• 제목/요약/키워드: Environmental Modeling

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UAV 영상과 ENVI-met 활용 물리적 환경과 열적 환경 비교 (Comparing Physical and Thermal Environments Using UAV Imagery and ENVI-met)

  • 김성현;박경훈;송봉근
    • 한국지리정보학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.145-160
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    • 2023
  • 본 연구는 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicles, UAV) 기반 물리적 환경인 Normalized Difference Vegetation Index(NDVI), Sky View Factor(SVF)와 ENVI-met 모델링을 활용하여 시간대별 열적 환경을 비교 분석하는 것을 목적으로 수행하였다. 연구 결과 NDVI, SVF는 열적 환경 요소인 Upward short-wavelength(S↑), Downward short-wavelength(S↓), Upward long-wavelength(L↑), Downward long-wavelength(L↓), Land Surface Temperature (LST), Mean Radiant Temperature(Tmrt)와 유의수준 1% 이내에서 모두 상관관계를 보이는 것으로 도출되었다. 특히, NDVI는 S↑와 12시에 최대 -0.52**의 상관관계를 가지는 것으로 분석되었고, L↓와 모든 시간대에서 0.53** 이상의 상관성을 보였다. LST와는 -0.61**(13시)의 상관성을 보여 NDVI는 장파 복사에너지의 관련성이 높은 것으로 판단된다. SVF의 경우 SVF 범위에 따라 장파 복사에너지와의 관련성이 높은 것으로 도출되었다. 본 연구결과는 공간의 열적 쾌적성과 미기후를 평가하기 위한 통합 접근 방식을 제공할 수 있으며, 도시 디자인 및 경관 특성이 보행자의 열 쾌적성 미치는 영향 관계 규명 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

구조해석을 통한 도시가스 매설배관의 지진 영향 분석 (Seismic Impact Analysis of Buried Citygas Pipes through Structural Analysis)

  • 조윤호;최마리아;양주안;전상일;전지훈
    • 한국가스학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.19-26
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    • 2023
  • 지진은 지하 구조물에 영향을 미치는 가장 중요한 재해 중 하나이다. 도시가스 지하 매설 배관은 지진 발생 시 구조물의 안전성 문제가 발생할 수 있다. 우리나라는 디지털 관측을 시작한 이래로 지진 발생 횟수가 꾸준히 증가하고 있다. 도시가스배관의 내진 설계 기준은 2008년에 KGS GC204 가스배관 내진설계 기준이 제정되었지만 이는 배관 설치 시 기준으로 지진 발생 시 배관의 영향을 추정하기는 어렵다. 본 연구에서는 국내에서 매설배관으로 주로 사용하고 있는 PE(폴리에틸렌관)배관과 PLP(폴리에틸렌 피복강관) 배관을 대상으로 지진 발생 시 환경 및 배관의 변수에 따른 구조해석을 수행하였다. 본 연구는 CAE(Computer Aided Engineering)를 통해 배관을 모델링하고 지반에 변위를 발생시켜 가장 취약한 매설배관의 변수를 찾고자하였다. 이 연구를 통해 토양은 탄성계수가 클 수록, 매설심도는 깊을 수록, 관경은 작을 수록, 압력은 높을 수록, PE 보다 PLP 배관이 더 지진에 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 토대로 매설 도시가스배관의 취약지점을 유추하여 지진발생 시 매설배관의 특별점검에 활용하고자한다.[1]

한반도 주변 연안 해저를 통한 담지하수의 유출: 미래 수자원으로서의 중요성 (Submarine Discharge of Fresh Groundwater Through the Coastal Area of Korea Peninsula: Importance as a Future Water Resource)

