• 한국지리정보학회지
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• 제12권4호
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• pp.1-17
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• 2009

본 연구의 목적은 최근 수년간 발생한 홍수피해 원인의 대부분이 하천 제방의 붕괴와 관계하고 있음을 감안하여 제방의 월류 및 붕괴특성을 고려하여 붕괴유량을 산정하고 이에 따라 발생한 홍수파로 인해 제내지에서의 침수위, 침수시간, 침수범위 등을 예측하고 피해예상 규모를 산정하는데 있다. 붕괴유량 산정을 위해서 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료를 이용하여 수문매개 변수를 추출하고 유역의 유출량을 산정하였다. 또한 제내지 내의 구조물의 영향을 고려한 홍수범람을 실시하여 제내지에서의 범람 홍수파의 전파특성을 정확히 예측하고 제내지의 시간별 침수구역의 예측, 홍수위험강도의 산정 등을 통하여 수방 및 홍수피해 경감대책 수립의 판단 자료로 활용하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.117-125
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• 2021

시민의 안전을 위협하는 지반재해 중 하나인 지반함몰이 최근 도심지에서 빈번하게 보고되고 있다. 다양한 지반함몰 발생 메커니즘 중, 하수관 손상부를 통한 토사 유실이 서울시에서 발생하는 지반함몰의 주요원인으로 나타났다. 본 연구에서는 서울시 하수관 정보와 지반함몰이 발생한 위치 정보를 기반으로 머신러닝 기법 중 하나인 랜덤 포레스트 알고리즘을 이용하여 하수관 정보로부터 손상 하수관으로 유발되는 지반함몰의 발생 여부를 예측하는 모델을 학습하였다. 모델 성능 평가 결과, 본 연구에서 도출한 모델이 지반함몰을 상당히 훌륭하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 입력변수로 사용한 하수관 정보 중 하수관 길이, 해발고도, 경사, 매립 심도, 하수관 순서로 지반함몰 발생 위험에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 지반함몰 위험도 지도 작성, 지하공동 탐사 계획 수립 및 하수관 정비 사업 계획 수립의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권1호
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• pp.179-193
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• 2019

Landslides are one of the most damaging geological hazards worldwide, threating both humans and property. Hence, there have been many efforts to prevent landslides and mitigate the damage that they cause. Among such efforts, there have been many studies on mapping landslide susceptibility. Geographic information system (GIS)-based techniques have been developed and applied widely, and are now the main tools used to map landslide susceptibility. We reviewed the status of landslide susceptibility mapping using GIS by number of papers, year, study area, number of landslides, cause, and models applied, based on 776 articles over the last 20 years (1999-2018). The number of studies published annually increased rapidly over time. The total study area spanned 65 countries, and 47.7% of study areas were in China, India, South Korea, and Iran, where more than 500 landslides, 27.3% of all landslides, have occurred. Slope (97.6% of total articles) and geology (82.7% of total articles) were most often implicated as causes, and logistic regression (26.9% of total articles) and frequency ratio (24.7% of total article) models were the most widely used models. We analyzed trends in the causes of and models used to simulate landslides. The main causes were similar each year, but machine learning models have increased in popularity over time. In the future, more study areas should be investigated to improve the generalizability and accuracy of the results. Furthermore, more causes, especially those related to topography and soil, should be considered and more machine learning models should be applied. Finally, landslide hazard and risk maps should be studied in addition to landslide susceptibility maps.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권4호
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• pp.617-623
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• 2019

Numerous water disasters have recently occurred all over the world, including South Korea, due to global climate change in recent years. As water-related disasters occur extensively and their sites are difficult for people to access, it is necessary to monitor them using satellites. The Ministry of Environment and K-water plan to launch the next-generation medium satellite No. 5 (water resource/water disaster satellite) equipped with C-band synthetic aperture radar (SAR) in 2025. C-band SAR has the advantage of being able to observe water resources twice a day at a high resolution both day and night, regardless of weather conditions. Currently, RADARSAT-2 and Sentinel-1 equipped with C-band SAR achieve the purpose of their launch and are used in various environmental fields such as forest structure detection and coastline change monitoring, as well as for unique purposes including the detection of flooding, drought and soil moisture change, utilizing the advantages of SAR. As such, this study aimed to analyze the characteristics of the next-generation medium satellite No. 5 and its application in environmental fields. Our findings showed that it can be used to improve the degree of precision of existing environmental spatial information such as the classification accuracy of land cover map in environmental field works. It also enables us to observe forests and water resources in North Korea that are difficult to access geographically. It is ultimately expected that this will enable the monitoring of the whole Korean Peninsula in various environmental fields, and help in relevant responses and policy supports.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제22권1호
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• pp.61-72
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• 2019

