• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.2-2
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• 2023

기후변화가 가속화로 인해 수재해의 빈도와 강도 예측이 어려워짐에 따라 실시간 홍수 모니터링에 대한 수요가 증가하고 있다. 합성개구레이다는 광원과 날씨에 무관하게 촬영이 가능하여 수재해 발생시에도 영상을 확보할 수 있다. 합성개구레이다를 활용한 수체 탐지 알고리즘 개발이 활발히 연구되어 왔고, 딥러닝의 발달로 CNN을 활용하여 높은 정확도로 수체 탐지가 기능해졌다. 하지만, CNN 기반 수체 탐지 모델은 훈련시 높은 정량적 정확성 지표를 달성하여도 추론 후 정성적 평가시 경계와 소하천에 대한 탐지 정확성이 떨어진다. 홍수 모니터링에서 특히 중요한 정보인 경계와 좁은 하천에 대해서 정확성이 떨어짐에 따라 실생활 적용이 어렵다. 이에 경계를 강화한 적대적 학습 기반의 수체 탐지 모델을 개발하여 더 세밀하고 정확하게 탐지하고자 한다. 적대적 학습은 생성적 적대 신경망(GAN)의 두 개의 모델인 생성자와 판별자가 서로 관여하며 더 높은 정확도를 달성할 수 있도록 학습이다. 이러한 적대적 학습 개념을 수체 탐지 모델에 처음으로 도입하여, 생성자는 실제 라벨 데이터와 유사하게 수체 경계와 소하천까지 탐지하고자 학습한다. 반면 판별자는 경계 거리 변환 맵과 합성개구레이다 영상을 기반으로 라벨데이터와 수체 탐지 결과를 구분한다. 경계가 강화될 수 있도록, 면적과 경계를 모두 고려할 수 있는 손실함수 조합을 구성하였다. 제안 모델이 경계와 소하천을 정확히 탐지하는지 판단하기 위해, 정량적 지표로 F1-score를 사용하였으며, 육안 판독을 통해 정성적 평가도 진행하였다. 기존 U-Net 모델이 탐지하지 못하던 영역에 대해 제안한 경계 강화 적대적 수체 탐지 모델이 수체의 세밀한 부분까지 탐지할 수 있음을 증명하였다.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.11 no.3 s.26
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• pp.23-34
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• 2003

Currently, the efficiency of GPS has been increased in the various precise survey like as the control survey and the navigation etc. Also, it is widely used in the deformation analysis of the structure, the measurement of the marine tides, the measurement of the river level and the topographic monitoring of seabed or riverbed by combined the measurement equipment for depth. In this study, we intend to increase in efficiency of the topographic monitoring of seabed or riverbed by combined with DGPS, RTK GPS and echo sounder. For this study, we defined the error correction of the echo sounder with the experiment of water tank which is considered the characteristic of estuary riverbed and then we developed the s/w for 3-dimensional monitoring of estuary riverbed and applied the s/w to field test and improved the various problems. On analyzing topography of estuary riverbed by combined GPS with echo sounder, the draught error which is yielded to change of length from the water surface by the movement of survey vessel to the end of the transducer was eliminated by geometrical rearrangement and we defined the correction formula $z=BM+SAH-DBR_{(i)}-DRT-ED$. The sounding error about the echo sounder and characteristic of estuary riverbed was found by understanding the relation of average diameter ind residual error and we defined correction formula, $Y=0.00474{\ast}ln(X)-0.0045$ by the regression analysis. and then we verified applicability of correction formula.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.30 no.1
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• pp.1-12
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• 2021

This study focused on verifying the identification of freshwater fish species in Korea using Environmental DNA (eDNA) technique. The research of DNA is increasing in the field of ecology, since this is more sensitive of identify rather than traditional investigation method. Which is difficult to detect species hidden in water and be easily influenced by diverse factors (sites, bad weather, researchers and so on). We applied the pilot test in aquarium (Freshwater Fish Ecological Learning Center in Yangpyeong, Gyeonggi Do), where freshwater fish species are inhabits. We conducted to sampling and analyzing the sixteen water samples (50 species from 7 orders and 13 families) using MiFish primer set. The results showed that 45 species (90%) was investigated by eDNA. It highlight that eDNA with universal primer is possible to detect freshwater fish species of Korean. However, the errors on species identification seems to be caused by the primer that be not suited perfectly and the pollution such as aquarium, sampling collectors.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.256-256
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• 2017

