• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.31-38
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• 2022

최근 기상이변으로 불규칙성의 집중호우가 자주 발생하여 산사태 피해가 늘어나고 있다. 우리나라의 경우 전체 토지의 70% 이상이 산지로 이루어져 있는 만큼, 집중강우 시 산사태를 예방할 수 있는 적절한 방안이 필요한 실정이다. 사면 표층부에 개량토를 적용할 경우 강우 침투로 인한 지하수위 상승을 억제하고 사면의 안정성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 풍화토사면에 개량토를 적용하여 지하수위 상승량을 확인하고 안정성을 확보할 수 있는 개량토 적절한 심도를 연구하였다. 해석단면의 경사는 풍화토지반에 대한 표준경사 대하여 총 3가지의 경우를 확인하였다(1:1.5, 1:1.8, 1:2.0). 강우 조건은 국가 수자원 관리 종합정보시스템에서 제공한 지역 빈도 확률강우량을 참고하여 500년 빈도 강수량 최대지속시간 48시간으로 가정하여 단계별 지하수위 상승량을 확인하였다. 연구결과, 자연사면의 경우 강우지속시간 48시간 이전에는 비탈면이 완전 포화되어 붕괴의 가능성이 있었다. 반면, 1:1.5 경사의 사면에서는 강우지속시간과 무관하게 지표면으로부터 1m 이상의 심도가 적절하며, 1:1.8 사면에서는 36시간 이상 지속 시에 1m의 심도가 적절한 것으로 평가되었다. 또한, 1:2.0 사면의 경우 48시간 이상 지속시에 0.5m 이상의 개량토를 적용하여야 안전성이 확보되는 것으로 나타났다.

• 환경생물
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• 제40권1호
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• pp.99-111
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• 2022

생태계를 구성하는 주요 요소인 식생은 생물다양성 보전과 지속가능 발전의 기반으로 보전의 필요성이 높다. 개발로 인한 자연훼손을 방지할 수 있는 가장 직접적이고 효율적인 정책 수단인 환경영향평가에서 식생 관련한 평가는 정량적·객관적이지 못한 한계가 존재한다. 또한, 영향평가가 보호종의 존재 여부에 집중되어 있어 광역적 차원에서 서식처로서 식생의 역할을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 다양한 공간데이터를 활용하여 개발사업으로 인해 식생이 받는 영향을 다각도로 검토하고 향후 식생 환경영향평가의 정량화·고도화에 기여하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 선행연구 검토를 통해 거시적인 측면에서 식생 영향평가 시 다루어야 하는 항목으로 현재 활용하고 있는 식생보전등급 외에 핵심 면적, 연결성, 식생상태를 도출하였다. 각 항목을 토지피복도와 위성영상을 활용하여 공간적으로 구축하고 시계열 변화분석을 수행하였다. 연구 결과, 모든 항목에서 개발로 인해 식생이 지속적으로 악화되고 있으며, 특히 환경영향평가 대상사업지 내부뿐 아니라 주변 지역에도 악영향이 있음을 규명하였다. 본 연구를 통해 데이터를 기반으로 한 식생부문 환경영향평가의 개선방향을 제시하였으나, 실제 환경영향평가에 적용하기 위해서는 보다 구체적인 방법론이 정립될 필요성이 있다. 다양한 환경공간자료를 적극 활용하여 개발사업으로 인해 자연생태계가 받는 영향을 보다 정량적·과학적으로 평가함으로써 개발사업이 자연생태계에 미치는 영향을 최소화하고, 효과적인 저감대책 수립에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.444-444
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• 2021

