• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.360-369
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• 2012

토양의 생성에는 모재, 기후, 지형, 생물요인, 시간 등의 5가지 요인이 작용하고 있다고 알려져 왔다. 이 연구는 제주도 토양을 대상으로 환경요인만으로 토양통을 예측하는 알고리즘을 이용하여, 정량적인 분석 방법을 이용해 환경요인과 토양분포의 관계를 알아보고자 하였다. 분석을 위한 환경요인으로는 온도, 강수량, 지표지질, 해발고도, 경사도, 경사향, 주변과의 고도차, 지형습윤지수, 해안으로부터의 거리, 산정상으로부터의 거리, 토지이용현황을 선택하였다. 토양통별로 각각의 환경요인의 평균과 표준편차 또는 면적비를 구하고, 이를 이용하여 토양통이 분포할 수 있는 환경요인의 범위와 확률을 구하였다. 환경요인별 확률을 결합시켜 분포 가능한 토양통의 순위를 제시하는 알고리즘을 작성하였고, 이를 이용하여 토양통을 예측한 결과 1순위 내에 33%, 2순위 내에 62%, 5순위 내에 74%를 정확하게 기존의 토양도와 일치시킬 수 있었다. 알고리즘을 이용하여 제주 전 지역의 환경요인을 이용하여 예측되는 토양도를 토양목, 대군 등으로 분류하 여 나타낸 결과 북부 해안가에 Entisols이 분포하고 해발고도가 높아지면서 Alfisols, Andisols이 나타난 반면, 서부지역에서는 해안가의 Alfisols에서 해발고도가 높아지면서 Ultisols, Andisols의 순으로 나타나고 있어, 토양의 생성과 관련되어 모형을 이용한 추가적인 연구가 필요하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권4호
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• pp.343-347
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• 2010

우리나라 농경지 이용형태에 따라서 인산유출 잠재력과 합리적인 농경지 인산관리 기준을 설정하기 위해서 경남 통영시, 창녕시 및 진주시의 논, 밭, 시설재배지 토양을 각각 100, 100, 75 곳에서 채취하여 인산유출 변곡점을 분석하였다. 조사지역의 논, 밭, 시설재배지의 평균 유효인산 함량은 각각 86, 619, 796 mg $P_2O_5$/kg로 농경지 이용형태에 따라 토양의 인산함량은 큰 차이를 보였다. 논 토양에서는 유효인 산함량이 증가함에 따라 0.01M $CaCl_2$ 함량도 직선적으로 증가하여 변곡점이 나타나지 않았다. 반면 밭과 시설재배지에서는 토양 유효 인산 함량이 약 520 mg $P_2O_5$/kg에서 0.01M $CaCl_2$ 가용성 인산 함량이 급격하게 증가하는 변곡점이 확인되었다. 따라서 밭과 시설재배지에서 주변 수계로 인산 유출량을 저감하기 위해서는 농경지 유효인산 함량을 520 mg $P_2O_5$/kg 이하로 관리하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 대기
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• 제26권1호
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• pp.111-126
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• 2016

In the numerical weather model, surface properties can be defined by various parameters such as terrain height, landuse, surface albedo, soil moisture, surface emissivity, roughness length and so on. And these parameters need to be improved in the Seoul metropolitan area that established high-rise and complex buildings by urbanization at a recent time. The surface roughness length map is developed from digital elevation model (DEM) and it is implemented to the high-resolution numerical weather (WISE-WRF) model. Simulated results from WISE-WRF model are analyzed the relationship between meteorological variables to changes in the surface roughness length. Friction speed and wind speed are improved with various surface roughness in urban, these variables affected to temperature and relative humidity and hence the surface roughness length will affect to the precipitation and Planetary Boundary Layer (PBL) height. When surface variables by the WISE-WRF model are validated with Automatic Weather System (AWS) observations, NEW experiment is able to simulate more accurate than ORG experiment in temperature and wind speed. Especially, wind speed is overestimated over $2.5m\;s^{-1}$ on some AWS stations in Seoul and surrounding area but it improved with positive correlation and Root Mean Square Error (RMSE) below $2.5m\;s^{-1}$ in whole area. There are close relationship between surface roughness length and wind speed, and the change of surface variables lead to the change of location and duration of precipitation. As a result, the accuracy of WISE-WRF model is improved with the new surface roughness length retrieved from DEM, and its surface roughness length is important role in the high-resolution WISE-WRF model. By the way, the result in this study need various validation from retrieved the surface roughness length to numerical weather model simulations with observation data.

