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문제 정의
- 국외의 사례와 같이 활용도 높은 홍수 위험지도를 제작을 위하여 본 연구에서는 건설기술연구원 등 공공기관과 산업체 . 학술단체의 연구원 등을 대상으로 사용자 요구 분석을 하였다.
- 국내의 홍수 피해에 대한 대책은 최근까지 사후대책에만 주력해왔으며, 사전의 대책은 미비한 실정이었다. 따라서, 본 연구의 목표 시스템은 홍수 피해 경감을 위하여 대민홍보를 위한 홍수 위험지도의 출력 시스템 및 사용자들의 행정업무, 홍수 관련 정보관리시스템으로 하였다 (건설교통부 .한강홍수통제소 1998).
- 사용자의 요구 분석을 통하여 홍수관리와 관련된 실무자와의 접촉을 통하여 필수적인 기능들을 구현하였다. 또한 시스템 구조에 익숙하지 못한 사용자들을 위해 시스템의 복잡도를 낮추는 데 중점을 두어 개발되었다. 이를 위해 직관적으로 쉽게 판단할 수 있는 메뉴 항목들을 적용하여 빠르고 손쉽게 작업을 할 수 있도록 하였다.
- 본 연구에서 개발된 홍수 위험지도 관리시스템으로 제작된 홍수 위험지도를 기존에 홍수 피해도가 높은 지역의 주민들에게 제작. 공급함으로써 지자체 주민의 홍수에 대한 경각심을 고취하고, 유사시 홍수 피해를 최소화하기 위한 행동요령의 숙지에 도움을 줄 것으로 판단된다.
- 본 연구에서는 범람구역 모델링을 위한 다양한 지형자료의 구축 방안을 비교. 분석하여 보다 경제적이고 효율적인 지형정보의 구축 방안을 고려하였다.
- 본 연구의 목적은 홍수 위험지도 관리시스템 프로토타입의 개발에 있다. 시스템 개발을 위하여 우선적으로 사용자 요구 분석을 수행하였다.
- 홍수 위험지도의 제작 및 관리를 위한 홍수 위험지도 관리시스템은 구축된 데이터베이스를 이용하여 도형 및 속성의 조회와 검색, 수리. 수문 모델링 결과 의 도식화를 기본적인 목적으로 한다. 이를 위하여 기존의 수리 .
제안 방법
- 데이터베이스 설계는 앞에서 이루어진 사용자 요구 분석을 토대로 설계되었으며, 설계된 데이터베이스의 확장성을 확보하기 위해 본 연구와 병행하여 추진된 표준화" 연구의 결과로서 정립된 표준하천 데이터 모델을 근간으로 하였다 (건설교통부. 한국수자원공사, 2001a).
- 각 모델링마다 도움말 기능을 지원하여 입력 데이터 및 출력 데이터의 이해를 도울 수 있도록 하였다. 아울러 홍수에 대한 효율적인 대민홍보를 위하여 2D 및 3D 침수 애니메이션을 제공하였다 (그림 8).
- 도면의 규격은 기존의 지도제작 시스템과의 호환을 위해서, 기본형의 경우에는 국립지리원에서 발행되고 있는 국가기본도의 도면 규격과 동일한 규격을 유지시켰으며, 게시형의 경우는 일본의 홍수범람규 역도의 크기를 참조하였다.
- 홍수 위험지도 관리시스템의 도형조회 메뉴를 이용하여 사용자가 대상지역의 주제도를 조회 가능하도록 구성되었다. 도형조 회 메뉴에서 레이어 중첩 기능을 지원하여, 이 기능을 통하여 사용자가 원하는 레이어를 화면에 추가 및 제거 통하여 레이어를 중첩할 수 있도록 하였다 (그림 4).
- 본 연구에서 홍수 위험지도의 규격은 기본형과 게시형의 두 가지 규격을 제안하였다.
- 5m의 간격의 침수심 정보를 제공이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 문산천의 지역상 특성에 고려하여, 1:25,000축척의 홍수 위험지도를 제작하였으며 0.5m 간격의 침수심을 표현하였다.
