• 지질공학
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• 제9권2호
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• pp.161-176
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• 1999

해안매립의 적지로 선정된 시화지구 일대의 시화방조제와 안산신도시개발과 관련된 지표지형의 변화를 관측하기 위해 년도별 인공위성영상을 이용하였으며, 시화방조제 완공으로 노출된 간척지의 매립량을 분석하기 위하여 지리정보시스템을 이용하였다. 시화지구 일대의 인위적인 인간활동과 관련된 년도별 지형의 변화양상과 퇴적물의 분포양상, 산림의 토지피복상태, 그리고 변화된 토지피복현황을 관측하기 위해, 일반적으로 널리 이용되는 위성영상합성, Tasseled cap, 식생지수와 감독분류기법을 이용하였다 매립계획이 수립된 간척지의 매립량을 토목공사 이전에 추측하기 위하여 지질도, 시화간척지 조성계획도, 지상 DEM, 해저 DEM자료층을 지형도, 지질도, 해도, 시화지구 계획도면으로부터 추출하였다. 또한, 인공위성 영상자료 중 감독분류 영상을 분석하여 인근육지의 절취예상 가능위치를 추출하였다 해안선 및 연안지역의 지표지형변화 관측을 위한 처리기법 중 Tasseled cap으로 노출된 조간대의 퇴적물의 침식과 퇴적지역을 관찰하였고, 식생지수 기법으로 식생지수의 차이를 이용하여 산림피복 분포양상을 파악하였으며, 감독분류 영상으로부터 년도별 토지피복 변화현황을 관찰하였다. 수치지형분석으로 계산된 시화지구 간척지의 총매립량은 $581,485,354\textrm{m}^3$이고, 이를 호수공원 하부에서 준설할 경우 예상되는 최종 호수공원의 깊이는 9.2m이다. 또한, 계획단지 주변에 제방을 축조할 경우, 소요될 매립량은 $3,387,360\textrm{m}^3$이며, 이를 인근육지로부터 절취한다고 가정할 때, 선감도와 송산면일부, 대부도일부 예정지의 절취량은 각각 $5,229,576\textrm{m}^3,{\;}79,227,072\textrm{m}^3,{\;}47,026,008\textrm{m}^3$이다. 따라서, 제방 축조시 필요한 토공량은 대부도일부의 절취량만으로도 충분히 충당할 수 있음을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제48권6호
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• pp.509-523
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• 2015

제주도 수문지질 종합 해석시스템 구축 연구의 일환으로 수행된 제주도 공공 관정 지질주상도 데이터베이스 구축결과를 소개한다. 1970년대부터 개발된 제주도 전역의1,200여 개 공공 관정의 지질주상도를 수문지질 조사소(炤)${\Pi}$맙$^{\circ}$ 범용할 수 있도록 6개의 속성 테이블로 구분하여 세부 정보를 데이터베이스화하여 분석을 수행한 결과, 기존 공공 관정지질주상도 이용에 다음과 같은 문제점이 있는 것으로 나타났다. 즉, (1) 지질주상도 암석명의 통일성 결여, (2) 화산쇄설층 및 사력층 개념 정립 필요, (3) 대수층 정보 불포함, (4) 상당수 관정에 대한 스크린설치 구간 심도 미기재, (5) 지질주상도 작성자별 기재 사항 및 내용상의 상이성 등이다. 연구팀은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 지질주상도상의 화산암 및 퇴적암 명칭을 재정립함과 아울러, 상용화된 데이터베이스 형식의 지질주상도 프로그램을 이용해 표준화된 입력과 출력형식 생성이 가능한 제주도 공공 관정 지질주상도 데이터베이스를 구축하였다. 새롭게 설계된 입력 테이블을 이용한 지질주상도 프로그램은 데이터베이스 입력 형식 기반을 가지고 있어, 사용자가 지정한 표준화된 입력 구조를 통해 지질, 관정 시추 및 시험 데이터들을 저장하여 데이터베이스화 함과 동시에 지질주상도와 단면도 출력에도 이용할 수 있다. 또한 지하수 관측 및 양수시험 결과 등의 새로운 자료도 데이터베이스 구조의 변경없이 쉽게 추가될 수 있다. 본 연구를 통해 구축된 지질주상도 데이터베이스는 향후 개발되는 관정들의 표준 데이터베이스 기준으로 활용됨으로써, 일관성 있는 지질주상도 작성과 수문지질 종합연구에 크게 도움이 될 전망이다. 또한, 현재 추진 중인 제주도 수문지질 해석시스템 개발과 기후변화에 대응한 통합수자원관리계획 기반기술을 뒷받침해 주는 초석이 될 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1125-1139
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• 2022