하천의 오염부하량 관리 계획은 지속적인 모니터링을 통한 자료 구축과 모형을 이용한 예측결과를 기반으로 수립된다. 하천의 모니터링과 예측 분석은 많은 예산과 인력 등이 필요하나, 정부의 담당 공무원 수는 극히 부족한 상황이 일반적이다. 이에 정부는 전문가에게 관련 용역을 의뢰하지만, 한국과 같이 지형이 복잡한 지역에서의 오염부하량 배출 특성은 각각 다르게 나타나기 때문에 많은 예산 소모가 발생 된다. 이를 개선하고자, 본 연구는 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 BOD 및 총인의 부하량 예측 모형을 개발하였다. 합성곱 신경망의 입력자료는 일반적으로 RGB (red, green, bule) 사진을 이용하는데, 이를 그래도 오염부하량 예측에 활용하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 오염부하량이 수문학적 조건과 토지이용 등의 변수에 의해 결정된다는 인과관계를 만족시키고자 수문학적 속성이 내재된 수문학적 이미지를 합성곱 신경망의 훈련자료로 사용하였다. 수문학적 이미지는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는데, 여기서 각 grid의 수문학적 속성은 SCS 토양보존국(soil conservation service, SCS)에서 발표한 수문학적 토양피복형수 (curve number, CN)를 이용하여 산출한다. 합성곱 신경망의 구조는 2개의 Convolution Layer와 1개의 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 1개의 Flatten Layer, 3개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 마지막으로 1개의 Dense Layer가 연결되는 구조로 설계하였다. 이와 함께, 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)로, 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 연속변수가 도출될 수 있도록 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 연구의 대상지역은 경기도 가평군 조종천 유역으로 선정하였고, 연구기간은 2010년 1월 1일부터 2019년 12월 31일까지로, 2010년부터 2016년까지의 자료는 모형의 학습에, 2017년부터 2019년까지의 자료는 모형의 성능평가에 활용하였다. 모형의 예측 성능은 모형효율계수 (NSE), 평균제곱근오차(RMSE) 및 평균절대백분율오차(MAPE)를 이용하여 평가하였다. 그 결과, BOD 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 1031.1 kg/day, MAPE는 11.5%로 나타났으며, 총인 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 53.6 kg/day, MAPE는 17.9%로 나타나 본 연구의 모형은 우수(good)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구의 모형은 일반 ANN 모형을 이용한 선행연구와는 달리 2차원 공간정보를 반영하여 오염부하량 모의가 가능했으며, 제한적인 입력자료를 이용하여 간편한 모델링이 가능하다는 장점을 나타냈다. 이를 통해 정부의 물관리 정책을 위한 의사결정 및 부족한 물관리 분야의 행정력에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.407-418
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• 2023

본 연구는 한국의 주요 개발사업에서의 지형변화지표를 분석하고, 지형 변화 지표 사이의 상관관계를 분석하여 각 입지유형과 경사유형에 따른 기반 지형변화지표를 도출하였다. 이를 통해 미래 개발사업에 있어서 토지 이용 및 조성의 효율성을 높이며 환경에 대한 영향을 최소화하는 지속 가능한 개발 방향으로 기여하고자 한다. 또한, 연구 결과를 실제 현장에 적용하기 위해 국내 지형 관련 규정을 조사하고 해당 규정과 연구 분석 결과 간의 부합성과 활용 가능성에 대해 논의하였다. 이를 토대로, 향후 연구에 있어서 보다 정확하고 유용한 지형변화 지표의 활용을 위한 방안을 탐구하고자 한다. 결과적으로, 관광단지개발사업에서는 평지, 구릉지, 산지 순으로 지형변화가 주로 이루어지며, 구릉지와 산지에서의 지형변화도 평지에 비해 높은 것으로 분석되었다. 또한, 산업단지 조성사업에서는 급경사지(20°-30°)와 험준지(30°-40°), 도시개발 사업에서는 경사지(15°-20°), 체육시설 조성사업에서는 경사지와 급경사지, 관광단지 조성사업에서는 경사지(15°-20°)와 급경사지(20°-30°)에서의 지형변화지표 평균이 다른 경사도에 비해 높은 것으로 확인되었다. 연구 결과는 앞으로 국내 개발 사업에서 지형 훼손을 최소화하는 전략을 개발하는 데 기여할 수 있으며, 환경 영향 평가를 수행할 때 필요한 참고 자료로 활용될 수 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권2호
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• pp.178-188
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• 2024

