• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.2
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• pp.89-96
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• 2020

Water management agencies under the Ministry of Environment produce and accumulate qualified basic data for major rivers. However, the integrated management of the river water has been weak since the artificial water circulation process, such as the intaking and drainage of agricultural water, has not been examined in the basin, which includes many agricultural land. In this study, a study was conducted on how the power usage method (operating time method) based on the running time can be applied and improved among indirect flow rate measurement methods used to investigate flow rates collected by the riverside for agricultural water purposes, and thus the resultant data of high reliability can be obtained at low cost. The operation time method is suitable for small-scale water pumping stations where it is difficult to secure real-time power supply data. The reliability of the data was verified through the correlation analysis with the actual flow rate, and it was found that the flow rate calculated by the operation time method reflecting the level of the stream to which the inlet of the pumping station is connected can be reasonably matched with the actual flow rate. In addition, it was confirmed that the investment cost at the time of initial installation of the facility was highly efficient by generating qualified flow data at low cost through comparison with direct flow rate measurement methods. If flow data is secured by applying the operation time method to large and small water farms located along the riverside, it is expected that more quantitative and integrated stream water management will be possible.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.11
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• pp.939-949
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• 2020

Currently, the demand for farmland is steadily decreasing due to changes in the agricultural environment and dietary life. In line with this, the government adopted an integrated water management with the enactment of the Framework Act on Water Management on June 2019. Therefore, it is required to take a closer look at agricultural water demand that accounts for 61% of water use for efficient water resources management. In this study, the overal process was evaluated for estimating agricultural water demand. More specifically, agricultural water demand for paddy field, which comprises 67% to 87% of agricultural water demand, was reviewed in detail. The biggest issue in estimating the paddy field water demand is the selection of the method for potential evapotranspiration. FAO recommends Penman-Monteith, but, currently, our criteria suggest a modified Penman equation that shows over estimation. Also, the crop coefficient, which is the main factor in evaluating evapotranspiration, has an issue that does not consider the current climate and crop varieties because it was developed 23 years ago. Comparing the Modified Penman and Penman-Monteith equations using the data from Jeonju National Weather Service, the modified Penman equation showed a big difference compared to the Penman-Monteith equation. When the crop coefficient was applied, the difference between late May and late August increased, where the amount of evapotranspiration was high. The estimation process was applied to four study reservoirs in Gimje. Comparing the estimated water demand with the supplied water record from reservoirs, the results showed that the estimation accuracy depends on not just the potential evapotranspiration, but also the standard water storing level in paddy fields.

• Journal of Intelligence and Information Systems
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• v.24 no.3
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• pp.177-198
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• 2018

Recently, as economic property it has become necessary to acquire and utilize the framework for water resource measurement and performance management as the property of water resources changes to hold "public property". To date, the evaluation of water technology has been carried out by feasibility study analysis or technology assessment based on net present value (NPV) or benefit-to-cost (B/C) effect, however it is not yet systemized in terms of valuation models to objectively assess an economic value of technology-based business to receive diffusion and feedback of research outcomes. Therefore, K-water (known as a government-supported public company in Korea) company feels the necessity to establish a technology valuation framework suitable for technical characteristics of water resources fields in charge and verify an exemplified case applied to the technology. The K-water evaluation technology applied to this study, as a public interest goods, can be used as a tool to measure the value and achievement contributed to society and to manage them. Therefore, by calculating the value in which the subject technology contributed to the entire society as a public resource, we make use of it as a basis information for the advertising medium of performance on the influence effect of the benefits or the necessity of cost input, and then secure the legitimacy for large-scale R&D cost input in terms of the characteristics of public technology. Hence, K-water company, one of the public corporation in Korea which deals with public goods of 'water resources', will be able to establish a commercialization strategy for business operation and prepare for a basis for the performance calculation of input R&D cost. In this study, K-water has developed a web-based technology valuation model for public interest type water resources based on the technology evaluation system that is suitable for the characteristics of a technology in water resources fields. In particular, by utilizing the evaluation methodology of the Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in Japan to match the expense items to the expense accounts based on the related benefit items, we proposed the so-called 'K-water's proprietary model' which involves the 'cost-benefit' approach and the FCF (Free Cash Flow), and ultimately led to build a pipeline on the K-water research performance management system and then verify the practical case of a technology related to "desalination". We analyze the embedded design logic and evaluation process of web-based valuation system that reflects characteristics of water resources technology, reference information and database(D/B)-associated logic for each model to calculate public interest-based and profit-based technology values in technology integrated management system. We review the hybrid evaluation module that reflects the quantitative index of the qualitative evaluation indices reflecting the unique characteristics of water resources and the visualized user-interface (UI) of the actual web-based evaluation, which both are appended for calculating the business value based on financial data to the existing web-based technology valuation systems in other fields. K-water's technology valuation model is evaluated by distinguishing between public-interest type and profitable-type water technology. First, evaluation modules in profit-type technology valuation model are designed based on 'profitability of technology'. For example, the technology inventory K-water holds has a number of profit-oriented technologies such as water treatment membranes. On the other hand, the public interest-type technology valuation is designed to evaluate the public-interest oriented technology such as the dam, which reflects the characteristics of public benefits and costs. In order to examine the appropriateness of the cost-benefit based public utility valuation model (i.e. K-water specific technology valuation model) presented in this study, we applied to practical cases from calculation of benefit-to-cost analysis on water resource technology with 20 years of lifetime. In future we will additionally conduct verifying the K-water public utility-based valuation model by each business model which reflects various business environmental characteristics.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.8
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• pp.591-605
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• 2009

