• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권1D호
• /
• pp.145-151
• /
• 2009

최근, GIS기술의 급속한 발전에 따라 다양한 공간 수문자료들이 속성정보와 결합되어 다루는 것이 가능해졌고, 집중형 유출모형보다 유역 유출량의 시공간적인 변동을 고려할 수 있는 분포형 유출모형의 구축이 활발하게 연구되고 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 교토대학 방재연구소에서 개발한 장기유출모형을 근간으로 레이더강우량과 연계하여 홍수기에 특화되어 사용할 수 있도록 자체 개발한 K-DRUM모형을 이용하였으며, 금강권역의 용담댐유역($930km^2$)을 시험유역으로 적용하였다. 입력강우로는 진도레이더로 부터 레이더강우 전처리프로그램을 이용하여 모형의 격자해상도에 맞는 분포형 강우를 생성하였다. 또한, GIS수문매개변수를 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들로 부터 추출, 물리적기반의 분포형모형(KDRUM) 의 입력인자로 사용하여 모형의 초기설정을 향상시켰다. 본 연구의 성과는 향후 돌발홍수에 대응한 실시간 단기 강우유출예측시스템을 구축하기위한 기반이 될 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.64-80
• /
• 2018

우리나라의 시민들은 범죄에 대한 일반적인 사항만을 알 수 있을 뿐, 자신이 범죄위험에 얼마나 노출되어 있는지를 파악하기 어렵다. 경찰의 입장에서도 범죄발생 지역을 예측할 수 있다면 경찰력이 부족한 상황에서 효율성 있게 범죄에 대처 가능할 것이지만 아직 우리나라에서는 예측시스템이 없고, 관련 연구도 매우 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 범죄발생 위험지역 예측 자동화 시스템 개발의 첫 번째 단계로 빅데이터로 구축 가능한 범죄정보와 도시지역 자료를 바탕으로 머신러닝 방식을 통해 한국형 범죄발생 위험지역 예측 모형을 개발하고자 한다. 또한 시나리오를 가정하여 범죄발생 확률을 지도로 시각화함으로써 사용자의 이해도를 높이도록 하였다. 선행 연구 및 사례에서 범죄발생에 영향을 미치는 요인 중 빅데이터로 구축 가능한 범죄정보, 날씨정보(기온, 강수량, 풍속, 습도, 일조, 일사, 적설, 전운량), 지역정보(평균 건폐율, 평균 용적율, 평균 높이, 총 건축물수, 평균 공시지가, 평균 주거용도면적, 평균 지상층수)를 머신러닝에 활용할 수 있도록 데이터를 사전 처리하였다. 머신러닝 알고리즘으로서 지도학습 모형 중 다양한 분야에서 활용되며 정확도가 높다고 알려진 의사결정나무모형, 랜덤포레스트모형, Support Vector Machine(SVM)모형을 활용하여 범죄 예측 모형을 구축하고 비교 분석하였다. 그 결과 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error, RMSE)가 낮아 예측력이 높은 의사결정나무모형을 최적모형으로 선정하였다. 이를 바탕으로 가장 빈번하게 발생하는 절도와 폭력범죄를 대상으로 시나리오를 작성하여 범죄 발생 위험지역을 예측한 결과, 사례도시 J시는 위험지역이 3가지 패턴으로 발생하는 것으로 나타났으며, 각각 발생확률을 3 등급으로 구분하여 $250{\times}250m$ 단위의 지도형태로 시각화할 수 있었다. 본 연구는 향후 자동화 시스템으로 개발하여 시시각각으로 변하는 도시 상황에 따라 실시간으로 예측 결과를 시각화하여 제공함으로써 보다 범죄로부터 안전한 도시환경 조성에 기여하고자 한다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.24-36
• /
• 2021