산림유역의 부유토사 동태는 토지이용 변화, 산림사업, 산불, 산사태 등의 인위적 또는 자연적 교란에 따라서 다변화될 수 있다. 이러한 측면에서 산림유역의 부유토사 동태를 이해하는 것은 효과적인 수질 관리 대책을 수립하는 데에 중요하다. 이 연구는 부유토사 동태를 해석하기 위한 체계적인 조사 방법을 제안하고자 관측된 유출량-탁도 자료를 토대로 2가지의 이력현상 지수 산정 방법(Lawler의 방법과 Lloyd의 방법)과 5가지 추출 간격(50, 25, 10, 5, 1 퍼센타일)을 고려한 10개 산정기법의 적용성과 성능을 평가하였다. 그 결과, 1 퍼센타일의 추출 간격을 활용한 Lloyd의 방법이 분석 가능한 유출 사상이 가장 많았으며, 성능 역시 가장 뛰어난 것으로 확인되었다. 이 연구의 결과는 이력현상 지수를 활용함으로써 유출량과 부유토사의 이력현상을 정량화할 수 있을 뿐만 아니라 부유토사 동태를 해석하는 데에 유용한 정보를 제공할 수 있음을 시사한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.340-347
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• 2024

본 연구는 델파이 기법 및 전문가 설문을 통해 지역별 교육인프라 격차가 심한 해양수산안전분야의 교육시설을 설립하기 전 평가해야 하는 항목과 지표를 도출하였다. 그 결과 지리적요인, 사회적요인, 행정적요인에서 고려해야 하는 7개의 지표를 선정하였다. 각 지표를 객관적으로 평가하기 위해 '국가균형발전종합정보시스템', '국가통계포털' 등에 공표된 자료를 활용하여 평가할 수 있도록 평가지표를 개발하였다. 각 지표별 가중치 선정을 위해 계층분석(AHP) 방식을 적용하였으며 AHP분석 결과, 해양수산안전 교육시설 입지선정에 가장 중요한 영향을 미치는 10가지 요인은 해기사 분포, 고속·고속화철도 접근성, 5톤미만 소형선박 수, 고속도로 IC접근성, 어선세력 분포, 관련산업 밀접도, 신항만 예정지, 무역항 분포, 해양레저승선인원 수, 지자체의 토지장기무상임대 가능여부 순으로 나타났다. 본 연구에서 개발한 해양수산안전교육시설의 입지평가 지표는 국가 공공데이터를 활용하여 각 지역별로 평가할 수 있는 지표로 객관적인 평가가 가능한 장점을 가지고 있다. 따라서 본 평가지표는 해양수산안전 교육시설 뿐만아니라 다른 해양 관련 시설 설치 타당성을 검증하는 데에도 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.175-194
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• 2014

본 연구는 낙동강 수계 내 청수성 부착조류(Achnanthes convergens)의 분포 특성을 기반으로 이들의 서식에 영향을 미치는 환경 및 서식 수변 요인 등을 규명함으로 실제적인 보전, 복원에 대한 기준 또는 준거 등의 정보를 제시하고자 하였다. 이를 위하여 환경부 국립환경과학원에서 수행하고 있는 '수생태계 건강성 조사 및 평가(V)' 사업 자료 중 낙동강 대권역의 총 250개 지점을 대상으로 2012년 4월(1차)과 9월(2차)에 구축된 부착조류 및 이화학적 요인, 서식 수변환경 등의 결과들을 활용하였다. 또한, 각 환경요인들의 결과들을 연계시켜 Kriging, Hotspot, LISA 등의 공간분석을 실시하였으며, 특히 조사구간별 Achnanthes convergens의 출현이 10% 이상인 지점을 청정수역으로 구분하여 그 외 지역(비청정수역)과의 공간 특성들을 비교 분석하였다. 연구 결과, 낙동강 대권역 250개 구간 중 청수성 부착조류인 Achnanthes convergens가 10% 이상 우점종으로 출현한 구간은 1차 조사에서는 총 56개 지점으로 나타났으며, 2차 조사에서는 다소 적은 지점인 41개 지점으로 나타났다. 청정수역에 대한 물리 화학적 특성들을 분석한 결과, 모든 지표들이 청정수역에 비해 비청정수역에서 더 악화된 수질 특성을 가지는 것으로 나타났으며, 전기전도도(청정수역: 평균 $101.83{\mu}s/cm$, 비청정수역: 평균 $598.48{\mu}s/cm$)와 탁도(청정수역: 평균 1.95NTU, 비청정수역: 5.58NTU) 등은 최대 5배 이상 악화된 수질 특성을 보이는 것으로 나타났다. 낙동강 대권역 내 청정수역의 서식 수변 환경 특성을 분석한 결과, 자연적 종횡사주, 유속 다양성, 저질상태, 제방하안재료, 제외지 토지이용 등이 지표생물인 청수성 부착조류 Achnanthes convergens에 주요한 영향을 미치는 요인으로 분석되었다. Hotspot 및 LISA 분석을 통해 Achnanthes convergens 높은 출현을 보여 청정수역으로 구분된 안동댐 상류, 임하댐 상류, 위천, 밀양강, 남강, 황강 등의 유역들은 Coldspot 및 LL 등급으로, 낙동강 본류 및 하류, 안동댐 하류, 금호강 유역 등은 Hotspot 및 HH 등급으로 분류되었다.

