• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.37-45
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• 2021

여름철 예상치 못한 급격한 강우량의 증가로 침수 피해가 발생할 수 있으며 이 때, 하천 내 식생에 의해 통수능이 감소할 경우 제방 월류와 같은 침수의 위험성이 증가하게 된다. 기존에는 현장실측을 통해 통수능의 주요인자인 조도계수를 산정하고 있지만, 현장 실측의 경우 식생의 변화를 정확하게 파악하는데 많은 한계가 존재한다. 본 연구는 Sentinel-2 광학 이미지를 활용하여 식생지수(NDVI)를 산정하고 식생의 밀도와 분포면적을 통해 세분화된 조도계수를 산출하였다. 산출한 조도계수를 HEC-RAS 1D모의에 적용하여 소양강 댐 직하류를 대상으로 수위 관측소 수위와 결과를 비교하여 타당성을 검증하였다. 분석 결과 기존 조도계수 적용 결과보다 위성영상을 통해 산정한 세분화된 조도계수 적용 수위가 오차율이 약 14% 감소하였다. 이를 통해 계절에 따른 홍수량 특성을 고려한 하천의 홍수위의 정교화와 특정 구간에 효율적인 하천 정비가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.417-417
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• 2021

복합 토지이용 유역의 수문 모형에서 중요한 것은 큰 강우량이 발생하는 시점에서의 유출량과 유사량이다. SWAT 모형도 이와 같은 부분이 중요한 요소로 작용하는데 이는 모형의 평가가 실측값에 대한 예측값의 결정계수(Coefficient of determination, r²) 또는 Nash-Sutcliffe efficiency(NSE)와 같이 큰 값의 영향이 큰 지수들로 모형의 적합성을 평가하기 때문이다. 수질오염총량제와 같이 유역에서 발생하는 총량을 평가할 때는 강우로 인해 발생하는 유출과 수질뿐만 아니라 평시에 유출에 대한 수질도 중요한 부분이 될 수 있으나 모형의 평가에서 반영되기 어려우므로 실측값과 매우 다른 경향을 나타내는 경우가 많다. SWAT 모형에서는 하천 유사량에 사용되는 계수가 모든 상황에 일괄적으로 적용되기 때문에 과대 평가되는 경향이 있다. 본 연구에서는 SWAT 모형의 비강우시 하천 유사량 모의에 대한 부분이 강우시 하천 유사량에 미치는 영향을 분석하였다. SWAT 모형에서 하천 유출량과 관련된 계수를 확정하고, 하천 유사량과 보정에 사용되는 변수 중에서 prf 계수를 평시와 강우시 다른 계수 적용하여 하천 유사량 변화에 대한 SWAT 모형의 반응을 확인하였다. 지표면 유출과 관련된 변수는 변화하지 않으므로 하천에 유입되는 유사량은 항상 같다고 가정하면, 특정 강우 조건에서의 하천 유사량은 변화하지 않아야 하지만 SWAT 모형에서는 평시 유사량에 따라 달라지는 경향이 나타났다. 이는 평시 prf 계수가 낮아질 때 하천을 통해 유역 밖으로 배출되는 유사량이 감소하였기 때문에 특정 강우 조건에서 유사량이 달라진 것으로 해석될 수 있다. 또한 현재 SWAT 모형은 지표면 유출로 유입되는 유사량 일부가 퇴적되기 때문에 평시에 실제보다 높은 농도로 예측되는 경향도 나타났다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 지표면 유출로 발생하는 유사의 하천 퇴적량을 최소화하고, prf 계수를 강우반응에 대해 변동성을 부여하는 등 비강우시에도 실측과 비슷한 수준의 유사량이 모의 될 수 있도록 SWAT 모형을 개선하고 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권4호
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• pp.176-192
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• 2006

