• 한국수자원학회논문집
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• 제45권11호
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• pp.1169-1186
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• 2012

저류함수법은 오랜 기간 국내 주요하천의 홍수예보에 활용되어 오고 있다. 그럼에도 불구하고, 매개변수와 유출특성의 관계를 정확히 규명하지 못하고 있어, 저류함수법에 대한 매개변수 최적화 연구들은 유역의 물리적인 특성을 반영하지 못한다는 논쟁이 있다. 이에 본 연구에서는 SCE-UA방법을 이용하여 저류함수법의 매개변수를 최적화하고, 매개변수의 변화에 따라 유출곡선이 달라지는 양상을 분석하였다. 분석대상 유역으로는 남한강 최상류지역인 정선과 영월 소유역을 선정하였으며, 상 하류에 위치한 두 개의 유역을 단계적으로 최적화 하였다. 또한 매개변수와 오차평면과의 관계를 알아보기 위해 등고선도를 그려 매개변수가 달라짐에 따라 유출곡선 오차의 변화를 분석하였다. 본 연구는 최적화를 통해 매개변수의 특정 값을 제안하기보다는 실무에서 초기값으로 활용할 수 있는 매개변수의 가능한 범위를 제안하는데 그 목적이 있으며, 제안된 범위의 평균값을 사용하여 모의가 적절히 됨을 확인하였다. 또한 오차를 최소화하기 위해 무작위로 매개변수의 집합을 결정하기 보다는 유역의 물리적인 특성을 고려하여 가능한 매개변수를 고정하고, 매개변수의 변화가 오차에 미치는 영향을 등고선도를 이용하여 분석함으로서 매개변수가 모형의 결과에 미치는 영향에 대한 직관력을 제공하고자 하였으며, 그 결과가 실무에서 홍수예보 효율 제고에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권3호
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• pp.13-21
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• 2007

최근 기상이변에 따른 국지성 돌발 홍수의 빈번한 발생으로 인해 레이더 등을 이용한 초단기 강수예보의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 시공간 분포를 적절하게 표현할 수 있는 레이더 강우시계열자료와 GIS기반의 분포형모형을 연계하여 국내 댐유역에 적용해 봄으로써, 분포형모형의 홍수유출시 실무에서의 적용가능성을 검증해 본 것이다. 본 연구에서 사용한 물리적기반의 분포형모형으로는 미국 오클라호마 대학에서 개발한 Vflo모형을 이용하였으며, 낙동강권역의 남강댐유역($2,293km^2$)을 시험유역으로 적용하였다. 입력강우로는 진도레이더로 부터 레이더강우 전처리프로그램인 K-RainVieux를 이용하여 모형의 격자해상도에 맞는 분포형 강우를 생성하였다. 또한, GIS수문매개변수를 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들로 부터 추출, 물리적기반의 분포형모형(Vflo)의 입력인자로 사용하여 모형의 초기설정을 향상시켰다. 본 연구의 성과는 향후 돌발홍수에 대응한 실시간 단기 강우유출예측시스템을 구축하기 위한 기반이 될 것으로 사료된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.53-63
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• 2020

본 연구에서는 2차원 흐름 해석 모형인 Hydro_AS-2D 모형을 이용하여 해수면 상승과 극한 홍수 발생 시 창원시 성산구 및 의창구 일대의 침수피해 상황을 모의하고, 그 결과를 3차원 지형 상에 표출한 후 BIM 기술을 이용하여 최적 대피경로를 도출하였다. 기후변화는 홍수재해 측면에서 크게 두 가지 요소에 영향을 미치는데 해수면 상승과 극한 강우사상의 증가이다. 해수면 상승은 그 자체만으로 연안지역에 해수가 범람하여 침수현상을 유발하는 영향을 미칠 수 있을 뿐 아니라 하천의 기점 홍수위를 상승시켜 하천 전체에 걸쳐 홍수위 상승을 유발한다. 본 연구에서는 기후변화에 의한 해수위 상승과 태풍에 의한 폭풍해일에 의한 해수위 상승, 그리고 태풍에 의한 극한 강우사상을 모의조건으로 설정하였다. 창원시의 지형공간정보와 하천정비기본계획의 하천횡단 정보를 이용하여 유역전체의 3차원 공간정보로 구성하고 이를 수치모형화 하였다. 연구대상지역은 BIM 기술을 이용하여 3차원 지형정보 상에 건물의 층고, 대피소 위치 등의 정보를 가지고 있는 3차원 도시정보모델로 구축하였으며, 수치모의 결과를 이 모델 상에 표출하고 대피계획을 위한 분석에 사용하였다. 침수발생 시 대피경로는 시간에 따른 침수 범위의 변화에 따라 대피소로의 경로를 설정하는 알고리즘에 의해 결정되며, 설정된 경로는 직관적인 3차원 공간정보 상에 표출되어 사용자에게 제공된다.