무인항공기에 부착된 위성 항법 시스템/관성 측정 센서(global positioning system/inertial measurement unit, GPS/IMU)와 관측 센서 사이에는 물리적인 위치와 자세 오차가 존재한다. 해당 물리 오프셋으로 인해, 관측 데이터는 비행 방향에 따라 서로 위치가 어긋나는 이격 오차가 발생한다. 특히나, 다중 센서를 활용하여 데이터를 취득하는 다중 센서 무인항공기의 경우, 관측 센서가 변경될 때마다 고액의 비용을 지불하고 외산 소프트웨어 의존하여 물리 오프셋을 조정하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 다중 센서에 적용 가능한 초기 센서 모델식을 수립하고 물리 오프셋 추정 방법을 제안한다. 제안된 방안은 크게 3가지 단계로 구성된다. 먼저, 직접지리 참조를 위한 회전 행렬 정의 및 초기 센서 모델식을 수립한다. 다음으로, 지상기준점과 관측 센서에서 취득된 데이터 간의 대응점을 추출하여 물리 오프셋 추정을 위한 관측방정식을 수립한다. 마지막으로, 관측 자료를 기반으로 물리 오프셋을 추정하고, 추정된 파라미터를 초기 센서 모델식에 적용한다. 전주, 인천, 알래스카, 노르웨이 지역에서 취득된 데이터셋에 적용한 결과, 4개 지역 모두 물리 오프셋 적용 전에 발생되던 영상 접합부의 이격 오차가 물리 오프셋을 적용 후 제거되는 것을 확인했다. 인천 지역의 지상기준점 대비 절대 위치 정확도를 분석한 결과, 초분광 영상의 경우, X, Y 방향으로 약 0.12 m 위치 편차를 보였으며, 라이다 포인트 클라우드의 경우 약 0.03 m의 위치 편차를 보여줬다. 더 나아가 영상 내 특징점에 대하여 초분광, 라이다 데이터의 상대 위치 정확도를 분석한 결과, 센서 데이터 간의 위치 편차가 약 0.07 m인 것을 확인했다. 따라서, 제안된 물리 오프셋 추정 및 적용을 통해 별도 기준점 없이 정밀한 데이터 매핑이 가능한 직접 지리 참조가 가능하다는 것을 확인했으며, 다중 센서를 부착한 무인항공기에서 취득된 센서 데이터 간의 융합 가능성에 대해 확인하였다. 본 연구를 통해 독자적인 물리 파라미터 추정 기술 보유를 통한 경제적 비용 절감 효과 및 관측 조건에 따른 유연한 다중 센서 플랫폼 시스템 운용을 기대한다.

