• 한국지리정보학회지
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• 제23권3호
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• pp.146-160
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• 2020

4차 산업혁명 시대를 맞이하면서 ICT 기술을 활용한 도시문제 해결 연구가 대두되고 있다. 도시문제 해결을 위해 스마트시티에 관한 다양한 실증연구가 수행되고 있고, 스마트시티를 효과적으로 구현하기 위해 물리적 환경과 가상환경을 상호연결하는 디지털 트윈 기반으로 구현하고 있다. 디지털 트윈을 구현하려면 공간의 개념이 필수적이며 실세계를 구성하는 공간정보가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 디지털 트윈을 구현하기 위해 전주시의 건물, 수자원시설, 교통시설물을 대상으로 국가공간정보 구축규정과 국제표준 CityGML을 기반으로 3차원 공간정보 구축 및 모델화 연구를 수행하였다. 실증지역인 전주시를 대상으로 구축 범위별 세밀도 (LOD)를 정의하고 세밀도 별 데이터 수집, 분석 그리고 구축을 통해 공간정보 기반의 디지털 트윈 가능성을 판단하였다. 본 연구에서는 디지털 트윈 구현을 위한 도시 단위의 공간정보 구축방안을 제시하고, 구축결과를 도시 표준모델로 모델화했다는 의의가 있다. 본 연구 결과는 향후 스마트시티 및 디지털 트윈 구축을 추진하는 정부와 지자체에서 세부적인 구축방안, 표준정립 등의 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.146-156
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• 2016

본 연구에서는 과거 대형산불 지역의 사례분석을 통해 대형산불 발생 전의 건조현상과 강풍 등 악기상 정보와 임상조건을 활용하여 대형산불이 일어날 위험성이 있는 지역을 미리 예보할 수 있는 체계를 개발하였다. 사례분석은 과거 20년간 발생한 100ha 이상의 대형산불 37건을 대상으로 하였다. 대형산불 위험지역은 소나무림 30ha 이상 지역 중 주변 소나무림간 최대 이격거리가 2km 범위 내에 있는 지역을 대상으로 선정하였다. 평균풍속은 평균 5.3m/s, 최대 11.6m/s, 표준편차는 2.5m/s 범위에서 대형산불이 발생하는 특성을 보였다. 실효습도는 평균 30%, 최소 13%, 표준편차 14.5%로 나타났다. 이러한 분석결과를 통해 대형산불 발생 위험이 높은 소나무림 추출 지역을 대상으로 '대형산불 주의보'는 실효습도 30~45% 범위에서 2일 이상 지속되고 풍속이 7m/s 이상일 때 발효하고, '대형산불 경보'는 실효습도 30% 미만이 2일 이상 지속되고 풍속이 11m/s 이상이 예상될 때 발효하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 따라서 향후 '대형산불 위험예보'로 인해 악기상 변화에 따른 대형산불 위험지역에 대한 선택과 집중의 산불방지 활동이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전자거래학회지
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• 제20권1호
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• pp.183-199
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• 2015

낙동강 하굿둑에서는 4대강 사업으로 인한 낙동강 본류의 환경 변화로 설계홍수량이 크게 늘어남에 따라 낙동강 하류의 치수안전을 확보하기 위해 을숙도 우안에 배수문을 증설하게 되었다. 하굿둑에서의 수량 확보, 홍수조절, 재해예방 등의 기능이 원활하게 수행되기 위해서는 좌안의 기존 배수문과 우안의 신설 배수문이 유기적이고 안정적으로 운영되어야 한다. 한정된 인력과 자원 하에서 이를 운영하기 위하여 기존의 수자원시설과 정보통신기술을 융합한 통합운영시스템이 구축되었다. 통합운영시스템은 홍수 등의 위급한 상황에서도 부분적 결함에 의해 전체 시스템의 동작이 중단되지 않도록 높은 가용성과 결함 감내성을 지니도록 설계되었다. 운영과 유지관리에서의 편의성이 고려되었으며, 경보시스템을 구축하여 설비의 이상을 조기에 감지할 수 있게 하였다. 통합운영시스템의 아키텍처는 향후 유역통합운영과 스마트 워터그리드에 대비하여 시스템간의 연계가 용이한 개방형 표준을 지향하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제15권11호
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• pp.245-250
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• 2017

