• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2019

본 연구에서는 Terra MODIS 위성영상과 Mapping Evapotranspiration at high Resolution with Internalized Calibration (METRIC) 모형을 이용하여 2012년부터 2017년까지 한반도 전국의 증발산량을 산정하고 플럭스 타워 실측 증발산량과 비교하였다. METRIC은 전 세계에 널리 적용된 바 있는 에너지 수지 기반의 Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) 모형의 개념과 기술을 기반으로 현열(Sensible Heat Flux) 추정 모듈을 개선한 모형이다. 본 연구에서 METRIC 모형은 기존 C#으로 개발되어 있던 SEBAL 코드에서 현열 추정 모듈을 수정하였고 연산 속도 개선을 위해 Python으로 재작성하였다. METRIC 모형의 위성 자료로 Terra MODIS 위성의 MOD13A2(16day, 1km) NDVI, MOD11A1(Daily, 1km) Land Surface Temperature (LST) 및 MCD43A3(Daily, 500m) Albedo를 구축하였으며 500m 공간해상도의 Albedo는 1000m 해상도로 resample하여 활용하였다. 기상자료는 기상청 기상관측소의 풍속, 풍속측정높이, 습도, 10분 간격 이슬점 온도, 일사량 자료를 위성 자료와 같은 공간해상도로 내삽(Interpolation)하여 구축하였다. 모형결과 검증을 위해 국내 플럭스 타워 (설마천, 청미천, 덕유산) 증발산량 관측 자료와의 결정계수(Coefficient of determination, $R^2$), RMSE(Root mean square error) relative RMSE (RMSE%), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) 및 IOA(Index of Agreement)를 산정하고, 기존 SEBAL 모형 결과와의 비교를 통해 본 모형의 개선점을 보이고자 한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권4호
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• pp.181-196
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• 2019

홍수는 다양한 원인으로 발생할 수 있으며, 주로 내수배제 불량이나 외수범람을 홍수의 주요 원인으로 주목하고 있으며, 대규모 유역 유출을 발생시키는 강우 또한 빈번히 발생하고 있는 실정이다. 기존의 홍수위험지도는 수리·수문학적 모델링을 통한 분석을 기반으로 하여 방대한 자료의 수집과 복잡한 분석과정으로 인한 장시간의 소요시간으로 넓은 지역에 대한 홍수위험지도 작성이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 이를 극복하고자 홍수위험도 산정 시 필요한 시간과 노력을 절감하고 광범위한 지역에 대한 세밀한 분석을 실시하기 위해 지표유출메커니즘을 고려한 홍수취약지구 선정 기법을 제안하고자 한다. 홍수취약지구 선정 기법을 대상지역인 서울시에 적용하여 2×2 혼동행렬과 ROC(Receiver Operation Characteristic) 곡선을 활용하여 검증함으로써 선정된 취약지구 인근에서 침수피해가 발생하기 쉽다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 이용하여 관리 우선순위를 반영하여 효율적인 예산 배분과 체계적인 방재대책 수립이 가능할 것으로 판단된다.

• 환경정책연구
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• 제10권1호
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• pp.49-70
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• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.321-332
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• 2024

하천 공간의 지표 피복 현황 파악은 하천 관리 및 홍수 재해 예방에 필수적이다. 기존 조사 방법은 전문가에 의한 식생 판독을 통한 식생도 작도 방법이나 식생지수를 활용하는 방법이 활용되어 왔으나, 역동적으로 변화하는 하천 환경을 반영하기에 한계가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 내성천을 대상으로 위성영상 자료를 활용한 랜덤 포레스트 기법을 활용하여 다수 연도의 하천 내 식생 분포를 파악하고, 적용성을 검토하였다. 원격탐사 자료 Sentinel-2 위성 영상을 사용하였으며, 지상 참값(ground truth)은 2016년 내성천 지표 피복 자료를 활용하였다. 랜덤 포레스트 머신러닝 알고리듬을 활용하여 미리 선정된 10개 샘플링 영역으로부터 분류군 별로 1,000개의 표본을 추출하여 훈련 및 검증하였으며, 민감도 분석, 연도별 지표 피복 분석, 정확도 분석을 통하여 적용성을 평가하였다. 연구 결과, 검증 자료 기반의 정확도는 85.1%로 나타났다. 트리 수, 샘플 수, 하천 구역에 대한 민감도 분석 결과, 각각 30개, 800개, 하류에서 효율성이 높았다. 지표 분류 유형은 6개 항목에서 높은 정확도를 보여 지표 피복 분류 결과가 실제 하천 환경을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 정확도 분석 결과, 전체 샘플 중 14.9%의 경계오류와 내부오류를 확인하였으며, 지표 피복 분류 중 산발 식생과 초본 식생을 제외한 항목들은 높은 정확도를 보였다. 본 연구에서는 단일 하천을 대상으로 적용하였지만, 보다 정확하고 많은 자료의 구축을 위해서는 다수의 하천에 대해 지표 피복 분류 기법의 적용이 요구된다.

