수문학적 분석에서 기본연구과제 중의 하나는 유역설정과 하도망을 추출하는 것이다. 유역면적과 하도망 변수특성은 수문계산과 모델링에 많이 이용되고 있으며, 하도망의 자동추출과 유역설정방식은 일반적으로 수치표고모델이 많이 이용된다. 본 연구는 수치표고모델의 격자크기에 따른 유역특성인자의 분석에 관한 연구이다. 수문지형학에서의 정량적인 하도망 해석은 하천을 차수에 의해 분류하는 Horton의 방법을 이용한다. 위성영상에서 추출된 수치표고모델을 이용하여 수문지형정보추출이 가능하지만 일반 수문학자와 측량 및 지형공간정보공학자들이 쉽게 접근할 수 있는 방법은 아니며 실제로는 수치지도의 등고선으로부터 수치표고모델을 만들어 지형공간정보를 이용하여 수문지형정보를 추출하는 방식을 많이 사용한다. 본 논문에서는 1:25,000수치지도를 이용하여 수치표고모델의 격자크기에 따른 Horton 차수, 폭함수, 유역면적, 하도길이, 총하도길이, 유역폭함수, 유역고도값, 유역평균경사값 등을 분석하여 가장 적절한 해상도를 가지는 수치표고모델의 격자값을 제시하였다.
수문학적 분석에서 기본연구과제 중의 하나는 유역설정과 하도망을 추출하는 것이다. 유역면적과 하도망 변수특성은 수문계산과 모델링에 많이 이용되고 있으며, 하도망의 자동추출과 유역설정방식은 일반적으로 수치표고모델이 많이 이용된다. 본 연구는 수치표고모델의 격자크기에 따른 유역특성인자의 분석에 관한 연구이다. 수문지형학에서의 정량적인 하도망 해석은 하천을 차수에 의해 분류하는 Horton의 방법을 이용한다. 위성영상에서 추출된 수치표고모델을 이용하여 수문지형정보추출이 가능하지만 일반 수문학자와 측량 및 지형공간정보공학자들이 쉽게 접근할 수 있는 방법은 아니며 실제로는 수치지도의 등고선으로부터 수치표고모델을 만들어 지형공간정보를 이용하여 수문지형정보를 추출하는 방식을 많이 사용한다. 본 논문에서는 1:25,000수치지도를 이용하여 수치표고모델의 격자크기에 따른 Horton 차수, 폭함수, 유역면적, 하도길이, 총하도길이, 유역폭함수, 유역고도값, 유역평균경사값 등을 분석하여 가장 적절한 해상도를 가지는 수치표고모델의 격자값을 제시하였다.
One of the basic tasks in hydrological analysis is to delineate drainage basins and channel networks. Characteristics of channel networks and drainage basin parameters have been used widely in hydrologic calculation and modeling. DEMs(Digital Elevation Models) are generally used to automatically map...
One of the basic tasks in hydrological analysis is to delineate drainage basins and channel networks. Characteristics of channel networks and drainage basin parameters have been used widely in hydrologic calculation and modeling. DEMs(Digital Elevation Models) are generally used to automatically map the channel networks and to delineate drainage basins. This paper presents an effort to analyze basin characteristics using various DEMs. The quantitative analysis of channel networks begins with Horton's method of classifying stream according to Horton orders in hydro-geomorphy. HGSIS(Hydro-Geo-Spatial Information System) is possible to extract parameters. Usually, hydrologists. surveyors and GSIS researchers have some difficulties in accessing satellite images and in extracting DEMs from them. Therefore, the extracted DEMs from contours of digital map is widely used to have the basic works of hydrological analysis. This study presents proper DEMs to calculate Horton's orders, width function, drainage area, main channel length, total channel length, basin elevation and basin slope at digital map of 1:25,000 scale.
One of the basic tasks in hydrological analysis is to delineate drainage basins and channel networks. Characteristics of channel networks and drainage basin parameters have been used widely in hydrologic calculation and modeling. DEMs(Digital Elevation Models) are generally used to automatically map the channel networks and to delineate drainage basins. This paper presents an effort to analyze basin characteristics using various DEMs. The quantitative analysis of channel networks begins with Horton's method of classifying stream according to Horton orders in hydro-geomorphy. HGSIS(Hydro-Geo-Spatial Information System) is possible to extract parameters. Usually, hydrologists. surveyors and GSIS researchers have some difficulties in accessing satellite images and in extracting DEMs from them. Therefore, the extracted DEMs from contours of digital map is widely used to have the basic works of hydrological analysis. This study presents proper DEMs to calculate Horton's orders, width function, drainage area, main channel length, total channel length, basin elevation and basin slope at digital map of 1:25,000 scale.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
수치지도를 이용한 수문지형인자를 추출하기 위한 기본적인 연구는 아직까지 초기 단계에 이르고 있으나, 앞으로는 수치 지도를 이용할 것으로 사료된다. 따라서, 본 논문에서는 1:25, 000 축척을 가지는 수치지도에서 추출된 수치 표고 모델의 격자크기를 10 m~ 150 m까지 10 m간격으로 형성하여 유역면적, 하도길이, 총하도길이, 유역고도값, 유역평균 경사 값 등을 분석하여, 1:25, 000 수치지도에서 가장 적절한 해상도를 가지는 수치표고모델의 격자크기를 제공하고자 하는데 연구목적이 있다.