With the diversification of research using UAV(Unmanned Aerial Vehicle)s, the possibility of remote sensing research for urban green spaces is increasing. UAVs can be used as an investigation method to monitor the successful construction of the park and the planting of vegetation since its creation. This study was carried out to investigate UAVs utilization of urban green space monitoring in Dosol Square. It was photographed three times on May 21, July 13, and September 16, 2018 using DJI Phantom3 pro, Inspire2, and Parrot Sequoia multispectral camera. Orthographic images were overlaid on the planting plan of the site and the construction results were checked, the change of vitality of the plantation area was analyzed by NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) and SAVI(Soil Adjusted Vegetation Index). As a result, it was confirmed that the UAVs are very effective for surveying the view of the urban green space after the construction and recording the results, which can be grasped quantitatively by overlaying the planting plan map. UAVs are more likely to be used in terms of monitoring vegetation vitality. It is interpreted that SAVI is better than NDVI in the green space just after composition. Chionanthus retusus and Pinus strobus were analyzed for their low level of vitality, and partially damaged and their vitality was lowered. In addition, there was difficulty in grass planting area and flower garden due to drainage and summer drought problems. In the future, it is expected that orthoimage and multispectral data using UAVs will be useful in the early vegetation monitoring and management field of urban green spaces.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.39-47
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• 2022

본 연구는 도심지 내에 위치한 학교와 아파트 등 지반구조물들의 재해 위험성을 검증하기 위해 비탈면붕괴에 대한 안정성 평가를 수행하고자 한다. 이에 광주광역시에 위치한 𐩒𐩒고등학교 뒤편의 비탈면이 2018년 8월에 집중호우로 인하여 붕괴되었다. 일반적으로 장마철이면 비탈면 주위로 배수가 원활하게 진행되겠지만, 붕괴 시 비탈면 표층에서 침투수의 다량 용출과 지표면을 따라 포화된 지층을 따라 얕은파괴가 진행되었다. 붕괴 원인을 분석하기 위해 직접 확인하지 못하는 비탈면 상부지역을 무인항공기를 이용하여 영상촬영을 하였다. 영상분석을 통해 경사도를 이용한 수치표고모형(DEM)을 수행하였고, 강우 흐름 방향, 벌목지역의 넓이와 폭, 길이를 계산할 수 있었다. 10일 동안 지속된 강우로 인한 붕괴사면의 시간별 불안정성에 대한 변화를 수치해석을 통하여 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.185-185
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• 2023

Agricultural water demand is considered as the major sector of water withdrawal due to irrigation. The majority part of the global agricultural field depends on various irrigation techniques. Therefore, a timely and sufficient supply of water is the most important requirement for agriculture. Irrigation is implemented in different ways in various land surface models, it can be modeled empirically based on observed irrigation rates or by calculating water supply and demand. Certain models can also calculate the irrigation demand as per the soil water deficit. In these implementations, irrigation is typically applied uniformly over the irrigated land regardless of crop types or irrigation techniques. Whereas, the latest version of Community Land Model (CLM) in the Community Terrestrial Systems Model (CTSM) uses a global distribution map of irrigation with 64 crop functional types (CFTs) to simulate the irrigation water demand. It can estimate irrigation water withdrawal from different sources and the amount or the areas irrigated with different irrigation techniques. Hence, we set up the model for the simulation period of 16 years from 2000 to 2015 to analyze the global irrigation demand at a spatial resolution of 1.9° × 2.5°. The simulated irrigation water demand is evaluated with the available observation data from FAO AQUASTAT database at the country scale. With the evaluated model, this study aims to suggest new sustainable scenarios for the ratios of irrigation water withdrawal, high depending on the withdrawal sources e.g. surface water and groundwater. With such scenarios, the CFT maps are considered as the determining factor for selecting the areas where the crop pattern can be altered for a sustainable irrigation water management depending on the available withdrawal sources. Overall, our study demonstrate that the scenarios for the future sustainable water resources management in terms of irrigation water withdrawal from the both the surface water and groundwater sources may overcome the excessive stress on exploiting the groundwater in major river basins globally.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.248-248
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• 2020

