• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.345-345
• /
• 2023

기후변화에 대응하기 위한 가뭄과 홍수 등의 수재해 관리체계 수립의 필요성이 높아지고 있어, 기후예측모형과 연계하여 수문 및 에너지 순환과정에서 하천유출에 대한 기후변화 영향예측이 가능한 지표수문모형(Land Surface Model, LSM)의 개발과 적용이 요구되고 있다. 또한, LSM은 연속적이고 장기적인 유출을 모의할 수 있어 수재해에 관한 예측과 정보 제공에 유용하므로, 최근 수재해 예측시스템 구축을 위한 주요한 도구로 관심을 받고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 기후모형 CWRF(Climate-Weather Research and Forecasting Model)와 연계되어 물-에너지 순환모의가 가능한 최신 LSM 중 하나인 Common Land Model(CoLM)을 우리나라 유역의 장기하천유출모의에 적용하고자 한다. 대부분의 LSM은 지상의 물과 에너지 순환과정이 각 단일 격자의 수직적인 모의과정으로 제한되고 있었지만, 현재 지속적인 개선을 통해 많은 LSM에서 보다 현실적인 물과 에너지 변화를 모의하고자 노력하고 있다. 그러나, 지속적인 모형의 개선에도 불구하고(또는 그로 인해) 정교한 수학적 프로세스를 통합하여 개선된 최신 LSM은 오히려 복잡한 매개변수 체계, 매개변수 추정, 입력자료, 초기 및 경계조건 등에서 비롯된 불확실성이 존재하고 있다. 따라서, 모형의 주요 매개변수값의 추정은 모의결과의 성능과 안정성을 확보하기 위한 LSM의 모의에서 필수적인 과정 중 하나이다. 유역의 특성에 따라 결정되는 모형 매개변수는 관련자료의 부재 또는 관측의 부정확성으로 인해 검보정 과정을 통해 결정되어야 하므로, 유역의 수문특성을 최대한 반영하고 모형의 성능과 안정성을 확보하기 위해 모의목적에 따라 적절한 검보정 목적함수의 선정도 요구된다. CoLM과 같이 다양한 매개변수가 사용되는 LSM에서는 모의결과에 대한 불확실성을 줄이고, 모의목적에 따른 모형의 예측도 향상을 위해서 모의결과에 민감한 주요 매개변수의 검보정이 과정이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 격자기반 지표수문모형인 CoLM을 이용하여 우리나라 유역의 장기하천유출을 모의하는 과정에서 CoLM의 주요 매개변수 검보정에 필요한 적절한 목적함수의 적용을 통해 CoLM 장기하천유출 모의결과의 예측성능을 개선하고자 한다.

• Journal of Satellite, Information and Communications
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.11-15
• /
• 2015

In this study, we present the architecture design of data control system in water hazard information platform with analyzing the complexity of the data processing. Generally, data control systems in data collection and analysis platforms base on the constant data-algorithm data processing meaning that data processing between data and algorithm is fixed. But the number of data processing in data control system is rapidly increasing because of increasing of complexity of system. To hold down the number of data processing, dynamic data-algorithm data processing is able to be applied to data control system. After comparison each data-algorithm data processing method, we suggest design method of the data control system optimizing water hazard information platform.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.359-359
• /
• 2023

최근 기후변화로 인한 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해가 증가함에 따라 이를 선제적으로 탐지 및 예방할 수 있는 해결책에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이러한 수재해를 예방하기 위해서 하천, 저수지 등 가용수자원의 지속적인 모니터링은 필수적이다. SAR 위성 영상의 경우 주야간 및 기상상황에 상관없이 지속적인 수체 탐지가 가능하다. 일반적으로 SAR 기반 수체 탐지 시 송수신 방향이 동일한 편파(co-polarized) 영상을 사용한다. 하지만 co-polarized 영상의 경우 바람 및 강우에 민감하게 반응하여 수체 미탐지의 가능성이 존재한다. 한편 송수신 방향이 서로 다른 편파(cross-polarized) 영상은 강우 및 바람의 영향에 민감하지 않지만 식생에 민감하게 반응하여 수체의 오탐지율이 높다는 단점이 존재한다. 이에 SAR 영상의 편파 특성에 따라 수체 탐지의 정확도 차이가 발생하여 최적의 편파 영상 조합을 구성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Sentinel-1 SAR 위성의 VV, VH, VV+VH 편파 영상과 머신러닝 알고리즘 중 하나인 SVM (support vector machine)을 활용하여 수체탐지를 수행하였다. 편파 영상 조합별 수체 탐지 결과의 검증을 위하여 혼동행렬 (confusion matrix) 기반 평가지수를 사용하였다. 각각의 수체탐지 결과의 비교 및 분석을 통하여 SAR 기반 수체 탐지를 위한 최적의 밴드 조합을 도출하였다. 본 연구결과를 바탕으로 차후 높은 시공간 해상도를 가진 SAR 영상의 활용이 가능하다면 수재해 및 수자원 관리의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
• /
• v.18 no.4
• /
• pp.119-130
• /
• 2015

