• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.3-3
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• 2021

하천의 식생은 생태서식처 제공, 강턱이나 하안 경사의 안정, 영양염류나 오염물 차단에 의한 수질 개선 등의 다양한 생태서비스를 제공하는 반면, 과도하고 편중된 식생 분포로 인해 흐름저항이 증가하고 이로 인한 홍수위 상승과 홍수피해 위험이 가중될 수 있다. 기후변화 영향과 토지이용 변화에 따른 수리수문 특성 변화와 유역으로부터 영양염류의 유입은 하천내 식생이 과도하게 퍼지는 직접적인 원인이 될 수 있다. 과도한 식생분포로 인한 흐름저항과 홍수위 상승을 평가하기 위해 식생하도의 흐름저항과 관련된 매개변수의 다양성과 복잡성에 따른 해석상의 한계에도 불구하고 이에 대한 이론적 해석과 수학모형의 개발, 실험실 수로와 하천현장조사, 수치모형을 이용한 예측 등의 다양한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 소규모 실험실 수로에서 단순화된 식생 구조와 배열이 적용되는 한계성과 상류에서 유입되는 유량과 유속 등의 수리조건을 통제할 수 없는 현장실험의 한계성을 보완하고자 목본류 형태의 식생패치를 실규모 하천실험 수로에 조성하여 통제된 수리조건에서의 식생하도의 구간 흐름저항을 추정하기 위한 계측 실험을 수행하였다. 실규모 실험에서는 피에조미터 형식의 정밀 압력식 센서를 이용하여 수위와 수면경사를 계측하였으며, 실험구간의 접근 수로에서 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 이용하여 유입 유량에 대한 정보를 수집하였다. 전체 수로 길이 약 600 m, 하폭 11 m, 깊이 2 m 규모의 실규모 하도 일부 80 m 완경사 구간에 식생패치를 설치하고 구간 수면경사를 실측함으로써 식생하도의 흐름저항을 직접 산정하였다. 이러한 실규모 식생하도의 실험을 통해 식생패치의 밀도, 횡적 차단면적, 구간 차단부피, 목본 식생의 물리적 특성, 식생패치의 배열 등의 다양한 식생분포 조건에 따른 수리조건별 흐름저항 값의 변화를 분석할 수 있다. 식생하도에 대한 정확한 흐름저항 추정과 홍수위 변화에 대한 해석은 하천 식생의 생태서비스와 홍수방어의 하천 치수효과의 최적 솔루션을 제시하기 위한 하도관리의 다양한 방안을 제시하는데 필수적인 정보로 활용될 수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권4호
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• pp.219-233
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• 2013

본 연구는 산림에서 나타나는 수종의 분포 패턴을 해석하고 예측하기 위한 목적으로 수행되었다. 국내에서 처음으로 시도된 전국 규모의 체계적 산림조사라 할 수 있는 NFI (National Forest Inventory)의 수종별 출현 정보와 출현지점별 풍부도를 기반으로 소나무의 현존분포도를 작성하였다. 생태적 지위 모형의 하나인 GARP (Genetic Algorithm for Ruleset Production)를 이용하여 소나무 현존분포와 연관성이 높은 환경요인변수들을 선정하였고, 선정된 변수들을 설명변수로 하는 소나무 잠재분포 모형을 작성한 후 기후변화 시나리오를 적용하여 미래의 잠재분포를 예측하였다. 기후, 지리 지형, 토양 지질, 토지이용 및 식생현황 등 27개 환경요인변수를 각각 설명변수로 하여 모형을 구동함으로써 소나무 현존분포와의 연관성을 평가한 결과 1월 평균기온이 최상위를 차지하였고 연평균기온, 8월평균기온, 연교차 등도 영향을 미치는 것으로 분석되었다. NFI 정보로부터 추출하여 소스개체군으로 선정된 조사지점들을 소나무의 최종출현정보로, 환경요인변수 간의 연관성 분석을 통해 최종적으로 선정된 변수 세트를 설명변수로 하여 모형을 구동함으로써 최적의 모형을 선정한 후 잠재분포도를 작성하였다. 현재 시점의 환경요인변수들에 의해 트레이닝 된 잠재분포 모형에서 기후관련변수들을 RCP 8.5 기후변화시나리오에서 산출한 변수들로 대체하여 2020년대, 2050년대, 2090년대의 소나무의 예측 잠재분포도를 작성하였다. 최종적으로 작성된 소나무 잠재분포모형의 평가 통계량인 AUC (Area Under Curve)는 0.67로 다소 미흡하였으나 향후 기후변화 환경 하에서 소나무림의 보전 및 관리를 위한 최소한의 실마리를 제공할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1607-1611
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• 2009

