• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1804-1807
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• 2010

최근의 기상상태는 집중호우와 태풍 등으로 인해 우리나라는 여름철 장마 및 태풍으로 인한 국지성 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며 그로 인한 피해사례가 증가하고 있다. 이런 풍수해로 인한 피해를 경감시키기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 홍수범람분석도 풍수해 피해를 경감시키기 위한 연구 중의 일환으로 빈도별 강우량을 산정하여 그에 따른 홍수범람 지역을 사전에 파악함으로써 피해지역에 대한 대책을 강구할 수가 있다. 특히 피해발생시 피해금액이 크게 되는 도시하천의 경우 범람해석에 따른 피해예방에 대한 계획과 대책수립이 필수적이라 할 수 있다. 하지만 일반적으로 홍수범람분석결과를 수치지형도에 접목시켜 검토되는 경우는 최근의 도시개발상황을 적절히 반영하기 어려운 점이 있다. 그러나 최근 인터넷 기술의 발달과 정보의 제공이 신속하고 정확도가 높아짐에 따라 범람해석결과를 항공사진과 수치지도를 접목하여 제공함으로써 보다 최신의 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 팔거천지역의 홍수범람분석 결과를 항공사진에 접목시킴으로써 홍수범람 지역에 대한 세부적인 상황파악을 할 수 있도록 연구를 진행하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권3호
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• pp.93-103
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• 2007

일제가 한반도를 본격적으로 수탈할 목적으로 조선총독부를 통하여 1914년에서 1918년까지 5년간 제작한 축척 1:50,000의 '근세한국 오만분지일 지형도'는 근대적인 토목공사에 의한 개발이 본격적으로 진행되기 이전인 구한말 한반도의 삶의 모습을 그대로 담고 있는 자료이다. 이 연구에서는 1910년대의 경관을 담고 있는 근세한국 오만분지일 지형도 이미지에 좌표를 부여한 후, GIS 환경에서 오늘날의 지도와 중첩하여 토지이용변화를 분석하였다. 연구 결과 근대적인 토목공사가 시작되기 이전에는 개발이 어려웠던 구릉지역과 잦은 침수로 인하여 방치되고 있던 하천부지, 산업구조의 변화로 인하여 경쟁력을 상실한 농경지 등이 오늘날에는 도시지역으로 개발되었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.107-114
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• 2011

본 연구에서는 격자 형태의 지형학적 분산 개념을 이용한 유출해석 시 적절한 격자 해상도 선정을 위해 배수경로 길이의 통계학적 특성과 유역의 동수역학적 매개변수의 변화 양상을 살펴보았다. 배수경로 길이는 지리정보체계의 8방향 흐름방향 알고리즘을 이용하여 산정하였으며, 이로부터 유역의 동수역학적 매개변수를 산정하였다. 분석을 위해 사용된 지형도는 보편적으로 널리 사용되고 있는 1:5,000과 1:25,000 축적을 이용하였으며 각각 5, 10, 15, 20 m와 20, 30, 50, 100, 150, 200 m의 격자 크기를 적용하였다. 분석결과 하천망의 규모에 따라 격자 해상도별 배수 경로 길이의 통계적 특성이 변화함을 볼 수 있었으며, 이로 인해 유역의 동수역학적 매개변수 역시 변화함을 볼 수 있었다. 이러한 변화양상들을 종합적으로 판단하여 볼 때 격자 형태의 지형학적 분산 개념을 이용하여 유출해석을 수행할 경우 1:5,000 지형도의 경우 하천망이 발달된 유역은 격자 해상도 5m, 하천망의 발달이 적은 지역의 경우에는 5~20m의 격자 해상도에서 유역의 지형학적 특성과 동수역학적 특성을 적절히 표현하는 것으로 나타났으며, 1:25,000 지형도는 두 경우 모두 50 m 이하에서 이상의 특성들을 비교적 적절히 표현하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.587-587
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• 2012