• 환경생물
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• 제39권4호
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• pp.526-535
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• 2021

공간 샘플링은 공간모델링 연구에 활용되어 샘플링 비용을 줄이면서 모델링의 효율성을 높이는 역할을 한다. 농업분야에서는 기후변화 영향을 예측하고 평가하기 위한 고해상도 공간자료 기반 모델링에 대한 연구 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 이에 따라 공간 샘플링의 필요성과 중요성이 증가하고 있다. 본 연구는 국내 농지 공간샘플링 연구를 통해 농업분야 기후변화연구의 공간자료 활용의 효율성을 제고하고자 하였다. 본 연구는 층화랜덤샘플링을 기반으로 하였으며, 1 km 해상도의 농지 공간격자자료 모집단(11,386개 격자)에 대해서 RCP 시나리오별(RCP 4.5/8.5) 연대별(2030/2050/2080년대) 공간샘플링을 설계하였다. 국내 농지는 기상 및 토양 특성에 따라 계층화 되었으며, 샘플링 효율 극대화를 위해 최적 층화 및 샘플 배정 최적화를 수행하였다. 최적화는 작물수량, 온실가스 배출량, 해충 분포 확률을 포함하는 16개 목표 변수에 대해 주어진 정밀도 제한 내에서 샘플 수를 최소화하는 방향으로 진행되었다. 샘플링의 정밀도와 정확도 평가는 각각 변동계수(CV)와 상대적 편향을 기반으로 하였다. 국내 농지 공간격자 모집단 계층화 및 샘플 배정 및 샘플 수 최적화 결과, 전체 농지는 5~21개 계층, 46~69개 샘플 수 수준에서 최적화되었다. 본 연구결과물들은 국내 농업시스템 대표 공간격자로써 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 기후변화 영향예측 공간모델링 연구들에 활용되어 샘플링 비용 및 계산 시간을 줄이면서도 모델의 효율성을 높이는 데에 기여할 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권6호
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• pp.430-438
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• 2009

논토양에서 토양의 형태적 및 물리적 특성이 인삼 수량에 미치는 영향을 보면 배수인자의 영향이 가장 컸고, 다음으로 표토의 토성과 유효토심의 영향이 컸다. 반면에 지형, 경사, 석력함량 등이 인삼수량에 미치는 영향은 미미하였다. 밭토양에서는 토양의 형태 및 물리적 특성 중 표토의 토성이 인삼수량에 미치는 영향이 가장 컸으며, 다음으로 유효토심, 석력함량, 배수 순으로 영향이 컸으나 지형, 경사, 경반층 출현깊이 등은 영향이 작았다. 토양의 형태 및 물리적 특성 중 인삼수량에 미치는 영향이 큰 지형, 표토의 토성, 배수등급, 경사, 유효토심, 석력함량 및 경반층 출현 깊이를 재배 적지 기준인자로 선정하였다. 다중회귀 확장기법을 이용하여 논과 밭토양에서 각각의 재배 적지 기준 인자가 인삼 수량에 미치는 기여도를 산출하였다. 인삼 재배 적지 기준 인자가 수량에 미치는 기여도와 적지 기준 인자별 수량지수를 이용하여 재배 적지 기준 인자별로 점수를 부여하고, 적지 기준 인자별 점수를 합산하여 최종 점수에 따라 최적지, 적지, 가능지, 저위생산지로 구분하였다. 최종적으로 토양특성과 기상조건을 중첩하여 논과 밭토양에서의 인삼 재배 적지 기준을 각각 설정하였다. 인삼 재배 적지 기준을 기반으로 하고, 토양도, 기후도 및 지리정보 시스템을 이용하여 주요 인삼 재배단지인 충청북도 음성군에 대하여 인삼 재배 적지 분포도를 작성하였다. 그 결과 필지별 인삼 재배 적지에 대한 정보를 인터넷을 통하여 경작자에게 실시간으로 제공할 수 있는 기반을 조성하였다. 인삼 재배지 조사지역에 대하여 인삼 적지 분포를 분석한 결과 최적지와 적지의 합계가 논토양에서 74.0%, 밭토양에서 88.3.%로 높아 인삼 경작자들이 비교적 적지에 인삼을 재배하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제32권4호
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• pp.345-361
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• 2005

