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Development of a distributed rainfall-runoff model with TIN-based topographic representation and its application to an analysis of spatial variability of soil properties on runoff response

  • Tachikawa, Yasuto;Shiiba, Michiharu
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권S1호
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    • pp.28-36
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    • 2000
  • A TIN, Triagulated Irregular Network, based topographic modeling method and a distributed rainfall-runoff model using the topographic representation is presented. In the TIN based topographic representation, a watershed basin is modeled as a set of contiguous non-overlapping triagular facets : the watershed basin is subdivided according to streamlines to deal with water movement one-dimensionally ; and each partitioned catchment is approximated to a slope element having a quasi-three-dimensional shape by using cubic spline functions. On an approximated slope element, water movement is represented by combined surface-subsurface kinematic wave equations considering a change of slope gradient and slope width. By using the distributed rainfall-runoff model, the effects of spatial variability of soil properties on runoff response are examined.

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Development of a distributed rainfall-runoff model with TIN-based topographic representation and its application to an analysis of spacial variability of soil properties on runoff response

  • Tachikawa, Yasuto;Shiiba, Michiharu
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2000년도 학술발표회 논문집
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    • pp.28-36
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    • 2000
  • A TIN, Triangulated Irregular Network, based topographic modeling method and a distributed rainfall-runoff model using the topographic representation is presented. In the TIN based topographic representation, a watershed basin is modeled as a set of contiguous non-overlapping triangular facets: the watershed basin is subdivided according to streamlines to deal with water movement one-dimensionally; and each partitioned catchment is approximated to a slope element having a quasi-three-dimensional shape by using cubic spline functions. On an approximated slope element, water movement is represented by combined surface-subsurface kinematic wave equations considering a change of slope gradient and slope width. By using the distributed rainfall-runoff model, the effects of spatial variability of soil properties on runoff response are examined.

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점착력을 고려한 표사유동 수치모델의 제안과 파랑에 의한 지형변동의 적용성 검토 (Sediment Transport Calculation Considering Cohesive Effects and Its Application to Wave-Induced Topographic Change)

  • 조용환;나카무라 토모아키;미즈타니 노리미;이광호
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.405-411
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    • 2013
  • 점착성 표사의 유동 특성을 다루기 위하여 점착력을 고려한 표사유동 수치계산 모델이 제안되었다. 제안된 계산 모델에서는, 각각의 모래 입자는 점토의 얇은 층으로 둘러싸여 있는 상태를 가정했다. 모래 입자에 작용하는 점착력을 적용하기 위해 한계 Shields수와 소류사량을 결정하는 항이 수정되었다. 제안된 표사모델은 3차원 유체 구조 지형변화 연성 수치계산 모델에 적용하여, 인공여울의 지형변화특성을 파악하였다. 수치계산 결과, 각각의 점토 함유율, 단위면적당 작용하는 점착 저항력, 함수비의 증가는 한계 Shields수를 증가 시키고, 반대로 소류사량을 감소시킴으로써 지형변화 경향에는 영향을 미치지 않은 채 여울의 지형변화를 억제하는 것으로 나타났다. 점토를 모래 입자와 혼합함으로써 여울의 지형변화를 감소시킬 수 있는 것을 암시한다.

Landsat 7 ETM+ 영상과 ASTER GDEM 자료를 이용한 제주도 지역의 지형보정 효과 분석 (Assessment of Topographic Normalization in Jeju Island with Landsat 7 ETM+ and ASTER GDEM Data)