• 한국측량학회지
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• 제34권1호
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• pp.43-52
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• 2016

기상과 시간의 제약을 받지 않고 영상을 획득할 수 있는 레이더 위성 영상은 오랫동안 홍수 탐지 분야에서 이용되어 왔다. 많은 연구들이 홍수를 효율적으로 탐지하기 위하여 다양한 기법들을 적용하였고 그 결과 홍수 지역의 탐지율은 비약적으로 상승하였다. 홍수는 침수피해를 유발하는 특성상 침수지와 비침수지의 경계 부분이 뚜렷하게 구분돼야하고 아주 세밀한 탐지가 가능해야한다. 이를 위해서는 레이더 자체의 해상도가 좋아야 할 뿐만 아니라 필터링 과정에서 해상도 저하를 최소화해야 한다. 레이더 위성의 해상도는 기술이 발전함에 따라 고해상도의 위성이 증가하고 있지만 필터링 기법을 달리하여 홍수 탐지의 정확도 및 효율성을 비교하여 홍수탐지에 적합한 필터링을 찾는 연구는 부족한 것이 현실이다. 본 연구에서는 Lee, Frost, NL-means(Non-Local means) 필터링을 위성레이더 영상에 적용하였고 필터링된 영상을 이용하여 홍수 지도를 생성한 뒤 각각의 결과를 비교하였다. Frost와 NL-means 필터는 Lee 필터에 비해 스펙클 노이즈를 저감하는데 효과적이었다. 하지만 Frost 필터의 경우에는 해상도의 저하가 심하다는 문제가 있었다. NL-means 필터는 다른 필터에 비해 shadow 현상을 효과적으로 제거하지 못하였고 이로 인해 잘못 탐지되는 픽셀이 존재한다는 문제가 있었다. 그럼에도 전체 영상의 픽셀 수에 비해 shadow 효과의 영향을 받아 오탐지되는 픽셀 수가 많지 않기 때문에 NL-means 필터를 이용한 경우가 가장 높은 홍수 탐지율을 보였다. 테스트 지역에서 필터링이 적용되지 않은 영상을 이용하여 홍수를 탐지한 경우 카파계수가 0.55로 나타났고 Lee, Frost, NL-means 필터를 적용한 경우 각각 0.64, 0.74, 0.81로 나타났다. 또한 NL-means 필터를 적용한 영상은 해상도의 변화가 거의 없는 상태에서 노이즈를 효과적으로 감소하였기 때문에 침수지와 비침수지의 경계를 가장 명확하게 구분할 수 있어 효과적으로 분석 결과를 도출하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권2호
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• pp.97-104
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• 2017

우리나라의 하천은 대부분 치수를 위한 제방공사를 통해 직강화되어 있다. 하천과 홍수터의 횡적 연결성을 회복하기 위해서는 제방에 의해 격리된 옛홍수터를 탐색하고 현재 토지이용현황을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구의 목적은 청미천에서 옛홍수터를 탐색하고 토지이용현황을 분석하는 것이다. 옛홍수터는 지리정보시스템을 이용하여 청미천 유역에서 수치표고모델, 연속수치지도 및 계획홍수위를 중첩하여 산출하였다. 탐색된 옛홍수터의 토지이용현황은 토지피복도를 이용하여 분류하였다. 청미천에서 격리된 옛홍수터는 총 104 지점이 탐색되었으며, 전체면적은 11.9 km2이었다. 옛홍수터의 토지이용은 농경지가 87.1%로 대부분을 차지하였다. 청미천의 하류에는 산지로 둘러싸인 소규모 패치 형태의 옛홍수터가 많았으며, 이러한 지역은 시가화지역의 비율이 낮고, 농경지의 비율이 높아 하천 횡적 연결성 복원의 효율이 높을 것이다. 청미천에서 탐색된 격리된 옛홍수터와 토지이용 현황은 향후 하천 복원계획에 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.324-329
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• 2015

