• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.239-239
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• 2018

위성 및 드론을 이용한 원격탐사 기술이 발전하고 다양한 산출물이 나타남에 따라 수자원 및 하천관리 분야에서 원격탐사기술 활용의 폭이 넓어지고 있다. 원격탐사 영상에서 획득할 수 있는 기본적인 가시영상 이외에도 적외영상, 초분광영상, 수위정보, 레이더 반사도 등을 활용하여 하천정보를 추정하려는 시도가 이루어져왔다. 본 연구에서는 원격탐사 영상에서 획득한 하폭을 기반으로 수리학적 하천유량산정을 기법을 적용하기 위해 등류 및 부등류 해석이 가능한 알고리즘과 프로그램을 개발하였다. 등류해석을 위해 GUI 기반 프로그램을 개발하였으며, 특정 하폭에서의 하천유량을 신속하게 계산할 수 있도록 단면 특성분석 모듈과 운동파 방정식 기반의 Manning 유속공식이 적용되도록 구성하였다. 또한, 부등류해석을 위해 스크립트기반의 프로그램을 개발하였다. 부등류 해석 프로그램에는 하천유량을 경계조건으로 수위를 계산하는 일반적인 부등류 수면곡선식의 해석절차를 하폭기반 원격하천 유량 산정 목적에 맞게 재구성하여 원격탐사기술로 획득한 하폭을 경계조건으로 하천 유량을 시산하는 알고리즘을 구현하였다. 본 프로그램을 활용하여 한국건설기술연구원 하천실험센터에서 드론을 이용한 등류/부등류 실험결과를 해석하였으며, 등류 흐름조건에서는 두 가지 해석방법 각각 14.3%, 14.7%의 유사한 평균상대오차를 나타내었고 부등류 흐름조건에서는 등류해석은 62.6%, 부등류해석은 15.8%의 평균상대오차를 나타내었다. 실규모하천에서의 원격하천유량 산정을 위해서는 등류기반 해석방법에 비해 비균일 하천단면에서의 부등류 현상을 모의할 수 있는 하폭기반 부등류 수면곡선의 시산 알고리즘이 유리한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.622-626
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• 2012

우리나라의 물관련 정보와 관련된 시스템은 국토해양부 및 관련 기관에서 다양하고 폭넓게 고유의 업무성격에 맞춰 구축 및 운영, 개발 중에 있으며, 이러한 시스템들은 치수, 이수, 환경 및 생태 등 다양한 정보를 제공하고 있다. 그러나 치수적 측면에서 제방관리를 위한 다양하고 구체적인 정보취득이 어렵고 기구축된 시스템의 DB간 상호 연계가 어려운 실정이다. 현재 IT 산업의 급격한 발전으로 다양한 분야에 스마트폰 어플리케이션의 활용이 이루어지고 있으며 이러한 추세는 수자원분야의 정보화 환경에 도움을 줄 것이다. 본 연구에서는 제방관리를 위한 도구로서 스마트폰 어플리케이션을 활용하고자 한다. 국내에서 수행하고 있는 사업인 하천일람의 "하천이력관리체계", 유역조사사업의 "WAMIS", 하천정보를 제공하고 있는 "RIMGIS"의 관련자료를 분석함으로서 제방제원 및 관리정보의 DB를 구축하고 어플리케이션에 활용한다. 제방 명칭, 행정구역별, 하천별, 수자원단위지도별 조회가 가능하도록 하여 국가홍수관리시스템 구축 및 대국민정보제공 활용 및 관리기술 개발에 기여할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.16 no.1
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• pp.15-25
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• 2013

