• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.597-597
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• 2015

기후변화에 따른 홍수 위험도 증가와 태풍 및 집중호우의 증가는 도시지역의 홍수로 인한 피해가 커지고 있다. 실제로 최근 10년간 홍수로 인한 재산피해 및 인명피해는 해마다 늘고 있다. 이러한 홍수피해를 최소화 할 수 있는 도시지역 초단기 강우 예보 시스템 개발은 필수적이다. 그동안 기상레이더를 이용한 강우예측 모형은 국내외적으로 많이 개발이 되어 있지만, 위성을 이용한 단기간 강우예보모형은 많이 부족한 실정이다. 최근 국내 최초 기상위성의 발사로 위성을 이용한 강수관측 및 초단기 예보가 가능하게 되었다. 이러한 초단기 강우 예보 시스템의 기본예측모형인 구름이동벡터를 개발하기 위해서 본 연구에서 COMS 위성자료를 이용하였다. COMS 위성은 2011년 4월에 발사되어 현재 운영 중에 있다. COMS 위성 자료는 현재 일본 정지궤도 위성 MTSAT 위성자료와 달리 한반도 영역을 대상으로 적외채널 자료들을 8-15분 간격으로 수집 가능하여 집중호우 예보에 매우 유리하다. COMS 위성의 연속되는 위성 구름의 교차상관을 통해서 이동벡터를 산출하여 예측 모형을 산출하였다. 교차상관 기법은 연속되는 구름 자료에 대해서 두 윈도우 사의 상관계수의 최대치를 찾아냄으로써 구름의 이동방향과 이동속도를 산출하는 방법이다. 기 개발된 예측모형을 이용하여 한반도 지역의 이동벡터를 산출하였으며, 본 연구에서 산출된 구름이동벡터는 도시지역의 갑자기 발생하는 집중호우나 태풍의 초단기 예측의 기본 모형으로 탑재될 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.189-189
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• 2022

물 공급 시설의 효율적이고 안정적인 운영을 위한 운영 계획의 수립 및 검증을 위해서는 장기간의 유입량 자료가 필요하다. 하지만, 현실적으로 얻을 수 있는 실측 자료는 제한적이며, 유입량이 부족하여 댐 운영에 영향을 미치는 자료는 더욱 적을 수밖에 없다. 이를 개선하고자 장기간의 모의 유입량을 생성해 운영 계획을 수립하는 방법이 종종 사용되지만, 실측 자료를 기반으로 모의하기 때문에 이 역시 가뭄의 빈도가 낮아, 장기 가뭄이나 짧은 간격으로 가뭄이 발생할 시 안정적인 운영이 어렵다. 본 연구에서는 장기 가뭄 발생 시에도 안정적인 물 공급이 가능한 운영 계획 수립을 위해 가뭄 빈도를 증가시킨 유입량 모의 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 모의 기법은 최근 머신러닝에서 사용되는 SMOTE 알고리즘을 기반으로 한다. SMOTE 알고리즘은 데이터의 불균형을 처리하기 위한 오버 샘플링 기법으로, 소수 그룹을 단순 복제하지 않고 새로운 복제본을 생성해 과적합의 위험이 적으며, 원자료의 정보가 손실되지 않는 장점이 있다. 본 연구에서는 미국 캘리포니아주에 위치한 Folsom 댐을 대상으로 고빈도 가뭄 유입량을 모의했으며, 고빈도 가뭄 유입량을 사용한 운영 계획을 수립하였다. Folsom 댐의 과거 관측 유입량 자료를 기반으로 고빈도 가뭄 유입량을 사용한 운영 계획과 일반적인 가뭄 빈도의 유입량을 사용한 운영 계획을 적용했을 때 발생하는 공급 부족량과 과잉 방류량의 차이를 비교해 고빈도 가뭄 유입량의 사용이 물 공급 시설의 안정적인 운영에 끼치는 영향을 확인하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.344-344
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• 2021