본 연구에서는 현재 가뭄을 관측하는데 주로 이용되는 가뭄지수의 단점 등을 보완하고자 가뭄에 관련되는 식생지수를 연계한 공간해상도 높은 가뭄지수를 제시하였다. 우리나라 지상관측을 통해 산출할 수 있는 PDSI(Palmer Drought Severity Index)와 SPI(Standardized Precipitation Index) 같은 가뭄지수는 기온과 강수량 등의 기후자료만을 이용하여 산정할 수 있다. 두 가뭄지수는 관측하기 어려운 가뭄의 시기와 심도를 설명하고자 여러 연구를 통해 개발한 지수이지만, 두 가뭄지수만을 가지고 우리나라 전역의 가뭄의 공간적인 분포를 설명하기에는 다소 무리가 있다. PDSI의 경우 강수량과 기온과 토양의 수분함유량을 가지고 산출하는데, 전 관측지점을 똑같은 토양수분함유량을 가지고 있다는 가정 하에 계산되고, SPI의 경우 강수량만을 이용하여 산정한다. PDSI의 경우 과거의 가뭄의 정도를 판단하는데 매우유용하다고 알려져 있다. 하지만, 현재의 가뭄정도를 나타내는 데는 문제를 가지고 있고, SPI의 경우는 누적강수량을 가지고 시간단위로 계산한다는 점에서 다양한 가뭄의 정도를 예측할 수 있지만, 입력 자료로 강수량만 들어간다는 점에서 약점을 가진다. 이런 기후지수만을 이용한 가뭄정보 생산이 공간정보를 구현하는데 한계를 가지는 문제점을 개선하고자 가뭄에 직간접적으로 관련이 있는 보다 세밀한 공간정보를 가진 식생, 토지이용, 고도 등의 자료와 기후정보로부터 산정된 가뭄지수간의 관계를 분석하였다. 나아가 기존의 기후지수보다 고해상도를 가진 위성의 정규식생지수(NDVI; Normalized Difference Vegetation Index)와 같은 식생지수를 이용하여 기존보다 더 향상된 해상도의 가뭄지수를 산정하고자 하였다. 우리나라 지상관측소 76개 지점 중에 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 정규식생지수 자료와의 관계를 분석하고자 자료의 보유기간이 짧은 지점과 섬지점 등을 제외한 57개 지점을 선정하고, 연구기간동안의 강수량과 기온자료를 이용하여 PDSI와 SPI를 산출하였다. PDSI와 SPI자료를 고해상도 가뭄지수 산정의 기본 변수로 사용하기 위하여 역거리가중평균법을 이용한 연구기간동안의 한반도 지역 PDSI와 SPI 가뭄지수 지도를 생산하였다. 각각의 가뭄지수와 식생 상태를 나타내는 NDVI와의 상관특성과 계절 변화에 따른 변화특성을 분석하고, CART(Classification and Regression Trees) 알고리즘을 이용하여, 지상 자료만을 사용한 가뭄지수가 가지는 시공간적 변화 특성 제시에 대한 문제점을 개선한 보다 해상도가 높은 조합가뭄지수를 제시하였다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.207-219
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• 2005

