• 제목/요약/키워드: flood Simulation

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UAV 영상을 활용한 수변구조물의 DSM 생성 및 정확도 분석 (DSM Generation and Accuracy Analysis from UAV Images on River-side Facilities)

  • 이수암;김태정;김재인;김민철;장휘정
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.183-191
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    • 2015
  • 태풍, 홍수와 같은 자연재해 발생 시 영상을 기반으로 댐, 보, 교량과 같은 수변 구조물의 피해정보의 정량적인 분석이 가능하면, 피해복구 및 의사결정의 지원에 큰 도움이 된다. 본 연구에서는 수변 구조물의 피해 분석을 위한 초기 과정으로 UAV를 활용한 수변 구조물의 3차원 정보의 획득을 시도하였고, 생성된 DSM의 정확도를 검증하였다. DSM의 생성을 위해 스테레오 기반의 영상정합 기술을 적용하였으며, 각각의 스테레오 정합결과를 생성 후 이를 모자이크하여 최종 DSM을 생성하였다. LIDAR에서 취득한 DSM과 비교하여 정확도를 검증했으며, 처리결과 전체 영역에서 3m 내외의 RMSE 수치가 나옴을 확인하였다. 오류의 원인을 분석해 본 결과, 생성된 DSM은 센서모델을 수립할 때에 필요한 EO 파라메터의 영향을 많이 받음을 확인할 수 있었다. 이후 정확한 GCP의 적용 및 인터폴레이션, 후처리 등의 기술의 개발을 통해 더욱 신뢰할 수 있는 DSM의 생성 시도를 해야 할 것이다. 그리고 본 연구의 목표에 맞게 실제 피해지역에서의 시뮬레이션을 통해 DSM을 이용한 정량적인 피해 분석에 대한 연구를 수행해야 할 것이다.

토양수분 저류구조를 가진 탱크모형의 보정에 관한 연구 (A Study on Calibration of Tank Model with Soil Moisture Structure)

  • 강신욱;이동률;이상호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.133-144
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    • 2004
  • 토양수분 저류구조를 갖는 4단 탱크모형에 SCE-UA전역최적화 기법을 사용하여 목적함수에 따라 보정자료 기간을 달리하여 대청댐 유역에 332회, 소양강댐 유역에 대해 472회의 보정 및 검증을 수행하였다. 그리고 증발산량 산정방법에 따른 매개변수 추정 영향을 검토하기 위해 소형 증발계 증발량, 1963 Penman, FAO-24 Penman-Monteith, FAO-56 Penman-Monteith 방법을 사용하였다. 토양수분 저류구조를 갖는 탱크모형은 표준 4단 모형보다 우수한 결과를 나타내었다. 토양수분 저류구조를 갖는 탱크모형의 매개변수 추정에 적합한 목적함수 두 가지를 확인하였다. 매개변수 추정을 위해 적절한 자료기간은 3년 정도이었으며, 평균강수량 이상인 해와 가물었던 해를 포함하는 것이좋은 결과를 보였다. 그리고 유출률이 적절하지 않은 해를 포함하는 경우에는 8년 이상으로 하는 것이 적절하다고 판단된다. 4가지 증발산량 산정 방법에 의해 추정된 증발산량을 입력으로 모형을 보정한 결과 유사한 매개변수를 나타내었으며, 1963 Penman 방법만이 근소하게 열등하였다.

농업용 저수지, 선행토양함수조건 및 Huff 시간 분포가 유역의 첨두홍수량에 미치는 영향 분석 (Effect of irrigation reservoir, antecedent soil moisture condition and Huff time distribution on peak discharge in a basin)