• 상하수도학회지
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• 제32권6호
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• pp.573-581
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• 2018

The purpose of this study is to evaluate the fixed wing type domestic UAV for monitoring of algae bloom in aquatic environment. The UAV used in this study is operated automatically in-flight using an automatic navigation device, and flies along a path targeting preconfigured GPS coordinates of desired measurement sites input by a flight path controller. The sensors used in this study were Sequoia multi-spectral cameras. The photographed images were processed using orthomosaics, georeferenced digital surface models, and 3D mapping software such as Pix4D. In this study, NDVI(Normalized distribution vegetation index) was used for estimating the concentration of chlorophyll-a in river. Based on the NDVI analysis, the distribution areas of chlorophyll-a could be analyzed. The UAV image was compared with a airborne image at a similar time and place. UAV images were found to be effective for monitoring of chlorophyll-a in river.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.427-435
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• 2000

침수지에 대한 신속하고 정확한 지도의 제작은 홍수재해 복구와 관리 및 예방을 위한 중요한 자료로 사용된다. 타 위성영상에 비하여 기상조건에 관계없이 영상자료의 획득이 용이한 레이더 영상을 이용하여 침수지 조사와 홍수후의 농경지 복구 상태를 파악하고자 하였다. 1999년 여름 경기도 북부 지역에 발생한 홍수 사상을 사례지로 하여 C-band RADARSAT 위성영상을 이용하였고, 침수 시점인 8월 4일 영상과 그 전후 영상을 포함하여 세 시기의 영상을 이용하였다. 영상의 기하보정 및 잡음 제거 등 전처리 과정을 거친 후 세 시기의 영상에서 나타나는 여러 지표물들의 레이더반사신호의 변화를 분석하였다. 수면, 논, 밭 산림 등의 다양한 지표물의 시기별 반사신호를 분석한 결과, 침수되었던 논에서 뚜렷한 반사신호의 차이를 관찰할 수 있었다. 또한 홍수 이후의 영상인 8월 14일 영상을 함께 분석함으로써 침수되었던 논의 복구상태에 따른 차이를 구분할 수 있었고, 이러한 결과는 세 시기의 칼라합성영상에서도 쉽게 판독되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권1호
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• pp.132-142
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• 2003

하천 홍수터 분석을 위해 사용되는 대부분의 컴퓨터 모형에 있어서의 중대한 결점은 홍수에 영향을 받는 도로, 건물 및 교량과 같은 구조물의 위치가 홍수터의 위치와 효과적으로 비교될 수 없다는 것이다. 본 연구에서는 홍수터 결정과 묘사를 위한 지역적 모형을 개발하기 위해 ArcView GIS와 HEC-RAS 모형을 통합하고, ArcView 상에서 2차원 및 3차원 홍수터 구현 및 분석이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다. 연구대상 유역은 남한강 유역에 위치하는 경기도 여주 지역으로서, 대상 유역의 수치지형모형(digital terrain model)은 HEC-RAS 132-142단면 자료와 수치표고모형(digital elevation model)를 합성하여 제작하였다. 연구방법으로 Arcview에서 제작된 홍수터 자료는 HEC-RAS 운영에 있어 정확한 수로 및 제방 자료를 반영하도록 전체 홍수터 단면도를 작성하기 위해 수로 현장측량 자료와 결합하였다. HEC-RAS에서 계산된 수위 자료는 홍수터 경계(flood plain limits)가 ArcView에서 정확하게 표현되도록 하였다. 본 연구는 하천 수로의 일반 지형 및 세부 사항들의 효과적 표현 방법을 제시하였으며, 전체적으로 HEC-RAS와 연계한 지리정보시스템(GIS)이 홍수 재해지도의 자동생성 및 홍수터 분석에 있어 매우 유용하며, 효과적인 환경이라는 것을 입증하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권6호
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• pp.66-78
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• 2011