The RIMGIS(River Information Management GIS) has been developed since 2000 for public service and practical applications of related works after the standardization of national river data such as the river facility register report, river survey map, attached map, and etc. The RIMGIS has been improved in order to respond proactively to change in the information environment. Recently, Smart River-based river information services and related data have become so large as to be overwhelming, making necessary improvements in managing big data. In this study a plan was suggested both to respond to these changes in the information environment and to provide a future Smart River-based river information service by understanding the current state of RIMGIS, improving RIMGIS itself, redesigning the database, developing distribution, and integrating river information systems. Therefore, primary and foreign key, which can distinguish attribute information and entity linkages, were redefined to increase the usability of RIMGIS. Database construction of attribute information and entity relationship diagram have been newly redefined to redesign linkages among tables from the perspective of a river standard database. In addition, this study was undertaken to expand the current supplier-oriented operating system to a demand-oriented operating system by establishing an efficient management of river-related information and a utilization system capable of adapting to the changes of a river management paradigm.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.158-158
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• 2020

국내외 기상이변으로 인한 하천허용유량의 초과가 많이 일어나고 있다. 이때 사람이 직접 도섭으로 하천의 정보 대한 정보를 취득하기 어렵기 때문에 간접적인 방법으로의 정보취득이 중요시 되어야 한다. 그에 따른 방법으로 주입식의 표면부자를 활용한 방법이나, PIV 기법을 활용한 표면영상유속계측법을 이용한 유속측정방법 등이 있다. 하지만 이런 표면영상유속계측법은 영상의 변위가 커지게 되어 시간간격 설정에 대한 어려움 등이 있고, 표면부자법의 경우 표면 유속을 대변 할 수 있을지에 대한 분석연구가 필요하다. 따라서 이러한 표면 영상 유속계측법과 표면부자의 수표면 유속 측정 능력 등을 분석하여 GPS 전자부자의 활용성을 확인해 보고자 하였다. Lab-Scale 수로에서 GPS전자부자를 입자로 활용하여 주입 후 흘러가는 부분을 영상촬영하고, LS-PIV 기법을 활용하여 분석한 후 검증이 된 전자유속계 (FlowTracker)의 데이터를 참값으로 비교 분석하였다. LS-PIV 기법을 통해서 GPS 전자부자의 표면 유속 측정 능력을 잘 검증해낸다면, 유속측정에 용이하고 접근성 및 안정성까지 확보할 수 있다. 더 나아가 홍수 시 사용뿐만 아니라, ADCP나 ADV로 측정이 불가능한 저수심·저유속의 중소하천에서도 적용할 수 있다. GPS전자부자의 지속적인 연구는 향후 하천 측정 시스템에 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
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• v.10 no.6
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• pp.81-87
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• 2007

1960년대 이후 빠른 도시화는 도시 자연환경, 그중에서도 도시 하천을 많이 변화 또는 훼손시켰다. 한강은 서울의 중심을 흐르는 강으로서 60년대 이후 도시화로 인해 유로변경, 천변백사장 망실 등 자연경관이 급격히 변화하였다. 오늘날 하천은 도시의 생태통로로서 뿐만 아니라 천변 녹지 및 오픈스페이스로서 그 가치의 중요성을 인정받고 있다. 따라서 변화된 하천자연경관은 환경복원의 주요 대상이며 이를 위해서는 훼손되기 전 하천경관의 원형파악이 필수적이다. 경관의 원형파악을 위해서는 촬영당시의 지형, 지물의 구체적인 정보들을 보유하고 있는 항공사진과 고해상도 위성영상 등의 원격탐사 자료를 이용, 대상지의 지형, 지질, 식생, 토괴 등을 판독하여 자연경관의 변화를 파악하는 것이 효과적이다. 최근에는 항공사진 외에도 IKONOS 위성 영상과 같은 고해상도영상을 판독한 후 이를 수치사진측량기법을 이용하여 경관변화의 계량적 파악을 시도하고 있다. 본 연구에서는 한강을 대상으로 1966년부터 2002년까지의 변화를 상기 방법을 이용하여 하천 자연경관변화를 파악하였다. 판독결과 대부분의 하천 변화는 모래사장과 곡류하천이 소멸돼 다른 용도로 전환된 것으로 나타났으며 모래사장은 하천 직강화로 인해 하천으로 변했으며 하천은 단지 및 택지개발에 따른 천변도로 개설로 인해 소멸된 것이 가장 큰 원인으로 각각 나타났다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06c
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• pp.11-15
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• 2010

