• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.05a
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• pp.102-103
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• 2018

해상에서의 급변하는 위험기상과 기상이변은 관련 종사자들의 생명과 재산 피해에 직접적으로 영향을 주고 있지만, 선박 안전항해의 필수적 요소인 해양기상정보의 실제적인 활용은 매우 미비한 수준이다. 본 연구에서는 신속하고 정밀한 정보 전달을 위해 해양기상 수치모델 정보를 이용하여 전문 예보관의 예보지식에 기반한 상세 해상실황과 예보정보를 항해 및 조업선박들에게 자기위치기반으로 실시간 서비스할 수 있는 시스템을 구축하였다. 해당 시스템을 통해 해양기상예보 정보를 선박의 위치별로 실시간 제공함으로써 해상교통안전에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.63-63
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• 2022

기상 예보자료는 발생 가능한 재난의 예방 및 대비 차원에서 매우 중요한 자료로 활용되고 있다. 우리나라 기상청에서는 동네예보를 통해 5km 공간해상도의 1시간 간격 초단기예보와, 6시간 간격 정량강우예보(Quantitative Precipitation Forecast, QPF)의 단기예보 정보를 제공하고 있다. 그러나 이와 같은 예보자료는 강우량의 시·공간변화가 큰 집중호우와 같은 기상자료를 활용한 수문학적인 해석에는 한계가 있다. 예보자료를 수문학에 활용하기 위한 시·공간적 해상도 개선뿐만 아니라 방대한 기상 및 기후 자료의 예측성능을 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기상청이 제공하는 지역 앙상블 예측 시스템(Local ENsemble prediction System, LENS)와 종관기상관측시스템(ASOS) 및 방재기상관측시스템(AWS) 관측 데이터 및 동네예보에 기계학습 방법을 적용하여 수문학적 정량적 강수량 예측(Hydrological Quantitative Precipitation Forecast, HQPF) 정보를 생산하였다. 전처리 과정을 통해 모든 데이터의 시간해상도와 공간해상도를 동일한 해상도로 변환하였으며, 예측 변수의 인자 분석을 통해 기계학습의 예측 변수를 도출하였다. 기계학습 방법으로는 처리속도와 확장성을 고려하여 XGBoost(eXtreme Gradient Boosting) 방식을 적용하였으며, 집중호우에서의 예측정확도를 높이기 위해 확률매칭(PM) 방식을 적용하였다. 생산된 HQPF의 성능을 평가하기 위해 2020년에 발생한 14건의 호우 사상을 대상으로 태풍형과 비태풍형으로 구분하여 검증을 수행하였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.20 no.3
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• pp.42-51
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• 2017

Snowfall is an important natural hazard in Korea. In recent years, the socioeconomic importance of impact-based forecasts of meteorological phenomena have been highlighted. To further develop forecasts, we first need to analyze the climatic characteristics of each region. In this study, homogeneous regions for snowfall analysis were classified using a self-organizing map for impact-based forecast and warning services. Homogeneous regions of snowfall were analyzed into seven clusters and the characteristics of each group were investigated using snowfall, observation days, and maximum snowfall. Daegwallyeong, Gangneung-si, and Jeongeup-si were classified as areas with high snowfall and Gyeongsangdo was classified as an area with low snowfall. Comparison with previous studies showed that representative areas were well distinguished, but snowfall characteristics were found to be different. The results of this study are of relevance to future policy decisions that use impact-based forecasting in each region.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.712-716
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• 2007

본 연구의 목적은 기존에 구축된 임진강 홍수예보시스템의 문제점을 분석하여 새로운 예보시스템을 구축하는 것으로, 주요 내용은 수문레이더의 활용, 유효우량 산정, 유출량 계산, 하도추적, 조위 영향 감안, 시스템 효율성 개선 등 여러 분야에서 기존 시스템의 문제를 분석하고, 이를 해결할 수 있는 새로운 시스템을 구축하는 것이다. 본 연구를 통해 새로이 구축된 임진강 홍수예보시스템은 수문학적 모형의 경우 기존의 소유역 구분을 개선하여 효율적인 홍수예보가 가능하도록 최적의 소유역을 재구성하였고, 이에 따른 소유역별 매개변수 산정, 평균 강우량 산정 등을 모두 새로이 구축하였다. 수리학적 모형의 경우에는 한강과 임진강, 서해 조위를 동시에 동역학적으로 고려할 수 있도록 시스템을 재구축하였으며, 최근의 측량단면을 이용하여 최적 조도계수를 재산정하였다. 본 연구를 통해 개선된 임진강 홍수예보시스템은 과거 홍수사상에 대한 적용을 통해서 검증되었다. 수문 레이더, 수문학적 모형, 수리학적 모형 등이 모두 전산시스템 상에서 원활하게 운영되는 것이 검증되었으며, 본 연구에서 개선된 시스템의 정확도 또한 실제 적용을 통해서 검증되었다. 따라서 본 연구에서 구축된 임진강 홍수예보 시스템을 통해 임진강 유역에 대한 홍수예보의 정확성, 효율성이 크게 향상된 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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• v.35 no.3
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• pp.234-239
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• 2012