지난 2001년 발생한 전국적인 봄 가뭄을 계기로 체계적인 가뭄관리의 필요성이 증대 되었으며 가뭄 대책 수립 및 가뭄방재를 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. Terra 위성으로부터 제공되는 MODIS 영상은 임의의 지역의 시 공간적 특성을 효과적으로 관찰할 수 있는 주기해상도와 공간 해상도를 보유하고 있다. 또한 적절한 자료처리 과정을 거쳐 제공되는 MODIS data product는 영상전처리 및 기하보정이 용이할 뿐만 아니라 다양한 기간에 대한 합성자료를 지속적으로 제공하여 가뭄 모니터링을 위한 도구로 활용 가능성이 제기 되고 있다. 본 연구에서는 2000년 이후 중부지방을 중심으로 심화되고 있는 봄 가뭄을 탐지하고 평가하기 위하여 안성천 유역과 남한강 상류유역을 대상으로 다중시기 MODIS 영상과 누가 강우량을 활용하였으며 가뭄발생년도와 평년의 식생의 변화탐지 결과를 다양한 지형 공간 자료와 비교하였다. 연구결과 남한의 봄 가뭄 평가를 위한 도구로 지표면복사온도(LST) 보다는 정규식생지수(NDVI)와 지표면수분지수(LSWI)를 활용하는 것이 적절했으며 MODIS NDVI 및 LSWI는 약 2개월의 누가강수량과 일정한 상관성을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 토지피복 및 고도에 따라 가뭄에 대한 영향이 달라지는 것으로 나타나 MODIS 영상을 이용한 효과적인 가뭄분석을 위해서는 동일시기 및 동일공간을 대상으로 한 영상자료의 활용이 필요한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제30권3호
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• pp.347-378
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• 2020

SWAT-MODFLOW의 월평균 수문성분 자료를 바탕으로 지하수 함양관련 토양층의 측방유출, 침루량을 산정하는 기본자료인 수문응답단위(HRU)와 이를 구성하는 토지피복, 토지이용, 토양통에서 영향이 큰 지하수 함양량 인자를 분석하였다. 봄, 가을별 bare soil line(BSL)을 통해 PVI를 분석하고 기존의 NDVI, NDTI, NDRI와 함께 함양량 분포와 토양-식생관련 지수의 빈도분석과 회귀분석을 수행하였다. 그 결과 비정규분포 양상을 보이는 NDVI와 NDTI에서 매우 유의한 양의 상관성이 확인되었다. 연구지역의 bare soil line 기울기는 약 1.092~1.343, 절편은 약 -0.004~-0.015이며 상대적으로 월평균강우량이 우세한 5월에는 Red밴드가 다른 시기에 비해 약 3~4배 증가하고 2012년 Singhal and Goyal의 결과와 같이 포물선 형태의 유일한 1개의 변곡점이 발생하는 것을 확인하였다. 따라서 강우를 고려하여 지하수 함양과 토양-식생관련 지수에 대한 다양한 경우의 상관성 분석이 수행된다면, 위성영상자료를 통해 토양-식생에 따른 함양량 변화도 추정할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권1호
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• pp.64-79
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• 2016

본 논문의 목적은 SPI 기상학적 가뭄지수, 농업용 저수지 저수율, 농업가뭄 빅데이터간의 관계를 평가함으로써 빅데이터의 활용 가능성을 평가하는데 있다. 2014년 1월부터 2015년 9월까지의 장기가뭄을 대상으로, SPI-12개월 가뭄지수, 평년대비 강수부족율, 농업용저수지 저수부족율, 인터넷포털 검색을 통한 농업가뭄 빅데이터를 월단위 도별로 수집 및 분석하였다. SPI-12의 최대 가뭄심도와 최대 저수 부족율이 나타난 시기를 비교한 결과, 전국적으로 2014년은 7월, 2015년은 8월과 9월에 시기를 같이 하면서 발현되었다. 한편, 빅데이터의 도별 최대 발현시기는 2014년 6월과 7월, 2015년은 3월, 6월~9월에 나타나, SPI-12와 저수 부족율의 최대심도보다 2014년은 1개월, 2015년은 여름에 2개월 이르게 나타났다. 이는 빅데이터가 3월부터의 봄가뭄, 6월의 늦장마, 7월의 마른장마에 이어 2015년은 9월까지의 강우량 부족에 따라 기상학적 가뭄과 농업가뭄에 민감하게 반응하는 것을 의미하며, 농업가뭄관련 빅데이터의 활용이 가뭄의 위험관리에 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5417-5422
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• 2013