현재 대부분 하천관리의 흐름해석에서 주가 되었던 1차원 분석은 하천 단면에 따른 횡적인 수면차, 유속분포를 분석할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 특히 유량 및 유속이 급속도로 늘어나는 홍수시에는 그 오차가 더욱 커질 수 있다. 반면에 2차원 모형의 흐름해석은 사행하천의 흐름 특성과 만곡부에서의 종 횡방향 수면경사 및 양안의 수면차와 합류지점의 횡방향 흐름 등의 영향을 고려할 수 있으며 1차원 해석과는 달리 전 단면에 걸쳐 유속 및 수위 분포를 나타낼 수 있어 실제흐름에 가까운 수리량을 얻을 수 있다. 본 연구를 위해 적용된 해석모형인 SMS는 미국 Brigham Young 대학의 환경모형연구실과 미공병단(USACE)의 수로실험국(WES) 등에서 개발한 프로그램으로서 RMA2, RMA4, SED2D 모형 등으로 구성되어 있다. 각각의 모형은 수리 동역학적 해석, 오염물 이송확산 해석, 유사의 이송 및 퇴적 해석이 가능하며 이 중 RMA2를 이용한 2차원 흐름해석을 통하여 보다 적합한 하천관리에 이용가능하도록 하고자 한다. 연구대상 지역은 제주도 한천 하류부로서 제주도 하천 특성상 평상시 건천의 상태를 이루고 있으나 태풍 및 집중호우시 홍수유출이 발생하여 수위가 급격하게 상승하는 양상을 보인다. 대표적인 예로 태풍 '나리'시 최대 일강우량 420mm로 인한 인근 지역에 0.5 ~ 1.5m의 침수흔적을 보이고 있다. 본 연구에서는 2011년 최고수위를 기록한 태풍 '무이파'를 대상으로 하였으며 대상지역의 Kalesto를 이용한 수위-유속 자료를 이용하여 산출된 유량을 경계조건으로 사용하였고 격자망 형성을 위한 지형 데이터는 지형도 및 측량자료를 이용하여 구축하였다. 사용된 대표적인 매개변수는 하상의 조도계수를 나타내는 Manning의 n값과 유체의 밀도, 속도구배, 구조 등 여러 가지의 유체조건에 따라 변하는 성질인 와점성계수(eddy viscosity)로 요약할 수 있으며 Manning의 n값은 하천설계기준에 따른 하천기본계획의 조도계수를 사용하였고 와점성계수는 적합한 흐름 분포를 결정하기 위해 흐름이 안정될 때까지 변화시켜 해석을 시행하였다. 해석결과 만곡부에서는 급한 흐름을 보이고 있으며 최대하폭 구간에서는 완만한 흐름이 나타나 사행하천의 흐름특성과 횡적인 하천단면에 따른 변화, 하상고 차이로 인한 유속분포를 확인할 수 있으며 이는 보다 유용한 하천관리에 이용가능할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.115-115
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• 2019

하천수 흐름예측에 대한 연구는 대부분 WRF-Hydro와 같은 과정기반 모델링 시스템을 이용한다. 과정기반 모델링 시스템은 물리적 현상을 일반화한 수식으로 구성되어있다. 일반화된 수식은 불확실성을 내포하고 있으며 지역적 특성도 반영하지 못한다. 특히 수식에 사용되는 입력자료는 측정값으로 오차가 존재한다. 따라서 과정기반 모델링 시스템 예측결과는 계통오차와 우연오차가 존재한다. 현재 매개변수 보정을 통해 예측결과를 개선하는 방법을 사용하고 있으나 한계가 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 상호보완적인 Data-driven 모델을 구축하여 과정기반 모델링 시스템 결과를 개선하고자 하였다. Data-driven 모델 구축을 위해 머신러닝 기법인 instance-based weighting(IBW)과 support vector regression(SVR)을 사용하였다. 구축된 Data-driven 모델은 한반도 지역 주요 저수지 및 호수의 하천수 흐름예측을 통해 검증하였다. 검증을 위해 과정기반 모델링 시스템으로 WRF-Hydro를 구동하였다. 입력자료는 기상청의 국지수치예측모델자료(LDAPS), HydroSHEDS의 수치표고모델자료(DEM), 국가지리정보원의 저수지 및 호수 연속수치지형도를 사용하였다. 본 연구를 통해 구축된 Data-driven모델은 기존 과정기반 모델링 시스템의 오류수정 한계를 머신러닝을 이용하여 개선할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 도시과학
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• 제6권2호
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• pp.17-27
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• 2017