본 연구는 1:25, 000 수치지도에서 추출한 수치 표고 모델의 다양한 격자크기에 따른 유역특성인자의 분석에 관한 것으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
평지점이란 그림 3의 (c)와 같이 흐름방향이 발생하지 못하는 경우 발생하며 정확한 유로값을 생성할 수가 없다. 본 연구에서는 이러한 그림 3와 같은 지역의 웅덩이나 산꼭대기, 평지점을 제외한 지역에서의 오차는 표고 자료의 정확성을 평가하여 항공사진, 인공위성 영상이나 수치지도에 나타나 있는 하천의 형상에 따라 적절한 높이 값을 부여하여 올바른 유로가- 형성이 되도록 하였다.
제안 방법
150 m 격자간격에서는 Horton 하도 차수가 5 차수까지 형성되었으며, 140 m에서부터 50 m까지는 6차수 그리고, 40이에서는 7차수 30 m, 20이에서는 8 차수까지 형성되었고, 10이에서는 9차수까지 형성되었으나 실제 유역해석에서 큰 영향을 미치지 못호}는 부분의 잔가지는 제거하여 하도망을 구축하였다. 그림 7을 보면 격자별로 하도 망을 구축한 결과 상위 차수로 갈수록 지수 선형으로 감소함을 나타내고 있으며, 격자크기별로 하도망의 개수에 차이가 많았다.
누가흐름 임계치는 유역면적을 표현하기 때문에 유역의 크기와 유역의 개수는 지수함수적으로 반비례하는 경향이 있다.m 유역분할은 누가흐름도와 경사 방향 도를 이용하여 누가흐름양의 연산임계치를 변화시 켜 수치 표고 모델의 격자크기별로 하나의 유역이 형성되도록 임계치를 설정하였다. 대규모지역에 대한 지형특성인자를 추출할 때는 1:50, 000 지도를 주로 이용하고 있으나, 국립지리원에서는 2001년 현재까지 1:50, 000 수치지도를 공급하지 않기 때문에 1:25, 000 수치지도로 분석하였다.
364km이다. 여기에서 하도길이의 측정은 래스터 GIS로 구성된 하도망을 백터화를 실시하여 하도길이를 측정하였다. 최대하도길이에 따른 적절값은 그림 9에서의 선형식 f(x)에서 격자거리가 60m에서 가장 적절한 것으로 나타났다.
방법이다. 유역특성은 수치표고모델로부터 흐름 방향을 결정할 수가 있는데 흐름방향에는 4개의 방위에 따라 흐름방향을 결정하는 4방향 모델과 그림 3과 같이 8개의 방위에 따라 흐름방향을 결정하는 8방향 모델이 있는데 본 논문에서는 8방향모델을 적용하였다. 8방향 모델에서는 그림 2의 b와 같이 셀 주위에 인접해 있는 8 개의 격자로부터 가장 낮은 표고값을 가지는 격자 방향으로 흐름방향이 정해진다.
대상 데이터
본 논문에서 이용된 수치지도는 국립지리원에서 제작한 1:25, 000이며, 연구대상지역은 경남 양산에 위치하고있는 양산천의 한 유역이며 그림 4와 같고 유역 형상에는 직사각형, 반원형 그리고 역삼각형 등이 있는데 연구지역은 역삼각형의 형상을 하고 있다. 누가흐름량의 임계치(threshold)는 유역의 생성 및 개수에 영향을 미치게 되는데 일반적으로 지수함수적으로 감소하는 경향을 보인다.
수치 지도에서 연구대상지역을 추출하여 각종 정보를 추출한결과값은 표 1에 나타나 있다. 연구대상지역에 대한 좌표계는 TM좌표계이며 동부원점을 사용한 좌표값과 불규칙 삼각망에서 추출된 각종지형정보에 대한 값들이다. 수치 지도에서 구축한 수치표고모델의 격자크기에 따른 각종 지형특성에 관한 인자값에 대한 비교분석이므로 토양도 및 토지이용도는 작성하지 않았다.