토양수분은 증발산, 유출, 침투 등 물수지 요소들과 밀접한 연관이 있는 주요한 변수 중에 하나이다. 토양수분의 정도는 토양의 특성, 토지이용 형태, 기상 상태 등에 따라 공간적으로 상이하며, 특히 기상 상태에 따라 시간적 변동성을 보이고 있다. 기존 토양수분 측정은 토양시료 채취를 통한 실내 실험 측정과 측정 장비를 통한 현장 조사 방법이 있으나 시간적, 경제적 한계점이 있으며, 원격탐사 기법은 공간적으로 넓은 범위를 포함하지만 시간 해상도가 낮은 단점이 있다. 또한, 모델링을 통한 토양수분 예측 기술은 전문적인 지식이 요구되며, 복잡한 입력자료의 구축이 요구된다. 최근 머신러닝 기법은 수많은 자료 학습을 통해 사용자가 원하는 출력값을 도출하는데 널리 활용되고 있다. 이에 본 연구에서는 토양수분과 연관된 다양한 기상 인자들(강수량, 풍속, 습도 등)을 활용하여 머신러닝기법의 반복학습을 통한 토양수분의 예측 가능성을 분석하고자 한다. 이를 위해 시공간적으로 토양수분 실측 자료가 잘 구축되어 있는 청미천과 설마천 유역을 대상으로 머신러닝 기법을 적용하였다. 두 대상지에서 2008년~2012년 수문자료를 확보하였으며, 기상자료는 기상자료개방포털과 WAMIS를 통해 자료를 확보하였다. 토양수분 자료와 기상자료를 머신러닝 알고리즘을 통해 학습하고 2012년 기상 자료를 바탕으로 토양수분을 예측하였다. 사용되는 머신러닝 기법은 의사결정 나무(Decision Tree), 신경망(Multi Layer Perceptron, MLP), K-최근접 이웃(K-Nearest Neighbors, KNN), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM), 랜덤 포레스트(Random Forest), 그래디언트 부스팅 (Gradient Boosting)이다. 토양수분과 기상인자 간의 상관관계를 분석하기 위해 히트맵(Heat Map)을 이용하였다. 히트맵 분석 결과 토양수분의 시간적 변동은 다양한 기상 자료 중 강수량과 상대습도가 가장 큰 영향력을 보여주었다. 또한 다양한 기상 인자 기반 머신러닝 기법 적용 결과에서는 두 지역 모두 신경망(MLP) 기법을 제외한 모든 기법이 전반적으로 실측값과 유사한 형태를 보였으며 비교 그래프에서도 실측값과 예측 값이 유사한 추세를 나타냈다. 따라서 상관관계있는 과거 기상자료를 통해 머신러닝 기법 기반 토양수분의 시간적 변동 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.431-436
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• 2008

최근, GIS기술의 급속한 발전에 따라 다양한 공간 수문 자료들이 속성정보와 결합되어 다루는 것이 가능해졌고, 집중형 유출모형보다 유역 유출량의 시 공간적인 변동을 고려할 수 있는 분포형유출 모형의 구축이 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 장기 유출량의 시공간적 분포를 파악할 수 있도록 지표 및 하도흐름해석에 물리적인 운동파(kinematic wave)이론에 근거한 분포형 강우-유출모형을 이용하였다. Hydro-BEAM모형을 근간으로 융설 적설과정 모듈을 추가로 개발하였고, 각종 수문매개변수를 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들로 부터 추출, 본 모형의 입력 자료로 사용하였다. 본 모형의 적용성 검증을 위해서 비교적 신뢰할만한 기상자료와 장기간의 수문자료를 보유하고 있는 일본의 쇼나이강 유역(532)을 대상으로 구축하였고, 수문곡선 비교 결과 비교적 재현성 높은 유출 결과를 모의할 수 있었다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.29-42
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• 2023

As the destruction of habitats due to recent development continues, there is also increasing interest in endangered species. Mankyua chejuense is a vulnerable species that is sensitive to changes in population and habitat, and it has recently been upgraded from Endangered Species II to Endangered Species I, requiring significant management efforts. So in this study, we analyzed the potential habitats of Mankyua chejuense using MaxEnt(Maximum Entropy) modeling. We developed three models: one that considered only environmental characteristics, one that considered artificial factors, and one that reflected the habitat of dominant tree species in the overstory. Based on previous studies, we incorporated environmental and human influence factors for the habitats of Mankyua chejuense into spatial information, and we also used the habitat distribution models of dominant tree species, including Ulmus parvifolia, Maclura tricuspidata, and Ligustrum obtusifolium, that have been previously identified as major overstory species of Mankyua chejuense. Our analysis revealed that rock exposure, elevation, slope, forest type, building density, and soil type were the main factors determining the potential habitat of Mankyua chejuense. Differences among the three models were observed in the edges of the habitats due to human influence factors, and results varied depending on the similarity of the habitats of Mankyua chejuense and the dominant tree species in the overstory. The potential habitats of Mankyua chejuense presented in this study include areas where the species could potentially inhabit in addition to existing habitats. Therefore, these results can be used for the conservation and management planning of Mankyua chejuense.