변환공간 색인이란 원공간 상의 공간 객체들을 변환공간 상의 크기가 없는 점들로 변환하여 색인한 후에 이들을 다루는 구조로, 이를 활용하는 조인 알고리즘은 크기가 없는 점들을 다루기 때문에 최적화가 상대적으로 단순하다는 장점을 가진다. 하지만, R 트리와 같은 원공간 색인에는 적용될 수 없는 단점을 가진다. 이러한 단점을 해결하는 방법으로 저자들 은 변환공간 뷰라는 개념을 사용하여 두 원공간 색인들을 변환공간에서 조인하는 변환공간 뷰 조인 알고리즘(transform-space view) join algorithm)을 제안한 바 있다. 여기서 변환공간 뷰(transform-space view)란 원공간 색인에 대한 가상의 변환공간 색인으로서 이미 구축된 원공간 색인을 구조적으로 변경하지 않고서도 가상의 변환공간 색인으로 해석하여 원공간 색인이 변환공간에서 조인될 수 있게 한다. 변환공간 뷰 조인 알고리즘에서 디스크 페이지 액세스 순서는 공간 채움 곡선에 의해 결정되는데, 이는 조인 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 변환공간 뷰 조인 알고리즘을 최적화 하는 방법으로 새로운 공간 채움 곡선인 적응형 행 기준 순서(adoptive row major order: ARM order)를 제안한다. 적응형 행 기준 순서는 주어진 버퍼 크기에 따라 디스크 페이지 액세스 순서를 적응적으로 조정하여 원패스 버퍼 크기(한 페이지 당 한번의 디스크 액세스를 보장하는 최소 버퍼 크기)와 디스크 액세스 횟수를 크게 줄인다. 정형적인 분석과 실험을 통하여 적응형 행 기준 순서를 사용하는 변환공간 뷰 조인 알고리즘의 우수성을 보인다. 실험 결과, 다른 공간 채움 곡선을 사용하는 변환공간 뷰 조인 알고리즘과 비교하여 적응형 행 기준 순서는 원패스 버퍼 크기를 최대 21.3배 줄이고, 디스크 액세스 횟수를 최대 $74.6\%$ 줄인다. 또한, R 트리를 원공간에서 조인하는 알고리즘들과 비교하여 원패스 버퍼 크기를 최대 15.7배 줄이고, 디스크 액세스 횟수를 최대 $65.3\%$ 줄인다.

• 한국지리정보학회지
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• 제14권4호
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• pp.221-237
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• 2011

본 연구는 환경정의 관점에서 도시근린공원의 접근성에 따른 형평성을 대구시를 사례로 분석하였다. 이를 위해 근린공원의 공간통계학적 분포 특성을 살펴 본 후, 최소거리 및 커버리지 접근 방법을 이용하여 접근성을 측정하였다. 여기에서 도출된 접근성에 따른 사회 경제적 특성을 비교하기 위해 근접비율, 맨 휘트니 U 검정, 로지스틱 회귀분석 등과 같은 기술적 추론적 통계를 이용하여 분석하였다. 최소거리 분석에서는 자치구 중 달서구가 근린공원에 대한 접근성이 가장 양호하며, 동구가 가장 불량한 것으로 나타났다. 커버리지 분석에서는 500m와 1,000m 모두 접근성이 가장 양호한 자치구는 달서구, 가장 불량한 자치구는 동구와 남구로 분석되었다. 환경적 형평성 분석 결과 구시가지는 대부분 고령자비율에서 환경적 형평성이 있는 것으로 나타났고, 인구밀도 및 미성년자 비율에서 불형평성이 나타났다. 신시가지는 대부분 인구밀도 및 미성년자 비율에서 환경적 형평성이 있는 것으로 나타났고, 고령자비율과 기초생활수급자비율 및 무상주택비율에서 불형평성이 나타났다. 이러한 결과는 정량적인 도시공원정책에 의한 대구시 도시공원의 조성과정 및 도시개발과정과 영구임대주택의 입지패턴과 밀접한 연관성을 가지고 있었다. 본 연구는 기존의 유해시설과 관련된 환경정의 연구의 주제를 확장하였으며, 도출된 분석결과는 대구시에서 사회 경제적 특성을 반영한 도시공원정책을 수립할 때 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제28권3호
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• pp.233-248
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• 2012