세계적으로 기후변화 현상으로 인해 극심한 이상 가뭄이 빈번하게 발생하고 있다. 물 공급 소외지역의 경우 가뭄으로 인해 주민들이 불편을 겪고 있으며, 특히 마을상수도 및 소규모수도시설에 의존하는 최상류부 유역의 취수원은 상대적으로 가뭄에 취약하다. 본 연구의 대상 지역은 강원도 춘천시 물로천의 제1지류 유역으로 주민들이 하천 계곡수를 생활용수의 주 공급원으로 사용하고 있다. 해당지역은 갈수기에 생활용수 부족 문제를 겪고 있는 지역으로 가뭄 대응을 위한 구조적 대책으로 다단식 Sand댐을 설치할 예정이다. 현장조사 결과 물로천의 물은 취수조로 일부 유입되며, 자갈 등을 이용하여 부유물 등이 필터링되어 물탱크로 흘러내리며 중력에 의해 각 가정으로 자연 유하하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 대상지역의 하천, 취수조, 물탱크 3개 지점에 압력식 자동 수위 관측기를 설치하였으며, 2시간 간격의 수위를 측정할 수 있도록 설정하여 매달 유속 측정을 통해 수위-유량 관계 곡선식을 바탕으로 유량을 산정하였다. 도출된 일별 유량 자료와 SWAT 모형의 매개변수 검·보정한 후 이를 장기간으로 확장 적용하여 약 10년간의 장기 유출량을 산정하였다. 일별 장기 유출량 자료를 통해 평균 유량 감수곡선과 감수곡선식을 도출하였고, 무강우에 따른 최대 공급가능일수를 산정하였다. 본 연구에서는 하천-취수원 연계 모니터링 및 하천 유량에 따른 공급가능일수 등을 제시하여 가뭄 취약지역의 주민 불편을 최소화하고 가뭄에 대응할 수 있을 것으로 판단된다. 최종적으로 추후 Sand댐 건설 전후 비교 자료로 사용될 수 있으며, 소규모수도시설의 가뭄 관리를 위한 모니터링 체계 및 대응 방안을 구축하였다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.13 no.1
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• pp.43-51
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• 2008

Periodic fluctuation of water levels were analyzed for their causes and effects on groundwater movement. Groundwater levels were monitored from two shallow monitoring wells, G1 and G4, located at a headwater catchment in the Gwangneung Ecohydrological Research Site using pressure transducers with automatic data-loggers by five-minute interval from February to October, 2006. The water table fluctuates on a daily basis with a clear diurnal variation, and the fluctuation amplitude increases with time from the winter to the summer. Results from spectral analysis of water-level data show periodic variations in 24.38 hour and in 12.19 hour, indicating $P_1$ diurnal and $L_2$ semidiurnal tidal components, respectively. The diurnal component of the water level in summer has greater power than that in winter, implying that the water table is affected not only by earth tides, but also by evapotranspiration. Right after rain stops, the power of diurnal component of the water level decreases, indicating that evapotranspiration influences significantly diurnal periodicity. The effects of diurnal and semidiurnal components of the water level range from 0.4 to 4.2 cm and from 0.2 to 0.7 cm, respectively.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.35 no.6
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• pp.609-616
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• 2017

National Geographic Information Institute has established a plan that preoccupies UCPs (Unified Control Points) at 2~3km intervals in urban areas by considering the distance between existing UCPs by satellite images and aerial photographs in 2015. In this study, we discussed the method of selecting the locations of optimal UCPs by simulating GPS reception environment in candidate sites for UCPs using GIS. For this purpose, we selected new candidate sites for installing UCPs using satellite images and aerial photographs, and analyzed the GPS reception environment by calculating the visibility distance from buildings around UCPs using GIS skyline analysis. The number of and the arrangement of visible satellites that are capable of GPS satellite reception from the viewpoint of sky view were showed by GIS skyline analysis. Quality evaluation results of GPS observation data were compared with average PDOP calculated from hourly PDOP and TEQC in two points of Sungkyunkwan University during 8 hours. As a result of GPS reception environment using GIS, if the PDOP increases, the data acquisition rate is lowed, and the multipath error and the cycle slip are increased. Thus, this study verified that the quality of GPS observation data can be secured by constructing three-dimensional spatial information and simulating PDOP when preoccupying multiple UCPs using GIS.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.8 no.1
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• pp.46-52
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• 2005