  • 황동운;김규범;이재영
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제15권4호
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    • pp.192-202
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    • 2010
  • 해저지하수 유출은 최근 전 지구적인 혹은 지역적인 규모에서 육상의 담수, 영양염류 및 다른 용존 화학원소들을 해양으로 공급하는 중요한 역할을 담당하는 것으로 밝혀지고 있다. 특히, 해저를 통한 육상 담지하수의 해양으로의 유출은 해양환경학적 측면뿐만 아니라 미래 수자원 확보측면에서 매우 중요한 의미를 가진다. 일반적으로 해저를 통한 담지하수 유출은 전 세계 연안해역에서 일어나고 있으며, 그 양은 지역 또는 측정 방법에 따라 강물 유출량의 0.01-17% 범위인 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서 조사 및 계산된 한반도 주변 해저 담지하수의 유출량은 제주도, 영일만, 마산만, 여자만 지역에서 주변 강물 유출량의 약 50%, 57%, 89%, 420%로 다른 나라의 연안 해역에 비해 상당히 양이 많고 지역적으로 큰 차이를 보였다. 하지만, 본 연구에서 이용한 담지하수 유출량 계산 방법은 연안해역에서의 기초적인 물수지 방법을 이용한 것으로, 보다 정확한 담지하수 유출량 평가를 위해서는 앞으로 연안해역에서 물수지에 영향을 미치는 여러가지 요인들(강수량, 조석, 증발, 물의 체류시간 등)의 시공간적 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 또한, 여전히 해저 담지하수 유출량을 평가하는데 있어서 방법적인 문제가 많이 제기되고 있는 만큼, 수리역학적인 방법 및 seepage meter를 이용한 실제측정 등을 통한 상호비교가 요구된다.

깊은 바다와 지형을 고려한 소규모 섬 모델의 MT 반응 연구 (MT Response of a Small Island Model with Deep Sea and Topography)

  • 김기연;이성곤;오석훈;권창우
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제27권1호
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    • pp.37-50
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    • 2024
  • MT 탐사는 측점 주변의 지형과 바다와 같은 외부적 환경 요인에 의해서도 자료에 영향을 받는데, 특히 섬에서 수행된 MT 탐사 자료에는 지형효과와 해양효과가 복합적으로 작용하게 되며, 올바른 해석을 위해서는 두 효과에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 지형과 해양의 영향이 포함된 MT 반응(겉보기비저항, 위상)을 분석하기 위해 깊은 바다에 둘러싸인 원뿔 형태의 소규모 섬 모델을 생성하였다. 지형만을 고려한 지형모델, 지형과 바다를 동시에 고려한 섬 모델에 대하여 2차원 순산모델링과 3차원 순산모델링을 수행하고 MT 반응을 확인하였다. 3차원 섬 모델에 대해 2차원 모델링을 수행하면, 측선의 직교 방향에 대한 지형 변화와 바다를 고려하지 못하는데, 3차원 모델링을 수행함으로써 모든 방향의 지형 변화와 섬을 둘러싼 바다를 고려한 MT 반응을 얻을 수 있었다. 언덕과 같이 주변의 기복이 심한 지형에서는 겉보기비저항 XY 성분과 YX 성분의 벌어짐 현상이 전형적으로 발생하였다. 저비저항 이상체가 해수면 아래 1 km 심도에 존재할 경우, MT 반응에서 지형과 바다로 인한 변동과 구분할 수 있으며, 심도 증가에 따라 이상체의 영향이 감쇠하였다. 다양한 조건에서 모델링을 수행하고 MT 반응을 분석함으로써, 현장 MT 자료에 대한 이해를 높이고 자료 해석에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

AERMOD를 활용한 건강위해성평가 및 배출저감제도에 관한 연구 (A Study on Health Impact Assessment and Emissions Reduction System Using AERMOD)

  • 박성수;김덕한;김홍관;천영우
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.93-105
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    • 2024
  • 연구목적: 사업장 주변에 배출되는 화학물질의 양을 선정하여 대기확산 프로그램으로 농도를 예측하여 인근 주민들에게 영향을 정량적으로 파악하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법: 연구물질의 선정은 반감기, 독성, 이용 가능한 측정소 자료의 유무를 고려하였다. 또한 연구대상물질에서 배출되는 지역을 연구대상 지역으로 선정하였으며, 유동인구가 있는 4개 지역을 선정하여 건강위해성을 평가하였다. 연구결과: AERMOD를 구동하기 위하여 지형 및 기상 처리를 실시 후 예측 농도를 구하였다. 위해성 평가 결과 어린이에서만 디클로로메탄이 초과되는 것으로 나타났으나, 테트라클로로에틸렌과 클로로포름은 어린이와 성인 모두 무시할 수 없는 수준으로 나타났다. 결론: 현재 국내 건강위해성평가는 "환경보건법"의 규정에 따라 위해지수가 일정 기준을 초과할 경우 위해성이 있는 것으로 간주된다. 향후 화학물질배출계획서 대상물질이 2030년에는 415종으로 확대되어 사업장에서 효율적인 관리가 필요함을 시사한다. 위해성 평가에서 위해성지수를 초과하는 경우 대기확산 모델링을 통해 배경농도와 예측농도를 고려하여 우선순위를 부여함으로써 화학물질 관리를 효과적으로 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