In this study the risk integrated erosion and seepage failure factor and combined risk of the levee embankment were assessed. For the research of the reliability, the risk assessment of erosion, seepage and both of them combined for the levee embankment were conducted using discharge curve and stage hydrograph generated by stochastic rainfall variation method during typhoon and monsoon season. The risk of erosion was evaluated using tractive force and the seepage analysis was performed by selecting representative cross sections for SEEP/W model analysis. And the probability of seepage failure was assessed with MFOSM analysis using critical hydraulic gradient method. Unlike deterministic analysis method, quantitative risk could be obtained and the characteristics of realistic rainfall variation patterns as well as a variety of factors contributing to levee failure could be reflected in this research. The results of this study show significantly enhanced applicability for the combined risk. As this model can be employed to determine dangerous spots for levee failure and to establish flood insurance linked with flood risk map, it will dramatically contribute to the establishment of both efficient and systematic measures for integrated flood management on a watershed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1998.05a
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• pp.62-67
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• 1998

낙동강 수계 다목적댐 하류 지역에 대한 홍수조절 의사결정 능력을 향상시키고자 강우- 유출 모형으로 선정된 저류함수법으로 낙동강 수계 다목적댐 하류부의 유역유출 체계를 먼저 구 성하였다. 저류함수법에 의한 낙동강 수계 유역유출 체계도는 유역의 물리적 특성을 감안하여 소 유역은 41개, 하동망은 28개로 구성하였다. 또한 수문학적 하도추적 기법이 갖는 결점을 보완하기 위하여 낙동강 본류 및 상류에 댐이 있는 금호강, 황강, 남강, 밀양강 등 1 지류 이상의 홍수추적 을 수리학적 모형으로 보완하여 유역유출 체계를 이원화하여 두시스템을 상호·연계할 수 있도록 하였다. 상기 두 시스템을 '93년 8월 홍수(8, 7~8, 15)에 시험 적용하였다. 모형수행 경과 홍수기 댐운영시 저류함수모형에 의한 강우 유출 모형과 수리학적 하도추적 모형을 통합한 시스템을 동시에 적용하여 상호 보완 과정을 통해 운영한다면 다목적댐의 홍수조절 의사결정능력을 향상시킬 수 있다고 판단된다. 본 연구에서는 사용자가 해석적 방법으로 유역에서 수문자료를 이용하여 매개변수를 대화식으로 산정할 수 있는 GUI 시스템을 EXCEL97 환경에서 개발하여 신뢰성 있는 Rating curve가 확보 상·하류에 위치한 12개 수위관측소에서 89개 홍수사상을 대상으로 유역의 매개변수를 산정하였다. 또한, 미계측 유역의 저류함수 관련 매개변수 확장을 위하여 12개 소유역 에 대한 매개변수의 평균값과 유역면적, 하도연장 및 경사, 유역의 사면경사 등의 지형인자들을 조합하여 지역화분석을 수행하여 미계측 유역의 매개변수 산정식으로 제안하였다. 본 회귀식으로 산정된 소유역별 매개변수를 '93년 8월 홍수(8, 7~8, 15)에 적용한 결과, 낙동강 수계 본류상 주요 수위관측소별 홍수량예측이 이근천공식 보다 양호한 결과를 주어 본 연구에서 제시한 유역의 매 개변수 회귀식은 미계측 유역의 매개변수 산정시 충분한 활용성을 입증하였다. 저류함수법에 의 한 낙동강 수계 다목적댐 하류부의 유역유출 체계도는 수리학적 하도추적 모형과의 연계와 유역 의 물리적 특성을 감안하여 현재의 홍수통제소에서 운영하는 홍수예경보 시스템의 유출체계도와 우리공사 물관리 상황실의 저수관리 모형의 유출체계도를 기준으로 재구성하여 다목적댐 하류부의 소유역은 41개, 하도망은 28개로 결정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1089-1093
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• 2007