황사(Asian dust storm, ADS)란 중국이나 몽골 등 중앙아시아 지역의 사막 지대의 작은 모래나 황토 또는 먼지가 하늘에 떠다니다가 상층풍을 타고 멀리까지 날아가 떨어지는 현상을 말하며, 주로 봄철에 우리나라를 비롯한 동아시아 지역에 영향을 준다. 이와 같은 황사에 영향을 받는 지역에서는 거주민들의 건강에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 2005년도에서 2008년도까지 4년간 서울지역 거주민들 사이에서 황사현상이 천식질환에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위해 황사발생일(기준일 또는 index day)과 기준일 대비 7일 전후(비교일 또는 comparison day) 황사가 발생하지 않은 날에 병의원에서 진료를 받은 천식환자 수를 황사예보의 정확도에 따라 비교 분석하였다. 그 결과 24시간 전 제공된 황사예보가 황사발생을 정확히 예측한 경우라 하더라도 비교일 대비 기준일의 천식환자 수가 여전히 더 많다는 사실을 알 수 있었다. 다만, 증가 정도는 통계적으로 유의한 수준은 아니었다는 점에서 정확한 황사예보가 최소한 어느 정도는 천식질환 발생을 저감시키는 효과는 분명히 가지고 있다고 판단할 수 있다. 반면에 24시간 전 황사예보가 황사발생을 정확하게 예측하지 못한 경우에는 비교일 대비 기준일에서 5~6일 후에 진료 받은 천식환자 수가 통계적으로 유의할 수준까지 높게 나타났다. 하지만, 기준일 및 기준일 다음 날의 경우에는 오히려 천식환자 수가 감소하는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 황사예보 및 황사발생의 다양한 경우에 따라 천식환자 수의 일정한 변화패턴이 발견되었으며, 이와 같은 연구결과는 황사 관련 의료서비스 체계를 보다 효율적으로 설계하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.63-64
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• 2018

강수확률예보에 대한 사용자 행동을 이해하고, 만족도의 변화를 분석하기 위해 2017년 조사된 설문조사 결과를 도입하고, 예보의 가치평가 분야에서 널리 활용되어 온 가치스코어를 만족도 평가에 사용하였다. 분석 결과 예보사용자들은 확률예보를 효율적으로 사용할 수 있는 적절한 임계확률을 인지하지 못한 것으로 나타났다. 동일한 예보라도 분석 시기에 따라 사용자의 불만족 정도가 만족도에 미치는 영향은 다르게 나타날 수 있으므로 사용자들이 민감하게 반응하는 시기를 적절히 구분하여 분석할 수 있어야 할 것이다. 그리고 분석 기간 및 연령에 따라 사용자들의 의사결정 기준인 확률예보의 임계확률을 변화시키는 것만으로 일부 사용자 그룹의 만족가치를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.40-40
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• 2017

최근 2014년 마른장마의 영향으로 중부 지방에 가뭄이 발생하였으며, 장마철 강수부족은 2015년까지 영향을 미친바 있다. 이로 인해 소양강 댐은 역대 최저수위를 기록하였으며, 일부 지역에서는 제한급수, 농업용수 부족 등의 피해가 발생하였다. 일반적으로 가뭄은 발생순서에 따라 기상학적, 농업적, 수문학적 가뭄 등으로 분류하고 있다 (Wilhite and Grantz, 1985). 기상학적 가뭄은 농업 및 수문학적 가뭄에 영향을 미치는 가뭄의 시작 단계를 의미하며, 가뭄을 판단하는데 있어 중요한 요소라 할 수 있다. 기상학적 가뭄을 정량적으로 판단하기 위해 SPI, PDSI, PN 등이 활용되고 있으며, 특히 강수량 기반의 SPI는 계산과정이 쉽고, 다양한 지속시간(3, 6, 9, 12개월 등)에 따라 가뭄을 객관적으로 판단할 수 있어 가장 활발하게 이용되고 있다(Mckee et al., 1993). 최근 기상청은 대기와 해양-해빙 모델을 접합한 GloSea5의 장기예보자료를 활용하여 월 내지 계절 가뭄전망을 위한 기상학적 가뭄지수를 현업에 활용하고 있다. 다만 국내에서는 주로 단기가뭄(1~3개월)이 빈번하게 발생함에 따라 짧은 예보선행시간을 갖는 가뭄전망에 대한 평가에 집중되어 왔다. 2014, 15년에는 이례적으로 2년 연속 가뭄이 지속된바 있으며, 장기가뭄(3개월 이상)에 대한 전망정보의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 장기예보자료 기반의 기상학적 가뭄전망정보를 산정하고, 2015년 가뭄을 대상으로 활용성을 평가하였다. 이를 위해 ASOS 59개 지점의 관측강수량, GloSea5의 미래예측(Foreacst) 및 과거재현(Hindcast) 자료를 활용하였으며, 다양한 지속시간(3, 6, 9, 12개월)에 대한 SPI를 산정하였다. 또한 예보선행시간(1~6개월)에 따른 SPI와 관측자료 기반의 SPI 간의 통계적 분석(상관계수, 평균제곱근오차)을 수행하여 전망정보의 정확도를 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.345-349
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• 2007