성능/효과
많은 차이를 나타내고 있었다. 1:25, 000 수치 지도에서의 하도망에 대한 차수는 4차수이었다. 따라서 적절한 해상도를 가지는 하천차수를 4차수라 할 때 표 3 내의 굵은 실선은 유효 차수를 나타낸 것이며, 음영이 있는 부분은 수치지도와 비슷한 하천분포를 나타내고 있는 격자크기를 나타내는데, 110m, 100m, 90m, 40m 그리고 20m 격자크기에서 자연하도망과 비슷하게 형성이 되었으며, 하도망 추출을 위해서 적절한 하도망의 크기는 대략 100 m 정도의 격자임을 알 수가 있었다.
984 kn?로 나타났다. 격자크기가 클수록 유역면적은 대략 선형적으로 감소하지만 격자크기는 유역면적에 커다란 영향을 미치지가 않음을 알 수가 있었다. 본 연구에서 수치지도에서 측정한 유역면적과 가장 비슷한 결과를 보이는 수치표고 모델의 격자 크기는 50이일 때과 비슷하게 나타났다.
둘째, 격자크기에 따라서 Horton 하도망 최대 차수가 다르게 나타났으며, 상위 차수로 갈수록 지수선형으로 감소함을 알 수가 있었으며, 격자크기별로 하도망의 개수가 상당히 많은 차이를 보이고 있었다.
1:25, 000 수치 지도에서의 하도망에 대한 차수는 4차수이었다. 따라서 적절한 해상도를 가지는 하천차수를 4차수라 할 때 표 3 내의 굵은 실선은 유효 차수를 나타낸 것이며, 음영이 있는 부분은 수치지도와 비슷한 하천분포를 나타내고 있는 격자크기를 나타내는데, 110m, 100m, 90m, 40m 그리고 20m 격자크기에서 자연하도망과 비슷하게 형성이 되었으며, 하도망 추출을 위해서 적절한 하도망의 크기는 대략 100 m 정도의 격자임을 알 수가 있었다.
557 km로 나타났다. 또한 격자크기별로 하도길이를 보면 선형적으로 감소호}는 경향이 있으나 격자크기에 따라서 하도길이가 일률적으로 감소하는 것이 아니라는 것을 알 수가 있었다. 1:25, 000 수치지도에서 측정한 최대하도길이의 길이는 10.
최대하도길이에 따른 적절값은 그림 9에서의 선형식 f(x)에서 격자거리가 60m에서 가장 적절한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 40 m〜80이에서는 비교적 하도길이가 균일하게 분포되었다.
격자크기가 클수록 유역면적은 대략 선형적으로 감소하지만 격자크기는 유역면적에 커다란 영향을 미치지가 않음을 알 수가 있었다. 본 연구에서 수치지도에서 측정한 유역면적과 가장 비슷한 결과를 보이는 수치표고 모델의 격자 크기는 50이일 때과 비슷하게 나타났다. 이러한 연구 결과를 볼 때 하도형상, 유역면적, 하도길이등은 격자 크기에 따라 서로 다르게 나타남을 알 수 있었다.
셋째, 격자크기별로 하도길이를 보면 대체적으로 선형적으로 감소하는 경향이 있으며, 하도길이에 대한 적절한 격자크기는 50m 정도로써, 40 m〜80 m에서는 비교적 하도길이가 균일하게 분포됨을 알 수가 있었다.
수문 지형학에 지형공간정보를 이용할 때 유역분할은 누가 흐름에 대한 양에 따라서 결정되어지는데 적절한 유역 수를 결정하기 위해서는 유역형상과 유역면적을 고려하여야 한다. 연구결과 수치표고모델의 격자크기는 하 도망 특성에 많은 영향을 미치고 있다는 것을 알 수가 있는데, 이는 하도구간내의 지형기후학적 단위유량도의 첨두유량, 첨두도달시간, 퇴사량둥에 많은 영향을 미칠 것으로 사료된다.
본 연구에서 수치지도에서 측정한 유역면적과 가장 비슷한 결과를 보이는 수치표고 모델의 격자 크기는 50이일 때과 비슷하게 나타났다. 이러한 연구 결과를 볼 때 하도형상, 유역면적, 하도길이등은 격자 크기에 따라 서로 다르게 나타남을 알 수 있었다. 수문 지형학에 지형공간정보를 이용할 때 유역분할은 누가 흐름에 대한 양에 따라서 결정되어지는데 적절한 유역 수를 결정하기 위해서는 유역형상과 유역면적을 고려하여야 한다.
첫째, 1: 25, 000 수치지도에서 추출한 하도망은 4 차수로 나타났으며, 본 연구지역에서 수치지도와 가장 유사한 하천이 형성되는 수치표고모델의 격자크기는 100m 정도로 나타났다.
후속연구
앞으로 직사각형유역, 반원형 유역에 관한 유역 특성 인자 및 청년기 지형과, 중년기 지형에서도 지속적인 연구를 실시하여 우리나라에 적절한 수치표고모델의 격자값을 제시하는 지속적 연구가 필요할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.