  • 권민성;안재현;전경수;김태웅
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권5호
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    • pp.417-424
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    • 2018
  • 본 연구에서는 농업용 저수지의 저수율, 선행토양함수조건(AMC) 및 Huff 시간분포가 첨두유출량에 미치는 영향을 몬테칼로 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 저수지 저수율, 선행토양함수조건 및 Huff 시간분포의 적용에 따라 4가지 경우에 대해 첨두홍수량을 산정하고 비교한 결과, 50~300년 빈도의 첨두홍수량은 저수율 100% 또는 AMC­III로 일괄 적용했을 때 각 조건의 발생확률을 고려한 첨두홍수량에 비해 20~30% 크게 산정되었다. Huff 3분위를 일괄 적용했을 때의 첨두홍수량은 발생확률을 고려한 Huff 분위 적용에 비해 5% 크게 산정되어, AMC와 저수지 저수율에 비해 첨두홍수량에 미치는 영향이 적었다.

심층 강화학습을 이용한 지능형 빗물펌프장 운영 시스템 개발 (A Development of Intelligent Pumping Station Operation System Using Deep Reinforcement Learning)

  • 강승호;박정현;주진걸
    • 융합보안논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.33-40
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    • 2020
  • 하천 인근에 위치한 빗물펌프장은 유수지를 대상으로 적절한 규칙에 따라 펌프를 가동함으로써 도심지 및 농경지 침수 피해를 예방하는 기능을 수행한다. 현재 대부분의 빗물펌프장은 유수지의 수위를 기준으로 단순한 규칙 기반의 펌프운영 정책을 사용하고 있다. 최근 지구온난화로 인한 기후 변화가 예측하기 어려운 강우량의 변화를 발생시키고 있다. 따라서 단순한 펌프정책으로는 지구온난화로 인한 갑작스러운 유수지 변화에 적절하게 대처하기 어렵다. 본 논문은 강우량과 저수량, 유수지 수위 등의 정보를 이용해 시스템이 적정 유수지 수위을 유지할 수 있도록 펌프 가동을 선택할 수 있는 심층 강화학습 기반의 자동 빗물펌프 운용 방법을 제시한다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 강우-유출 모의 모델인 Storm Water Management Model(SWMM)을 이용해 모의실험을 수행하고 현장에서 사용되고 있는 기존 펌프 정책과 성능을 비교하였다.

DDoS 공격 탐지를 위한 확장된 블룸 필터 기반의 효율적인 목적지 주소 모니터링 기법 (Efficient Bloom Filter Based Destination Address Monitoring Scheme for DDoS Attack Detection)

  • 유경민;심상헌;한경은;소원호;김영선;김영천
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권3B호
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    • pp.152-158
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    • 2008
  • 최근 DDoS(Distributed Denial of Service) 공격이 네트워크 주요 위협요소로 부각되고 있다. 이들 공격은 주로 특정 victim에 다량의 패킷을 전송하는 특징을 가지기 때문에 발생 패킷들의 목적지 IP 주소를 모니터링하여 공격을 탐지하는 기법들이 제안되었다. 기존의 블룸 필터 탐지 기법은 구조가 간단하고 실시간 탐지가 가능한 장점을 갖지만 목적지 IP 주소의 세부 주소를 독립적으로 모니터링하므로 오탐지율이 높은 문제점을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 목적지 주소의 세부 주소 간 연관성을 정의하여 모니터링하는 확장된 블룸 필터 기반의 효율적인 목적지 주소 모니터링 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 세부 주소를 모니터링하는 테이블뿐만 아니라 세부 주소 간 연관성을 모니터링하는 추가 테이블을 유지한다. 시뮬레이션을 통한 성능 평가 결과 제안한 기법은 기존의 블룸 필터 탐지 기법보다 낮은 오탐지율을 보였다. 또한 공격 탐지 정확성 향상을 위하여 다층의 모니터링 구조를 제안하였으며, 층수와 추가 테이블의 수의 변화에 따라 정확도를 높일 수 있었다.