본 연구에서는 회동저수지 상류 수영강 유역에 발달된 토양을 대상으로 지질 및 토지이용별로 토양의 물리화학적 특성을 조사하고 그 영향을 다변량 통계분석법인 주성분 및 판별분석을 이용하여 고찰하였다. 연구지역내 토양의 토성은 안산암에서 발달한 토양이 화강암의 것보다 세립질이며 용출 무기성분, 점토 및 유색광물의 함량도 높았다. 경작지 토양 내 염류 집적(EC, 양이온, 음이온)과 pH증가는 대부분 경작과정에 투입된 비료의 영향에 의한 것이며 임야 토양에 비해 상대적으로 낮은 유기물 농도는 경운에 의한 유기물의 산화 촉진 및 작물 수확에 기인하는 것이다. 토지이용별 무기성분의 함량은 밭>과수원>논>임야 토양 순으로 나타났으며, 논 토양의 높은 $SO_4\;^{2-}$함량은 담수 상태 환원조건하 침전된 황화광물형태가 산화조건의 용출 실험에 의해 용해되어 증가되는 것에 기인한다. 주성분 분석결과는 토지 이용이나 지질에 따른 토양 특성을 잘 나타내었으며, 주성분 1은 시비, 광물 풍화작용 및 질소질 비료에 의한 이온교환 반응의 영향을 나타내었다. 토양 용출 성분과 성분비를 이용한 두 종류의 판별분석결과는 모두 토지이용별로 판별함수 1과 2에 의해 뚜렷하게 구분되며, 토양 성분을 이용한 판별분석에서 판별함수 1은 경작에 의한 비료의 영향을 나타내며 밭, 과수원, 논, 임야 토양 순서로 증가하였다. 판별분석에 의한 토지이용 특성의 조사 및 예측자료는 비교적 잘 일치하였으며 토지 이용의 변화를 확인할 수 있는 방법으로도 사용될 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제8권1호
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• pp.31-40
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• 1990

본 연구는 사친 측량을 이용한 효율적인 초구장 기본 계획을 수립하고자 연구 대상지를 선정하여 종래 방법과 사진측량 방법을 비교 분석하였다. 또한, 대상지 항공사진과 지형도를 이용하여 사친 판독에 의해 식생, 수계도를 작성하고, 대상지를 격자로 구성하여 수치지형모델에 의한 지형 변화 및 경관을 예측하므로서 계획에 필요한 여러 요소를 종래방법과 비교 고찰하였다. 본 연구 결과 사진 판독에 식생도 및 수계도를 작성하므로서 기존 조사방법 보다 세밀한 결과를 얻을 수 있었고, 수치지형모델을 이용하여 지형, 경관 및 수계 등의 변화를 표현, 예측하므로서 우수처리, 경관, 조경 계획을 효율적으로 할 수 있었다. 또한, 항공사진과 지형도를 병용하므로서 토지 이용 계획과 기타 계획에 관하여 종래 방법보다 효율적임을 제시할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제9권3호
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• pp.51-61
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• 2007

자연하천은 하천개수사업, 유역의 토지이용 변화, 댐 및 저수지 건설, 골재채취 등 여러 가지 요인에 의해 하상이 변동하게 된다. 이러한 하상변동은 하천정비 및 다양한 습지계획, 안정하도 유지관리를 위해 매우 중요한 사항이다. 본 연구에서는 골재채취로 인해 저하된 하상이 점차 안정화 되어가고 있는 금강 및 미호천 국가하천 구간을 대상으로 하천측량, 하상재료 채취 분석을 실시하고, 이를 토대로 하도 형성을 지배하는 하도특성량 분석과 수치모형에 의해 장래 하상변동을 예측하였다. 연구결과 하상경사 및 마찰속도 등 하도특성량을 통해 분석한 하상변동 잠재성 평가 결과와 수치모형을 이용한 하상변동 예측결과가 비슷한 경향을 나타냈으며, 금강 및 미호천은 장래 하도가 안정화될 것으로 분석되었다. 이와 같이 장래 하상의 세굴 또는 퇴적경향 등을 예측하고 그 특성을 반영하면, 치수적인 대책 수립과 수리적으로 안전한 구간에서의 식생호안 설치 등 치수적으로 안전하고 친환경적인 하천 및 습지계획이 가능할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제36권2호
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• pp.85-94
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• 2018

본 연구에서는 1996년, 2006년, 2016년의 서울과 주변지역의 도시화로 인한 피복변화를 바탕으로 2026년의 피복 변화를 예측하였다. 기초 자료로 Landsat 영상을, 미래 예측을 위해 MLP와 MCA를 융합하여 연구지역에 대해 적용하였다. MLP에서는 1996년과 2006년의 피복도를 이용하여 하부 모델과 전이 유발 인자를 설정하여 피복 전이 잠재력을 산출하고, MCA를 이용하여 피복 전이 확률 계산하여 2016년의 피복도를 생성하였다. 이는 Landsat에서 얻어진 2016년 피복도와 비교하여, 모델 검증을 실시하고, Landsat에서 얻어진 2006년과 2016년 피복도를 이용하여 2026년도의 미래 피복을 예측하였다. 결과로 1996년부터 2016년까지 피복변화의 대부분은 나지, 초지(식생 혼합)로부터 개발지로의 변화가 두드러졌으며, 2026년도의 미래 피복도 나지와 초지로부터 개발지로의 변화가 여전히 진행되고 있는 것으로 예측되었다. 본 연구는 MLP-MCA 방법으로 서울 및 주변 지역에 대한 미래 피복 변화 예측에 처음으로 적용했다는 측면에서 의미가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1596-1600
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• 2006