서낙동강은 유역면적이 $304.1\;km^2$이고, 유로연장이 18.5 km로서 유역형상이 방사상과 우상의 혼합상으로 비교적 구형을 이루고 있으며, 유역의 평균폭은 동서방향으로 $17{\sim}20\;km$, 남북방향으로는 약 18 km정도이다. 연평균강수량은 1,349 mm이다. 서낙동강은 상류에는 대저수문, 하류에는 녹산수문이 위치하고 있으며, 이와 같은 수문들에 의하여 하천의 유량이 조절되는 호소형 하천이다. 홍수시 유역의 60% 이상이 침수되는 수해 상습지구에 해당되며, 대저수문과 녹산수문에 의해 조절되고 있어 자연적인 하천흐름이 원활하지 않은 정체수역이다. 따라서 장기간 오염물질이 퇴적되고 있으며, 이로 말미암아 수질오염이 매우 심한 곳이기도 하다. 따라서 수문에 의해 조절되는 하천에서는 적절한 하천유지유량의 확보는 물론이고, 하천의 수질악화를 고려한 하천운영 기법의 도입이 절실히 요구되고 있다. 특히, 최근에 화두가 되고 있는 유역의 수량과 수질의 통합 관리를 실현하기 위해서도 하천의 수질뿐만 아니라 어류의 서식환경까지도 고려한 수문 운영기술의 개발이 요구된다. 서낙동강의 수문 개방시기에 맞춰 수질분석을 한 뒤 개방 전, 후의 수질결과를 비교 분석해야 한다. 이와 함께 낙동강 본류의 수질도 함께 분석하여 서낙동강 수질 개선에 필요한 수문운영 방안을 도출해야한다. 수문운영자와 하천수 이용자들은 갈수기 하천 수질악화, 오염물질 누출사고 등이 발생할 때 하천 수질개선 효과를 극대화하기 위해서는 보다 많은 유입량을 취수하여 서낙동강에 통수해야 하는데, 이는 향후 녹산수문의 배수펌프장을 활용하면 가능할 수 있을 것으로 판단되며, 이를 위해서는 낙동강 하구언의 수량감소 문제와 방류량 증가에 따른 녹산수문 하류측의 외해에 대한 환경영향도 반드시 고려되어야 한다. 본 연구에서는 이와 같은 서낙동강의 수질관리 방안을 도출하기 위하여 수문 유입량 및 방류량 변화에 따른 하천수질 변화를 측정 자료 분석을 통해 수행하였다. 본 연구결과는 향후 동적 수질모형 연구에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.317-317
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• 2019