본 논문은 MODIS 위성 영상을 이용하여 논벼 생산량을 추정하는 모형의 적합도 개선 및 추정모형내 적절한 설명변수를 탐색하고자 수행되었다. 또한 이 연구는 한국에서 논벼 생산량 조사를 위해 위성 영상을 사용하는 방안을 검토하기 위해 수행되었다. 미국, 호주, 일본 등 많은 선진국들은 재배면적 및 생산량 조사와 같은 농업통계를 산출하기 위해 위성 영상을 이용하고 있다. 그러나 위성 영상을 이용한 작물 생산량 조사의 정확성은 아직 충분치 않은 수준이다. 본 연구는 위성 영상을 이용한 논벼 생산량 조사의 정확도를 증대시키기 위한 몇 가지 방법을 검토하고 있다. 많은 작물 중 논벼를 연구대상으로 선정한 이유는 논벼가 다른 작물 보다 재배면적과 작황의 영상 분석이 용이하였기 때문이고, 다양한 위성 영상 중 MODIS 영상을 이용한 것은 한국 논벼 생산량 조사 연구를 위해 보다 적절한 영상을 다수 포함하고 있었기 때문이다. 이 연구에서 등온선에 의해 구분된 논벼로부터 도출된 NDVI지수, 논벼 등숙기의 일조시간, 강우량, 온도 등 기상변수를 이용하여 단수함수가 추정되었다. 단수함수 추정결과, 모형의 적합도(R-squared)는 0.768-0.891를 보였다. 이 연구는 연평균 등온선에 의해 구분된 NDVI지수와 (등숙기) 기상변수가 단수함수 추정에 매우 유용하게 이용될 수 있음을 보이고 있다.

• 한국지역지리학회지
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• 제19권4호
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• pp.615-626
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• 2013

연구는 최근 5년간(2006~2010) 서울시 행정동 단위별로 도시 홍수를 유발하는 기후요인, 홍수에 노출된 정도를 나타내는 민감도, 홍수피해를 저감하는 능력을 나타내는 적응도 요소들을 종합한 서울 도심지역의 홍수 취약도 지수의 공간적 분포 특징을 밝히고자 하였다. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 취약성 모델에 기반을 둔 상관성 분석 결과 서울 도심의 홍수피해 건수는 여러 홍수취약성 관련 변수 중 빗물저류조 용량, 1일 최대강우량, 빗물펌프장 토출량 등과 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 서울 도심지역의 홍수 취약도 공간분포도를 분석한 결과 안양천과 중랑천 등 도심하천 주변의 광범위한 행정동 지역에서는 공통적으로 높은 민감도가 홍수 취약도를 높이는 주요 요인임을 알 수 있었다. 특히, 중랑천 주변지역은 높은 민감도 이외에도 높은 기후요인에 의해 홍수 취약도가 높게 나타남을 알 수 있다. 국지적으로 홍수 취약성이 높게 나타난 강동구와 송파구 일부 행정동 지역에서는 적응도가 낮아 홍수 취약도가 높게 나타났고, 강남구 일부 행정동 지역에서는 극한강수현상과 같은 기후요인과 민감도가 높아 홍수 취약도가 상대적으로 높게 나타나고 있다. 이러한 고해상도 행정구역인 행정동 단위에서 도출된 홍수 취약성 분포도는 도심 내부의 지역별 적합한 홍수 대응, 관리 및 예방 정책을 수립하는 데 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제39권1호
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• pp.31-41
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• 2000

도시한가운데 위치하여 여러 환경 스트레스에서 시달리고 있는 서울시 소재 남산과 서울 외곽에 위치하면서 비교적 보존이 잘 이루어진 경기도 포천군 소재 광릉시험림의 침엽수림에서 날개응애를 대상으로 1993년과 1994년 2년에 걸쳐 정량적인 조사가 이루어졌으며, 두 지역의 날개응애 군집을 비교, 분석하였다. 남산과 광릉 두 지역이 비슷한 기상 조건에 놓여있지만, 날개응애 계절별 밀도 변동은 두 지역간에 일치된 패턴을 보이지 않았다. 1993년과 1994년의 연도간 비교에서는 두 지역에서 봄과 여름의 밀도는 비교적 안정되어 있는 반면, 가을의 밀도는 불안정하게 나타났는데, 이러한 패턴들은 강우량과 상관 관계가 높게 나타났다. 종 수와 밀도는 부엽층에서 매우 높았고, 토양층으로 내려갈수록 감소하는 일치된 패턴을 보였으며, 계절적인 패턴의 차는 없었다. 두 지역의 우점종들은 남산에서는 Scheloribates latipes (11.78%), Pergalumna altera (8.92%), Eohypochthonius crassisetiger(7.58), Scheloribates sp.(6.89%), Suctobelbella yezoensis (5.04%)이었고 광릉에서는 Ceratozetes japonicu(25.72), Punctoribates punctum(14.15%), Trichogalumna nipponica(10.96), Ramusella sengbuschi(5.08%)로 나타났다. 그리고, 출현빈도가 50%가 넘는 절대종과 상시종의 수는 남산이 10종인 반면, 광릉에서 18종으로, 광릉에서 훨씬 높았고, 적은 종수를 가진 남산을 도시림의 특성을 나타내었다. 종 다양도 분석결과, 종 풍부도는 광릉이 남산에 비해 유의성 있게 높았으며(p<0.05), 새논 지수(H')는 평균적으로 남산이 2.83, 광릉이 2.62로 나타나 남산이 광릉에 비해 조금 높았고, 균등도 지수(J')는 남산이 광릉에 비해 유의성 있게 높았다(p<0.05). 두 지역간의 날개응애 유사도는 전체 종들을 기준으로 0.68로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.21-33
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• 2019