최근 들어 정보기술의 발전으로 인해 타 연구 분야와 정보기술을 접목하여 새로운 연구를 수행하려는 IT 융합 연구의 비중이 커지고 있다. 지구환경 보호를 위해서 국내외 환경 및 생태학 분야에서도 정보기술을 기반으로 한 연구가 많이 수행되고 있다. 하나의 예로 미국 위스콘신대학교를 중심으로 정보기술자와 생태학자가 협력하여 미국, 뉴질랜드, 대만 등의 호수와 하천의 생태학적 관측 자료를 수집하여 웹기반으로 연구자에게 제공하는 GLEON(Global Lake Ecological Observatory Network) 연구 사업이 진행되고 있다. 국내에서도 강원대학교에서 소양호와 의암호 등지에 센서를 설치하여 고해상도 모니터링을 시도한 사례가 있었다. 이에, 본 논문에서는 하천 및 호수에 설치된 센서에서 수집되는 다량의 데이터를 처리하여 환경 및 생태학자들이 활용 가능하도록 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 보유한 사이버인프라스트럭처를 기반으로 환경.생태분야 e-Science 게이트웨이를 설계하고자 한다. 이를 위해 1) GLEON 등의 해외 관련 사이트를 조사하였으며, 2) 강원대학교에서 설치하여 운영 중인 소양호, 의암호 등에서 센서 관측 데이터를 수집하고, 3) 수집된 데이터를 처리하기 위한 메타데이터와 데이터베이스 스키마를 설계하고, 4) 환경.생태학자들이 연구에 활용 가능하도록 웹 기반 e-Science 게이트웨이인 KLEON(Korean Lake Ecological Observatory Network)을 설계하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.649-649
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• 2015

최근 기후변화 및 이상기후로 인해 하천환경 또한 급격하게 변화되고 있다. 변화되는 지구환경에 대응하기 위해 하천환경 대책과 하천생태계 보전/복원, 생물 보호, 친수기능 강화를 요구하고 있는 실정이다. 더욱이 소하천 건천화 및 하천환경관리에 대한 중요성은 대두되고 있으나 비용 및 인력투입 문제로 수위나 유량 등의 기초자료인 수위-유량 계측기술 및 대응연구가 미미한 실정이다. 체계적인 하천관리를 위해서는 신뢰성 있는 대상 하천의 수리량 자료 확보가 기본으로 요구된다. 이러한 중소하천의 관리의 신뢰도를 높이기 위해서는 실시간 수위유량 자료 확보가 필수적이다. 현재 하천 정비 계획 단계에서 수문모델링을 통해 중소하천의 유량을 산정하고 있지만 산발적으로 측정한 자료로는 검/보정에 한계가 있으며, 신뢰도를 확보하기 어려운 실정이다. 이수, 환경, 생태 등의 관점에서는 평상시 유량에 대한 실시간 정보가 매우 중요하다. 이에 체계적인 하천관리를 위해서는 중소하천에 대한 실시간 수리량 자료를 경제적으로 확보 할 수 있는 장치 개발 및 현장적용이 시급하다. 본 연구에서는 하천 횡단구조물이 가지고 있는 유량 측정의 편이성을 최대한 이용하여 급성장하고 있는 영상분석기술과 IT을 하천공학분야에 접목하여 중소하천의 수위와 유량을 실시간으로 원격 측정하는 WIA (Wireless Image Acquisition) 시스템을 개발하였다. WIA 시스템은 라즈베리파이 기반으로 적외선카메라를 이용하여 일정한 시간간격으로 횡단구조물의 상류, 중류, 구조물 주위의 흐름 영상을 확보하여 중앙처리장치로 전송하는 시스템으로 구성된다. WIA 시스템에서 전송된 영상은 본 연구에서 개발한 영상판독 S/W 및 H-Q 산정 S/W를 통해 하천의 수위를 판독하고 실시간으로 하천단면 수위유량 산정 자료 구축하는 자료로 활용된다. 현재 WIA 시스템의 성능 및 개선과 영상판독 S/W 및 H-Q 산정 S/W서버와의 연계운영 성능 평가를 통해 장치를 검증하는 단계에 있으며, 추후 서버구축을 통해 홍수 예 경보와 하천수질관리를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. 또한 본 연구에서 개발하는 유량측정 시스템을 적용하면 기존 장비의 약 15% 예산으로 실시간 수리량 자료를 확보할 수 있을 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1717-1722
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• 2009