The national emission from energy sector accounted for 84.7% of all domestic emissions in 2007. Of the energy-use emissions, the emission from mobile source as one of key categories accounted for 19.4% and further the road transport emission occupied the most dominant portion in the category. The road transport emissions can be estimated on the basis of either the fuel consumed (Tier 1) or the distance travelled by the vehicle types and road types (higher Tiers). The latter approach must be suitable for simultaneously estimating $CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$ emissions in local administrative districts. The objective of this study was to estimate 31 municipal GHG emissions from road transportation in Gyeonggi Province, Korea. In 2008, the municipalities were consisted of 2,014 towns expressed as Dong and Ri, the smallest administrative district unit. Since mobile sources are moving across other city and province borders, the emission estimated by fuel sold is in fact impossible to ensure consistency between neighbouring cities and provinces. On the other hand, the emission estimated by distance travelled is also impossible to acquire key activity data such as traffic volume, vehicle type and model, and road type in small towns. To solve the problem, we applied a hierarchical cluster analysis to separate town-by-town road patterns (clusters) based on a priori activity information including traffic volume, population, area, and branch road length obtained from small 151 towns. After identifying 10 road patterns, a rule building expert system was developed by visual basic application (VBA) to assort various unknown road patterns into one of 10 known patterns. The expert system was self-verified with original reference information and then objects in each homogeneous pattern were used to regress traffic volume based on the variables of population, area, and branch road length. The program was then applied to assign all the unknown towns into a known pattern and to automatically estimate traffic volumes by regression equations for each town. Further VKT (vehicle kilometer travelled) for each vehicle type in each town was calculated to be mapped by GIS (geological information system) and road transport emission on the corresponding road section was estimated by multiplying emission factors for each vehicle type. Finally all emissions from local branch roads in Gyeonggi Province could be estimated by summing up emissions from 1,902 towns where road information was registered. As a result of the study, the GHG average emission rate by the branch road transport was 6,101 kilotons of $CO_2$ equivalent per year (kt-$CO_2$ Eq/yr) and the total emissions from both main and branch roads was 24,152 kt-$CO_2$ Eq/yr in Gyeonggi Province. The ratio of branch roads emission to the total was 0.28 in 2008.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_4호
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• pp.1267-1276
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• 2020