최근 기후변화가 가속화되면서 집중호우가 급증하고 계획홍수량을 초과하는 홍수재해가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 주요 선진국들은 홍수대응을 위한 새로운 패러다임을 도입하고 있다. 구조적 측면에서는 기존 제방 위주의 홍수방어에서 벗어나 유역에서 홍수 방어구획 설정, 대심도 터널 등 다원적 홍수방어체계로 전환하고 있다. 또한 ICT를 활용하여 다양한 수문정보를 실시간으로 관측하고 홍수상황을 신속하게 전파 대응할 수 있는 비구조적 대책도 적극적으로 개발하고 있다. 미국의 경우, 홍수량과 발생 확률을 예측한 정보를 시민들에게 조기에 제공함으로써 선제적으로 대응할 수 있도록 지원하고 있다. 그러나 우리나라의 홍수대응은 여전히 구조적 대책과 사후복구에 집중되어 있는 안타까운 상황이다. 세계 최고수준인 우리나라의 ICT 인프라를 이용하여 실시간 수문자료를 공유하고 이를 홍수대응에 활용하면 재난을 미연에 방지하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 홍수관련 유관기관 자료를 연계한 실시간 수문상황 모니터링 시스템을 구축하는 것만으로는 지자체 홍수피해 저감에 한계가 있을 수 있다. 이를 보완하기 위해 수집된 실시간 수문정보를 활용한 홍수분석 및 하천수위별 대응기준 수립을 통한 예방적 재난대응 체계를 마련해야 한다. 이에 본 연구에서는 A지자체를 대상으로 홍수분석 모형을 구축하고, 구축된 모형의 계산결과를 활용하여 예상강우별 도달시간, 수위상승 등을 예측하고, 하천수위별 대응기준을 수립하는 연구를 진행하였다. 수위별 대응기준은 현장에서 계측되는 수위값을 기준으로 홍수예보기준, 하천기본계획의 제방고 및 주변 제약 사항을 고려하여 직접알람 기준으로 활용하였다. 또한 대상 수위국에 대하여는 2~3년간의 관측자료 확보 및 유량측정을 통해 대응기준의 보완을 진행할 예정이다. 재난관련 골든타임을 확보하고 홍수피해 최소화를 위한 홍수재해 통합관리 체계 구축은 이제 선택이 아닌 필수라 할 수 있다. 특히 본 연구로 산정된 홍수대응기준과 함께 물관리 유관기관의 실시간 수문자료 공유체계 구축, 홍수통제기관 또는 기술력을 보유한 재해대책 책임기관과의 유기적인 기술교류 등을 통해 지자체 홍수피해 저감을 위한 능동적인 홍수대응 체계 구축이 수행되어야 할 것이다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.24 no.1
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• pp.37-45
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• 2006

Damage of rivers construction is serious to natural disaster by concentration rainfall in summer. Specially, increase of soil erosion breeds flood calamity of river bed accumulation and pondage decline etc., and erosion increase in upper stream shows in rivers flood of earth and sand, farm land and form of urban district burying. Flood damage investigation through on-the-spot probe until present need effective and scientific modelling techniques because is not efficient. This research wished to examine practical use of monitoring data of high resolution satellite image through satellite image analysis of various space resolution. Research analyzed abstraction possibility of soil disaster information using high resolution satellite image. Also, studied soil disaster damage present condition interpretation practical use possibility through various resolution satellite image analysis, and studied practical use of KOMPSAT image for interpretation of river topography change analysis.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.30 no.3
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• pp.164-174
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• 2021

Information on biodiversity plays an important role in conservation planning for ecosystem. As existing biodiversity indices are calculated and predicted only based on the number of individuals and species, it is difficult to explain aspects of genetic and ecological diversity. Phylogenetic diversity can indirectly evaluate ecological diversity as well as genetic diversity overlooked by existing biodiversity assessments. In this study, typical metrics of biodiversity (e.g., species diversity, species richness, etc.) and phylogenetic diversity were evaluated together using a long-term monitoring data of winter birds in Jungrang, Cheonggye and Anyang stream where are designated as Seoul migratory bird reserves. Then discussed the meaning of each assessmentresult. In Jungrang and Anyang stream, the number of individuals generally decreased overtime, whereas in Cheonggye stream, there was no significant change. In addition, species abundance increased over time slightly in Cheonggye stream, while there was no significant change in Jungrang and Anyang stream. Species diversity temporally increased in Jungrang and Cheonggye stream, excluding Anyang stream, but phylogenetic diversity showed a tendency to increase only in Cheonggye stream. These changes in the biodiversity assessment indices are thought to be due to anthropogenic disturbances such as construction that occurred within each site, and it was shown that species diversity and phylogenetic diversity do not always lead to the same assessment results. Therefore, this study suggests that biodiversity assessment needs to be considered from various contexts such as genetic and ecological perspectives.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.359-359
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• 2021

