• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.13-28
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• 1999

The main purpose of this paper is to design and implement forest fire information system (FOFIS) for effective prevention of forest fire using GIS, database, 3-D graphics, and simulation techniques. In contrast to conventional fire information systems that are mostly based on the 2-D graphics and analytic modeling approaches, we have proposed the cell-based modeling approaches, i.e., spatial, data, and simulation modeling approaches. The cell-based spatial modeling is proposed by eliminating the cliff effect of the typical elevation model so that it can provide realistic 3-D graphics of the forest fire. The cell-based data modeling of geography, meteorology, and forestry information is also proposed. The cell-based dynamic modeling for forecasting of the fire diffusion is developed using the variable structure modeling techniques. Several simulation tests of FOFIS performed on a sample forest area of Chungdo, Kyungsangbukdo will demonstrate our approaches.

• 대한공간정보학회지
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• 제24권4호
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• pp.3-11
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• 2016

Sixty four percent of Korean territory consists of forest which is fragile for forest fire. However, it is difficult to detect the disaster-induced damages due to topographic complexity in mountainous areas and harsh weather conditions. For this reason, satellite imaging systems have been widely utilized to detect the damage caused by forest fire. In particular, ground vegetation condition can be estimated from multi-spectral satellite images and change detection technique has been used to detect forest fire damages. However, since Korea has clear four seasons, simple change detection technique has limitation. In this regard, this study applied the NDVI(normalized difference vegetation index) annual cycle modeling technique on time-series of Landsat images from 1991 to 2007 to analyze influence of forest fire of Yangyang-gun, Gangwon-do in 2005 on vegetation condition. The encouraging result was obtained when comparing the areas where forest fire occurs with non-damaged areas. The mean value of NDVI was decreased by 0.07 before and after the forest fire. On the other hand, annual variability of NDVI had been increasing and peak value of NDVI was stationary after the forest fire. It is interpreted that understory vegetation was seriously damaged from the forest fire occurred in 2005.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.67-75
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• 2010

강우 후 경과일수에 따른 연료습도 변화는 산불위험도 예측과 산불감시원 활용에 매우 중요하다. 따라서 이러한 산불위험 조건을 구명하기 위해 2007년 봄철 영동지방 소나무림에서 임분 밀도별로 5mm 이상 강우 후 낙엽층, 부식층, 토양층에 대한 산불위험도와 각 층에 대한 연료습도변화 예측모델을 개발하였다. 연구결과 소 임분 지역은 강우 3일 후부터, 중 밀임분 지역은 5일 후부터 산불발생 위험수준인 17% 정도의 연료 습도를 나타냈다. 반면, 부식층은 6일이 경과 되어도 30% 이상의 연료 습도를 나타냈으나, 토양 상 하층은 약간의 변화 또는 거의 변화가 없었다. 이러한 결과를 토대로 각 층위별 연료습도 변화 예측모델($R^2$=0.56~0.87)을 개발하였으며, 2008년 동일기간의 강우 후 기상 실측자료를 적용하여 예측모델을 검증한 결과 1% 수준에서 유의성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.63-69
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• 2008

산불의 확산특성은 일반적으로 가연물의 특성, 지형, 바람조건과 같은 기상 상태등과 관련이 있다. 산불의 발달과정에 있어 수치해석을 통한 확산예측 모델은 열전달 과정에 기본을 둔 열에너지 전달에 대한 해석이 가장 일반적인 방법론이다. 산불의 발생시 열에너지의 전파속도를 해석하는 것은 화염의 생성과 열전달, 그리고 소멸에 이르는 전 과정에 대한 물리적, 화학적 해석을 통해 화염의 이동에 따른 전파속도로 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고체연소물질의 표면화염전파에 대한 수치해석을 통해 1차원 지표화 확산모델식을 제시하였다. 1차원 확산모델식은 평지상태에서 풍속조건에 따른 화염의 전파속도 산정식으로써 지표연료의 화염유지시간, 화염의 높이, 화염의 온도, 지표연료의 착화온도 등에 대한 실험 및 이론식을 적용하였다. 실험값 및 다른 모델식과의 ROS 비교 결과, 풍속 3 m/s 이하의 조건에서는 지수함수식의 증가곡선을 나타내는 경향을 보였다. 침엽수종인 소나무 낙엽에 대한 수치해석값과 실험값을 비교한 결과, 풍속 1-2m/s 조건에서는 확산속도가 약 10% 상향예측이 되었고 풍속 3m/s 조건에서는 약 20% 하향예측 되었다. 따라서 앞으로 지표화 확산 예측을 위해 본 연구결과에서 얻어진 화염확산 알고리즘을 이용한 초기 산불확산 예측 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제1권2호
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• pp.1-13
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• 1998

이 논문의 주요 목적은 지리정보체계의 지도모델링 기법을 이용하여 소규모 산림의 산불 진화용 저수 탱크의 적지 분석에 있다. 부산광역시 서구에 위치한 암남 도시자연공원을 대상으로 산불 진화 모델에 필요한 산불 진화 시설, 지형 등의 수치 지도 데이터베이스를 만들었다. 암남공원에 현재 설치되어 있는 산불 진화 시설에 근거해 조기진화가 가능한 지역과 산림의 산불 진화 효과를 밝히기 위해 지리정보체계를 이용한 서술적 지도모델링 기법을 적용해 현재의 저수 탱크 시설로 초기 진화가 용이한 지역과 현재의 진화효과를 규명하고, 규정적 지도모델링 기법에 의해 현재의 시설로 충분치 못한 지역에 추가로 시설을 설치해 조기 진화를 가능하게 할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 산불 진화와 같은 재해 관리에 지리정보체계와 지도 모델링이 효율적으로 활용 가능함을 밝혔다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.18-26
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• 2010

