• 한국측량학회지
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• 제31권2호
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• pp.143-150
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• 2013

최근 기후 온난화, 오존층 파괴, 열대림의 감소, 사막화 등의 환경문제가 이미 한 국가 문제를 넘어 범세계적인 지구환경문제로 대두되면서 이를 해결하기 위한 국제적인 관심과 노력이 다양하게 진행되어 왔다. 본 연구에서는 원격탐사 기법을 이용하여 도시의 녹지증가를 정량적으로 산출하고, 온도 추출을 통해 도시의 온도변화를 파악하고자 하였다. 2002년 5월과 2009년 5월 Landsat TM영상을 이용하여 연구대상지의 녹지 면적변화와 열변화를 분석하였으며, 도심의 지표면 온도를 추출하기 위해 Landsat TM 열적외선 영역센서인 Band 6의 분광밝기정도를 이용하여 표면온도분포를 산출하였다. 연구결과, 도심지 녹지의 면적이 $2.97km^2$ 증가하였으며, 도시의 지표온도가 약$0.6^{\circ}C{\sim}0.8^{\circ}C$ 낮아졌음을 제시하였다. 향후 원격탐사 및 실측자료를 바탕으로 도심 온도변화에 대한 추가적인 연구가 이루어진다면 도시환경문제 해결에 크게 기여할 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권1호
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• pp.73-80
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• 2009

인간은 보다 질 높은 생활환경속에서 쾌적한 생활을 영위하기 위하여 친 환경적인 도시개발사업과 환경 복원사업에 많은 관심을 가지고 있다. 특히 대규모 개발사업의 경우 복원 전후의 기상환경변화 분석과 지속적인 모니터링 수행은 최근 국민적 관심인 열섬완화 효과와 바람 길조성 등과 같은 환경개선 분야에 많은 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 서울시 청계천을 대상으로 복원 전후의 지표 열 분포도를 작성하고 열 환경 변화를 분석하여 복원 후에 지표온도가 낮게 나타남을 알 수 있었다. 이를 위하여 ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission Reflection Radiometer)의 TIR(Thermal Infrared) 영상자료를 이용하여 도시 지표면의 온도를 추출한 후 AWS(Automatic Weather System) 기상관측자료와의 상관성 분석하였다. 향후 청계천 주변의 지표 열 패턴변화에 대한 이해와 도시 하천과 녹지의 열 완화 효과를 정량화하여 상세 도시기상 모델 개발 인프라를 마련할 수 있으리라 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.32-32
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• 2023

Incidences of urban flood and extreme heat waves (due to the urban heat island effect) are expected to increase in New Zealand under future climate change (IPCC 2022; MfE 2020). Increasingly, the mitigation of such events will depend on the resilience of a range Nature-Based Solutions (NBS) used in Sustainable Urban Drainage Schemes (SUDS), or Water Sensitive Urban Design (WSUD) (Jamei and Tapper 2019; Johnson et al 2021). Understanding the impact of changing precipitation and temperature regimes due climate change is therefore critical to the long-term resilience of such urban infrastructure and design. Cuthbert et al (2022) have assessed the trade-offs between the water retention and cooling benefits of different urban greening methods (such as WSUD) relative to global location and climate. Using the Budyko water-energy balance framework (Budyko 1974), they demonstrated that the potential for water infiltration and storage (thus flood mitigation) was greater where potential evaporation is high relative to precipitation. Similarly, they found that the potential for mitigation of drought conditions was greater in cooler environments. Subsequently, Jaramillo et al. (2022) have illustrated the locations worldwide that will deviate from their current Budyko curve characteristic under climate change scenarios, as the relationship between actual evapotranspiration (AET) and potential evapotranspiration (PET) changes relative to precipitation. Using the above approach we assess the impact of future climate change on the urban water-energy balance in three contrasting New Zealand cities (Auckland, Wellington, Christchurch and Invercargill). The variation in Budyko curve characteristics is then used to describe expected changes in water storage and cooling potential in each urban area as a result of climate change. The implications of the results are then considered with respect to existing WSUD guidelines according to both the current and future climate in each location. It was concluded that calculation of Budyko curve deviation due to climate change could be calculated for any location and land-use type combination in New Zealand and could therefore be used to advance the general understanding of climate change impacts. Moreover, the approach could be used to better define the concept of urban infrastructure resilience and contribute to a better understanding of Budyko curve dynamics under climate change (questions raised by Berghuijs et al 2020)). Whilst this knowledge will assist in implementation of national climate change adaptation (MfE, 2022; UNEP, 2022) and improve climate resilience in urban areas in New Zealand, the approach could be repeated for any global location for which present and future mean precipitation and temperature conditions are known.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제23권5호
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• pp.1-14
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• 2020