삽교천 홍수예보시스템은 1999년에 개발되어 현재까지 운영되고 있으나, 개발 이후 유역특성의 변화를 반영한 모형 개선이 이루어지지 않았고, 삽교천 하구둑의 영향을 고려한 모형은 개발되어 있지 않은 실정이다. 이 지역 중에서 특히 천안/아산지역은 급격한 인구증가와 산업화 및 도시화에 의해 면적당 자산의 고도화가 증가하며, 이에 따라 홍수시 피해잠재능은 점점 증가하고 있는 상황이다. 홍수예보 정확도 향상을 위하여 삽교천 유역내 수위관측소 증설에 따른 소유역을 재분할하여 유역특성변화에 따른 수문학적 모형을 재구축하였다. 따라서, 삽교천유역에 신설 및 T/M화된 수문관측소에 대한 소유역 분할과 저류함수법을 이용하기 위한 저류상수를 산정하기위해 기존의 일반 종이지도로 제작된 지형도(1:50,000), 녹지자연도, 지질도, 개략토양도 등을 이용하는 대신 수치지도를 이용하여 저류상수를 산정하였다. 변화된 유역 조건을 가지고 삽교천 유역의 전체 유역 및 하도유출계산을 수행한 후, 측정 결과가 있는 지점의 수문곡선과 비교하여 모형상수가 적절히 산정되었는지 검토하고, 개선된 모형상수를 제시하였다. 또한 홍수예보지점인 원평지점의 선행예보시간을 확보하기 위하여 원평지점 상류의 예당저수지 방류량과 원평지점 수위간의 통계학적모형을 구축하였고, 2시간 이상의 선행예보시간을 확보하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.24 no.4
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• pp.285-296
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• 2007

The Precipitable Water Vapor (PWV) from GPS with high resolution in terms of time and space might reduce the limitations of the numerical weather prediction (NWP) model for easily variable phenomena, such as precipitation and cloud. We have converted to PWV from Global Positioning System (GPS) data of Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) and Ministry of Maritime Affairs & Fisheries (MOMAF). First of all, we have selected the heavy rainfall case of having a predictability limitation in time and space due to small-scale motion. In order to evaluate the effect for GPS PWV, we have executed the sensitivity experiment with PWV from GPS data over Korean peninsula in the Weather Research & Forecasting 3-Dimensional Variational (WRF-3DVAR). We have also suggested the direction of further research for an improvement of the predictability of NWP model on the basis of this case.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.207-207
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• 2018

현행 홍수예보모형은 집중형 모형을 이용하여 강우-유출을 계산하고 하천의 수위를 예측한다. 집중형 모형은 유역을 동질의 배수구역으로 가정하여 공간적인 변화를 고려하지 못하는 한계가 있어 하나의 유역 내에 산지와 평지가 혼재하는 하천의 상류지역은 지형의 공간적인 분포가 반영되어야 정확한 홍수예측이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 금호강 유역에 대해서 분포형 유역유출모형을 적용하고 다양한 해상도와 유역분할을 수행한 해석결과를 비교하여 분포형 유역유출모형을 최적화 하였다. 타 강우자료의 활용성을 높이기 위해 유역의 분할은 수자원단위지도에서 제시한 표준유역 단위로 분할하였고, 격자의 해상도는 최소 100m에서 최대 500까지 변화를 주어 유역유출결과에 영향을 미치지 않는 최대크기의 격자의 크기를 찾아 홍수예보모형에 적용할 수 있는 최적화된 격자의 크기를 소유역별로 도출하였다. 본 연구의 결과를 통해 유역유출 예측의 정확성은 만족시키면서 홍수예보에 적합한 계산속도가 나올 수 있는 최적 해상도를 제시하였으며 분포형 모형의 적용을 전국적으로 확대하고자 할 때 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.