A marine environmental information system (MEIS) useful for optimal route planning of ships running in the ocean was developed. Utilizing the simulated marine environmental data produced by the European Center for Medium-Range Weather Forecasts based on global environmental data observed by satellites, the real-time forecast and long-term statistics of marine environments around planned and probable ship routes are provided. The MEIS consists of a land-based data acquisition and analysis system(MEIS-Center) and a onboard information display system(MEIS-Ship) for graphic description of marine information and optimal route planning of ships. Also, it uses of satellite communication system for data transfer. The marine environmental components of winds, waves, air pressures and storms are provided, in which winds are described by speed and direction and waves are expressed in terms of height, direction and period for both of wind waves and swells. The real-time information is characterized by 0.5° resolution, 10 day forecast in 6 hour interval and daily update. The statistic information of monthly average and maximum value expected for a return period is featured by 1.5° resolution and based on 15 year database. The MEIS-Ship include an editing tool for route simulation and the forecasting and statistic information on planned routes can be displayed in graph or table. The MEIS enables for navigators to design an optimal navigational route that minimizes probable risk and operational cost.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.8 no.1
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• pp.17-22
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• 2005

The movement of drifting ships on the sea is closely related to marine environmental forces such as waves, currents, winds, etc. To develop a prediction model for trajectories oi drifting ships, an experiment on the movement of drifting ships was carried out in the Southeastern Sea of Korea. Five types of ships including a lire raft and tour ships with G/T 10tons, G/T 2o tons, G/T 50 tons, and G/T 80 tons, were considered in the experiment. The G/T 50 ton class ship was used as a base ship for obtaining the currents, winds and heading angles of ship following the trajectory. The trajectory of each ship was measured by DGPS(Differential Global Positioning System) and collected using APRS(Automatic Position Reporting System) installed on the base ship. The error range in position fix of DGPS are approximately ±1 m. The drift speed of ship in the experiment was between 3％ to 5％ of wind speed and drift direction of ship was deflected by ±90° from wind direction. Also, the heading of drifting ship was normal to wind direction.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.36 no.6
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• pp.553-566
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• 2015

The effects of vertical resolutions and planetary boundary layer (PBL) physics schemes in a numerical simulation with a very high resolution over the metropolitan area were investigated. The numerical experiments using the Weather Research and Forecast model were conducted from 0000 UTC 25 October to 0000 UTC 26 October 2013. We verified the numerical results against with six hourly observation data from the radiosonde at Seolleung, which was located in southern part of Seoul, and forty three auto weather systems in Seoul. In the experiments of vertical resolutions in low level atmosphere with 44, 50, and 60 layers, which are set to be subdivided particularly under 2 km height. The experiment in 60 layers, which has the highest vertical resolution in this study, showed relatively a clear diurnal variation of PBL heights. Especially, the difference of PBL heights and 10-meter wind fields were mainly seen in the area of high altitude lands for the experiments of vertical resolution. In the sensitivity experiment of PBL schemes such as asymmetric convective model-version 2 (ACM2), Yonsei University (YSU), and Mellow-Yamada-Janjic (MYJ) to the temperature, all three PBL schemes revealed lower temperature than observed profile from the radiosonde in the entire period. The experiments with YSU PBL and ACM2 PBL schemes show relatively less biased in comparison with the experiment of the MYJ PBL scheme.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.291-295
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• 2007