돌발홍수는 강우유출수가 하천으로 모여드는 유역이 좁은 지역에 집중호우로 인해 유입되는 물의 양이 급증하여 나타난다. 돌발홍수는 유속이 빠르고 홍수를 대비할 수 있는 시간이 부족하므로 인명과 재산상의 피해를 발생시킨다. 본 연구에서는 돌발홍수를 예보를 위한 빅데이터 분석방법을 수행하였다. 연구 자료는 2009년에서 2012년까지 국민안전처 국가재난정보센터에 보고된 38건의 홍수 피해 자료와 지표수문모형(TOPLATS)에 의해 생성된 수문기상정보인 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량이다. 돌발홍수 발생 선행 6시간의 강우량, 토양수분 상태, 지표유출량 데이터를 요인분석을 통해 토양수분 상태, 장기요인에 의한 강우량과 지표유출량, 단기요인에 의한 강우량과 지표유출량으로 축소하였다. 빅데이터 분석 방법으로는 유형분석인 의사결정나무, 랜덤포레스트, 나이브베이즈, 서포트벡터머신, 로지스틱 회귀모형을 사용하였다. 돌발홍수 사고발생 자료가 38건으로 한정되어 있기 때문에 예측성능 정확도 판단이 중요하다. 예측성능 정확도 평가방법으로 kappa계수, TP Rate, FP Rate, F-Measure를 이용하였다. 이 외에 돌발홍수 발생 선행 시점별 재현성 평가와 과거 4년간 돌발홍수 경보 횟수를 통해 최적 유형분석 방법을 제시하였다. 연구결과 로지스틱회귀모형과 랜덤포레스트가 돌발홍수 예보를 위한 예측 성능이 가장 좋았다. 사고발생 자료가 2009년부터 2012년까지 38건으로 한정되어 있어 분석을 위한 훈련자료와 검증자료 구축에 한계가 있었다. 장기간의 자료가 수집된다면 더욱 정확한 빅데이터 분석을 수행할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.29-39
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• 2017

본 연구에서는 3면이 지중과 접하는 형태의 전력구에서 온도상승을 방지하기 위한 환기시스템 설계에 필요한 벽면에서 열전달계수 등 열설계 자료를 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 수치해석 모델은 터널 벽체에서의 열전달을 고려하기 위해서 전력구의 터널의 라이닝을 포함하는 것으로 모델링하였으며, 전력구에 설치되는 전력케이블의 발열량(117~468 kW/km), 전력구내 풍속(0.5~4.0 m/s)에 따른 터널내 공기온도 및 벽체온도, 벽체를 통한 발열량을 CFD시뮬레이션에 의해서 구하였다. 또한 해석결과로부터 벽체열전달계수를 계산하고 환기구간의 터널내 공기온도를 유지하기 위한 한계거리를 검토하였다. 벽체표면에서 대류열전달계수는 입구영역에서는 불안정한 변화를 보이나 약 100 m정도의 이후에는 일정한 값에 수렴한다. 터널벽체열전달계수는 풍속에 따라 $3.1{\sim}9.16W/m^2^{\circ}C$정도이며, 이를 무차원식으로 표현하면 $Nu=1.081Re^{0.4927}({\mu}/{\mu}_w)^{0.14}$이 된다. 열저항 해석기법에 의해서 터널내 온도 예측방법을 제시하였으며, 약 3%이내의 편차로 예측이 가능한 것으로 평가되었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.105-116
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• 2015

2014년 4월 16일 발생한 세월호 침몰 사건은 그 동안의 어떤 사건, 사고 그리고 재난보다 한국 정치 사회 그리고 언론에 상당한 영향을 미쳤다. 이에 본 연구는 세월호 사건이라는 특수성을 고려해, 사건 발생 직후 드러난 트위터와 포털뉴스에서 나타난 의제의 현저성과 두 매체 간의 속성의제들이 어떠한 상관관계를 나타내고 있는가를 의제 순위 상관관계를 통해 탐구해 보았다. 빅데이터 수집을 통해 분석해 본 결과, 첫째 세월호라는 키워드와 연관된 트위터의 의제와 포털뉴스의 의제에 현저성에 차이가 없을 것이라는 가설은 기각되었지만, 두 매체의 의제들의 순위 상관관계는 높은 것으로 나타났다. 연구 결과 두 매체의 의제들은 대부분 서로 공유됨을 알 수 있다. 둘째, 세월호와 연관된 다섯 가지 대상의제들의 트위터와 포털뉴스에서의 속성의제들은 현저성에서 차이가 있었으며, 세 가지 의제들은 순위 상관관계가 높게 나타났고, 나머지 두 의제들은 순위 상관관계가 낮게 나타났다. 이 결과를 통해, 특정 주제에 관해서는 트위터가 포털뉴스와 전혀 다른 의제를 형성, 매체 내에서 공유하였다는 것을 알 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.104-111
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• 2016

최근 화학물질을 사용하는 시설이 증가하면서 동시에 시설의 노후화, 기계적 결함, 인적오류 등으로 화학물질 누출사고 피해가 많아지고 있다. 특히, 산업단지는 군집 특성으로 인해 화학물질 누출사고 발생 시 인근 사업장으로 확산되어 큰 피해로 이어질 가능성이 크다. 이에 따라 화학물질을 취급하는 공정의 누출조건, 환경조건을 반영한 다양한 누출 시나리오를 토대로 빠른 감지와 대응을 위해 경계면의 센서배치 방안을 제시할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 염소가스가 누출되는 경우에 대해 COMSOL를 사용하여 주요 매개변수의 적용으로 실질적인 사고 시나리오를 해석하였다. 그리고 사고 시나리오를 바탕으로, 센서의 감지 확률과 감지시간 등 각 항목마다 중요도를 부여하여 최적 위치가 산출되도록 목적함수를 선정하였다. 또한 예상치 못한 지역의 누출사고에 대해 최적화된 센서배치의 강건성 분석을 통해 본 방안의 타당성을 높였다. 결과적으로, 기존 방식보다 효과적으로 경계면의 센서배치 최적화 방법의 적용 가능성을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 이동식 센서의 배치방법과 농도 데이터를 기반으로, 누출원의 역추적에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.163-173
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• 2011

