• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.56 no.4
• /
• pp.261-272
• /
• 2023

In recent years, natural disasters such as heavy rainfall and typhoons have occurred more frequently, and their severity has increased due to climate change. The Korea Meteorological Administration (KMA) currently uses the same criteria for all regions in Korea for watch and warning based on the maximum cumulative rainfall with durations of 3-hour and 12-hour to reduce damage. However, KMA's criteria do not consider the regional characteristics of damages caused by heavy rainfall and typhoon events. In this regard, it is necessary to develop new criteria considering regional characteristics of damage and cumulative rainfalls in durations, establishing four stages: blue, yellow, orange, and red. A classification model, called DSCM (Disaster Severity Classification Model), for the four-stage disaster severity was developed using four machine learning models (Decision Tree, Support Vector Machine, Random Forest, and XGBoost). This study applied DSCM to local governments of Seoul, Incheon, and Gyeonggi Province province. To develop DSCM, we used data on rainfall, cumulative rainfall, maximum rainfalls for durations of 3-hour and 12-hour, and antecedent rainfall as independent variables, and a 4-class damage scale for heavy rain damage and typhoon damage for each local government as dependent variables. As a result, the Decision Tree model had the highest accuracy with an F1-Score of 0.56. We believe that this developed DSCM can help identify disaster risk at each stage and contribute to reducing damage through efficient disaster management for local governments based on specific events.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.239-239
• /
• 2023

최근 도시화 및 기후변화에 따른 재난의 피해가 증가하고 있다. 국내 기상청에서는 호우 및 태풍에 대한 예·경보(주의보, 경보)를 전국적으로 통일된 기준(3시간, 12시간 누적강우량)에 따라 발령하고 있다. 이에 따라 현재 예·경보 기준에는 피해가 발생한 사상에 대한 지역별 특성이 고려되지 않는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 서울특별시, 인천광역시, 경기도의 호우 및 태풍에 대한 재해사상별 발생한 피해액 및 누적강우량을 활용하여 재해강도의 단계별 기준을 수립하고, 입력자료로 관측된 강우값을 활용하여 발생할 수 있는 재해의 발생 강도를 분류하는 모형을 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 호우 및 태풍에 의한 재해 피해액의 분위별로 재해강도 단계(관심, 주의, 경계, 심각)를 분류하였고, 재해강도 단계에 따른 누적강우량 기준을 지자체별로 제시하였으며, 분류한 재해의 강도 단계를 모형의 종속변수로 활용하였다. 재해피해가 발생하지 않은 무강우 지속시간을 산정하여 호우 사상을 분류하였다. 지자체별로 재해 발생강도 분류 모형 개발을 위하여 머신러닝 모형 4가지(의사결정나무, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트, XGBoost)를 활용하였다. 본 연구에서 분류한 피해가 발생하지 않은 호우사상 및 피해가 발생한 사상별로 강우량, 지속시간 최대 강우량(3시간, 12시간), 선행강우량, 누적강우량을 독립변수로 입력하여 종속변수인 재해 발생 강도를 분류하였다. 각 모형별로 F1 Score를 이용한 정확도 평가 결과, 의사결정나무의 F1 Score가 평균 0.56으로 가장 우수한 정확도를 가지는 것으로 평가되었다. 본 연구에서 제시하는 머신러닝 기반 재해 발생 강도 분류모형을 활용하면 호우 및 태풍에 의한 재해에 대하여 지자체별로 재해 발생 강도를 단계별로 파악할 수 있어, 재난 담당자들의 의사결정을 위한 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.