강수진단모형을 이용하여 저수지 이수운영을 위한 실시간 유량예측기법을 개발하였다. 강수진단모형은 현재 기상청 현업에서 수행중인 강우수치예보를 기반으로 상세 지역의 지형 효과에 의한 강수를 예측하는 정량강수예측모형(QPM; Quantitative Precipitation Model)으로서 부경대학교 환경대기과학과에서 개발된 모형이다. QPM은 중규모 예측 모형으로부터 계산된 수평 바람, 고도, 기온, 강우 강도, 그리고 상대습도 등의 예측 자료를 이용하고, 소규모 상세지형 효과를 고려함으로써 중규모 예측 모형에서 생산된 강수량 예측 값을 상세 지역의 지형을 고려한 강수량 예측 값으로 재구성하여 결과적으로 3km 간격의 상세지역 강우산출과 지형에 따른 강수량의 분포 파악이 용이할 뿐만 아니라 계산 효율성을 개선된 모형이다. QPM 검증을 위하여 기상학적 평가와 수문학적 평가를 수행하였다. 호우 사례별 일강수량의 시공간 분포로 부터, QPM을 활용한 시스템에 의한 예측결과가 원시자료 RDAPS 보다 고해상도의 예측 및 지형효과의 반영도가 높았으며, AWS의 관측자료와 비교하여 보다 높은 예측성을 보여 주었다. 대상기간인 2006년 1월 1일부터 6월 20일까지 관측강우는 총 391.5mm 였으며 RQPM은 실적강우에 비하여 119.5mm 정도 과소산정하고 있으나 분위사상과정을 거치게 되면 351.7mm로서 실적강우에 불과 10.2% 못미치고 있다. 이는 고무적인 결과로 볼 수 있으며 현업에서의 활용성이 기대되는 수준이라 볼 수 있다. 강우-유출모의를 위한 QPM신뢰도를 높이기 위하여 분위사상법(Quantile Mapping)을 이용하여 QPM모의에 존재할 수 있는 계통오차에 대한 추가적인 보정을 수행하였다. 수문학적 평가를 위하여는 장기연속유출모형인 SSARR모형을 기반으로 개발된 RRFS(Rainfall-Runoff Forecast System)을 이용하여 2006년 1월${\sim}$9월까지의 용담댐 유입량에 대하여 모의예측결과와 관측유입량 비교를 통한 검증을 수행하였다. 위 기간중 예측유입량의 RMSE(Root Mean Squared Error), COE(Sutcliffe Coefficient of Efficiency), MAE(Mean Absolute Error), $R^2$값은 각각 7.50, 0.68, 2.59, 0.69 값을 보이고 있다. 본 연구에서는 QPM에 의한 예측성의 향상 및 구축된 시스템에 의한 일강수량의 장기예측 가능성을 확인하였고, 향후 시스템을 현업에 활용하기 위해서 생산된 예측자료의 보다 장기적인 검증을 통한 시스템의 안정화가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.30 no.6_1
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• pp.539-547
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• 2012

Volume survey for earthwork is conducted periodically at every month at large scaled construction sites for request payment for the construction. Currently, the earthwork volume is calculated on the overlapped drawing for two cross sections which were created by new and previous surveying data observed by GPS and TS. However the survey is required lots of time and expenses as it is a pin-point surveying method thus surveyors intend to get data only for the heavy undulated topographic features chosen by himself to save time and expenses. Consequently, it causes poor results due to low dense measurement as well as it's not matched with the results by another surveyors. As a result, the conflicts related in earthwork volume calculation often arises among the owner, contractors and sub contractors. In this study, we developed a method to get surveying data for fast and accurate volume calculation using 3D Mobile Laser System and conducted an application test. Also we carried out experiments for topographic survey using MLS to judge for the application additionally. The results showed that we could reduce a time for cross section survey from 48 hours to 2 hours and collected high dense data which have 0.2m interval instead of 3m interval compare with existing method. Also we could make a map which has high accuracy within 10cm in horizontal through topographic survey using MLS.