기상청에서는 시스템 이용자의 편의와 자료의 활용 증진을 위해 분리되어 있던 수문기상과 가뭄정보를 하나로 통합하여 '수문기상 가뭄정보 시스템(https://hydro.kma.go.kr)을 2017년 8월 1일부터 운영하고 있다. 본 시스템은 일반국민과 물관리 유관기관(회원)을 대상으로 관측, 수문기상 감시 예측, 기상 가뭄분석 전망으로 나눠 정보를 생산하여 서비스가 제공하고 있다. 수문기상 서비스는 관측 강수량(기상청, 유관기관), 기상청 위성 토양수분량 및 증발산량 자료와 레이더 관측 자료(Radar AWS Rainrate, RAR)를 GIS 기반 유역단위별(4대강권, 대권역, 중권역, 표준유역단위)로 관측 정보를 제공하며, UM(3km), 멀티모델앙상블, 레이더(MAPLE), 유역강수지수자료들로 예측 서비스를 제공하고 있다. 또한, 메타정보를 통해 유역별, 관측소별 상세조회가 가능하여 원하는 유역 또는 관측소를 선택 시 GIS지도에 위치가 표시되며 선택 지점의 정보를 손쉽게 확인할 수 있다. 가뭄 정보는 기상 가뭄 예보 정보와 가뭄 감시 정보를 제공하고 있다. 기상 가뭄 예보 정보는 매주 금요일에 발표되고 있는 기상 가뭄 예보 1개월 전망과 매월 10일경 관계부처(행정안전부, 기상청, 환경부, 농림축산식품부) 합동으로 발표하고 있는 가뭄 예 경보 3개월 전망자료를 제공하고 있으며, GIS 기반 행정구역 및 유역별로 나눠 여러 가지 가뭄지수(표준강수지수, 표준강수증발산지수, 강수평년비, 유효가뭄지수)를 활용하여 기상 가뭄 감시 정보를 제공하고 있다. 또한, 가뭄 감시 현황 정보는 다양한 형태(시계열, 가뭄지수 조회 및 다운로드, 분포도 비교)로도 확인할 수 있으며, 강수량분석 통계(누적 강수량, 강수량 순위, 무강수일수) 정보를 제공한다. 그 밖에 관측 자료(강수량 분포도, 토양수분량, 증발산량 등), 월별 언론모니터링 자료 등을 제공하고 있다. 향후 수문기상과 가뭄 재해에 선제적으로 대응하여 안정적인 물관리를 지원하고 자료의 신뢰도를 지속적으로 제고하여 우리나라에 맞는 수문기상 가뭄정보 시스템으로 거듭나도록 노력해 나갈 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.639-639
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• 2015

최근 지식정보 사회는 IT가 핵심 구성요소인 스마트 사회로 변모하고 있으며, 인간과 사물 간 의사소통에서 사물과 사물 간 의사소통까지 확장하고, IT간 융합에서 나아가 타 산업과 융합하는 지능형 사회로 나아가고 있다. '공간'에 대한 정보는 '시간'과 함께 인간이 생활하는데 있어 반드시 알아야 하는 가장 근본적인 정보로써, 공간에서 발생하는 정보를 기반으로 다른 사람들과 소통을 하고 목적을 충족함으로써 삶의 질을 향상시킨다. 현대 사회에서 공간정보는 중요한 인프라 가치를 증대시키므로 새로운 사회 패러다임 전환을 위한 필수적인 요소라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수재해 정보 플랫폼 구현에 앞서 사용자의 니즈를 만족시키고 효용가치 증대가 가능하도록 공간정보서비스 활용 방안 연구를 하고자 한다. 공간정보는 시대의 흐름에 따라 형태 및 생산?활용방법이 달라졌으나 항상 중요한 정보로 인식되어 왔으며, 미래 공간정보는 단순 콘텐츠 영역을 뛰어넘어 상황(Context)정보까지 범위를 확장하였다. (1)미국의 공간정보는 시설, 기록관리 및 지도와 같은 공공분야에서 현재는 업무통합관리, 의사결정지원 등에서 데이터 웨어하우스(Data Warehouse)로서의 역할 담당한다. (2)일본은 아시아 최고의 원천기술력을 보유하고 있으며, 높은 수준의 GIS, RS(위성항측), ITS(지능형 교통 시스템) 기술을 기반으로 하고 있다. (3)영국은 지리정보시스템과 공공서비스를 접목하여 시민의 요구에 부응하는 고객맞춤형서비스 제공을 국가정보화의 우선과제로 선정하고 있다. (4)우리나라는 초고속통신망과 모바일 기술 등 세계 최고 수준의 인프라를 확보하고 있어, 이러한 인프라 기반융 복합 공간정보서비스를 이용하는데 안정적인 기반을 확보하고 있다. 본 연구는 국내외 공간정보서비스의 패러다임 변화 및 추진 동향 등을 제시하였으며, 수재해정보 플랫폼 활용에 능동적 적극적으로 접근할 수 있는 기반을 마련하였다. 공간정보서비스를 활용하여 커뮤니케이션 강화, 수재해 정보 서비스의 효율성 증진, 재해부문 선진화 측면에서 발전적 영향을 미칠 수 있으며, 특히 각종 현안에 대한 미래 예측 및 대응에 기여할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.593-593
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• 2016