• 대한지리학회지
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• 제41권1호
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• pp.106-120
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• 2006

자연재해 및 인위적 재해는 지리학에서 인문지리와 자연지리를 통합할 수 있는 주제로 기대되고 있으나 실제로 지리정보를 이용한 분석방법에 대한 연구와 시스템이 개발된 사례는 많지 않다. 태풍 루사와 매미가 국내 개인 및 국가에 입힌 손실만큼 손보사에게 끼친 손실이 막대하여, 보다 과학적이고 합리적인 자연재해 피해액에 대한 추정과 재보험 가격산정을 위한 시나리오 구성이 요구되었다. 태풍을 사례로 한 본 연구에서는 태풍경로에 따른 풍속예측모델을 적용하기 위하여 전국단위의 필요한 지리정보를 구축하였다. 1: 5,000 수치 지도를 기본지도로 사용하였으며, 기상자료 및 계약물건의 소재지에 대한 주소자료를 점형 자료로 구축하였으며, 과거 관측된 태풍의 주요 기압의 변화 값을 속성으로 하여 경위도 좌표로 선형 자료로 구축하였으며, 토지피복도는 풍속의 정확도를 높이기 위한 자료로 모델의 변수 조정에 사용하였다. 모든 자료를 전국을 1km 간격의 격자형자료로 변형하여 중첩할 수 있고, 태풍 풍속모델과 격자별 피해가능정도를 구할 수 있도록 하였다. 풍속에 대한모델의 정확도는 실제 기상측정지점의 측정값과 비교하여 검증과정을 거쳤으며(전체 평균 $R^2=0.68$), 변이가 큰 기상측정지점 변화를 준 보정과정을 통해 예측시스템의 정확도를 향상시켰다. 풍속에 따른 피해율을 적용한 피해민감도곡선을 주거지역, 공업지역, 기타지역으로 나누어 적용하고 실제 손해배상액과 비교해 본 결과, 과대평가된 부분과 과소평가된 부분을 동시에 관찰할 수 있었다 본 연구와 시스템 구축으로 민간보험사는 재보험 요율에 근거자료를 보유할 수 있을 뿐더러 유사 재해 시 대응할 수 있는 시나리오를 작동함으로 자원의 배분계획을 수립할 수 있고 대외적 신인도를 제고할 수 있을 것으로 예측된다. 향후 하천범람모형 및 태풍과 지진으로 인한 해일 모형, 내수 침수모형을 추가하여 종합적인 재해모형으로 완성할 예정이다.