- 본 연구에서는 범람구역 모델링을 위한 다양한 지형자료의 구축 방안을 비교. 분석하여 보다 경제적이고 효율적인 지형정보의 구축 방안을 고려하였다. 신규 데이터베이스의 구축은 "하천정보표준화"의 표준분석 방법론 에서 제시된 방법을 이용하여 구축하였으며, 지역 특성을 반영할 수 있도록 구축하였다 (건설교통부 .
- 시스템 개발을 위하여 우선적으로 사용자 요구 분석을 수행하였다. 사용자 요구 분석은 외국 사례의 분석과 함께 현행 홍수관리 업무의 분석, 관련 업무 기능 및 처리 절차 조사, 문제점 및 요구사항의 분석 등을 통하여 목표시스템을 제시하였다. 시스템의 설계에서는 시스템의 기능 설계, 데이터의 입 .
- 사용자의 요구 분석을 통하여 홍수관리와 관련된 실무자와의 접촉을 통하여 필수적인 기능들을 구현하였다. 또한 시스템 구조에 익숙하지 못한 사용자들을 위해 시스템의 복잡도를 낮추는 데 중점을 두어 개발되었다.
- 속성조회 기능은 해당하는 지역의 레이어별 속성 정보를 제공하도록 구현하였다. 하천 레이어의 경우 홍수 위험지도에서 가장 중요한 레이어이므로 일반 속성 이외에도 상세한 속성 정보를 조회할 수 있도록 하였다.
- 수리. 수문 모듈은 강우 해석, 유출해석, 범람해석 등의 모형과 연계가 가능하도록 설계되었으며, 특히 범람해석의 경우에는 해석 결과를 GIS 데이터로 변환하여 조회를 가능하도록 설계하였다.
- 이를 위하여 기존의 수리 .수문모델링과 GIS 데이터베이스, 홍수 위험지도 출력 모듈 등을 연결하여 다양한 홍수 시뮬레이션을 손쉽게 지원할 수 있도록 개발되었다
- GIS 데이터베이스 설계에서는 입력 데이터 유형의 정의 및 축척 제시, 데이터 유형별 세부도형과 속성 정보의 정의, 제반 데이터 변환 과정에 대한 지침을 제시하였다. 시범지역 GIS 데이터베이스 구축은 침수지역에 대한 문헌 조사 및 기구 축 데이터 확보 지역의 특성에 맞는 신규 GIS 데이터베이스 구축 방법을 제시하였다. 홍수 위험지도 관리시스템 프로토타입 개빌에서는 모듈화 방식의 지향과 함께 GIS 기능의 개발시스템의 검증 및 보완을 실시하였다.
- 본 연구의 목적은 홍수 위험지도 관리시스템 프로토타입의 개발에 있다. 시스템 개발을 위하여 우선적으로 사용자 요구 분석을 수행하였다. 사용자 요구 분석은 외국 사례의 분석과 함께 현행 홍수관리 업무의 분석, 관련 업무 기능 및 처리 절차 조사, 문제점 및 요구사항의 분석 등을 통하여 목표시스템을 제시하였다.
- 각 모델링마다 도움말 기능을 지원하여 입력 데이터 및 출력 데이터의 이해를 도울 수 있도록 하였다. 아울러 홍수에 대한 효율적인 대민홍보를 위하여 2D 및 3D 침수 애니메이션을 제공하였다 (그림 8).
- 외지를 구분할 수 있는 DEM 제작에 애로사항이 많았다. 여러 대안의 검토 결과 경제성, 현실성, 정확성 등을 고려하여 고해상도 위성자료를 활용하여 sub-meter 단위의 DEM을 구축하여, 홍수범람 모델링을 통한 침수지역의 경계작성 및 수리 . 수문 입력 데이터로 활용하였다 (그림 2).