전 세계 다양한 국가들을 비롯하여 우리나라도 생물다양성을 보전하기 위한 노력에 동참하고 있다. 특히 생물종과 관련해서는 특정 생물종을 대상으로 서식적합분석을 실시하여 잠재적인 서식 적지를 찾고 보전방안을 수립하는 연구들이 활발하게 수행되고 있다. 그러나 현재까지 축적된 정보를 바탕으로 한 서식적합지역의 중장기 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 강원도 지역을 대상으로 멸종위기 야생생물 1급으로 지정된 수달을 대상으로 서식적합지역의 시계열 변화를 분석하고 변화 양상을 살펴보고자 하였다. 시계열 변화 분석을 위해서 약 20년간 수행된 2차, 3차, 4차 전국자연환경조사의 수달 종 출현지점 조사자료를 이용하였다. 또한 각 조사시기 별 서식환경을 반영하기 위해 조사시기와 일치하는 토지피복도를 환경변수 제작에 활용하였다. 서식적합지역 분석을 위해서는 종의 출현 정보만을 바탕으로 모델 구동이 가능하며, 선행연구를 통해 신뢰도가 높다고 입증된 MaxEnt 모형을 사용하였다. 연구결과, 각 조사시기 별 수달의 서식적합지역 지도가 도출되었으며, 하천을 중심으로 서식지가 분포하는 경향이 나타났다. 모델링 결과 도출된 환경변수의 반응곡선을 비교하여 수달이 선호하는 서식지의 특성을 파악하였다. 조사시기 별 서식 적지의 변화를 살펴본 결과, 2차 전국자연환경조사를 기반으로 한 서식 적지가 가장 넓은 분포를 나타냈으며, 3, 4차 조사의 서식 적지는 면적이 줄어드는 경향을 나타냈다. 또한, 3개 조사시기 분석결과를 종합하여 서식 적지의 변화 양상을 분석하고 유형화하였다. 변화 유형에 따라서 현장조사, 모니터링, 보호지역 설정, 복원계획과 같이 서로 다른 보전계획을 제안하였다. 본 연구는 수달 서식 적지의 위치와 면적의 시계열 변화를 볼 수 있는 종합분석 지도를 제작하고, 지역별 서식 적지 변화 유형에 따라 필요한 보전계획을 제안하였다는 점에서 의의를 갖는다. 본 연구에서 제안된 방법과 결과는 향후 서식지 보전 및 관리 방안 수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.289-298
• /
• 2006

만경강 하구역 염습지에서 조사된 관속식물은 10과 25속 29종 3변종으로 총32종류(taxa)가 조사되었으며, 귀화식물은 5과 6속 6종 1변종 총7종류(taxa)이 조사되었다. 식물의 생활형에서 휴면형은 반지중식물(H)이 10종, 31.3%로서 1년생식물의 10종과 동일하게 분포하고 있으며 번식형에서는 중력산포형이 23종으로 71.9%로 나타났다. 생육형을 보면 직립형이 9종, 총생형이 9종, 후직립형이 5종으로 조사되었다. 식생의 특징은 조간대가 넓게 펼쳐져 있어서 조수의 영향을 강하게 받고 있다. 식생의 구성종으로는 칠면초가 가장 높은 우점도를 보이고 있으며, 갯개미취, 모새달, 갈대, 비쑥, 천일사초 등이 주로 나타난다. 표조작법에 따라 식물군락을 분류한 결과 칠면초 군락, 갯개미취-비쑥 군락, 해홍나물 군락, 해홍나물-칠면초 군락, 천일사초 군락, 갈대 군락, 털물참새피 군락, 갯개미취 군락, 칠면초-갯개미취 군락, 갯개미취-칠면초 군락, 모새달 군락의 11개 군락으로 구분되어졌으며, 염습지내 식생의 분포는 저위염습지와 고위염습지의 지형적 차이에 큰 영향을 받고 있는 것으로 보인다. 칠면초 군락은 우리나라 서남해안 갯벌 염습지의 우점종으로서 본 조사지역내 저위염습지에서는 순군락을 이루고 있다. 염습지의 수로, 습지, 해안하구 주변에서는 주로 갈대가 군락을 이루고 있으며, 기수지 역, 염습지내 토사가 퇴적된 곳 등에서는 천일사초가 집중반상으로 군락을 이루고 있다.