SpVAR(공간적 벡터자기회귀모델)과 GSTAR(일반화 시공간자기회귀모델)를 이용한 부산지역 주택가격의 시공간적 상관성 분석 (A Spatial-Temporal Correlation Analysis of Housing Prices in Busan Using SpVAR and GSTAR)

  • 권영우;최열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제44권2호
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    • pp.245-256
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    • 2024
  • 2020년 이후 경기 부양을 목적으로 양적완화 및 저금리 정책이 전 세계적으로 시행되었고, 이로 인해 부동산 가격이 급등하였다. 본 연구에서는 부산광역시를 대상으로 2018년부터 2022년까지의 부동산 급등 시기의 주택유형별 매매가격, 임대가격 간의 관계를 시공간적으로 분석하였다. 분석자료는 국토교통부 실거래가 자료를 바탕으로 읍면동 단위의 주택유형, 거래유형, 월별 실거래가 자료를 구축하였다. 분석모형으로는 시공간 분석 모델 중 변수간의 시간적, 공간적 영향을 파악하는데 사용되는 SpVAR(공간적 벡터자기회귀모델)과 각 지역이 해당 변수에서 미치는 영향을 파악하는데 사용되는 GSTAR(일반화 시공간자기회귀모델)을 사용하였다. 분석결과 부산광역시 아파트 매매가격은 대상 지역을 포함한 주변 지역 전체의 아파트, 연립다세대, 단독다가구 매매가격에 정의 영향을 주는 것으로 나타났다. 반면, 아파트 매매가격이 증가함에 따라 해당 수요가 주변 지역의 아파트 임대수요로 전환되며, 시간의 경과에 따라 아파트 매매가격이 다시 하락하는 모습을 확인할 수 있었다. 아파트의 경우 이러한 시공간적 전이효과가 긍정적으로 나타났으나, 연립다세대와 단독다가구 주택의 경우 원도심 지역에 정의 효과가 집중되는 것으로 나타났다.

물류 성과와 운송연계성의 매개 역할을 고려한 ESG 체계가 경제성과에 미치는 영향 분석 (The Impact of ESG Frameworks on Economic Performance: The Mediating Role of Logistics Performance and Liner Shipping Connectivity)

  • 박병인
    • 한국항만경제학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.163-190
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    • 2023
  • 최근 기업의 투자 및 경영이념을 넘어, 환경, 사회, 지배구조(ESG)로 구체화되는 체계가 국가정책에도 중요한 영향을 미치고 있다. 이러한 ESG 체계는 모든 조직에게 필수 요건이 되고 있다. ESG 체계는 해운·항만 및 물류 분야도 기업 및 국가 차원에서 반드시 채택해야 할 책무가 되었다. ESG 체계의 도입이 필수요건이 될 때, ESG 체계가 해운 항만 및 물류 분야를 통해 궁극적으로 국가 경제에 미치는 긍정적인 영향이 확인되면, 더욱 높은 수준에서의 도입과 활용이 이루어질 것으로 예상된다. 본 연구에서는 유엔무역개발회의(UNCTAD), 세계은행(World Bank), 세계경제포럼(World Economic Forum) 등의 데이터를 이용하여 부분 최소제곱 구조방정식(PLS-SEM) 모형으로 ESG 체계가 해운·항만 및 물류 분야를 거쳐 국가의 경제성과에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과, ESG 체계가 국가 경제에 직접적 영향을 미치지는 않지만, 해운·항만 및 물류분야를 통한 간접효과가 크게 나타났다. 따라서 해운·항만 및 물류 분야에서도 ESG 체계의 구축이 지출 및 의무만이 아닌 국가의 경제성과에 긍정적인 영향을 미치는 중요한 투자로 인식되어야 한다. 본 연구의 결과는 COVID-19로 인해 2019년 이후의 데이터가 없어 현재 시점과의 괴리가 있을 수 있다는 한계가 있다. 따라서 최신 데이터가 발표되면, 더 정확한 현재의 효과를 확인할 수 있을 것으로 기대된다.

