• 한국수자원학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.223-236
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• 2007

e o최근에 들어 도시지역에서는 국지성 집중호우에 의한 홍수피해가 증가하고 있다. 심지어 우수설비 시스템이 비교적 잘 갖추어진 개발 지역에서도 기존의 우수설비시스템의 용량이 초과되어 큰 침수피해가 발생하고 있다. 이로 인해 건물， 공공기반시설 등 재산 및 인명 등에 있어 많은 피해를 야기하고 있으며, 도로의 침수는 운송 시스템의 기능에 문제를 일으키게 되어 도시의 산업과 기능을 마비시킨다. 이러한 도시지역 홍수에 대비하여 도시지역의 복잡한 지형 형상과 인위적 배수시스템을 함께 고려하여 해석할 수 있는 적절한 침수해석모형이 필요하다. 본 연구에서는 배수시스템 해석 모형인 SWMM모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 이중 배수(Dual-Drainage) 개념에 의한 도시침수해석모형을 이용하였다. 본 연구에서는 이중배수 침수해석모형을 수정하여 건물의 영향을 고려할 수 있도록 구성하였다. 본 모형의 개발로 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험지점 파악 및 홍수 취약지점에서의 긴급대피 계획수립 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제27권5호
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• pp.555-563
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• 2009

모바일 매핑 시스템 또는 로봇이 GPS (Global Positioning System)와 다중 스테레오 카메라만 탑재 할 경우, V-SLAM(Vision based Simultaneous Localization And Mapping)에 의한 카메라 외부표정과 3차원 데이터를 GIS데이터와 연계 또는 카메라 외부표정의 누적에러를 제거하기 위해 극부 카메라 좌표계에서 GPS (Global Positioning System) 좌표계로 변환이 필요로 한다. 이 요구사항을 만족시키기 위해, 본 논문은 GPS와 V-SLAM에 의한 3쌍의 카메라의 위치를 이용하여 GPS좌표계에서 카메라 자세를 계산하는 새로운 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 간단한 4단계로 구성되어 있다; 1)각 3개의 카메라 위치에 기반한 두 평면 법선벡터가 병렬이되도록 하는 사원수 (quaternion)를 계산한다, 2) 계산된 사원수를 통하여 V-SLAM에 의한 3개의 카메라 위치를 변환한다, 3) 변환된 위치에서 두번째 또는 세번째 점이 GPS에 의한 점과 일치하도록 하는 두번째 사원수를 계산한다, 4)두 사원수의 곱을 통하여 최종 사원수 결정한다. 최종 사원수는 극부 카메라 좌표계에서 GPS좌표계로 변환할 수 있다. 추가적으로, 촬영된 물체 위치에서 카메라를 보는 시야각을 기반으로 물체의 3차원좌표 갱신방법을 제안하였다. 본 논문은 제안한 방법을 시뮬레이션과 실험을 통하여 증명하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권7호
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• pp.643-656
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• 2012

최근 기후변화에 따른 집중호우의 증가 및 무분별한 유역개발에 의한 산사태 발생빈도 및 재해복구비용이 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 2011년 7월에 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 뿌리 점착력을 고려한 GIS기반의 무한사면안정모형을 이용하여 사면안정해석을 수행하였다. 무한사면안정모형의 중요 매개변수인 습윤지수의 공간분포화를 위해 비 집수면적 개념을 도입하였으며, 세가지 기법(일방향 흐름기법, 다방향 흐름기법, 무한방향 흐름기법)를 이용하여 비 집수면적을 산정하고, 각 기법에 따른 대상유역내의 격자별 사면안전율의 변화양상을 분석하였다. 또한, 기존의 무한사면안정모형을 이용한 사면안정 해석에 일반적으로 적용되고 있는 공간집중형 습윤지수 결과와의 비교를 통하여 우면산 지역의 사면안정 해석의 차이점을 비교 분석하였다. 무한사면안정모형을 이용하여 산정된 사면안전율 분석결과, 거주지 주변의 절개지 부근과 산지정상부근의 급경사지에서 불안정 지역이 집중적으로 분포하고 있음을 확인하였으며, IFD와 집중형 습윤지수에 의한 불안정지역은 유사하게 나타난 반면, SFD와 MFD에 의한 불안정지역은 앞선 두 가지기법에 비해 작게 산정되었다.