In order to improve the urban thermal environment, efforts are being made to increase green areas in cities that include park construction, planting, and green roofing. Among these efforts, urban parks play an important role not only in improving the urban thermal environment, but also in terms of ecosystem services (serving as resting places for citizens, providing cleaner air quality, reducing noise, etc.). Therefore, the purpose of this study is to suggest planning and management guidelines for urban parks that are effective in improving the thermal environment, by analyzing the urban surface temperature reduction performance of urban parks. To do this, first, land surface temperature was calculated by using Landsat 8 images. Second, the PCI (Park Cool Island) index was calculated to identify the temperature reduction performance of urban parks. Third, the characteristics of parks (area, shape, vegetation) and the surrounding spatial characteristics (land cover, building-related variables, etc.) were identified. Finally, the relationship between the PCI indices (PCI scale, PCI effect, PCI intensity) and the characteristics of the parks and their surroundings were analyzed. The results revealed that the parks consisting of a larger area, simple shape, and higher tree coverage ratio had increased PCI performance, and were advantageous for improving the urban thermal environment. Meanwhile, PCI performance was found to have decreased in areas with a higher impermeable area ratio and building coverage ratio. The outcomes of this study can be used to identify priority areas for planning and management of urban parks and can also be utilized as planning and management guidelines for improving urban thermal environment.

• KIEAE Journal
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• 제12권5호
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• pp.3-10
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• 2012

In this study, the influence of decentralized rainwater management over the changes in evapotranspiration was analyzed. The analysis method was obtained by establishing the decentralized rainwater management plan according to different scenarios, and subsequently examined evapotranspiration in the plan. Scenario 1 refers to the analysis of the existing situation, in which was 100% of a parking lot is asphalt pavement. In Scenario 2, the pavement of the parking surface in the parking lot is replaced with lawn blocks. In Scenario 3, some asphalt pavement was removed to establish a flower-bed type infiltration system to allow rainwater to permeate. In Scenario 4, infiltration and storage of rain water would be achieved by transforming the parking surface into lawn blocks, keeping the asphalt for the parking road while establishing a vegetation strip. The amount of evapotranspiration of the target site was analyzed with a water budget analysis program (CAT) using the 2001 meteorological data for each scenario According to the analysis values of S2 and S3, it was found that evapotranspiration is critically affected by the amount of area replaced with pervious area in the total target site. An energy equivalent to 680kWh is required for 1 ton of water to evaporate. Hence, it can be seen that the active inducement of evapotranspiration in urban area makes a positive contribution not only to heat island mitigation, but also to the small-scale water circulation process in a city.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.65-81
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• 2019

본 연구는 대한민국 경상남도 김해시를 대상으로 토지피복유형과 도시온도 간의 관계성을 분석하였다. 자료는 2000~2010년의 토지피복도와 MODIS 표면온도, RCP 기반 한반도 상세 기온자료를 활용하였다. 시가화지역의 면적비율과 표면온도의 상관성은 0.417, 농업지역은 0.512, 산림 지역은 -0.607로 나타났다. 표면온도와 기온의 상관성은 0.301이었다. 기온과의 상관성에서는 시가화지역이 0.275, 농업지역 0.226, 산림지역 0.350으로 분석되었다. 시가화지역과 농업지역은 면적이 증가할수록 표면온도와 기온이 증가하는 것으로 나타났고, 산림지역은 반대의 향상을 보였다. 구조방정식 모형 결과에서는 시가화지역과 농업지역은 표면온도 상승에 직접적인 효과가 있고, 산림지역은 기온 저감에 직접적인 효과가 있었다. 향후에는 지표면 부근에서 측정된 기온자료를 활용하여 공간특성의 변화에 따른 표면온도와 기온의 관계성을 파악하는 것이 필요하며, 이를 통해 도시 및 환경계획 차원에서 도시열섬 완화를 위한 방안을 마련할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_4호
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• pp.1179-1194
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• 2020