DRASTIC 모델 및 지하수 수치모사 연계 적용에 의한 부여읍 일대의 지하수 오염 취약성 평가 (A Joint Application of DRASTIC and Numerical Groundwater Flow Model for The Assessment of Groundwater Vulnerability of Buyeo-Eup Area)

  • 이현주;박은규;김강주;박기훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.77-91
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    • 2008
  • 본 연구에서는 지하수 오염 취약성 평가 방법 중 가장 활용도가 높은 DRASTIC 기법 및 지하수 수치모사 기법을 병행하여 충청남도 부여군 부여읍 일대의 지하수 오염 취약성 변화를 평가하였다. 특히, DRASTIC 기법에서 사용되는 7가지 수리인자들 중 취약성에 대한 민감도가 상대적으로 높고 비교적 장기간 자료의 획득이 용이하지 않은 '지하수위(depth to water)' 인자에 대하여 수치모사 기법을 적용하여 시-자료에 대한 동적 보간을 실시하였으며, 이를 통하여 시간에 따른 지하수위 변화가 지하수 오염 취약성에 미치는 영향을 검토하였다. 연구의 대상 지역은 부여군 부여읍 일대로 충적 대수층을 대상으로 기 실시된 지하수 수위자료를 보정대상으로 하였으며 연구지역의 지하수위 분포양상을 모사하기 위하여 유한차분모델인 MODFLOW를 이용하였다. 지하수 수치모사에는 정류 및 부정류 모사가 모두 실시되었다. 그 결과 기존 지구통계기법을 통한 지하수위 보간에서 가장 큰 가중치를 갖는 지형적 요인뿐만 아니라 유역 암상이나 지질특성 등과 같은 제반 수리지질학적 요인까지 복합적으로 반영하는 지하수위 자료를 얻을 수 있었다. 기존 연구에서 수위자료를 보완할 때 주로 이용되는 기법인 크리깅은 수치모사와는 달리 강우나 계절적 영향, 암상이나 지질등과 같은 요인들은 반영하지 못한다. 또한 수치모사를 통하여 얻어진 수위자료는 부정류 모사가 가능함으로 인하여 풍수기와 갈수기 그리고 평수기의 지하수위 변화 등도 파악할 수 있다는 장점이 있다. 모사를 통하여 얻어진 지하수위 자료와 공동크리깅 방법을 통해 얻어진 지하수위 자료를 입력자료로 하여 연구지역에 지하수 오염 취약성을 비교 평가한 결과 평수기의 경우 유사한 경향의 지하수 오염 취약성을 보였다. 또한 공동크리깅을 통해 분석이 어려운 분기별 지하수 오염 취약성 평가 결과 강우량이 많은 여름철을 포함한 분기와 강우량이 가장 적은 겨울철을 포함한 분기가 뚜렷한 취약성 차이를 보이는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시하는 바와 같이 지하수 오염 취약성 평가에 있어 가장 큰 민감도를 갖는 수위자료의 수가 공간적 혹은 시간적으로 부족한 경우 수치모사 적용을 통해 자료의 한계성을 보완할 수 있으며 시간적인 보간이 이루어질 수 있어 유용할 수 있을 것이라 판단된다.

원격탐사와 GIS 기반의 산림탄소저장량 추정에 관한 주요국 연구동향 개관 (Overview of Research Trends in Estimation of Forest Carbon Stocks Based on Remote Sensing and GIS)