국토공간정보 녹색뉴딜사업의 일환으로 전국을 대상으로 실시되고 있는 국토정보화 사업은 국토의 현실 세계와 동일한 환경 구현을 목적으로 위성영상, 항공사진, 3차원 모델링, 라이다, 유비쿼터스 등 다양한 공간정보기술이 접목되고 있다. 본 연구는 고해상 위성영상 중 현재 가장 많이 상용화가 된 위성영상과 항공사진 영상지도서비스를 대상으로 하천 시설물 현황 파악을 실시하여, 가장 효과적인 방안을 도출하여 기존의 문제점을 해결하고자 한다. 이를 위해 가장 먼저 영상지도서비스 현황분석과 하천 시설물 중 가장 많이 실무에 활용되고 있는 하천 시설물 현황을 파악하여 영상별 시설물 판독을 비교하였다. 하천 시설물 판독에 가장 적합한 영상지도서비스는 시설물 판독뿐만 아니라 시스템화하여 체계적이고 과학적인 시설물 관리가 가능한 시스템 개발을 통해 활용성 극대화 방안을 모색하고자 한다.

• Water for future
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• v.55 no.8
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• pp.16-29
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• 2022

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.315-315
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• 2023

급격한 기후변화에 기인하여 전 세계적으로 거듭되는 돌발홍수로 인한 피해가 급격히 증가하고 있는 실정이다. 우리나라에서도 최근 중소 규모의 하천 뿐 아니라 도시 생활하천, 도심지 저지대에서 갑작스런 홍수와 침수로 인해 많은 인명과 재산 피해를 경험하고 있다. 이런 문제를 인식하여 최근 정부차원에서 다양한 센서와 인공지능에 기반하는 많은 인프라 및 연구 투자가 이루어지고 있지만, 높은 설치 및 운영 비용과 우리나라의 복잡한 하천 환경 특성으로 인해 소하천이나 도심지 저지대에서는 그 효율성을 제대로 발휘하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 주변환경의 변화에 강인한 복합 센서단말을 통해, 하천 정보(유량, 유속, 수위 등)을 실시간 측정하고, 해당지역의 특성을 고려한 하천 또는 저지대의 위험도를 스스로 판단할 수 있는 기술을 제안한다. 또한, 본 논문에서는 제안한 저비용 초소형의 단말 장치로 지점의 하천 정보를 실시간 측정하여 IoT망을 통해 3차원 하천 디지털트윈 모델로 전달하여, 유속과 수위를 그대로 재연함으로써, 하천 침수 위험 감시의 효율성을 검증하였다. 3차원 DEM(Digital Elevation Models) 데이터와 실제 하천을 관측한 데이터를 이용한 디지털트윈 검증 결과, 데이터 전송 지연시간을 감안하여 3초 이내에 하천의 수위와 유속이 3차원 모델에 반영되는 것을 확인하였다. 이 결과로부터 열악한 환경에서도 실시간 하천 상황을 원거리에서 모니터링 할 수 있으며, 강우와 유출에 따른 하천 홍수 메카니즘을 새롭게 시뮬레이션할 수 있는 방법론을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.