본 연구에서는 비슬산 이중편파 Radar 자료와, GPM 위성자료 및 21개 (Korea Meteorological Administration, KMA) 지상강우자료를 활용하여 분포형 강우-유출 모형(KIneMatic wave STOrm Runoff Model2, KIMSTORM2)을 이용해 남강댐 유역($2,293km^2$)을 대상으로 유출해석을 수행하였다. 모형의 유출 해석은 2016년 10월 5일 02:00~09:00 총 8시간 동안 최대강우강도 33 mm/hr, 유역평균 총 강우량 82 mm이 발생한 태풍 차바(CHABA)를 대상으로 하였으며, Radar 및 GPM 자료와 조건부합성(Conditional Merging, CM) 기법을 적용한 Radar (CM-corrected Radar) 및 GPM (CM-corrected GPM) 자료를 각각 활용하여 결과를 비교하였다. 이 때, 공간 강우자료에 유출 검보정은 남강댐 유역 내 3개의 수위관측 지점(산청, 창촌, 남강댐)을 대상으로 실시하였으며, 모형의 매개변수 초기토양수분함량, 지표와 하천의 Manning 조도계수를 이용하여 검보정하였다. 유출 결과는 결정계수(Determination coefficient, $R^2$), Nash-Sutcliffe의 모형효율계수(NSE) 및 유출용적지수(Volume Conservation Index, VCI)를 산정하였다. 그 결과 CM-corrected Radar, GPM 자료가 평균 $R^2$는 0.96, NSE의 경우 0.96, 유출용적지수(VCI)는 1.03으로 가장 우수한 결과를 나타내었다. 최종적으로 CM 기법을 이용한 보정된 공간분포자료는 기존의 자료에 비해 시공간적으로 정확한 홍수 예측에 사용 될 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.489-499
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• 2006

현재 홍수피해에 대한 잠재성은 홍수피해잠재능(PFD)에 의해 나타내고 있으나 하천유역의 설계빈도와의 연계성이 없어 실무에서 이용하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 홍수피해발생 잠재위험도라는 개념을 도입하고 그 산정방안을 마련하여 산정된 잠재위험도와 설계빈도와의 연계성을 제시하였다. 홍수피해발생 잠재위험도는 위험성, 노출성, 취약성의 세가지 세부요소로 산정되며, 위험성은 홍수사상의 발생확률, 노출성은 자산 등이 특정 홍수사상 혹은 홍수재해에 노출되어 있는 정도, 취약성은 홍수에 대비한 시설들의 취약 정도를 나타낸다. 이 세부요소들은 또 다시 세세부요소를 가지며 위험성은 지속 기간별 빈도별 확률강우량등으로 표현가능하고, 노출성은 인구밀도와 공시지가, 취약성은 지역낙후도지수와 홍수방어능력지수를 세세부요소로 선정하였다. 홍수피해발생 잠재위험도 산정식의 가중계수를 결정하기 위해서 전문가의 의견을 통한 계층 분석과정(AHP)기법을 이용하였다. 안양천 유역에 대하여 홍수피해발생 잠재위험도를 산정하였고, 잠재위험도와 기왕최대강수량을 이용하여 시 군 구 단위로 설계빈도를 산정할 수 있었다. 안양천의 기존 설계빈도는 본류구간에서는 200년, 지류구간에서는 50년에서 100년사이로 정하고 있으나, 본 연구에서는 안양천유역 전체에 대하여 설계빈도를 약 110년에서 130년정도로 결정하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 기법을 이용하여 행정구역단위의 설계빈도를 제시할 수 있었으며, 이는 향후 유역별 및 하천별로도 잠재위험도와 설계빈도를 산정할 수 있을 것으로 사료된다.