기후변화로 인한 강수량의 지역별, 계절별 불균형은 홍수로 인한 하천 범람피해뿐만 아니라 하천의 건천화로 인한 수생태, 수질, 경관 저해 등의 피해를 야기하고 있다. 이와 같은 기후변화로 인한 수자원의 영향을 평가하기 위해 기상 현상을 재현하고 예측하기 위한 기후모형과 이와 연계하여 지표의 수문 순환과 에너지 순환과정을 모의할 수 있는 지표수문모형의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 하천유출에 대한 모니터링시스템 체계를 구축하기 위해 지표수문모형을 사용하여 하천의 장기유출을 모의하는 시도는 국내에서는 아직 일반화되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 횡방향 유출흐름 모의가 가능하도록 개선된 격자형 지표수문모형인 Common Land Model(CoLM)의 우리나라 하천유역에 대한 장기하천유출 모의 적용성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 4대강(한강, 낙동강, 금강, 섬진강)의 자연유역을 대상으로 주요 댐 상류유역에 대하여 CoLM이 필요로 하는 지표경계조건자료와 기상입력자료를 구축하고 모형의 주요 매개변수에 대한 검보정을 수행하여 각 지점별 최적의 장기하천유출 모의결과를 도출하고자 한다. CoLM의 지표경계조건자료 구축을 위해서는 고해상도의 인공위성자료 및 지점측정자료를 수집하고, 기상입력자료 구축을 위해서는 기상청에서 제공하는 기상자료를 수집하여, 모형의 계산시간 및 지역예보모델에 많이 사용되고 있는 공간해상도를 고려한 모형의 입력자료는 30km 계산 격자망 자료로 구축될 예정이다. CoLM의 모의성능 평가 및 결과분석을 위해 총 30년(1990-2019) 기간에 대한 모의결과 중, 초기 10년은 초기조건 수립을 위한 안정화 기간으로 제외하고, 다음 10년(2000~2009)은 보정기간으로 설정하고 마지막 10년(2010~2019)은 검정기간으로 설정하여 지표수문모형의 장기하천유출모의 적용성이 평가될 예정이다. 본 논문의 결과는 향후 우리나라 주요 유역에 대해 이상기후로 인한 하천 수자원 및 수생태의 영향을 분석하고, 하천의 건천화 대책 수립 등에 대한 기초정보를 제공할 수 있을 것이라 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1934-1938
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• 2008

In this study, the landuse pattern at the Gab river is analyzed using time-series aerial images. This study area is divided by two zones like as inland and floodplain. To begin with, in inland, the landuse area of items such as residential, road, industrial, public facilities is increased by following the urbanization. On the other hand, the area of the other items such as agricultural, forest and river is decreased. Also, the inclination of those two groups is reversed around 1988. Form the results, it is clarified that the Gab river is urbanized around 1988. In floodplain, the area of river is decreased as time goes by. This result means that the area of landuse factors such as level-upped riverside land, bridge, head work is increased conversely. Also, the proportion of the water to the river considering the hydrologic factor like rainfall is increased as time goes by. Overall, it is concluded that aerial image can be applied to get a landuse information that is needed in river management and planning.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.3D
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• pp.407-415
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• 2008

This study presents the methodology to link with aerial photos for advancing the accuracy of topographic survey data that is used to calculate water volume in urban stream. First, GIS spatial interpolation technique as Inverse Distance Weight (IDW) and Kriging was applied to construct the terrain morphology to the sand-bar and grass area using cross-sectional survey data, and also validation point data was used to estimate the accuracy of created topographic data. As the result of comparison, IDW ($d^{-2}_{ij}$, 2nd square number) in Sand-bar area and Kriging Spherical model in grass area showed more efficient results in the construction of topographic data of river boundary. But the differences among interpolation methods are very slight. Image classification method, Minimum Distance Method (MDM) was applied to extract sand-bar and grass area that are located to river boundary efficiently and the elevation value of extracted layers was allocated to the water level point value. Water volume with topographic data from aerial photos shows the advanced accuracy of 13% (in sand-bar) and 12% (in grass) compared to the water volume of original terrain data. Therefore, terrain analysis method in river linking with aerial photos is efficient to the monitoring about sand-bar and grass area that are located in the downstream of Dam in flooding season, and also it can be applied to calculate water volume efficiently.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.27 no.5
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• pp.475-488
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• 2018

Surveying urban tributary vegetation is based mainly on field sampling at present. The tributary vegetation survey integrating UAV NIR(Unmanned Aerial Vehicle Near Infrared Radiance) imagery and in-situ point photo has received only limited attentions from the field ecologist. The reason for this could be the largely undemonstrated applicability of UAV NIR imagery by the field ecologist as a monitoring tool for urban tributary vegetation. The principal advantage of UAV NIR imagery as a remote sensor is to provide, in a cost-effective manner, information required for a very narrow swath target such as urban tributary (10m width or so), utilizing very low altitude flight, real-time geo-referencing and stereo imaging. An exhaustive and realistic comparison of the two techniques was conducted, based on operational customer requirement of urban tributary vegetation survey: synoptic information, ground detail and quantitative data collection. UAV NIR imagery made it possible to identify area-wide patterns of the major plant communities subject to many different influences (e.g. artificial land use pattern), which cannot be acquired by traditional field sampling. Although field survey has already gained worldwide recognition by plant ecologists as a typical method of urban tributary vegetation monitoring, this approach did not provide a level of information that is either scientifically reliable or economically feasible in terms of urban tributary vegetation (e.g. remedial field works). It is anticipated that this research output could be used as a valuable reference for area-wide information obtained by UAV NIR imagery in urban tributary vegetation survey.