자연적인 하천은 하도 상황의 변경, 유역 토지이용의 변화, 댐과 저수지, 하천 골재채취의 영향 등 여러가지 요인에 의해 하상변동이 발생하게 된다. 본 연구에서는 금강 대청댐 하류구간의 실측자료를 토대로 장기하상변동 모의를 하여 예측된 결과와 실측단면을 비교하였으며, 실측단면이 장기하상변동 모의결과보다 상당히 저하된 것으로 분석되었다. 또한 금강의 측량자료를 수집하여 비교분석한 결과 시간이 경과함에 따라 금강의 하상이 지속적으로 저하되는 것으로 나타났으며, 대청댐 하류의 하상고는 대청댐 상류보다 저하폭이 상당히 큰 것으로 나타났다. 원인분석 결과 대청댐 건설로 인한 유사차단으로 인하여 대청댐 하류의 하상고는 지속적으로 저하되는 것으로 판단되었으며, 주요원인으로 금강의 골재채취가 금강하류 하상변동에서 상당히 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.149-162
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• 2008

미국농무성에서 토양과 토지이용 특성을 고려한 대규모 유역의 유출해석과 토양침식량 및 비점오염원 부하를 해석하기 위해 개발한 SWAT 모델을 대청댐 유역에 적용하여 토지이용 특성별 토양침식량을 산정하였다. 연구결과는 저수지관리자와 정책입안자들에게 저수지 탁수문제를 완화하기 위한 유역관리 대안의 효율성을 평가하는데 중요한 정보를 제공한다. 유출과 토양 유실량 산정에 영향을 미치는 주요한 매개변수들을 보정한 후, 모델은 실측 연간 유출성분과 월별 유황변화를 비교적 잘 예측하였다. 모의결과, 토지 이용별 단위면적당 토양침식량은 밭이 33.1 ton/ha/yr로 가장 많았으며, 임야는 수목의 종류에 따라 $2.3{\sim}5.4ton/ha/yr$, 도시지역 1.0 ton/ha/yr, 논 0.1 ton/ha/yr의 순으로 나타났다. 토지이용면적 가중 연간 토양침식량 산정결과, 밭은 유역전체 면적에서 차지하는 비율이 단지 10% 정도에 해당하지만 연간 총 토양침식량의 55.3%를 차지하는 것으로 나타났다. 비록 본 연구에서 적용한 토양침식량 산정 방법에 농작물의 종류와 경작형태에 대한 구체적인 정보를 포함하지 못하는 불확실성이 내재되어 있으나, 연구결과는 최소한 저수지의 탁수문제를 완화하기 위해서는 상류 유역의 토양침식 조절대책이 필요함을 시사하며, 유역의 점유율에 비해 토양침식에 기여도가 가장 큰 밭농사 지역에 대한 토양침식 억제 대책을 우선 실시하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제7권3호
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• pp.1-12
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• 2004

위성영상은 도시의 물리적 확산 및 변화를 예측하는데 많이 활용되고 있다. 그러나 이 방법은 도시화된 지역이 어느 정도의 강도로 개발되었는지를 파악할 수 있는 밀도분석에는 적절치 못하다. 이는 위성영상이 미시적 공간단위로 토지이용 현황을 분석하는 반면 통계자료는 거시적 공간 단위로 구축되어 있어 통계자료를 미시적인 공간단위에 적용하는데 어려웠기 때문이다. 본 연구는 위성영상자료와 통계청의 기초단위구라는 미시적 구역통계자료를 활용하여 도시성장분석상 이들 자료를 통합하여 활용하는 것이 유용함을 입증하고자 하였다. 연구대상지역은 대구광역시로 하였으며, 분석자료로 1985년과 2000년의 위성영상 Landsat TM-5 와 구역통계자료로 기초단위구를 이용하였다. 분석결과 위성영상자료는 도시의 확산 그리고 기초단위구는 밀도 분석이 용이하여 도시성장에 따른 확산과 밀도변화를 동시에 파악할 수 있었다.