• 한국측량학회지
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• 제26권6호
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• pp.599-609
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• 2008

전자 및 디스플레이 기술의 진보에 따라 공간정보 분야는 급속히 발전되고 있으며, 다양한 공간정보 콘텐츠의 3차원 입체화가 기술이 상용화되고 있다. 공간정보기술은 여러 분야에서 의사결정에 중요한 역할을 하고 있지만, 3차원 데이터 및 결과물은 2차원 평면상에서 시각화되고 있다. 그러나 실세계 공간에 존재하는 지형지물 등 다양한 3차원 객체들을 2차원 평면에서 시각화한 결과를 기반으로 의사결정에 활용하는 것은 한계가 있다. 그러므로 본 연구에서는 3차원의 객체를 실감적이고 입체적으로 디스플레이 하기 위하여 가상의 3차원 공간 좌표계를 형성하였다. 입체 디스플레이를 위한 공간좌표계상에서 관측자의 위치, 방향, 영상의 크기 및 중복도, 축척 등을 동적으로 설정할 수 있도록 공선조건식을 적용하여 관측자의 동적인 시점을 고려하여 신속하게 입체영상을 생성하고 디스플레이 할 수 있는 방법을 개발하였다. 생성된 3차원 대상물의 회전, 이동 및 축척변화에 대응되는 다양한 관측자 시점에서 실시간 입체영상을 생성하였으며, 또한 flying-trough 및 walking-trough를 시뮬레이션할 수 있는 입체 동영상 제작 알고리즘을 구현하였다. 3차원 대상물을 입체로 디스플레이하기 위해서는 양안시차의 원리에 의해 대상물을 좌안 및 좌측영상으로 분리하고 무안경식, 편광식, 여색방식 등의 입체시 기법을 적용하여 동시에 디스플레이하여야 한다. 본 연구는 입체 모니터상에서 실감적 입체 디스플레이 기법을 구현하여 실세계에 존재하는 3차원 대상물을 효율적이고 실감적으로 생성하므로써 지형공간 데이터의 입체 시각화를 향상시킬 수 있다. 특히 차세대 모니터인 무안경식 입체 모니터에 디스플레이 할 수 있는 지형공간 데이터의 입체 콘텐츠 제작 방법을 개발하여 무안경식 모니터의 GIS 분야에서의 활용 가능성을 연구하는데 목적이 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권3호
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• pp.187-194
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• 2019

한국의 수자원 총량중 이용량은 26.3%로 강으로부터의 취수 비율은 3%에 불과하며, 중국, 인도, 이탈리아, 남아공 등과 함께 물 스트레스 기준 중~고에 해당한다. 따라서 본 연구에서는 댐 수자원 확보를 위한 적지선정과 관련하여 연구하였다. 미국, 일본 및 한국의 댐 건설절차에 대한 조사 결과, 정량적인 기준 및 계산 방법 또는 공식이 부재하였다. 댐 적지선정의 정량적 기준 제시를 위하여 먼저 기후 변화 시나리오를 조사, 분석하였으며, IPCC제 5 차 평가 보고서에 제시된 12.5 km 격자 해상도의 RCP 4.5 및 8.5를 SWAT와 HEC-ResSim를 이용하여 유역 연구에 적용하였다. 댐 시뮬레이션 결과를 토대로 홍수 및 가뭄의 감소 효과를 정량적으로 제시하였다. 그리고 댐 적지 선정 지표 결정과, AHP 기법을 이용하여 평가지표에 대한 전문가 설문을 실시하여 가중치를 부여하였으며, 이를 통해 댐 적지 선정 함수식(FSDS)을 제안하였다. 함수식의 경우 4곳의 기 설치된 유역에 대하여 보정 및 검증 하였으며, FSDS와 GIS의 'Model builder'를 사용하여 댐 적지선정 자동화 모델을 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.697-707
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• 2008

