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A Study on Analysis of Landslide Disaster Area using Cellular Automata: An Application to Umyeonsan, Seocho-Gu, Seoul, Korea

셀룰러 오토마타를 이용한 산사태 재난지역 분석에 관한 연구 - 서울특별시 서초구 우면산을 대상으로-

  • 윤동현 (서울시립대학교 공간정보공학과) ;
  • 고준환 (서울시립대학교 공간정보공학과)
  • Received : 2011.12.15
  • Accepted : 2012.02.21
  • Published : 2012.02.29

Abstract

South Korea has many landslides caused by heavy rains during summer time recently and the landslides continue to cause damages in many places. These landslides occur repeatedly each year, and the frequency of landslides is expected to increase in the coming future due to dramatic global climate change. In Korea, 81.5% of the population is living in urban areas and about 1,055 million people are living in Seoul. In 2011, the landslide that occurred in Seocho-dong killed 18 people and about 9% of Seoul's area is under the same land conditions as Seocho-dong. Even the size of landslide occurred in a city is small, but it is more likely to cause a big disaster because of a greater population density in the city. So far, the effort has been made to identify landslide vulnerability and causes, but now, the new dem and arises for the prediction study about the areal extent of disaster area in case of landslides. In this study, the diffusion model of the landslide disaster area was established based on Cellular Automata(CA) to analyze the physical diffusion forms of landslide. This study compared the accuracy with the Seocho-dong landslide case, which occurred in July 2011, applying the SCIDDICA model and the CAESAR model. The SCIDDICA model involves the following variables, such as the movement rules and the topographical obstacles, and the CAESAR model is also applied to this process to simulate the changes of deposition and erosion.

최근 우리나라는 여름에 집중호우로 인한 산사태로 그 피해가 계속되고 있다. 이러한 산사태는 매년 반복적으로 발생하고 있으며 급격한 기후의 변화로 인해 앞으로 그 발생빈도가 높아질 것으로 예측된다. 우리나라는 인구의 81.5%가 도시지역에 거주하고 있으며 서울에만 약 1,055만 명이 거주하고 있다. 2011년 18명의 사망자가 발생한 서초동 산사태와 동일한 조건에 인접한 대지는 서울시에서 약 9%에 달한다. 도시에서 발생하는 산사태는 그 규모는 작으나 인구가 집중하는 도시의 특성으로 인해 큰 재난을 야기할 가능성이 있다. 현재까지는 산사태의 취약성과 발생 원인을 규명하기 위한 노력이 지속되어 왔으나 산사태 발생 시 재난지역의 범위에 관한 예측 연구가 새롭게 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 산사태의 물리적 확산형태를 분석하기 위하여 셀룰러 오토마타(Cellular Automata, CA) 기반의 산사태 재난지역 확산모델을 구축하였다. 이동규칙, 지형에 의한 장애물을 변수로 하는 SCIDDICA(SmartComputational Innovative methoDs for Debris flow simulation with Cellular Automata)모델과 침전 및 침식에 따른 변화를 적용한 CAESAR(the Cellular Automaton Evolutionary Slope And River model)모델을 적용하여 2011년 7월 서초동 산사태를 대상으로 정확도를 비교하였다.

Keywords

References

  1. Bromhead, 1992, "The Stability of Slopes , 2nd edition, New York: Surrey University Press/ Chapman and Hall.
  2. Gregorio. S. Di, 1999, "Mount Ontake Landslide Simulation by the Cellular Automata Model SCIDDICA-3", Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy, Volume 24, Issue 2, pp. 131-137. https://doi.org/10.1016/S1464-1895(99)00008-3
  3. Ikeya, Hiroshi, 1989, "Debris flow and its countermeasures in Japan", Bull. of the IAEG, Volume 40, pp. 15-33.
  4. Ikeya, Hiroshi, 1978, "Classification of debris flows", Civil Engineering Journal, Volume 20, Issue 3, pp. 44-79.
  5. Jon D. Pelletier, 1999, "Scale-invariance of soil moisture variability and its implications for the frequency-size distribution of landslides", Journal of Hydrology, Volume 22, Issues 1-2, pp. 71-76.
  6. Johnson AM, Rahn PH. 1970. "Mobilization of debris flows". Z. Geomorphol. Suppl. Volume 9, pp. 168-186.
  7. Kohei Arai, 2011, "New Approach of Prediction of Sidoarjo Hot Mudflow Disastered", Geoinformatica -An International Journal (GIIJ), Volume 1, Issue 1, pp. 1-11.
  8. Wilcock, P.R., and J.C. Crowe. 2003. "Surface-based transport model for mixed-size sediment", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, Volume 129, Issues 2, pp. 120-128. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2003)129:2(120)
  9. 김정한, 민선홍, 강상혁, 2009, "집중 강우에 따른 토석류 유출의 수치계산", 한국GIS학회지, 제17 권, 제3호, pp. 389-395.
  10. 김경수, 2006, "지질조건에 따른 강우와 산사태의 특성분석", 대한지질공학회지, 제16권, 제2호, pp. 201-214.
  11. 김경수, 김원영, 채병곤, 조용찬, 2000, "강우에 의한 산사태의 지질공학적 특성 -충청북도 보은지 역-", 대한지질공학회지, 제10권, 제2호, pp. 163-174.
  12. 박인혜, 전철민, 이지영, 2008, "CA 모델을 이용한 GIS 기반 화재 대피 시뮬레이션", 한국GIS학회지, 제16권, 제2호, pp. 157-171.
  13. 안지연, 1997, "셀룰러 오토마타를 이용한 생태확산모형 연구", 이화여자대학교 이학석사 논문.
  14. 최경, 1986, "한국의 산사태 발생 요인과 예지에 관한 연구", 강원대학교 박사학위 논문.
  15. 한대석, 김원영, 유일현, 김경수, 이사로, 최영섭, 1997, "지질재해조사연구", 한국자원연구소, KR- 98(C)-03, pp. 1-44.

Cited by

  1. Analysis of Debris Flow Propagation on Moving Bed vol.15, pp.3, 2015, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2015.15.3.285
  2. Effect of Urban Green Spaces and Flooded Area Type on Flooding Probability vol.8, pp.2, 2016, https://doi.org/10.3390/su8020134
  3. 급경사지 붕괴위험 판단을 위한 강우기반의 한계영역 설정 기법 연구 vol.26, pp.2, 2012, https://doi.org/10.9720/kseg.2016.2.197
  4. Cellular Automata를 이용한 용암류 모의 프로그램의 구현 vol.26, pp.1, 2012, https://doi.org/10.7854/jpsk.2017.26.1.93
  5. Finding unrevealed landslide hazard area induced by climate change and topography - Case study for Inje-gun, Gangwon-do, ROK - vol.75, pp.None, 2012, https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103180