In recent years, the attention on the applications of the national or international standards to water-related information technology in practice has more increased. In particular, as the demand on spatial information technology including content development, receiving, disposal and distribution has increased, the importance of standardization has been also emphasized. However, compared with attention and demand on standardization in spatial information technology, studies on development and application of standardization are still at the initial stage. Accordingly, this study attempted to investigate the trends of international standards developed and established by International Organization for Standardization(ISO) and Open Geospatial Consortium(OGC), and to derive the adaptable integrated management standard technology for water hazard information platform. For this, we investigated big data, NoSQL, and cloud technology for the observed data provision. Furthermore, OGC WxS standard technologies for spatial information web service and ISO standards for spatial information format were investigated. Based on these investigations, we examined the strategies and plans to apply and establish the standardization for information provision.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.409-409
• /
• 2020

경제가 발전함에 따라 산업화 및 도시화로 인해 많은 지역에서 지속 가능한 수자원관리의 어려움을 겪고 있으며, 기후 및 환경 변화는 지표수의 증발을 증가시키고 강우 및 기타 수문학적 순환과정의 시기와 역학을 변화시킴으로써 물에 대한 스트레스를 높이는 등 다양한 문제가 발생하고 있다. 이러한 환경 변화로 인해 개인, 국가 등 전 세계가 여러 형태의 현실적 물 문제에 당면하고 있음에 따라 본 연구에서는 위와 같은 물 관련 문제를 평가할 수 있는 물 안보 평가 방법을 제시함으로써 국가차원의 수자원관리에서 발생하는 문제점에 대한 해결 방안을 모색하고자 하였다. 본 연구에서는 물 안보를 적절한 제도, 바람직한 거버넌스 등 물과 기타 요소 간의 연계성을 바탕으로 깨끗한 물과 적절한 위생 서비스를 사회구성원 모두에게 공평하게 제공하고, 인간 생명과 환경을 오염 및 물 관련 재해로부터 보호하며, 수생태계 보전과 회복을 달성하는 능력 등 4가지 분야로 정의하였다. 이러한 물 안보 상황을 평가하기 위해 1) 사회적 공평성(social equity), 2) 경제적 효율성(economic efficiency), 3) 환경 지속성(environmental sustainability), 4) 수재해 회복 탄력성(resilience to water-related disasters)과 같이 네 가지 핵심 분야로 구분하였으며, 4개 핵심분야의 특징을 반영한 14개 하위 지표를 선정하였다. 국가별 평가는 아시아 국가를 대상으로 진행하였으며, 본 연구가 제시한 물 안보의 정의와 평가 프레임워크를 기반으로 수자원 현황 및 문제점 등을 평가하고 향후 국가별 물 관리 정책의 방향성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.477-477
• /
• 2021

지구온난화로 인한 집중호우 및 태풍의 발생 횟수와 강도가 증가함에 따라 홍수피해가 증가하고 있으며, 특히 도로침수는 피해 측면에서 '복구-보상' 중심의 사후처리 체계에서 벗어나 '예방-대응-관리'를 통한 사전 재난대응 체계로 정책 전환이 요구되고 있다. 이에, 도로침수관련 재난정책의 기반기술이 될 수 있는 '도로침수 실시간 예측·감시 및 운영 기술'을 경상남도 진주시를 대상으로 침수피해 관련 지역현안을 해결하고자 하며, 강우예측자료를 활용한 침수해석, CCTV영상을 이용한 AI기반 실시간 침수감시, 공간 빅데이터 기반 침수정보제공, e-SOP 등 다양한 기술이 융합된 실증 연구로 이루어진다. 본 연구결과물이 실용화되어 도로침수통합관리시스템으로 운영된다면 지역 수재해 대응력 향상에 기여할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.19 no.9
• /
• pp.20-29
• /
• 2018

Owing to the changing climate and recent flood events, flood damage caused by river levee collapse and overflow is on the rise in Korea, making it necessary to enhance river levee maintenance technologies to deal with various flood damage scenarios. This paper proposes the evaluation system of a river-levee safety map to improve maintenance efficiency and disaster responsiveness. A river-levee safety map, indicating sliding, piping, visual inspection, scouring, and safety index of a levee fill material on a GIS map will enable the dangerous zone to be identified visually and the development of proactive measures to deal with it. This will maximize the river-levee maintenance efficiency, which is a break from traditional practice in that restoration measures are taken only after the damage has occurred. This study includes scouring and levee fill material in addition to previously-proposed sliding, piping and visual inspections. The research activities conducted in the study include 1) categorization of scouring and levee fill material based on document and data examination, 2) evaluation of sliding and piping at 5 locations on the left levee in the Nam river according to the duration time of the flood water level, and 3) evaluation of the characteristics of scouring and levee fill material at 9 locations on the left/right levee in the Nam River. The river levee safety map proposed in this study would be more useful and practical but further study on the manual for river management organization, repair and reinforcement methods, and budget is required.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.463-463
• /
• 2021