격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM(grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)은 유역의 지표흐름, 지표하흐름 및 하천흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 본 모형은 유닉스 운영체제의 C++언어로 개발되었으며, 각 셀에서의 흐름을 모의하기 위하여 단방향흐름 알고리즘과 격자기반 수문학적 물수지요소를 채택하고 있으나 운영에 몇몇 제약사항이 있다. 본 연구에서는 기존모형을 개선하고자 하였으며, MS Windows 운영체제에서 실행 가능하도록 FORTRAN 90 언어를 이용하여 ModKIMSTORM을 개발하였다. 기존모형에 비해 개선된 주요사항으로, 물리적 기반의 침투기법인 GAML(Green-Ampt & Mein-Larson) 침투모형 추가, 격자 유출심과 Manning 조도계수에 의한 논에서의 지표유출 제어, 지표격자의 기저유출 요소 추가, 공간강우와 지점강우의 처리, 전 후 처리부문 개발, 5개 평가항목(피어슨의 결정계수 $R^2$, Nash & Sutcliffe 모형효율 E, 유출용적 편차 $D_v$, 첨두유출의 상대오차 $EQ_p$, 첨두시간의 절대오차 $ET_p$)을 이용한 모의결과의 자동 평가 기능을 개발하였다. 추가적으로, 모형의 계산효율을 향상시키고 지표격자의 기저유출을 하천격자로 이송하기 위하여 쉘정렬 알고리즘을 채택하였다. 모형의 입력자료는 ESRI ArcInfo W/S 또는 ArcView와 같은 GIS 소프트웨어 및 MS Excel을 이용하여 간단히 구축할 수 있으며, 모의결과의 공간적 분포를 확인할 수 있는 토양수분, 지표유출, 유출심 및 유속분포도는 BSQ, ESRI ASCII Grid, ESRI Binary Grid 및 IDRISI Raster 형식으로 출력할 수 있도록 개선하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.423-429
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• 2008

본 연구의 목적은 기후변화와 토지이용에 의한 미래 토양침식을 추정하는 것이다. 기후모형인 CCCma (Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis)에 의해 예측된 강우자료 중 2030년에서 2050년까지의 자료를 이용하여 토양침식 모의를 수행한 후 관측값과 비교하였다. 즉, 현재의 토양침식 관측값과 예측된 미래의 조건에 따른 토양침식 결과에 대한 상대비교를 통해 기후변화가 토양침식에 미치는 영향을 분석하였다. 사회-경제 변화에 의해 예상되는 토지이용 변화와 기온 및 의 증가에 따른 식물성장에 대하여 포괄적으로 고려하였다. A2 시나리오와 B2 시나리오에 의해 예측된 2030년에서 2050년 기간의 모의된 강우평균을 1966년에서 1998년 사이의 관측 강우평균과 비교한 결과 각각 17.7%와 24.5% 증가하는 것으로 나타났다. B2 시나리오에 의한 토양침식량이 A2 시나리오에 의한 값보다 크게 예측되는 것을 확인할 수 있었으며, 총 6개 시나리오(일부 농촌 지역의 도시화 2개 시나리오, 전 농촌 지역의 도시화 2개 시나리오, 식물성장을 가정한 시나리오 2개) 중 일부 농촌 지역이 순차적 도시화가 이루어지는 시나리오를 제외한 나머지의 경우 토양침식이 48%에서 90%까지 증가하는 것을 알 수 있었다. 온도에 의한 식물성장속도의 가속, 높은 증발산을, 그리고 거름효과가 미치는 영향 등을 가정한 시나리오가 토양침식결과는 이를 가정하지 않은 시나리오보다 약 25% 정도 작게 예측되는 것을 확인할 수 있었다. 연구결과 본 대상유역의 미래에는 강우량과 토양침식량이 증가할 것으로 사료되므로, 이에 대한 관심을 가져야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권1호
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• pp.145-157
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• 2012