  • 현창욱;박형동
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.393-407
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    • 2012
  • 본 연구에서는 광학 원격탐사 영상의 획득 시 태양의 고도 및 방위가 대상 지역의 지형기복과 결합하여 나타나는 영향 및 다수의 시기에 걸쳐 획득한 영상을 비교분석하는 경우 영상 촬영시기의 차이로 인한 태양의 위치변화와 지형기복이 결합하여 나타나는 영향에 대한 보정을 시도하였다. 한라산과 다수의 분석구가 분포하는 제주도를 대상으로 Landsat 7 ETM+ 영상과 ASTER GDEM 지형자료를 사용하여 국지적조도의 모델링 시 커널의 크기를 $3{\times}3$, $5{\times}5$, $7{\times}7$, $9{\times}9$ 화소로 변화시키며 Lambertian 보정기법인 cosine 보정법과 비 Lambertian 보정기법인 c-보정법을 적용하고 보정기법 및 커널 크기에 대한 지형보정 효과를 분석하였다. 개별 영상의 육상지역에 대하여 보정을 수행한 결과 커널의 크기 $7{\times}7$을 적용한 c-보정법을 사용하였을 때에 보정효과가 가장 우수한 것으로 평가되었고, 대상지역을 ISODATA 무감독분류법을 이용하여 선택된 산림지역에 한정하여 지형보정을 수행한 경우에는 커널의 크기 $9{\times}9$를 적용한 c-보정법을 사용하였을 때에 가장 우수한 결과가 도출되었으며 다양한 지표피복이 혼합된 대상지역 대한 보정보다 효과가 큰 것으로 평가되었다. 다시기 영상의 경우 세 시기에 획득된 영상에 대하여 각각 지형보정을 수행한 후 상대적 방사도 보정을 적용하였을 때 지형보정을 수행하지 않은 경우와 비교하여 적외선 파장영역에서는 보다 균질한 반사도로 방사보정이 이루어졌으며 가시광 파장영역에서는 원영상의 반사도 패턴이 잘 보존된 결과가 도출되었다. 이상의 결과로부터 주변 지형으로부터 반사되는 에너지와 불완전한 대기보정으로 인한 잔류 대기영향을 고려하는 c-보정법을 적용하는 경우 cosine 보정법보다 우수한 지형보정 효과가 나타나며 수치표고모델에 내재된 수평과 수직방향 오차 및 위성영상과의 정합오차의 영향을 감소시기키 위하여 국지적 조도의 모델링 시 커널의 크기를 증가시키는 경우 지형보정의 효과가 증대되는 것으로 판단된다.

A Study on the Land Cover Characteristics in Korea : Application of Hybrid Classifier and Topographic Normalization

  • Jeon, Seong-Woo;Jung, Hui-Cheul;Chung, Sung-Moon;Lee, Sang-Ik
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 1999년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.271-280
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    • 1999
  • The topographical effect resulted from rugged terrains and inhomogeneous spectral characteristics due to the complexly mixed land cover condition of Korea substantially lower the remotely sensed land cover classification accuracy In this study, a topographic correction method using digital elevation model to alleviate the topographic effects. To deal with inhomogeneous spectral characteristic, a hybrid classifier with inclusion of prior probabilities was introduced. This investigation concluded that the topographical normalization and hybrid classification with prior probabilities are effective on rugged landscape. The overall and average classification accuracies were improved by 0.92% and 1.016% respectively. The most substantial and noticeable accuracy improvement was observed in forest areas.

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낙동강 하구 지형변화 예측 및 외력조건에 따른 기여도 분석 (Prediction of Topographic Change in the Estuary of Nakdong River and Analysis of Its Contribution by External Force Condition)

  • 김강민;이중우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.64-71
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    • 2019
  • 낙동강 하구의 지형변화 메커니즘을 파악하는 것은 하구의 관리방안과 처리방법 연구에 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 하구의 지형변화에 관여하는 강우, 하천유량, 유사량과 같은 육역으로부터 영향과 조석, 조류, 파랑, 표층퇴적물 등과 같은 해역으로부터의 영향을 조사 분석하였다. 분석된 자료에 근거하여 지형변화 실험을 수행하고, 지형변화와 외력조건별 기여도를 분석하였다. 수치실험 결과 지형변화는 하굿둑 방류 영향을 직접적으로 받는 수로부를 중심으로 침식이, 간접 영향권인 간석지를 중심으로 퇴적이 우세하게 나타났다. 수로부를 따라 이동되는 퇴적물이 파랑에 의해 분급, 배분되면서 울타리선 전면부에는 퇴적이 우세하였다. 지형변화 실험결과인 퇴적 우세현상과 비교하여, 외력조건별로 침식의 기여도가 크게 나타나고 있으나 각 외력조건의 복합적인 영향은 퇴적이 우세하게 나타나고 있다. 따라서, 낙동강 하구의 지형변화는 여러 복합적인 외력인자의 결과로 판단된다. 또한, 각 외력조건별 영향은 구역별로 상이한 기여도를 보이므로 하구관리방안 수립시 이러한 결과를 고려해야 하고, 반드시 복합적인 상호작용의 결과로 이해하고 있어야 할 것으로 사료된다.