  • 김경민;이정빈;김은숙;박현주;노영희;이승호;박기호;신휴석
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.236-256
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    • 2011
  • 토지이용변화에 따른 산림탄소저장량 변화는 기후변화협약에서 요구하는 주요 자료 중 하나이다. IPCC 우수실행지침(intergovernmental panel on climate change good practice guidance, IPCC GPG) 수준 3에 근거하여 공간적으로 명확한 산림탄소저장량을 추정하게 되면 높은 신뢰도를 확보할 수 있다. 그러나 기존의 추정 방법은 표본점(sample plot) 단위의 국가산림자원조사 (national forest inventory, NFI) 자료만을 이용하여 행정구역별 평균을 집계하는 것으로 폴리곤 혹은 셀 단위의 상세한 탄소저장량을 파악할 수 없었다. 이를 보완하기 위해 유럽, 북미 등에서는 NFI 자료, 원격탐사 및 GIS 기술을 결합하여 산림탄소저장량을 추정하기 위한 노력이 활발히 이루어져왔다. 주요국의 연구 동향을 활용 기법에 따라 분류해보면 원격탐사, GIS, 지구통계 및 환경변수 모델링 등 크게 4가지 범주로 나눌 수 있다. 이 중 가장 손쉽게 국내 적용을 고려해 볼 수 있는 방법은 NFI 자료와 임상도를 결합하는 GIS 기반의 방법이다. 특히, 복잡한 수종 구성을 가지고 있는 국내 산림 환경 특성을 고려할 때 국지적 변이 추정에 유용한 지구통계 기법의 활용성이 기대된다. 아울러, 고해상도 영상의 활용은 산림탄소저장량 추정의 검증 및 탄소배출권 확보를 위한 CDM(clean development mechanism, 청정개발체제) 사업 적지 선정 등에 유용할 것으로 판단된다. 국내 관련 연구는 아직 초기 단계로 최근린 기법(k-nearest neighbor, k-NN)의 적용성을 검토하는 연구가 주를 이루고 있으나 국내 산림 환경에 적합한 방법론의 선정을 위해서는 보다 다양한 공간 자료와 알고리즘의 적용성이 검토되고 방법론 간의 비교 연구가 필요하다.

뉴트리아(Myocastor coypus) 분포밀도 및 잠재적 서식가능지역 예측에 따른 관리방향 (A Management Plan According to the Estimation of Nutria (Myocastorcoypus) Distribution Density and Potential Suitable Habitat)

  • 김아름;김영채;이도훈
    • 환경영향평가
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    • 제27권2호
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    • pp.203-214
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    • 2018
  • 본 연구는 국내에 서식하는 뉴트리아의 집중분포지역과 잠재적인 서식가능지역을 예측하여 효과적인 관리방향 설정에 유용한 자료를 제공하고자 하였다. 뉴트리아의 전국 분포 자료를 토대로 CVh(가능도 교차타당성)값을 띠폭(bandwidth)에 적용하여 분포밀도를 분석한 결과, 부산광역시, 대구광역시, 경상남도 소재 11개 시 군, 경상북도 소재 1개 군 등 낙동강수계에 위치한 14개 행정구역 내에서 우선적인 제거가 필요한 집중분포지역이 확인되었다. MaxEnt 모델을 이용한 잠재적인 서식가능지역 예측에서는 낙동강 중 하류 일대와 섬진강 하류, 가화천 일대에서 출현 가능성이 나타났다. 모형의 변수별 기여도는 고도, 건조한 달의 강수량, 가장 추운달의 최저온도, 수계로부터의 거리 순으로 높은 기여도를 보였으며, 출현확률과의 관계를 살펴보면, 고도 34m 이하의 저지대, 가장 추운달의 최저온도가 $-5.7^{\circ}C$이상 $-0.6^{\circ}C$ 이하인 지역, 가장 건조한 달의 강수량이 15-30mm, 수계로부터 1,373m 이하인 지역에서 임계값보다 높은 출현확률을 보였다. 뉴트리아의 생태적 특성과 본 연구결과를 종합하면, 고도, 물과의 접근성 및 이용성, 겨울철 낮은 기온이 뉴트리아의 정착과 확산에 영향을 주는 주요 요인으로 판단되므로 향후 서식가능지역의 검출과 확산 예측 모델링에 있어 중요한 변수로 검토될 수 있다. 뉴트리아와 같은 침입외래생물의 집중분포지역과 관리대상지역을 구분하고 그에 적합한 관리전략을 수립하여 관리현장에 적용하는 것은 영구적인 제어 목적의 관리에 있어 필수적인 사항이다. 본 연구에서 제시된 결과는 우선관리대상지역의 신속한 관리와 확산가능지역에 대한 사전 예방적 관리 등 전략적인 관리의 실행에 있어 유용한 자료로 활용될 수 있다.