최근, 하천의 수질오염 및 악취발생으로 민원이 증가하여 하천환경개선에 큰 관심이 모아지고 있다. 본 연구의 목적은 하수 유입부에 대해 무인항공기(UAV)를 활용하여 RGB 및 적외 열 영상을 획득하고 하천제방 정비 계획 및 하천 오염 현황의 모니터링을 위한 응용성을 검토하였다. 특히, 하천 인근 공장에서 배출되는 폐수를 적외 열 영상으로 검출하여 폐수의 전파를 모니터링하였다. 또한 하천 제방 정비대상 지역과 인근지역에 대한 RGB영상을 SfM(Structure from Motion)기반 영상 해석을 통해 고정밀 3차원 모형을 제작하고 정확성을 검토하였다. 연구결과, UAV영상을 활용, 폐수유입에 따른 하천의 온도변화를 감지하여 수질오염의 유입부 및 전파 현상을 모니터링 할 수 있었다. 또한 고정밀 3차원 모델(수치지형도, 정사영상)을 제작, 정확성을 검토하고 하천의 제방정비를 위한 정밀 3차원 정보 및 식생 피복정보를 도출할 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.211-211
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• 2011

지형은 강우에 의한 유역 유출응답을 결정하는 중요한 인자이다. 따라서 유역의 지형형태학적 인자를 수문해석에 이용하기 위한 시도는 긴 역사를 갖는다(Rodriguez-Itube and Valdes, 1979). 지형을 구성하는 대표적인 요소로 하천망과 사면을 들 수 있다. 당연히 이들이 어떤 방식으로 결합되는지에 따라 유출특성의 차이가 발생하게 된다(Zevenbergen and Thorne, 1987; Brierley and Fryirs, 2005). 이에 본 연구에서는 하천유역에서 사면과 하천망의 방향적 특성을 정량화하고, 그 둘 사이의 관계를 살펴보고자 한다. 만일 사면의 방향성과 하천의 방향성이 일정한 관계를 가지고 정량화될 수 있다면, 이러한 특성은 보다 간단히 강우-유출 모형에 고려될 수 있을 것이다. 일례로 확률밀도함수 형태로 제시되는 사면과 하천 방향성을 GIUH 이론에 근거하여 재해석할 수 있다. 궁극적으로는 호우 방향성에 의한 유출응답의 차이를 파악할 수 있게 된다. 본 연구에서는 내성천 유역을 대상으로 하였으며, 대상유역의 수치지형도를 수집하여 DEM을 구축하였다. 하천망 추출을 위해 ArcGIS의 Hydro Tool을 이용하였다. 이들 하천망의 방향성은 von Mises 분포에 적용하여 정량화하였으며, 이를 통해 하천유역에서 하천망의 방향적 특성을 살펴보았다. 추가로 하천망과 사면의 방향적 구조를 확인함으로써 이들 특성이 강우-유출 모형에 유연하게 고려될 수 있도록 하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 본 연구에서 고려한 von Mises 분포는 하천망의 방향적 특성을 적절히 표현할 수 있음을 확인하였다. 방위 기준으로 정리한 하천망의 방향성은 하나의 mode 특성이 뚜렷하고, 하천 합류점 하천을 기준으로 정리할 경우에는 두 개의 mode 특성이 뚜렷해짐을 알 수 있었다. (2) 하천망의 방향성은 사면의 방향성과 뚜렷한 관계를 갖는 것을 알 수 있었다. 하천망과 사면의 방향적 결합 구조는 유역의 특성을 보다 현실적으로 묘사할 수 있고, 이들 관계를 가정하고 하천망의 방향성이 정량화된다면, 강우-유출 모형에 이들 특성이 쉽게 반영될 수 있을 것으로 기대된다. (3) 하천망의 방향성은 고차 하천일수록 뚜렷한 mode 특성을 나타냄을 확인하였다. 이러한 결과는 고차 하천일수록 그 방향성이 한반도의 주구조선과 잘 일치하는 것으로 기존 연구성과와도 일치하는 것이다. (4) 하천망의 주방향은 하천연장에 대한 영향을 크게 받음을 알 수 있었다. 이는 대상 하천유역의 유역응답에서 하천유출이 사면유출보다 상대적으로 큰 영향력을 갖기 때문이다. 강우-유출 모형에 하천망 방향성을 고려하기 위해서도 하천연장을 고려하여 이들 방향성을 정량화하는 것이 호우 방향에 보다 뚜렷한 유출반응 특성을 나타낼 것으로 보인다. (5) 본 연구에서 고려한 하천망의 방향성 정량화 방안을 이용할 경우 이들 결과는 유출모형에 고려될 수 있을 뿐만 아니라 유출응답 특성을 정량적으로 파악하는데 이용될 수 있다. 방위 기준으로 정리한 하천망 방향성은 실제 유역에 대한 유출모형에 적용이 가능하며, 하천 합류점을 기준으로 정리한 결과는 호우의 방향성에 대한 유출응답의 반응을 정량적으로 살펴보는데 이용될 수 있다.

