량 조정의 과학적 근거 확보 및 기초자료를 제공할 목적으로 수행되었다. 연구방법: 절토 사면에서 채취한 교란 및 비교란 시료를 대상으로 직접전단시험을 통한 토양의 전단강도 변화를 분석하고, 건조 및 습윤 조건으로 재성형된 시료의 수침후 포화도에 따른 토양의 강도정수를 분석하였다. 연구결과: 다짐함수비를 변화시키며 직접전단시험을 수행한 결과 교란시료 함수비 및 포화도가 증가할수록 점착력은 50% 이상 감소하였고, 전단저항각은 1~2° 감소하였다. 또한, 링전단시험 중 물을 공급한 결과 전단면에 물이 침투되는 순간부터 전단강도의 값이 서서히 감소되는 것으로 나타났으며, 최대전단강도는 약 65~75%, 잔류전단강도는 약 53~60% 감소하였다. 결론:지진과 이후 강우가 발생하였을 때는 사면붕괴 가능성이 증가하므로 이에 대한 대책이 필요하며, 본 연구의 결과는 지진이 발생한 지역에서 산사태를 유발하는 강우임계값을 하향해야 하는 과학적 근거 및 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.443-447
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• 2014

토양 시료 중에 극미량의 $^{134}Cs$ 방사능 농도는 지각 기원자연방사성 핵종들에 의한 background의 영향 및 피크간의 중첩 및 간섭으로 구분하기가 어렵다. 감마선 분광학에서 참 피크의 식별은 피크의 모양이 대체로 Gaussian임을 고려하여 smoothing에 의해 통계적 요동을 감소시켜 보거나 피크의 폭이나 솟아오름의 정도를 검사하거나, 저에너지 tailing 현상에 대한 함수를 추가하거나 Gaussian 함수자체를 변형시켜 확인 할 수 있었다. 그러므로 스펙트럼 분석에 대한 정보와 지식이 필요할 것으로 사료된다.