우리나라의 하천은 대부분 치수를 위한 제방공사를 통해 직강화되어 있다. 하천과 홍수터의 횡적 연결성을 회복하기 위해서는 제방에 의해 격리된 과거 홍수터를 탐색하고 현재 토지이용현황을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구의 목적은 낙동강에서 제내지의 격리된 과거 홍수터를 탐색하고 토지이용현황을 분석하는 것이다. 격리된 과거 홍수터는 지리정보시스템 (GIS)을 이용하여 낙동강 유역에서 수치표고모델, 연속수치지도 및 계획홍수위를 중첩하여 산출하였다. 탐색된 격리된 과거 홍수터의 토지이용현황은 토지피복도를 이용하여 분류하였다. 낙동강에서 격리된 과거 홍수터는 총 384지점이 탐색되었으며, 전체면적은 $291km^2$이었으며, 상류지역에서는 주로 산지에 둘러 쌓인 형태였고, 하류지역에서는 넓은 개활지의 형태로도 분포하였다. 격리된 과거 홍수터의 토지이용은 농경지 (73.9%)와 시가화지역 (12.7%)이 대부분을 차지하였다. 낙동강에서 탐색된 격리된 과거 홍수터와 토지이용현황은 향후 하천 복원 계획에 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권4호
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• pp.293-301
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• 2020

본 연구에서는 댐 유역의 가뭄 관리를 위한 강수량의 적정 임계수준을 결정하였다. 5개 댐 유역(보령댐, 부안댐, 대청댐, 합천댐 및 용담댐)을 대상으로 일단위 저수량 및 강수량 자료를 수집하였고, 유역평균강수량을 계산하였다. 6개 누적기간(30, 60, 90, 180, 270 및 360일)의 값으로 변환하였고, 일 단위 저수량 및 누적강수량의 예년대비 백분율을 계산하였다. 강수량의 적정 누적기간 결정을 위해 상관성 및 변동성을 분석하였다. 모든 댐에서 90일 이하의 누적 강수량은 댐 홍수기를 제외하고는 상관성이 낮았고, 270일 누적 강수량의 상관성은 높았다. 누적기간 중에 댐 홍수기 강수량 값의 포함여부가 상관성에 큰 영향을 미친 것으로 확인되었다. 변동계수 비율은 누적기간이 짧을수록 비율이 크고 길수록 적었으며, 270일이 모든 월에서 1에 근접하였다. 댐 용수공급 조정기준을 이용한 ROC 분석을 통해 보령댐은 저수량이 관심단계 이하일 때 강수량의 임계수준6은 270일 누적강수량의 백분율이 90% 이하, 4개 댐은 80% 이하로 나타났다. 인위적인 댐 운영이 가뭄분석에 미치는 영향을 분석하고자 강수량 백분율, 저수량 및 방류량 백분율의 거동을 분석하였다. 댐 방류량 조건은 강수량 및 저수량간의 연계분석에 불확실성을 야기하였다. 따라서 강수량을 활용한 댐 가뭄 분석을 위해서는 대상 댐유역에 대한 적정 임계수준 및 방류량 조건이 검토되어야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제50권3호
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• pp.314-324
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• 2017