최근 기후변화에 따른 국내 기상특성이 변화함에 따라 가뭄, 하천건천화, 홍수 등 물 관련 재해 발생 빈도 및 규모가 점점 커지고 있으며, 세계적으로 홍수 발생 빈도뿐만 아니라 태풍 및 가뭄 발생 빈도도 꾸준히 증가하고 있어 광범위한 관측과 정확한 예측 및 즉각적 대처능력 확보를 위한 수재해 관리가 필요한 실정이다. 아울러 급격한 도시화에 따라 내수범람이 빈번하게 발생하기 때문에 재난발생 시 그 피해가 극대화로 직결되고 있어 도시에서 발생할 수 있는 내수범람을 정확하게 예 경보하기 위한 고해상도 실시간 강수관측이 필요하다. 또한, 유역차원의 홍수범람이 빈번하게 발생하고 있으며, 홍수기 홍수통제소의 댐수문 관리에 어려움이 따라 기상관련 재난이 발생할 수 있어, 유역 차원의 정확한 홍수량 예측과 예 경보 시스템 구축을 위해서는 고해상도의 실시간 강수관측을 통한 강수예측 기술이 중요하다. 이를 위해 위성, 레이더, AWS 등 각종 광역 관측 장비로부터 표출되는 데이터를 통합하고, 이를 종합적으로 분석하여 수리수문인자 및 기상인자로 전환할 수 있는 시스템을 개발 할 경우 가뭄, 하천 건천화, 홍수 등을 실시간으로 감시하고 평가 예측 할 수 있는 정보 생산이 가능할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 수재해 정보 플랫폼 서비스를 위하여 전체적인 시스템을 개발하기에 앞서 가능성을 타진하고 검증할 필요가 있는 주요 구간을 시험하는 개발 기법인 프로토타입을 우선적으로 개발한다. 주요 항목으로는 (1) 지속 산출 격자 자료에 대한 OGC WxS 또는 LOD 서비스 자동 연계, (2) 격자 자료 ?춤형 제공(해상도, 좌표계 등), (3) 기초, 분석 정보 제공 시스템 등을 프로토타입 대상으로 설정하고 웹 기반 수재해 정보 플랫폼 인터페이스를 구현한다. 개발된 플랫폼은 수재해 예측정보의 정확도를 향상시키고 국지적 침수재해 평가 예측 및 지역 맞춤형 재해평가 체계를 실현함으로써 국가 물 관련 재해를 혁신할 수 있는 기술을 확보하는 소중한 토대가 될 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.346-346
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• 2020

홍수기 효과적인 하천관리를 위해서는 광역 모니터링을 위한 기술 확보가 매우 중요하며, 최근 드론을 활용한 하천 모니터링에 관한 관심이 점차 증가되고 있다. 하천관리에 필요한 드론 탑재용 센서는 기본적으로 RGB 광학센서를 비롯하여 근적외선(Nir) 및 열적외선 센서가 함께 운용되는 것이 효과적이다. 그러나 현재 판매되는 드론 카메라를 살펴보면 근적외선과 열적외선 센서가 별도로 분리되어 있고 광학센서에 비해 상대적으로 매우 고가로 판매되고 있는 실정이다. 따라서 하천 모니터링을 위해서는 광학(RGB), 근적외선 그리고 열적외선 센서가 통합된 저가의 탑재체 개발이 시급하고 이를 활용한 하천 모니터링 프로세스를 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 일반 드론에 쉽게 탑재 가능한 하천 모니터링용 탑재체를 개발하였으며, 이를 기반으로 하천 홍수 및 부유사 모니터링에 활용하였다. 광학센서는 하천의 주요 형상을 확인하는데 이용하였으며, 근적외선 센서는 홍수 및 부유사 탐지에 활용하였다. 특히 본 연구에서는 비교적 넓은 하천 구역에 대한 공간정보를 구축하기 위해 75% 이상의 중복도를 가지고 촬영하도록 세팅하였으며 영상접합 SW를 활용하여 정사영상을 생성하였다. 구축한 근적외선 정사영상으로부터 영상분석 프로그램을 활용하여 홍수 및 부유사 영역을 추출하였으며 이를 통해 홍수기 하천 모니터링 및 치수 업무 의사결정을 위한 정보를 제공할 수 있었다. 저가용 드론 센서는 상용 SW와의 연계가 어렵기 때문에 자동비행 프로그램처럼 해당 위치별 영상 촬영이 어려운 한계가 있었으며, 본 연구에서는 센서의 제원특성을 활용하여 자동비행 SW에서도 일정 이상의 중복도를 확보할 수 있는 비행고도별 촬영시간 등을 종합적으로 설계하였다. 이를 통해 해당 지역에 대한 하천 모니터링용 정사영상을 구축할 수 있었으며 기존의 고가용 드론 센서와 유사한 효과를 가져올 수 있었다.