다방향 흐름 분배와 실시간 보정 알고리듬을 이용한 분포형 강우-유출 모형 개발(II) - 적용 - (Development of Distributed Rainfall-Runoff Model Using Multi-Directional Flow Allocation and Real-Time Updating Algorithm (II) - Application -)

  • 김극수;한건연;김광섭
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권3호
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    • pp.259-270
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    • 2009
  • 본 연구에서는 다방향 흐름 분배 알고리듬과 실시간 유출 보정 알고리듬을 이용하여 개발한 분포형 강우 유출모형의 실제 유역에 대한 적용성을 평가하였다. 안동댐과 남강댐 유역에 대해 각각 우량계 관측자료와 레이더 관측 우량자료를 이용하여 분포형 강우-유출 모의를 수행하였다. 이전의 호우사상에 대한 유역 매개변수 보정 실시 후 보정된 매개변수를 이용하여 다른 호우사상에 대해 모형을 적용하였다. 안동댐 유역에 대해 흐름 군집화 결과를 제시함으로써 다방향 흐름 분배 알고리듬의 흐름추적에 대한 물리적 타당성을 입증하였다. 다방향 흐름 분배 알고리듬을 이용하여 정확도를 유지하면서 계산소요시간 단축이 이루어졌으며 실시간 유출 보정 알고리듬의 적용을 통해 좀 더 향상된 정확도를 갖는 결과가 도출되었다. 본 연구에서 개선된 유역 홍수관리를 위한 분포형 강우 유출 모형의 활용가능성을 제시하였다.

c-DSDV 라우팅 프로토콜에서 클러스터헤드의 혼잡 회피를 위한 적응적 라우팅 방법 (Adaptive Routing Scheme to Avoid Clusterhead Congestion in c-DSDV Routing Protocol)

  • 오훈;윤석열;부쵸우투완
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권3A호
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    • pp.219-224
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    • 2008
  • DSDV의 확장성을 개선하기 위해 제안된 클러스터 기반의 c-DSDV 라우팅 프로토콜은 모든 클러스트헤드들이 클러스터헤드들만을 잠재적 목적지로 하는 라우팅 테이블을 관리하고, 이를 최신으로 유지하기 위해서 각 클러스터헤드는 갱신 요청 메시지를 주기적으로 혹은 토폴로지 변경 시에 이웃 클러스터헤드들에게 플러딩한다. 따라서, 하나의 갱신 메시지에 의한 토폴로지 수렴범위가 9배 이상 확장되어 라우팅 정확도가 크게 개선되었다. 하지만, 전송되는 패킷들이 경로 상의 모든 클러스터헤드를 경유함으로서 클러스터헤드의 혼잡이 발생한다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 패킷 전송 중에 클러스터헤드를 우회할 수 있는 지를 판단할 수 있는 적응적 라우팅 방법을 제안한다. 그 결과, 전송 경로가 단축됨은 물론, 클러스터헤드의 혼잡 감소에 의한 큐의 단축으로 인하여 종단간 지연시간이 크게 개선되었다. 시뮬레이션을 통해서 약 40% 이상 지연 시간이 개선됨을 보였다.

부산 영도 해안의 해수면 상승에 따른 침수대책 연구 (A Study on Flooding Prevention Scheme due to Sea Level Rise at Young-do Coast in Busan)

  • 홍성기;강영훈;이한석
    • 한국항해항만학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.409-418
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    • 2013
  • 기후변화로 인한 해수면 상승이 우리나라 연안에 장기적으로 큰 영향을 줄 것으로 예측되어 다양한 방법을 사용하여 연안에 대한 해수면 상승의 취약성 평가가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 사면이 바다와 접해 해수에 의한 침수가 빈번하여 향후 해수면 상승에 의한 피해가 클 것으로 예상되는 부산의 영도 해안을 대상으로 해수면 상승이 해안에 미치는 영향을 알아보고 그 대책을 마련하였다. 먼저 잠재적 해수면 상승률을 바탕으로 CAD를 이용한 해수면 상승 시뮬레이션을 실시하였으며 다음으로 시뮬레이션결과를 바탕으로 침수범위와 재해위험 지역을 종합적으로 고려하여 피해 예상지역을 추출하였고 최종적으로 침수특성에 따라 지구별로 세분하여 해당 지구에 적합한 대응전략을 수립하였다.