본 연구에서는 지상기상센서가 설치되지 않은 미 관측지점의 기온정보를 추정하기 위하여 K-최근접 이웃, 랜덤 포레스트, 신경망 알고리즘을 대상으로 위성영상을 이용하여 기온자료를 산출하고 그 정확성을 평가·분석하고자 하였다. 위성영상자료는 2019년에 취득된 Landsat-8과 MODIS Aqua/Terra을 이용하였으며, 기상자료는 기상청과 산림청의 AWS/ASOS 자료를 이용하였다. 또한 추정 정확도를 향상시키기 위하여 수치표면 모델, 일사량, 경사방향, 경사도를 생성하여 이용하였다. 머신러닝 알고리즘 정확도 비교는 10-fold 교차검증을 통하여 R²(결정계수) 및 RMSE(평균제곱근오차)의 통계량을 계산하여 대상지역별 추정결과를 비교하였다. 그 결과 신경망 알고리즘이 R²=0.805, RMSE=0.508로 세 알고리즘 중 가장 안정적인 결과를 나타내었다. 신경망 알고리즘을 구축된 위성영상 데이터셋에 적용하여 2019년 6월부터 9월까지의 평균기온 지도를 생성할 수 있었으며 세밀한 기온 정보를 관측할 수 있음을 확인하였다. 연구 성과는 폭염 대응 정책, 열섬완화 연구 등 국가재난안전 관리에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권2호
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• pp.75-82
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• 2018

Green roof in Korea has been recognized as part of landscape area and local governments enacted municipal ordinance for supporting green roof thereby assisting part of expenses spent for green roof within a range of budget for buildings which are eligible for the green roof support of existing buildings. However, it is necessary to enforce a regulation of mandatory green roof for new buildings in order to expand green roof application and provide a variety of assistances such as subsidy payment, tax relief, and mitigation of floor area ratio-related regulation as done in other advanced nations. In particular, LEED(Leadership in Environmental and Energy Design) in the USA applies additional point directly for green roof in terms of the reduction in heat island effects. For example, the following items are beneficial to have additional points: habitat preservation or restoration, external space, rainwater management, reduction in outdoor water usage, minimum energy performance, and optimum energy performance. In addition, the BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method) in the UK specifies green roof as one of assessment items to be complied in terms of diversity of species. As such, LEED and BREEAM reflect direct and indirect effects of green roof on assessment criteria, which suggest a direction to green building certification criteria in Korea where only additional points are given for green roof according to soil depth.

• 한국조경학회지
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• 제41권6호
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• pp.107-116
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• 2013