• 한국조경학회지
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• 제40권6호
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• pp.148-160
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• 2012

본 연구는 비오톱 지도와 항공 라이다 자료만을 이용해 GIS 분석기법을 적용하여 개개의 비오톱에 대한 기후분석 및 평가정보를 제공함을 목적으로 하고 있다. 1차 분석단계에서 비오톱 지도로부터 면적, 경사, 경사길이, 표면특성, 바람통로 기능, 바람통로 폭, 바람통로 장애물 요소를 각각 구하여 냉기/신선기 생성 및 바람통로 기능을 평가하였으며 2차 분석단계에서는 이들 요소를 종합하여 기후평가를 수행하여 비오톱 단위 별로 기후평가 자료를 생성하였다. 항공라이다 자료는 비오톱을 이용한 바람통로 분석에 유효하였다. 평가인자와 평가 등급 간의 상관성을 그래프 및 상관계수를 통해 확인한 결과 냉기/신선기 생성 등급과 Surface_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.967로 높게 나타났으며 바람통로 기능에서는 등급별 Function_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.884, Obstacle_GRD 평균값과의 상관계수는 (-)0.834로 나타났다. 기후평가 등급과 WindCorridor_GRD 상관계수는 0.928, 기후평가 등급과 ColdAir_GRD 상관계수는 0.855로 나타나 비오톱의 WindCorridor_GRD가 ColdAir_GRD에 비해 상관성이 높게 나타났으며 항공사진 정사영상을 이용한 육안 검수에서도 기후평가 및 등급화 결과가 잘 반영된 것으로 나타났다. 결과적으로, 비오톱 지도와 항공라이다 자료를 이용해 기후 분석 및 평가 방법을 적용한 결과 광명-시흥시 보금자리 주택개발 예정지의 기후평가등급에 따른 면적분포 비율은 1등급 18.5%, 2등급 18.2%, 3등급 30.7%, 4등급 25.2%, 5등급 7.4% 순으로 나타났으며 본 연구방법을 통해 기후평가 정보를 각각의 비오톱 단위별로 통계적 정보와 함께 제시할 수 있었다.

• 환경영향평가
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• 제24권2호
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• pp.134-153
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• 2015

도시 계획적 측면에서 도시의 구조적 변화에 따른 기후영향을 파악하여 그 결과를 도시계획에 반영하는 것은 중요하다. 서울시에서는 도시계획 시나리오 정보를 제공하기 위해 도시계획정보시스템(Urban Plan Information System, UPIS)을 활용 중이다. 지자체의 실제 도시계획에 따른 기후영향을 평가하고 분석하기 위해서는 UPIS에서 제공하는 도시계획시나리오와 도시기후분석모델을 손쉽게 연계할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 국립기상과학원의 도시기후분석모델(Climate Analysis Seoul, CAS)과 도시계획 시나리오를 연계하는 기술을 개발하였다. CAS는 건물과 식생의 물리적 배치에 따른 온도, 바람 등의 국지규모 변화와 중규모 기상모델인 MetPhoMod(METeorology and atmospheric PHOtochemistry mesoscale MODel)의 분석결과를 바탕으로 찬공기의 생성, 이동, 정체와 바람흐름, 열적환경 등을 분석하는 기능을 가지고 있다. 정밀한 도시정보를 모델에 적용하기 위해 고해상도의 항공 LiDAR(LIgit Detection And Ranging) 측량을 통해 생성된 래스터자료(1m 해상도)와 KOMPSAT-2(KOrea Multi-Purpose SATellite) 위성영상 자료(4m 해상도)를 이용하여 토지피복 및 수치표고자료로 활용할 입력자료를 생성하였다. 보다 정확한 도시지면 특징을 반영하기 위해 수치표면모델인 DSM(Digital Surface Model)과 수치지형모델인 DTM(Digital Terrain Model)을 전산유체역학모델(Computational Fluid Dynamics, CFD) 입력자료로 사용하여 상세바람분석을 수행하였다. 8방위의 유입류를 고려하여 재정비 전후의 도시구조물 주변의 흐름 및 풍속 분포와 녹지축 형성 전후의 열환경 변화를 분석하였다. 현실적인 기상상태 반영을 위해 CAS의 중규모 기상장을 입력자료로 사용하였으며, 그 결과 재정비에 따른 도시구조물 변화에 의해 바람길에 큰 변화가 확인되었다. 녹지축 형성 이후 전반적으로 재정비지역 주변의 온도가 감소하였다. CAS와 CFD의 연동을 통해 도시지역 재정비와 녹지축 형성 전후의 주변 바람길과 열환경에 대한 실제적인 평가가 가능하며, 도시개발계획과 녹지조성계획 수립에 유용할 것으로 기대된다.