내수침수모의를 통한 배수문 높이결정에 관한 연구 (Study on the Decision of Watergate Stage Using Inundation Simulation for Inland)

  • 추태호;윤관선;윤현철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.1149-1156
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    • 2014
  • 본 홍수피해를 저감하기 위해 하천의 제방 증축, 하도준설, 수리구조물의 설치 등에 있어 적합한 설계가 요구된다. 이 중에서 배수문에 관한 하천설계기준을 살펴보면 설치위치는 7개의 항목으로 나열되어 있으나, 그 기준이 상세하지 않음을 알 수 있다. 제내지의 토지이용 및 유역특성을 반영한 배수문의 적절한 위치를 산정하기 위하여 외수위를 고려한 내수침수모의가 수행되어 정량적 평가가 이뤄져야 한다. 그러나 내수침수모의는 대개 수리 수문학적 특성을 동시에 고려해야 되기 때문에 매우 복잡하고 시간이 오래 소요된다. 따라서, 본 연구에서는 배수문 설치에 대한 정량적 검토를 바탕으로 간편하고 정확한 설계방법을 제시하였다.

기후변화 영향과 강우-유출 모형의 불확실성을 고려한 설계홍수량 변동성 분석 (Variability Analysis of Design Flood Considering Uncertainty of Rainfall-Runoff Model and Climate Change)

  • 권현한;김장경;이종석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.365-365
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    • 2012
  • 이수 및 치수를 위한 수공구조물 설계 및 하천기본계획 수립의 요점은 설계홍수량의 산정에 있으며, 통계적으로 유의성을 가지는 설계홍수량을 산정하기 위해서는 일반적으로 30년 이상 관측된 홍수자료가 요구된다. 우리나라의 경우 대부분의 유역이 미계측 유역이거나 관측년수가 비교적 작은 경우가 많으므로, 상대적으로 자료 연한이 긴 강우자료를 빈도분석한 후 이를 강우-유출 모형에 입력하여 확률홍수량을 추정하는 간접적인 방법이 주로 이용되며 사용된 강우의 빈도가 홍수의 빈도와 동일하다는 가정을 기본으로 한다. 그러나 동일한 강우량이 발생하더라도 강우의 강도, 지속시간, 유역의 선행함수조건 등과 같은 유역 특성에 따라 유출의 특성은 현저히 다르게 나타나며 결국 이러한 특성은 입력자료, 강우-유출 모형, 기후변동성 등과 같은 불확실성 요소로 인식될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 불확실성을 고려할 수 있는 강우-유출 모의기법을 개발하여 이를 통해 홍수빈도곡선을 유도할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 불확실성 분석을 위해 기존 HEC-1 강우-유출 모형에서 Bayesian MCMC 기법을 적용하여 매개변수들의 사후분포를 추정하여 매개변수들의 최적화 및 불확실성 분석을 수행하였다. 마지막으로 기후변화 영향을 통합한 홍수빈도곡선을 유도하기 위해서 극치강수를 모의하는 것이 필요하며, 본 연구에서는 극치값 재현에 있어서 우수한 성능을 발휘하는 Kernel-Pareto Piecewise분포 기반의 강우모의발생 기법을 적용하여 HEC-1모형과 연동되도록 모형을 개발하였다. 본 연구에서 제안하는 방법론은 기존 홍수빈도곡선 유도 방법에서 불확실성을 분석하기 위해 모든 변수들을 독립사상으로 간주하고 Monte Carlo Simulation을 수행함으로서 매개변수들간의 상호연관성, 상관성, 조건부 확률들을 고려할 수 없었던 점을 Bayesian 모형을 통해 매개변수들간의 조건부 확률을 고려한 매개변수의 사후분포 도출을 가능하게 하여 보다 현실적인 강우-유출 관계 도출이 가능하고 불확실성 구간이 자연적으로 도출됨으로서 향후, 신뢰성 있는 수자원 계획수립에 유용한 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

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