• 한국조경학회지
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• 제43권4호
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• pp.98-111
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• 2015

도시개발과 기후변화로 인해 증가하는 도시침수, 지하수 고갈, 하천오염 그리고 도시 열섬 현상 등의 환경문제는 도시 물순환 회복을 통해 경감시킬 수 있다. 효과적인 물순환 회복 계획수립을 위해서는 개별 사업이나 소규모 시설에 대해 물수지 현황과 변화를 면적으로 나타낼 수 있는 지도형태의 분석틀이 필요하다. 이를 위해, 토양-식생 기반의 물수지 모델 BAGLUVA의 구조를 분석하고, BAGLUVA 모델의 수문요소와 입력자료와 관련된 우리나라 관련 연구결과에 대해 조사하였다. BAGLUVA 모델은 기후, 토지이용, 지형, 토양수문 그리고 관개 등의 5가지 부문으로 구성된다. 5가지 구성요소의 상호 연계 구조와 개별 입력데이터 그리고 지형 계수, 최대증발산 비율, 유효근권 등의 개념과 적용 방법을 비교 분석하였다. 그리고, 실제 증발산량-잠재증발산량-강수량 간의 관계를 매개하는 Bagrov 계수의 산정 방식을 나타내었다. 면적단위의 토지이용별 물순환지도(Hydrotope Map)를 통해, 임의의 소규모 지역 물수지 현황을 효과적으로 파악할 수 있다. 그리고, 물순환 보전 및 관리를 위한 분산형 빗물관리, 저영향개발(LID) 시설의 계획 설계 상의 목표량 설정을 공정하고 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 수자원 관리를 조경 및 도시계획에 통합시키는 유용한 도구이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제26권4호
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• pp.537-549
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• 2012

본 연구는 천연기념물 제154호인 함양상림 및 주변지역의 보다 효율적인 보존 관리방안 수립을 위한 기초연구로서 대상지의 현재 생태계 특성을 파악하고 과거 연구 자료와의 비교를 통한 생태계 변화 양상을 파악하기 위하여 수행되었다. 생태계 특성을 파악하기 위하여 대상지의 토지이용 및 현존식생, 식물군집구조, 토양의 이화학적 특성을 분석하였으며 과거 연구자료와 비교하여 생태계변화 경향을 파악하였다. 조사 분석결과 연구대상지의 토지이용 및 현존식생 유형은 수림지, 조성녹지, 광장 및 오픈스페이스, 나지 및 포장지, 수면, 시설물, 경작지, 기타 등 8개 유형으로 대분류 되었으며 세부 특성에 따라 총 38개 유형으로 세분되었고 이 중 수림지를 구성하는 식생군락은 총 15개 유형으로 구분되었다. 현존식생 변화를 살펴보면 2003년과 2010년 모두 졸참나무-개서어나무군락(2003년 48.3%, 2010년 48.1%)이 가장 넓었으며 졸참나무군락(22.0% ${\rightarrow}$ 7.9%)이 크게 감소하였고, 개서어나무-졸참나무군락(11.6% ${\rightarrow}$ 23.2%), 졸참나무-느티나무군락(2.2% ${\rightarrow}$ 7.9%)이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 수림지 주변의 경작지가 조성녹지지역으로 변화하였으며 수면, 나지 및 포장지 등이 증가하였고 수림지 내부의 훼손지가 복원되면서 시가화지역의 면적은 감소하였다. 대표적인 6개 유형의 식생군락에 대한 식물군집구조 변화를 파악한 결과 주로 아교목층을 형성하던 수목의 교목층 편입과 아교목성상 수목의 세력 확장 및 신규 출현, 관목층의 발달로 인한 관목층 출현 개체수의 급격한 증가가 두드러지게 나타났다. 또한 전체적으로 졸참나무의 세력이 감소하였으며 개서어나무 및 느티나무의 세력이 확장되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 2003년 이후 이루어진 주변 정비사업 및 수림지 내부 출입제한 등의 관리에 따른 건전성 회복 및 식생천이의 결과로 판단되었고 이러한 변화는 지속될 것으로 보이며 향후 교목층은 개서어나무, 느티나무가, 아교목층은 개서어나무, 느티나무, 나도밤나무, 사람주나무, 쪽동백나무, 당단풍나무 등이 우점하는 군락으로 변화될 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권2호
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• pp.81-92
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• 2017