• 물과 미래
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• 제25권4호
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• pp.97-107
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• 1992

본 연구의 목적은 강우에 따른 하천에서의 직접유출에 대한 해석을 위하여 Horton과 Strahler의 하천분석 및 차수의 법칙에 따라 지형도로부터 얻은 지형학적 자료와 토양, 수리, 및 기후학적 자료를 가지고 Interactive Program을 사용하여 미계측소유역의 유출량과 단위도를 산정하는 것이다. 이 모델은 각 지점의 유하시간을 Laplace 변환과 확률밀도함수의 집적된 겨로가로 이용되었다. 이 Program을 이요하여 금강수계내의 보청천 대표유역내의 최상류지점인 산성지점에 대하여 직접유출량과 Peak 시간에 있어서 홍수량을 산정하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-20
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• 2005

본 연구에서는 최소차하천의 임계값에 따른 지형매개변수의 변화특성을 분석하였다. 분석을 위하여 금호강 중류의 금호수위표지점 상류 유역을 대상으로 하였다. 분석에서는 유역내의 1:25,000 수치지형도를 $10{\times}10m$ 격자망으로 구성하여 이용하였다. 지형매개변수의 분석 범위로는 하천차수별 개수, 유로연장, 면적, 경사, 기복도, 만곡도, 배수밀도 및 전 유역에 대한 유로연장, 총 하천의 길이 등을 대상으로 하였다. 분석 결과로 볼 때, 최소차 하천의 임계값 설정이 유역의 지형 매개변수에 매우 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 최소하천 임계 면적은 $0.10km^2$을 기준으로 하여 매개변수간에 큰 변동을 보이고 있으나 그 이상에서는 변동폭이 매우 작음을 알 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.95-102
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• 2005

현재 국가에서는 "하천관리지리정보시스템(RIMGIS: river information management geographic information system)" 및 "홍수지도제작" 등의 하천지도전산화 사업을 통하여 하천관련 GIS DB를 구축하였다. 그리고 각 기관별로 구축한 하천관련 정보들의 효율적인 관리 및 공급을 위한 주제도 제작이 요구되어 2003년도에 "하천주제도 사업계획 수립" 용역을 수행하여 하천주제도의 정의 및 데이터모델 그리고 각 주제도별 구축 프로세스를 정립하였다. 본 연구는 하천지도전산화 사업 성과물인 하천관련 DB의 활용 극대화를 위해 GIS기반의 하천주제도의 데이터모델 및 구축프로세스를 기반으로 시범유역에 대한 하천주제도를 사전에 구축하고 메타데이터 및 주제도관리시스템 등을 설계하고 전산시스템으로 구축하는 것을 주요 목적으로 한다. 이를 위해 하천주제도 구축을 위한 데이터모델을 보완 설계하였고, 하천주제도의 효율적인 관리를 위해 선행연구에서 제시한 메타데이터를 2003년 국토지리정보원의 "메타데이터 표준화 연구"에서 제시된 국가 표준 메타데이터의 항목을 기반으로 효율적인 관리와 유통을 위한 메타데이터를 보완하여 구축하였다. 또한 본 연구에서는 기 구축 데이터인 수치지형도, RIMGIS 및 WAMIS(water resources management information system의 데이터를 활용하는 방안을 분석하였으며, 정의된 구축 프로세스에 맞추어 경안천유역을 대상으로 25개의 하천주제도를 시범 작성하여 하천주제도 관리시스템을 제작하였으며, 하천주제도의 효율적인 관리를 위해 메타데이터 관리기능을 추가하여 제작하였다.