본 연구는 저토심 옥상녹화모듈의 빗물유출 및 도시열섬 저감효과를 정량적으로 평가하기 위해, 저토심 경사 평지붕 녹화모듈의 저류 및 증발산 특성을 규명한 것이다. 이를 위해 기린초를 식재한 라이시미터(깊이 100mm)를 4방향(동, 서, 남, 북)의 50% 경사 지붕과 평지붕 위에 구축하였다. 그리고 저토심 경사지붕 및 평지붕 녹화모듈을 대상으로 연간 수분보유량 및 저류량과 증발산량 그리고 옥상과 평지붕 녹화모듈의 표면온도를 2012년 9월 1일부터 2013년 8월 31일까지 1년간 연속적으로 측정하였다. 측정된 자료를 근거로 분석한 녹화모듈의 저류 및 증발산 특성은 다음과 같다. 경사지붕 녹화모듈의 수분보유량은 눈이 오는 겨울철을 제외하면 강우 직후 8.7~28.4mm까지 상승하였으며, 무강우 지속 시 3.3mm까지 저하하는 것으로 나타났다. 경사지붕 녹화모듈은 최대 22.2mm까지 강우를 저류했던 것으로 나타났다. 녹화모듈의 강우량 대비 강우 저류율 예측식은 경사지붕의 경우 [강우 저류율(%)=-18.37 ln(강우량(mm))+107.75, $R^2$=0.79], 평지붕의 경우 [강우 저류율(%)=-22.64 ln강우량(mm))+130.8, $R^2$=0.81]였다. 경사지붕 녹화모듈의 증발산량은 강우 후 경과일수에 따라 급격히 감소하였으며, 봄철과 가을철에는 로그함수형으로, 여름철에는 거듭제곱함수형으로 감소하였다. 그리고 경사지붕 녹화모듈의 강우 후 일증발산량은 여름 > 봄 > 가을 > 겨울 순으로 높게 나타났다. 이는 일사량 및 기온의 차이에 의한 것으로 사료된다. 녹화모듈의 증발산량은 강우 후 3~5일간 2~7mm/day에서부터 1mm/day 미만으로 급격히 감소하였으며, 이후 완만하게 감소하였다. 이는 녹화모듈에 식재된 기린초는 수분이 충분할 경우에는 수분을 급격히 소비하고, 수분이 부족할 때는 수분을 보존한다는 것을 시사한다. 여름철 알베도는 옥상면이 0.151, 옥상녹화면이 0.137 그리고 겨울철 알베도는 옥상면이 0.165, 옥상녹화면이 0.165로 나타나, 옥상면과 옥상녹화면의 알베도에는 큰 차이가 없었다. 여름철 녹화에 의한 표면온도의 저감효과는 일평균표면온도가 $1.6{\sim}13.8^{\circ}C$(평균 $9.7^{\circ}C$), 일최고표면온도가 $6.2{\sim}17.6^{\circ}C$(평균 $11.2^{\circ}C$)로 나타났다. 겨울철 녹화에 의한 온도 차이는 일평균 표면온도가 $-2.4{\sim}1.3^{\circ}C$(평균 $-0.4^{\circ}C$), 일최고표면온도가 $-4.2{\sim}2.6^{\circ}C$(평균 $0.0^{\circ}C$)로 크게 나타나지 않았다. 증발산량이 증가함에 따라 녹화에 의한 저감온도가 선형함수형으로 커지는 것으로 나타났으며, 증발산량에 따른 저감온도의 예측식은 [저감온도($^{\circ}C$)=$1.4361{\times}$증발산량(mm)+8.83, $R^2$=0.59]였다. 무강우 지속 시 녹화에 의한 표면온도 저감은 세덤 수관에 의한 차양효과에 의한 것으로 판단되었다. 본 연구 결과, 녹화모듈에 의한 저토심 옥상녹화는 저류와 증발산 작용에 의해 빗물 유출 및 도시열섬 관리에 긍정적인 효과를 준다는 것을 규명하였다. 또한 기린초는 무관수 저토심 옥상녹화용 수종으로 이상적 식물재료이며, 장기적인 도시열섬 완화라는 측면에서는 기린초의 증발산효과뿐 아니라 차양효과를 고려해야 한다는 것을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.799-807
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• 2016

본 연구는 기상이변과 도시열섬현상으로 국지성 호우가 잦아져 도시침수피해가 매년 반복되고 있으며, 건기시에는 비가 모자라 지하수 부족으로 이어져 하천 건천화 현상이 빈번히 발생하고 있어 이를 해결하고자 "도시침수 저감을 위한 by-pass 빗물침투성 우수관거"를 제안한다. 집중호우로 확률년수 이상의 호우발생시 관거를 확대 교체하지 않고 기존우수 관거를 그대로 사용하며 배제시스템과 연계하여 by-pass 빗물침투성 우수관거를 설치하여 본 연구지역 대한민국 서울특별시 강남구 강남역사거리 지역 3.07 ha에서 관거확대공사와 비교시 평균 27백만원(44%) 공사비절감 및 기존 우수관거 유지로 별도의 우수처리 대책이 불필요하다. "도시침수 저감을 위한 by-pass 빗물침투성 우수관거"는 여름철 확률년수 이상의 비가 오더라도 by-pass관로를 통하여 통수능력을 증가시키며, 봄, 가을에 내리는 소량의 비는 by-pass 침투공을 통하여 전량 지중 수자원 확보에 기여한다.