본 연구는 전국단위의 산림기능평가를 위한 사례연구로 경상남도 전역을 대상으로 국 공 사 유림 기능평가의 통합방안, GIS 자료의 문제점 및 구축방안을 검토하였으며, 경상남도의 산림기능의 분포 및 특성을 살펴보았다. 먼저 산림기능평가의 통합방안으로 평가단위를 유역단위로 일원화할 것을 제안하였으며, 유역구분도 상에서 나타나는 몇몇 오류의 형태 및 이를 수정하기 위한 GIS 기법을 제시하였다. 또한 산림기능평가에 이용되는 GIS 자료 중 갱신이 필요한 제재소위치도, 고속도로 나들목 위치도, 인구분포도를 전국단위로 구축하였다. 유역단위로 경상남도 20개 시 군을 대상으로 산림기능평가를 실시한 결과 목재생산기능, 산림휴양기능은 잠재력 '고' 가 높게 나타났으며, 대부분의 기능에 있어서 잠재력 '저' 가 낮게 나타났다. 각 시 군별 우선순위를 적용한 산림기능도에서는 산림휴양기능이 가장 큰 면적을 차지하였으며, 다음으로 목재생산, 자연환경보전, 수자원함양, 생활환경보전, 산지재해방지기능의 순으로 나타났다. 대면적을 대상으로 수행된 사례분석 결과는 전국단위 산림기능평가를 위한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권1호
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• pp.54-63
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• 2009

해안 침식에 따른 해안선 변화를 모니터링하기 위해 해빈의 표면 자료를 획득하기 위한 다양한 방법들이 적용되어 오고 있다. 본 연구는 지상용 레이저 스캐너와 RTK-GPS를 활용하여 해빈 지형을 구현하여 구축할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다. 지상 레이저 스캐닝을 실시하여 20cm 측점 간격으로 취득된 3차원 자료와 수치 사진으로부터 화상이 피복된 수치표면모형을 생성하였다. 또한 7개월 후에 동일 지역을 1초 수신 간격의 RTK-GPS를 이용하여 직접 측정하여 1.9cm의 측량 정확도로 해빈 모형을 구현하였다. 계절적으로 많은 변화가 예상되는 해빈 지역에 즉각 대응적이면서 양호한 결과를 요하는 측정일 경우는 지상용 레이저 스캐너의 활용이 가능하며, RTK-GPS는 해빈 모형의 측점수와 관계가 있어 측점을 직접 관측해야 하는 애로사항이 있지만 지상용 레이저 스캐너에서 발생하는 사각지대를 보정하면서 3차원 모형을 구현할 수 있다. 따라서 동해안 해빈의 지역적 특성을 고려할 때 RTK-GPS와 지상용 레이저스캐너의 조합 활용하여 해빈 모형 자료를 구축하는 것이 보다 정밀한 방법일 것이다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.269-282
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• 2006

본 연구에서는 강건한 지진해일모형인 비선형 천수 방정식에 기초하여 대한해협을 통과하는 지진해일의 전파특성에 관해 연구하였다. 지진해일은 쓰시마-고토 단층대에서 우리나라에 영향을 미친 지진 중 비교적 출현 빈도가 높은 리히터 규모 7.5의 지진에 의해 발생하는 것으로 가정하였다. 수치모의 결과 지진해일의 선도파랑이 대한해협을 횡단하는데 60분 정도가 소요되며 이는 지진해일 경보 시스템이 대피시간의 부족으로 인해 그 기능을 발휘하지 못할 수도 있음을 시사한다. 또한 전 쓰시마-고토 단층대에서 동일한 생기빈도를 가지는 지진사상에 대해 Kajiura(1963)의 동수역학 모형과 간단한 지진학적 모형을 활용한 지진해일 재해 모형이 제시되었다. 제시된 지진해일 재해 모형을 활용하여 우리나라 남해안 마산, 여수, 통영, 고흥 전면 해역에서의 각 수위별 지진해일고의 초과확률이 제시되었다. 이와 더불어 본고에서 제시한 지진해일 재해모형의 검증은 관측자료가 비교적 풍부한 동해 동연 오쿠시리 해령에서 1993년에 발생한 북해도 남서외해 지진해일과 Akita and Fukaura 두 곳에서 관측된 수위자료를 대상으로 수행되어 매우 고무적인 결과를 얻었다. 이 연구 결과들은 지진해일의 위험에 대한 연안방계 시스템의 설계기준의 수정을 위한 가치 있는 자료들로 활용될 수 있으리라 판단된다.