강우 후 경과일수에 따른 연료습도 변화는 산불위험도 예측과 산불감시원 활용에 매우 중요하다. 따라서 이러한 산불위험 조건을 구명하기 위해 2007년 봄철 영동지방 소나무림에서 임분 밀도별로 5mm 이상 강우 후 지표에 떨어져 있는 고사한 나뭇가지의 직경이 0.6cm 이하, 0.6~3.0cm, 3.0~6.0cm, 6.0cm 이상에 대한 연료습도변화 예측모델을 개발하였다. 연구결과 지표연료의 직경이 작고, 소임분일수록 연료습도의 감소가 빠르게 진행되었으며 산불위험 연료습도에 도달하는 날짜도 소임분 직경 0.6cm 이하의 경우 2일차, 직경 0.6~3.0cm의 경우 3일차로 나타났다. 이러한 결과를 토대로 각 직경별 연료습도변화 예측모델($R^2=0.76{\sim}0.92$)을 개발하였으며, 2008년 동일기간의 강우 후 기상 실측자료를 적용하여 예측모델을 검증한 결과 1% 수준에서 유의성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제28권1호
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• pp.59-65
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• 2010

본 연구는 산불로 부터 안전한 천장산 일대 의릉 문화재 방재대책 수립을 목적으로 임상과 지형인자를 고려하여 산불위험성 분석을 실시하였다. 천장산과 의릉 문화재의 방재대책 수립을 위해 공간특성자료($100m{\times}100m$)를 이용하여 각 지점별 산불발생확률모형(logistic regression)을 통해 천장산 일대의 산불발생위험성 평가와 임상에 따른 산불위험성 및 산불확산 위험성을 평가하였다. 천장산 일대에서 산불 발생에 영향을 주는 공간특성으로는 경급, 남동향, 남서향, 남향, 침엽수, 활엽수, 혼효림으로 나타났으며, 이들 인자를 이용하여 각 지점별 산불발생확률[1+exp{-(-4.8081-(0.02453*경급)+(0.6608*남동향)+(0.507*남서향)+(0.7943*남향)+(0.29498*침엽수)+(0.28897*활엽수)+(0.17788*혼효림))}]$^{-1}$을 추정하였다. 산불 발생 후의 산불 대형화 위험지역 구분을 위해 침엽수림, 활엽수림, 혼효림에 대한 주제도를 작성하여 문화재 보호를 위한 방재대책 수립을 위한 기초자료를 작성하였다. 향후 본 연구의 결과를 활용하여 산불 등 재해관리에 있어서 산불발생위험이 높은 지역과 대형화 위험지역을 사전에 예측하여 효율적인 예방대책을 수립은 물론 진화자원의 효율적 운용을 통해 산불로 인한 문화재 소실을 피해를 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국빅데이터학회지
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• 제3권2호
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• pp.71-78
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• 2018

본 연구는 산불 발생 예측 모형의 정확도를 높이기 위해 머신러닝 기법을 적용한 연구이다. 산불 피해면적이 가장 큰 강원도를 중심으로 2003년부터 2016년까지 총 14년의 산불 자료를 이용하였다. 기상자료의 오차를 줄이기 위해 강원도를 9개의 구역으로 나누어 각 구역 관측소의 기상자료를 이용하였다. 9개의 구역으로 나누어 각 구역의 산불 예측 모형을 만들게 되면 산불이 발생한 날(majority)과 산불이 발생하지 않은 날(minority)의 비율 차이가 큰 불균형 문제가 발생한다. 불균형 문제에서는 모델의 성능이 떨어지는 현상이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 여러 샘플링 방법을 적용하였다. 또한 모델의 정확도를 높이기 위해 캐나다 산불 기상 지수(FWI)의 5가지 지수를 파생변수로 사용하였다. 모델링 방법은 통계적 방법인 로지스틱 회귀분석 방법과 머신러닝 방법인 random forest와 xgboost 방법을 사용하였다. 각 구역의 최종모델의 선택기준을 정확도, 민감도, 특이도를 고려하여 정했으며, 9개 구역의 예측 결과는 산불이 발생한 104건 중 80건의 발생 예측에 성공하였으며 산불이 발생하지 않은 9758건 중 7426건의 발생하지 않음을 예측했다. 전체의 정확도는 76.1%였다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제3권1호
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• pp.1-8
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• 2009

Enhancement of aerosol optical thickness (AOT) and surface aerosol mass concentration in Korea for an active forest fire episode in Northeast Asia were estimated by Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) model. MODIS/TERRA remote detects of fires in Northeast Asia for May 2003 gave a constraint for estimation of wildfire emissions with an NDVI distribution for recent five years. The simulated wildfire plumes and enhancement of AOT were evaluated and well resolved by comparing multiple satellite observations such as MODIS, TOMS, and others. Scatter plots of observed daily mean aerosol extinction coefficient versus $PM_{10}$ concentration in ground level in Korea showed distinctively different trends based on the ambient relative humidity.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1581-1586
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• 2016

본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측이 가능한 관제 모니터링 알고리즘을 개발 하였다. 특히 관제 기능에서는 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산 경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 개발된 훈련 관제 모니터링 시스템은 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향의 분석이 가능하고 산불에 대한 확산 예측과 진화 및 진압 훈련이 가능한 중앙관제 모니터링 기능을 제공한다.