It is getting difficult to manage water resources in South Korea because more than half of annual precipitation is concentrated in the summer season and its intensity is increasing due to global warming and climate change. Artificial recharge schemes such as well recharge of surface water and roof-top rainwater harvesting can be a useful method to manage water resources in Korea. In this study, potential artificial recharge site is evaluated using geographic information system with hydrogeological and social factors. The hydrogeological factors include annual precipitation, geological classification based on geological map, specific capacity and depth to water level of national groundwater monitoring wells. These factors were selected to evaluate potential artificial recharge site because annual precipitation is closely related to source water availability for artificial recharge, geological features and specific capacity are related to injection capacity and depth to water is related to storage capacity of the subsurface medium. In addition to those hydrogeological factors, social aspect was taken into consideration by selecting the areas that is not serviced by national water works and have been suffered from drought. These factors are graded into five rates and integrated together in the GIS system resulting in spatial distribution of artificial recharge potential. Cheongsong, Yeongdeok in Gyeongsangbuk-do and Hadong in Gyeongsangnam-do, and Suncheon in Jeollanam-do were proven as favorable areas for applying artificial recharge schemes. Although the potential map for artificial recharge in South Korea developed in this study need to be improved by using other scientific factors such as evaporation and topographical features, and other social factors such as water-curtain cultivation area, hot spring resorts and industrial area where groundwater level is severely lowered, it can be used in a rough site-selection, preliminary and/or feasibility study for artificial recharge.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.67-76
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• 2010

본 논문은 수위 측정 영역의 오염 상태에 적응적인 영상 기반 수위 계측 기법을 제안한다. 수위를 측정하기 위해 사용되는 목자판이 진흙, 부유물, 조명의 강한 반사에 의해 얼룩진 경우, 목자판 내부의 수평 성분 패턴이 유지되는 영역의 최종 위치와 목자판과 수면의 색상 차를 이용하여 얻어진 대략적인 수위 위치인 참조 수위와의 거리 차를 측정하여 목자판의 오염 여부를 판단하는 기법을 사용한다. 목자판이 오염되지 않은 경우에는 수평 성분이 유지되는 최종 위치의 근방 하단 영역에서 수평 성분의 분포를 분석하여 히스토그램이 가지는 최대값의 30%이상의 값을 가지는 위치를 수위로 검출하고, 목자판이 오염된 경우는 참조 수위 근방의 색상 변화의 국지적인 정점과 골을 검출한 후 그 변화가 가장 큰 위치를 수위로 검출한다. 검출된 영상 수위는 영상에 보이는 목자판의 눈금을 기준으로 생성한 맵핑 테이블을 이용하여 실제 수위로 변환된다. 제안한 방법의 적용 가능성과 일반성을 평가하기 위하여 실제 교량에 측정 시스템을 구축하고 같은 위치에 기존에 설치된 초음파 기반 측정 시스템과 그 측정치를 비교하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.615-625
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• 2021

태평양 적도 부근에 위치한 팔라우섬과 통가섬 주변 연안해역은 산호초와 맹그로브 및 해초지로 구성된 해역이다. 특히, 산호초 서식지의 표층 해수의 광특성을 이해하는 것은 원격탐사 기반의 서식지 분류의 정확도를 높이고, 열대해역 생태계 특성을 파악하는 데에 도움이 된다. 본 연구에서는 팔라우섬과 통가섬 산호초 서식지의 해수 특성을 파악하고자 해수 표면의 파장별 분광특성 자료를 수집하고, 해수 표층의 부유물 농도, 흡광계수 및 원격반사도 특성을 분석하였다. 또한 부유물 농도 분석 결과에 의거 위성자료 기반 부유물 농도 추정 경험적 알고리즘을 개발 및 검증하였으며, 555, 625, 660 nm 세 개 밴드를 이용한 원격반사도 밴드비와 부유물 농도의 결정계수가 0.98로 높은 상관관계를 보였다. 이와 같이 열대해역의 산호초 서식지는 해양광학적으로 빈영양성의 CASE-I 해수 성향이 강하며, 현장자료의 지속적인 수집과 분석을 이용한 모니터링이 필요한 것으로 판단된다.