백두산 화산의 대규모 분화로 인한 우리나라 PM_2.5 영향 및 피해범위를 정량적으로 예측하기 위하여 우리나라에 직접 피해를 주는 worst-case 기상 시나리오를 적용하여 3차원 대기화학모델링 시스템 WRF-SMOKE-CMAQ(Weather Research & Forecasting - Sparse Matrix Operation Kernel Emission - Comunity Multi-scale Air Quality)을 구동하였다. 과거 10년(2005~2014년)간 백두산 분화 worst-case 우선순위 중 우리나라에 가장 큰 직접 피해를 주는 대표 worst-case 시나리오를 적용하여 대상 사례일(2012.5.16)에 VEI 4의 대규모 화산 분화를 가정하여 화산 분화로 인한 초미세먼지(PM_2.5)의 영향을 분석하였다. 우리나라 지역별(시군구) PM_2.5의 영향을 예측하고 취약계층 등을 반영한 노출평가를 실시하여 취약지역을 도출하였다. 또한, 시군구의 영향을 보다 상세규모(9 km × 9 km)로 분석하여 시군구 지역 내 취약지역을 도출하였다. 백두산 분화 대표 worst-case(2012.5.16.) 분석결과, 국내 PM_2.5 피크농도는 24,547 ㎍/㎥로 낙하 화산재(5억 4천만톤) 처리가 가장 큰 문제로 대두되었던 미국 세인트헬렌스 화산 분화(1980년) 사례보다 더 극한 상황이 될 것으로 예상된다. 또한, PM_2.5 고농도 지역의 분석결과, 파주, 김포, 고양, 강화, 산청, 하동에서 고농도가 나타났다. 반면, 인구 노출분석 결과 인구 밀집지역인 파주가 특히 취약지역으로 나타났고, 취약계층 노출분석 결과 또한, 취약계층 인구가 많은 파주, 남양주, 화성이 취약지역으로 나타났다. 시군구 지역을 상세규모로 분석함으로써 하동 북부 등 시군구 지역 내에서의 고농도 지역을 도출할 수 있었다. 화산재해 발생 시 대기오염물질의 고농도 지역도 중요하지만 인구 및 민감군, 취약계층 밀집지역 등을 고려한 대응 및 대책 마련이 필요하겠으며 시군구에 대한 일률적인 대책보다 시군구 지역 내 고농도 지역 등의 선별을 통한 취약 지역별 대책 마련이 필요하겠다. 본 연구는 화산재해의 재난선포 기준 개발 및 선제적 대응체계 개발의 초석 마련에 기초자료가 될 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제24권2호
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• pp.134-153
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• 2015

도시 계획적 측면에서 도시의 구조적 변화에 따른 기후영향을 파악하여 그 결과를 도시계획에 반영하는 것은 중요하다. 서울시에서는 도시계획 시나리오 정보를 제공하기 위해 도시계획정보시스템(Urban Plan Information System, UPIS)을 활용 중이다. 지자체의 실제 도시계획에 따른 기후영향을 평가하고 분석하기 위해서는 UPIS에서 제공하는 도시계획시나리오와 도시기후분석모델을 손쉽게 연계할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 국립기상과학원의 도시기후분석모델(Climate Analysis Seoul, CAS)과 도시계획 시나리오를 연계하는 기술을 개발하였다. CAS는 건물과 식생의 물리적 배치에 따른 온도, 바람 등의 국지규모 변화와 중규모 기상모델인 MetPhoMod(METeorology and atmospheric PHOtochemistry mesoscale MODel)의 분석결과를 바탕으로 찬공기의 생성, 이동, 정체와 바람흐름, 열적환경 등을 분석하는 기능을 가지고 있다. 정밀한 도시정보를 모델에 적용하기 위해 고해상도의 항공 LiDAR(LIgit Detection And Ranging) 측량을 통해 생성된 래스터자료(1m 해상도)와 KOMPSAT-2(KOrea Multi-Purpose SATellite) 위성영상 자료(4m 해상도)를 이용하여 토지피복 및 수치표고자료로 활용할 입력자료를 생성하였다. 보다 정확한 도시지면 특징을 반영하기 위해 수치표면모델인 DSM(Digital Surface Model)과 수치지형모델인 DTM(Digital Terrain Model)을 전산유체역학모델(Computational Fluid Dynamics, CFD) 입력자료로 사용하여 상세바람분석을 수행하였다. 8방위의 유입류를 고려하여 재정비 전후의 도시구조물 주변의 흐름 및 풍속 분포와 녹지축 형성 전후의 열환경 변화를 분석하였다. 현실적인 기상상태 반영을 위해 CAS의 중규모 기상장을 입력자료로 사용하였으며, 그 결과 재정비에 따른 도시구조물 변화에 의해 바람길에 큰 변화가 확인되었다. 녹지축 형성 이후 전반적으로 재정비지역 주변의 온도가 감소하였다. CAS와 CFD의 연동을 통해 도시지역 재정비와 녹지축 형성 전후의 주변 바람길과 열환경에 대한 실제적인 평가가 가능하며, 도시개발계획과 녹지조성계획 수립에 유용할 것으로 기대된다.