Baseline Refinement for Topographic Phase Estimation using External DEM

  • Lee, Chang-Won;Moon, Wooil-M.
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.460-464
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    • 2002
  • Multitemporal interferometric SAR has became an useful geodetic tool for monitoring Earth's surface deformation, generation of precise DEM, and land cover classification even though there still exist certain constraints such as temporal and spatial decorrelation effects, atmospheric artifacts and inaccurate orbit information. The Korea where nearly all areas are heavily vegetated, JERS-1 SAR has advantages in monitoring surface deformations and environmental changes in that it uses 4-times longer wavelength than ERS-l/2 or RADARSAT SAR system. For generating differential SAR interferogram and differential coherence image fer deformation mapping and temporal change detection, respectively, topographic phase removal process is required utilizing a reference inteferogram or external DEM simulation. Because the SAR antenna baseline parameter for JERS-1 is less accurate than those of ERS-l/2, one can not estimate topographic phases from an external DEM and the residual phase appears in differential interferogram. In this paper, we examined topographic phase retrieval method utilizing an external DEM. The baseline refinement is carried out by minimizing the differences between the measured unwrapped phase and the reference points of the DEM.

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지형조건에 따른 제주도의 일사량 분포 추정 (Estimation of Solar Radiation Distribution Considering the Topographic Conditions at Jeju Island)

  • 박진기;박종화
    • 한국농공학회논문집
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    • 제55권1호
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    • pp.39-48
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    • 2013
  • The solar radiation is the primary energy source that drives many of the earth's physical and biological processes and climate change. Understanding its importance to the solar radiation observation is a key to understanding a broad range of natural processes, agricultural, energy and human activities. The purpose of this study is to estimate solar radiation using sunshine duration, and to estimate distribution of solar radiation using a topography factor considering surface slope and aspect in complex terrain. The result of regression analysis between ratio of solar radiation and sunshine duration from 2001 to 2010 shows high $R^2$ value of 0.878. Regression analyses indicated that topographic attributes including elevation, slope and aspect had significant effects on solar radiation. The variation of topographic factor with aspect and slope for the summer and winter are considered. The highest month of daily mean solar radiation at Jeju island appears in April of 20.61 $MJ{\cdot}m^{-2}{\cdot}day^{-1}$, and the lowest month appears in December of 6.90 $MJ{\cdot}m^{-2}{\cdot}day^{-1}$. These results provided useful quantitative information about the influence of topography on solar radiation in the island region.

INFLUNCE OF THE TOPOGRAPHIC INTERPOLATION METHODS ON HIGH-RESOLUTION WIND FIELD SIMULATION WITH SRTM ELEVATION DATA OVER THE COASTAL AREA

  • Kim, Yoo-Keun;Lo, So-Young;Jeong, Ju-Hee
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.297-300
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    • 2008
  • High-resolution mesoscale meteorological modeling requires more accurate and higher resolution digital elevation model (DEM) data. Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) has created 90 m DEM for entire globe and that is freely available for meteorological modeling and environmental applications. In this research, the effects of the topographic interpolation methods on high-resolution wind field simulation in the coastal regions were quantitatively analyzed using Weather Research and Forecasting (WRF) model with SRTM data. Sensitivity experiments with three different interpolation schemes (four-point bilinear, sixteen-point overlapping parabolic and nearest neighbor interpolation methods) were preformed using SRTM. In WRF modeling with sixteen-point overlapping parabolic interpolation, the coastal line and some small islands show more clearly than other cases. The maximum height of inland is around 140 meters higher, while the minimum of sea height is about 80 meter lower. As it concerns the results of each scheme it seems that the sixteen-point overlapping parabolic scheme indicates the well agreement with observed surface wind data. Consequently, topographic changes due to interpolation methods can lead to the significant influence on mesoscale wind field simulation of WRF modeling.

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