• 한국지역지리학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.373-384
• /
• 2003

북한 회령지역을 중심으로 1987(TM)년과 2001(ETM)년의 Landsat 위성영상을 통하여, 농경지 개간에 따른 토양 침식량을 분석하였다. 분석을 위해 Landsat 영상 외에 수치고도자료, 1:5만 토양도와 지질도, 20년간 평균 강수량 자료 등을 이용하였다. 위성영상 분석은 연구목적상 농경지, 시가지, 산림지, 하천, 사질퇴적지 등 5개 항목으로 밴드 1, 2, 3을 이용하여 감독분류하였다. 토양 침식량을 측정하기 위하여 RUSLE 모델을 적용하고, AML 언어를 통해 계산하였다. 위성영상과 수치고도모델의 지리좌표일치를 위해 수치고도모델을 푸리에 전환하는 방법을 이용하였으며, GTD는 지형도상의 지표 정보를 이용하였다. 두 시기 모두 침식량이 연간 100 ton 이상의 지역은 하천과 시가지 배후사면이지만, 2001년에는 산록구릉대까지 확대되고 있다. 농경지의 경우 1987년에 비해 2001년에는 평균고도 24m 경사도 $0.8^{\circ}$가 상승했으며, 두 시기 간에 확대된 농경지는 평균 고도 75m, 경사도는 $2.5^{\circ}$가 상승하였다. 토양침식이 상대적으로 많은 고도는 $300{\sim}500m$이며, 이 고도에서의 침식량은 2001년 85 ton에서 2001년 57 ton으로 증가하였다. 경사도에서는 두시기 모두 $30{\sim}50^{\circ}$에서 높은 침식량을 보이고 있으며, 2001년에는 $30^{\circ}$이하에서도 높은 증가율을 보이고 있다. 산사태의 위험이 높은 침식량 200 ton 이상 지역은 1987년 $28.6km^2$에서 2001년 $48.8km^2$로 현저히 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.199-206
• /
• 2004

국가 전체의 토양유실량을 산정하기 위하여 범용토양유실예측공식 (USLE)과 개정 범용토양유실예측공식(RUSLE)의 각 인자를 재평가하였다. 정 외 (198,B)과 박 외 (2000)의 연구결과를 거리역산가중치법으로 계산하여 전국 150개 시군의 강우유출인자 (R)를 평가하였고, 한국토양총설 (1992), Taxonomical Classification of Korean Soils (2000), 농업환경변동조사사업 보고서 (2003)에 수록되어 있는 정보를 이용하여 390개 토양통, 1321개 토양상에 대한 토양침식성인자 (K)를 산출하였다. 지형인자 (LS)는 1 25,000 토양도를 이용하여 경사도, 경사장, 토지이용에 따른 대표 값을 산정하였으며 식생피복인자 (C)와 침식조절인자 (P)는 지난 27년간 농업과학기술원 토양보전분야의 연구결과를 종합하여 정리하였다 강우유출인자는 시군에 따라 2322-6408 MJ mm $ha^{-1}$ $yr^{-1}$ $hr^{-1}$이었으며 전체평균은 4276 MJ mm ha $yr^{-1}$ $hr^{-1}$이었다. 우리나라의 평균 토양침식성인자는 0.027 MT $r^{-1}$ $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$이었으며 강 상류 및 내륙에 위치한 충북. 경북, 강원 등에서 낮았고, 경기, 충남, 전남등에서 높았다 토지이용별로 보면 논이 0.034 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$로 가장 컸고 밭, 임지, 초지가 각각 0.026, 0.019, 0.020 MT hr $MJ^{-1}$ $mm^{-1}$이었다. 밭의 작물인자는 0.06-0.45였으며 초지는 0.003이었다. 침식조절인자는 토양보전농법에 따라 0.01-0.85로 평가되었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제36권5_3호
• /
• pp.1109-1123
• /
• 2020