국내 습지의 가치와 등급을 평가하고 적용방안을 고찰하기 위해, 경상남도에 위치한 146개 습지를 대상으로 신속평가방법 (Rapid Assessment Method)을 이용한 습지평가를 수행하였다. 각 습지에서 평가된 8개 대항목과 주변 피복 비율 간 관계를 분석하기 위해 Self-Organizing Map(SOM) 알고리즘을 이용하여 패턴분석을 실시하였다. 총 8개의 항목 중, '식생다양성 야생동물 서식처'와 '미적 레크레이션' 항목 점수가 가장 높았으며, 대부분 2~3등급의 가치를 가지는 것으로 평가되었다. SOM 분석 결과, 식생다양성 야생동물 서식처 항목이 높은 습지에는 대부분 어류 양서 파충류 서식처 항목이 낮은 성향을 보였는데, 이는 어류 등은 식생다양성이 높은 지역을 선호하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 습지 내 수생식물의 높은 풍부도는 미적인 부분을 충족시키기 때문에 미적 레크레이션 점수가 높은 습지는 대부분 식생다양성 야생동물 서식처가 높았다. 또한, 침식조절 기능의 경우 홍수 저장 조절 기능과 밀접하게 관련되며, 침식조절 기능이 높은 습지는 홍수 저장 조절 기능 또한 높은 경향을 가진다. 국내 습지에 신속평가방법을 적용한 결과, 일부 항목이 국내 습지 특성이나 범위에 맞지 않아 개선이 요구되며, 습지 보전 측면에서 '접근성'이나 '시각적 개방성' 등 항목들은 점수 체제의 전환이 필요한 것으로 나타났다. 따라서 신속평가방법을 국내 습지에 적용하기 위해서는 항목 내 평가기준의 조정 혹은 세분화, 현실화가 필요한 것으로 판단된다. 향후 신속평가방법을 이용한 등급화는 습지의 보전이나 관리 방안 마련에 중요한 지표로서 활용될 수 있으며, 잔존하는 습지를 보존하여 멸종위기종 등 생물상 유지에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.346-351
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• 2007

Change of carabid beelte (Coleoptera, Carabidae) diversity and population structures in Woopo Wetlands (Changneung-Gun, Gyeungsangnam-Do, S. Korea) were investigated after flooding events. During the investigation period, 11 species belonging to five genera were identified. Dolichus halensis halensis(Schaller), Chlaenius (Ch.) pallipes Gebler, Ch. (Ilaenchus) naeviger Morawitz, and Pheropsophus (Stenaptinus) jessoensis Morawitz were the predominant species in Woopo Wetlands. Floods occurred twice, August and September in 2004. After the flooding events, species diversity decreased and species assemblage structures changed dramatically. Changes of the diversity and species assemblage structures were more evident in August then in September, because water level was much higher and inundation period was longer than September. A non-linear patterning algorithm of the Self-Organizing Map (SOM) was applied to discover the relationship between flooding events and carabid beetles community dynamics. Although abundance of the majority species decreased after the flooding events, that of the predominant species increased. Further detailed studies on species distribution and emigration patterns will likely bring a new insight in understanding of the adaptation mechanism of carabid beetles in wetlands.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권8호
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• pp.818-822
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• 2008

본 논문에서는 가상환경에서 페인트를 분사하여 시간으로 물체를 도색 하는 시뮬레이션을 위한 충돌처리 및 시각화 알고리즘을 제시한다. 이를 통하여 물체에 페인트가 뿌려지면서 도색 되는 모습을 사실적으로 표현해 줄뿐만 아니라, 페인트 누적 모델을 이용하여 물체에 누적된 페인트의 두께 정보까지 시뮬레이션 하여 시각화함으로써 가상훈련 시스템에 적용할 수 있도록 한다. 분사되는 유체시뮬레이션을 위해서 기존에는 파티클 시스템이 이용되고 있으나 실시간으로 도색이 되는 과정을 시각화하기 위해서는 수백만 개의 파티클에 대하여 충돌 검사를 수행해야 하기 때문에 적절하지 않다. 따라서 본 연구에서는 소수의 레이와 텍스처 기법을 이용하여 효율적으로 충돌 검사를 수행하는 알고리즘을 제안하고 이를 구현하였으며 실시간 페인트 시뮬레이션 구현 결과와 수행 시간 분석을 통하여 알고리즘의 효율성을 검증하였다.