국내에서는 물관리 기술과 물관리 여건 고도화 등의 다양한 노력을 통하여 통합물관리(IWRM: Integrated Water Resources Management)에 기틀을 만들어 왔다. 그러나 우리나라는 수량, 수질, 수재해 분야로 구분하여 다수의 부처가 물관리 업무를 수행하고 있어 물관리 사업간 연계성 부족 및 사업의 중복으로 인한 예산 낭비와 물관리 어려움이 나타나고 있다. 기후변화로 나타나는 집중호우의 발생 빈도의 증가로 도시지역과 지류하천의 홍수, 녹조의 발생으로 피해가 증가 및 하천생태계의 변화 등으로 다양한 물관리 현안이 발생하고 있는 실정이다. 인간이 살아가는데 있어 물은 없어서는 안되는 중요한 자원이다. 지역별로 도시개발과 인구의 집중, 대규모 특정작물 재배 등으로 한정된 수자원을 개발하고 이용하는데 있어 물분쟁이 지속적으로 발생하고 있어 합리적인 해결방법이 필요하다. 이에 물관리의 기본이념 및 원칙을 마련하고 국가차원의 통합적인 물관리와 유역중심의 물관리를 위한 국가·유역물관리위원회 설치, 물관리에 필요한 기본적인 사항을 규정하여 지속 가능한 물순환 체계를 확립하여 국민의 삶의 질 향상에 이바지하고자 등을 물관리기본법을 입법하였다. 물관리기본법에서는 국가차원의 물관리기본계획과 유역차원의 유역물관리종합계획을 10년마다 수립하고 5년마다 타당성을 검토하도록 명시되어 있다. 본 연구에서는 금강유역을 대상으로 수립 중에 있는 유역계획의 목표와 전략에 대하여 발표하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.122-122
• /
• 2021

전 세계적인 기후변화로 인해 태풍과 집중호우의 빈도와 규모가 증가하고 있으며 그로 인해 수재해 대응과 수자원 관리에 많은 어려움이 따른다. 댐 운영은 이러한 수자원 관리의 중요한 요소이며 정확한 댐 유입량의 예측은 효율적인 댐 운영과 관리의 필수적인 부분이다. 최근에는 여러 분야에서 활용되고 있는 딥러닝 모델을 활용하여 댐 유입량 예측에 관한 다수의 연구들이 수행되고 있다. 특히, 수문 시계열의 장기적인 특성과 비선형적인 관계를 고려하기 위해 연속형 모의를 기반으로 하는 딥러닝 모델의 적용 및 평가와 관련 연구의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 연속형 모의를 기반으로 하는 딥러닝 모델을 활용하여 댐 유입량 예측을 수행하고자 하며 이의 적용성을 평가하고자 한다. 적용 대상 지역으로는 안동댐 상류 유역을 선정하였으며 2006년부터 2020년까지의 시 단위 강우 및 댐 유입량 자료를 활용하였다. 선행시간(1~6시간)별 예측 유입량과 관측 유입량의 비교를 통한 정량적 평가를 수행하였다. 또한 입력 자료에 대한 과거 기간, 모델 구성, 손실함수 등에 대한 조건별 평가를 통해 예측 정확도의 변화에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구결과를 통해, 딥러닝 기반의 댐 유입량 예측 정확도에 대한 향상과 실시간 예측을 위한 딥러닝 모델의 활용성 증대에 기여할 것으로 기대된다. 향후, 강우 예보 자료를 연계한 딥러닝 기반의 실시간 댐 유입량 예측 기법을 제안하고 이의 활용성을 평가하고자 한다.

• Korean Journal of Remote Sensing
• /
• v.39 no.6_1
• /
• pp.1371-1388
• /
• 2023

Floods are becoming more severe and frequent due to global warming-induced climate change. Water disasters are rising in Korea due to severe rainfall and wet seasons. This makes preventive climate change measures and efficient water catastrophe responses crucial, and synthetic aperture radar satellite imagery can help. This research created 1,423 water body learning datasets for individual water body regions along the Han and Nakdong waterways to reflect domestic water body properties discovered by Sentinel-1 satellite radar imagery. We created a document with exact data annotation criteria for many situations. After the dataset was processed, U-Net, a deep learning model, analyzed water body detection results. The results from applying the learned model to water body locations not involved in the learning process were studied to validate soil water body monitoring on a national scale. The analysis showed that the created water body area detected water bodies accurately (F1-Score: 0.987, Intersection over Union [IoU]: 0.955). Other domestic water body regions not used for training and evaluation showed similar accuracy (F1-Score: 0.941, IoU: 0.89). Both outcomes showed that the computer accurately spotted water bodies in most areas, however tiny streams and gloomy areas had problems. This work should improve water resource change and disaster damage surveillance. Future studies will likely include more water body attribute datasets. Such databases could help manage and monitor water bodies nationwide and shed light on misclassified regions.