Recently, agricultural lands have decreased sharply, which was caused by huge housing site, urbanization, land consolidation, and road construction etc. In particular, Yangju city near Seoul city has the most severe land use change in Korea. Therefore, we analyzed changes of land use, soil properties, and soil information in order to provide the basic soil information and soil management practices in this city. The area of crop cultivated land in Korea (2015) reduced by 12,090 ha compared to ones from the previous year (2014). The paddy field decreased by 25,421 ha but, upland field increased by 13,331 ha. One of the reasons for the reduction of the paddy field was converting paddy field to upland (20,916 ha) > others (3,056) > building (2,571) > public facilities (847) > idle land (217). But, reasons for increase of upland field were switching paddy to upland (20,916 ha) > land developed (634). The main reason of converting paddy field to upland was changing from rice to more profitable speciality crops or pulses. The cropland area (paddy fields, upland, orchard) of Yangju city reduced by 1,412 ha (2015/2014). The ratio of cropland area in each city reduced by 22.9% dramatically compared 2015 to 1999. The paddy fields located in alluvial plains in Yangju city were changed into upland or green house. The drainage classes of soil have been deteriorated because the flows of water were intercepted by road construction and other disturbance to water flows. In particular, paddy fields have been changed to not only upland, orchard, greenhouse cultivation but also to fallow and soil dressing on paddy in Yangju city. To analyze result of soil survey of Yangju city, 858 soil codes (soil phases) were used and the area was 105.17ha. The number of soil series increased from 60 to 65, and that of soil phase increased from 105 to 124. The largest increased area was Noegog soil series. 125.7ha of Neogog soil series was incorporated from the existing Sachon, Yecheon and Eungog soil series. The soil suitability class of paddy field in Ogjung huge housing site of Yangju city was the 4th grade for 32.6% of the area. The soil suitability classes of upland were 2nd and 3rd grade for 72.4% of the area. Farm land with high quality should be conserved by related law.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.481-490
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• 2018

최근 기후변화와 이상기후의 영향으로 인한 홍수재해의 시 공간적 패턴의 변화가 복잡해짐에 따라 홍수범람 예측은 점점 어려워지고 있다. 이러한 기상이변에 따른 홍수피해를 예방하고 대응하기 위한 비구조적 대책으로 홍수위험등급 및 범람범위 등의 정보를 포함하고 있는 홍수위험지도의 작성이 필요하다. 실제로 고정밀도 홍수위험지도를 작성하기 위해서는 1차적으로 지형, 지질, 토지피복, 기상 등의 자료를 기반으로 강우-유출-범람해석을 통해 침수면적 및 침수깊이 등 범람 정보를 획득해야 되며, 2차적으로 피해액 산정을 위해 사회 경제와 관련된 다양한 DB를 필요로 한다. 하지만 개발도상국에서는 이러한 자료가 부족하고, 일부지역에서는 자료자체를 획득할 수가 없어 홍수위험지도 제작이 불가능하거나 그 정확도가 매우 낮은 실정이다. 본 연구에서는 ASTER 또는 SRTM과 같은 범용 지형자료로부터 주요 지형학적 인자를 선정하고, 선형이진분류법(Liner binary classifiers)과 ROC분석(Receiver Operation Characteristics)을 사용하여 실제 홍수유역을 유사하게 모의하는 최적 지형학적 인자를 도출하고, 이를 기반으로 광역 홍수범람지도를 작성하는 방안을 제시한다. 본 연구에서 제시하는 방법론의 정확도 검증을 위해 북한(2007), 방글라데시(2007), 인도네시아(2010), 태국(2011), 미얀마(2015) 5개국의 대규모 홍수범람에 대해 적용하였다. 실제 홍수범람 영상정보에서 획득된 침수면적과의 공간적 비교 검토 결과, 최저(38%, 방글라데시), 최고(78%)으로 평균적으로 약 60%의 정확도를 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제시하는 지형학적 인자 기반의 홍수범람지도 작성방법은 미계측유역에 대해서도 DEM만을 사용하여 홍수위험 지역을 쉽게 구분할 수 있다는 장점을 가지고 있어 1 2차원 범람해석 모형의 적용이 어려운 대유역에 대해 홍수범람 우려지역에 대한 공간정보를 제공해줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.503-514
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• 2018