본 연구에서는 시공간 환경정보를 이용하여 VISIT(Vegetation Integrated Simulator for Trace gases)이라는 생태계 모형 구동하였고, 우리나라의 생태계 탄소 수지를 추정하였다. 모델 구동 결과, 모델은 시뮬레이션 기간인 총 10년 동안 연평균 총일차생산량(GPP)과 순일차생산량(NPP)을 각각 $91.89Tg\;C\;year^{-1}$, $40.16Tg\;C\;year^{-1}$로 추정하였다. 그리고 이 기간 동안 우리나라의 식생 생태계는 연평균 $3.51Tg\;C\;year^{-1}$의 탄소를 흡수하는 역할을 수행한 것으로 추정되었다. 이를 우리나라의 인위적 탄소배출량 자료와 비교한 결과, 2007년 우리나라 식생 생태계는 탄소 흡수원으로서 인위적 탄소배출량의 3.3%를 상쇄시킨 것으로 나타났다. 향후 정확한 탄소수지 추정을 위해서는 신뢰성 있는 입력자료 구축과 다양한 연구 결과와의 비교를 통해 모델 변수의 보정이 필요하다. 하지만 본 연구의 결과는 기후변화 완화를 위한 생태계 관리 전략을 수립하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권4호
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• pp.247-259
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• 2007

전지구적인 생태시스템 안에서 탄소와 물의 흐름은 아주 밀접하게 관련되어 있다. 생태계 물질순환과정을 모사해 주는 모형들은 연구자들이 직접 측정하기 어려운 복잡한 생태계에서의 물질순환 과정들의 상호작용과 그 변화를 예측할 수 있는 도구이다. 이 연구에서는 생태수문모형 RHESSys(Regional Hydro Ecological Simulation System)를 광릉시험림 유역에서 모수화한 후, 다른 지형 조건과 기후 및 식생을 가진 점봉산 강선리 유역에 적용함으로써 RHESSys모수화의 다유역으로의 확장가능성과 문제점 등을 조사하였다. RHESSys는 Geographic Information System(GIS)를 바탕으로 공간적인 탄소와 물 및 영양분의 흐름을 모사하는 생태수문모형이다. 모수화는 광릉시험림 유역의 1982-1999년간 일유량과 나이테 자료로 추정한 임목생장량을 사용하였다. 수직 및 수평 방향의 수리전도도에 관련된 중요 모수들과 임목 생장과 관련된 분배 모수들을 Monte-Carlo 접근법을 사용하여 최적화하였다. 모형결과를 광릉연구지의 실측 토양수분과 비교해 본 결과 RHESSys는 토양수분을 다소 과소평가하는 경향이 있으나, 일변화를 유의하게 잘 모사하였으며, 임목생장량의 연변화를 잘 모사하였다. 광릉연구지에서 개발한 모수를 점봉산 강선리 유역에 적용한 결과, 광릉과 마찬가지로 RHESSys는 토양수분을 다소 과소평가하나 여름철의 중요한 시계열 경향을 유의하게 잘 모사하였다. 또한 실측 공극률의 사용이 모형의 토양수분예측력에 중요함을 확인하였다. 반면에 강선리 유역의 임목생장량에 대해선 모형의 예측력이 높지 않았다. 수문과정 모수에 비해 식생성장 및 분배관련 모수의 경우 단일 유역의 모수화를 타 유역으로 확장하는 데에 상당한 불확실성이 있음을 확인하였다. 각 유역의 임목생장 및 분배 특성을 반영하는 독립적인 모수화 과정이 필요하며 이를 뒷받침해 줄 최소한의 현장측정항목을 발굴하는 후속연구가 필요하다.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권1호
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• pp.12-19
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• 1999

생육기간중 여러 지점의 일별 기상자료에 의해 작물모형을 구동시킴으로써 벼 생육상황의 지역변이를 용이하게 감시할 수 있는 농업기상학적 작황진단기법을 경기도내 168개 읍면에 적용하였다. 기상, 토양, 재배관리 및 품종정보를 각 읍면별로 미리 준비하였다. 모형은 조생종 및 중생종 벼 특성을 갖도록 조정된 CERES-rice로서 예비실험 결과 출수기와 생리적 성숙기 예측은 적절한 것으로 나타났고, 수량은 약간 과다추정이었다. 1997년 기상자료를 이용하여 경기도 내 각 읍면별 정조수량을 추정한 다음 재배면적 가중평균을 구해 이를 시군별로 통합하여 농림부 쌀 생산량 조사자료와 비교하였다. 생육모의에 의한 시군별 단위면적당 수량 추정값의 RMSE는 1035.9였다. 최근 9년간 평균수량에 대한 1997년의 상대수량을 계산한 결과 농림부 자료에 의해 수량증가로 판정된 26개 시군 가운데 22개에서 동일한 경향을 얻었다.