국토 대부분이 산림으로 구성되어 있는 대한민국은 매 년 많은 산불이 발생한다. 산불은 토양의 전단강도를 약화시켜 산사태에 취약한 토양층을 만들기도 하고, 수목의 복구가능여부에 따라 다른 계획 설립이 필요하기 때문에 산불피해면적 뿐만 아니라 피해강도에 대한 파악도 중요하다. 위성 원격탐사를 통한 산불피해강도 추정 연구가 많이 수행되어 왔으나, NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)와 NBR(Normalized Burn Ratio) 등과 같은 단일 인자의 시계열 변화만을 이용하여 피해강도를 파악하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 Sentinel-1A SAR-C (Synthetic Aperture Radar-C)와 Sentinel-2A MSI(Multi Spectral Instrument)센서의 자료를 이용하여 기계학습방법을 통한 산불 피해강도 탐지 모델들을 제시하였다. 2017년 5월 삼척, 2019년 4월 강릉·동해, 2019년 4월 고성·속초 총 세개의 산불사례를 이용하여 RF(Random forest), LR(Logistic regression), SVM(Support Vector Machine)기계학습 모델을 구축하였다. 연구결과, random forest 모델이 82.3%의 총정확도로 가장 높은 성능을 보여주었다. 모델의 범용성 및 학습자료 민감도 확인을 위해 사례교차검증도 추가 시행하였는데, 그 결과 사례들의 시기적 차이에 의한 식생활력 및 재생도의 차이에 민감도가 높음을 확인하였다. 이는 추후 다양한 시공간적 사례를 추가할 시 개선이 될 것으로 보인다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.59-65
• /
• 2005

1:25,000 수치정밀토양도와 (R)USLE를 이용하여 우리나라 전역의 토양침식 위험성을 평가하고 토양침식등급을 이용하여 등급에 따른 토양보전방법을 제시하고자 하였다. 우리나라에서 강우인자 값이 높은 지역은 경기의 김포, 강화, 전남 고흥, 여수, 장흥과 경남 고성, 사천, 진해, 통영 등으로 주로 전남, 경남의 남부 해안과 경기지역의 서부 해안에 밀집되어 있었으며 반면, 경북 영덕, 영천, 구미, 포항, 군위 등의 강우인자 값이 작았다. 토양침식성 인자는 경기, 충남, 전북, 전남의 서부해안지역이 컸으며 강원, 충북, 경북, 충남 내륙지역에서 작았다. 밭의 평균 경사도는 강원 평창이 30.1%로 가장 높았으며 태백산에서 지리산에 이르는 소백산맥 주변에 위치한 지역의 밭 평균 경사도가 높았다. 우리나라 밭토양의 연간 총유실량은 전남이 가장 많았고 경북, 경남의 순으로 나타났다. 밭토양의 단위면적당 연간 토양유실량은 경남이 가장 높았고 전남, 강원 순으로 높았다. 시군단위로 분석한 결과 강원 평창의 밭 단위면적당 토양유실량이 가장 많았으며 경남 남해, 고성, 강원 정선 등의 단위면적당 토양유실량이 많았다. 이는 경남과 전남의 경우 강우인자가 크며 경남과 강원지역의 밭이 경사도가 크기 때문이었다. 논은 토양침식 위험성이 대부분 "매우 적음" 또는 "적음" 등급에 해당하였으며 밭은 전체 밭 면적 중 23.5%가 "매우 심함" 등급이었다. "매우 심함" 등급에 해당하는 밭 중에서 경사가 15% 이상 (D-F slope)이 $133.6{\times}10^3ha$로 많았으나 7-15% (C slope) 경사임에도 "매우 심함" 등급에 해당하는 밭도 $34.5{\times}10^3ha$가 분포하였다. 또한 시군별 1:25,000 수치정밀토양도를 이용하여 토양상별 토양침식등급을 도시한 토양침식도를 작성하였다. 농경지로서 수용가능한 토양유실의 목표치를 $11Mg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ (1년에 약 1 mm)로 규정할 때 "보통", "약간 심함" 등급인 밭은 농경학적 토양보전농법, "심함" 등급인 밭은 토목적인 토양보전농법을 통해 목표치를 달성할 수 있을 것으로 판단되었다.