최근 기후변화 및 유역개발로 인하여 메콩강 유역의 수문환경이 급격히 변화하고 있으며, 메콩강을 공유하는 국가의 수재해 예방 및 지속가능한 수자원개발을 위해서는 메콩강 주요지점에서의 유량 정보의 분석 및 예측이 요구된다. 본 연구에서는 물리적 기반의 수문모형인 SWAT과 데이터기반 딥러닝 알고리즘인 LSTM을 이용하여 메콩강 하류 Kratie 지점의 유출모의를 수행하고, 유출모의 정확도 및 두 가지 방법론의 장 단점을 비교 분석한다. SWAT 모형의 구축을 위해 범용 입력자료(지형: HydroSHED, 토지이용: GLCF-MODIS, 토양: FAO-Soil map, 강우: APHRODITE 등)을 이용하였으며 warming-up 및 매개변수 보정 후 2003~2007년 일유량 모의를 수행하였다. LSTM을 이용한 유출모의의 경우, 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 TensorFlow를 활용하여 Kratie 지점기준 메콩강 상류 10개 수위관측소의 두 기간(2000~2002, 2008~2014) 일수위 정보만을 이용하여 심층신경망을 학습하고, SWAT 모형과 마찬가지로 2003~2007년을 대상으로 Kratie 지점에 대한 일수위 모의 후 수위-유량관계곡선식을 이용하여 유출량으로 환산하였다. 두 모형의 모의성능 비교 검토를 위하여 모의기간에 대해 NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency)을 산정한 결과, SWAT은 0.9, LSTM은 보다 높은 0.99의 정확도를 나타내는 것으로 분석되었다. 메콩강과 같은 대유역의 특정 지점에 대한 수문시계열 자료의 모의를 위해서는 다양한 입력자료를 요구하는 물리적 수문모형 대신 선행 시계열자료의 변동성을 기억 학습하여 이를 예측에 반영하는 LSTM 기법 등 데이터기반의 심층신경망 모형의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Spatial Information Research
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• 제19권6호
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• pp.11-18
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• 2011

도시공간은 온실가스배출의 주원인지로 온실가스 저감을 위해서는 도시적 차원의 대책이 무엇보다 필요하다. 본 연구는 도시공간을 조성하는데 있어서 활용할 수 있는 이산화탄소 배출량 산정 모델을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해, 첫째로 물리적 규모, 이용현황, 활동강도와 관련된 도시공간 계획요소를 이론고찰을 통해 선정하였다. 둘째, 전력, 도시가스, 지역난방, 석유, 상수도 사용량 자료에 기반한 이산화탄소 배출량을 산정하였다. 셋째, 서울시를 사례연구대상지로 선정하고 도시공간 계획요소와 이산화탄소 배출량 간의 관계분석을 통해 도시공간의 이산화탄소 배출량 산정 모델을 개발하였다. 기후변화에 대응하기 위한 다양한 노력들이 도시공간에서 시도되고 있으나, 도시 전체의 탄소배출량과 같은 총량적 관점의 한계가 있었다. 그러나 본 연구의 도시공간 계획요소에 따른 이산화탄소 배출량 산정 모델은 탄소저감을 위한 도시차원에서의 해결방안으로 활용할 수 있는 국지적 범위에서의 보다 구체적인 모델을 제시할 수 있다는 점에서 기존 연구와의 차별된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.935-946
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• 2006

본 연구에서는 도시하천의 건천화 방지를 위한 지속가능한 수자원계획을 수립하기 위한 절차를 Heathcote가 제안한 다음과 같은 7단계를 토대로 제시하였다. 단계별 절차는 (1) 유역의 물순환 관련 요소 파악, (2) 문제점 도출 및 우선순위의 결정, (3) 분명하고 구체적인 목표의 설정, (4) 모든 대안의 제시, (5) 가능한 대안의 선별, (6) 선별된 대안의 효과분석, (7) 최종대안의 수립으로 이루어져 있다. 대상 유역의 정량적인 평가를 위한 건천화 지수 산정(2단계)과 대안의 효과 평가(7단계)에 지속가능한 개발 개념인 PSR 모형을 사용하여 각각의 인자를 결정할 것을 제안하였으며, 정량적인 평가에는 복합계획법의 사용을 제안하였다. 구체적인 목표 설정(3단계)을 위해 국내에서 이수관리를 위해 고시하고 있는 하천유지유량을 PHABSIM과 갈수량 산정방식을 이용하여 결정하도록 하였으며, 대안들의 효과 분석(6단계)에는 정확한 연속유출모의뿐만 아니라 토지이용 변화, 저수지 건설 및 운영 등의 대안을 모의할 수 있는 SWAT과 같은 정밀한 수문모형을 제안하였다. 제안된 절차는 다음 논문을 통해서 안양천 중상류 유역에 적용될 것이다.