- 수문 모델링 결과 의 도식화를 기본적인 목적으로 한다. 이를 위하여 기존의 수리 .수문모델링과 GIS 데이터베이스, 홍수 위험지도 출력 모듈 등을 연결하여 다양한 홍수 시뮬레이션을 손쉽게 지원할 수 있도록 개발되었다
- 홍수 위험지도 관리시스템은 홍수 위험지역(침수지역) 에 대한 정보를 제공해야 할 뿐만 아니라, 홍수 위험지역 의 발생 원인과 예방대책 등의 의사결정에 필요한 정보를 제공할 수 있어야 한다. 이를 위하여 필요한 각종 데이터 및 모델링의 지원이 원활히 이루어질 수 있도록 시스템의 확장성을 고려하여 개발하였다.
- 또한 시스템 구조에 익숙하지 못한 사용자들을 위해 시스템의 복잡도를 낮추는 데 중점을 두어 개발되었다. 이를 위해 직관적으로 쉽게 판단할 수 있는 메뉴 항목들을 적용하여 빠르고 손쉽게 작업을 할 수 있도록 하였다. 효율적인 홍수 관리 및 홍수 피해지역의 피해액 보상 등의 분석을 하는 데 있어서 적은 비용으로 최상의 홍수 관리 효과를 가져올 수 있는 경제성 높은 시스템의 구축이 이루어지도록 하였다
- 수문 모듈은 크게 3가지로 나눌 수 있다. 입력 모 듈은 DBF형태의 입력 파일을 저장하며, 변환 모듈은 DBF형태의 파일을 TXT형태나 TXT파일을 DBF형태의 파일로, 도식화 모듈은 모델링의 결과를 GIS 도형 데이터와 연계를 위한 변환을 하도록 각각 구성되었다.
- 전문가의 설문조사 결과를 토대로 홍수 위험지도를 설계하였다. 본 연구에서 제작 .
- 따라서 이러한 어려움을 최소화하기 위한 방안으로 윈도우 기반의 입력 . 출력 모듈을 개발하였으며, 사용자에게 보다 편리한 모델링 환경을 제공하도록 하였다. 본 연구에서 사용된 수리 .
- 하천 정보 검색 모듈은 도형 및 속성 데이터베이스를 이용하여 사용자가 하천 및 홍수 관련 정보의 조회할 수 있도록 설계되었다.
- 국외의 사례와 같이 활용도 높은 홍수 위험지도를 제작을 위하여 본 연구에서는 건설기술연구원 등 공공기관과 산업체 . 학술단체의 연구원 등을 대상으로 사용자 요구 분석을 하였다. 표1은 사용자 요구사항과 일본 홍 수위험지도의 비교한 내용이다.
- 홍수 위험지도 관리시스템의 도형조회 메뉴를 이용하여 사용자가 대상지역의 주제도를 조회 가능하도록 구성되었다. 도형조 회 메뉴에서 레이어 중첩 기능을 지원하여, 이 기능을 통하여 사용자가 원하는 레이어를 화면에 추가 및 제거 통하여 레이어를 중첩할 수 있도록 하였다 (그림 4).
- 홍수위험지도 관리시스템 운용의 효율성을 위하여 확장성, 호환성, 안전성을 고려하여 시스템을 개발하였다. 홍수 위험지도 관리시스템은 홍수 위험지역(침수지역) 에 대한 정보를 제공해야 할 뿐만 아니라, 홍수 위험지역 의 발생 원인과 예방대책 등의 의사결정에 필요한 정보를 제공할 수 있어야 한다.
- 이를 위해 직관적으로 쉽게 판단할 수 있는 메뉴 항목들을 적용하여 빠르고 손쉽게 작업을 할 수 있도록 하였다. 효율적인 홍수 관리 및 홍수 피해지역의 피해액 보상 등의 분석을 하는 데 있어서 적은 비용으로 최상의 홍수 관리 효과를 가져올 수 있는 경제성 높은 시스템의 구축이 이루어지도록 하였다
대상 데이터
- 기본형의 경우 550mm X440 mm, 게시형의 경우 1120mm x780mmS 정의하였다 (그림 3).
- 홍수범람 모델링과 관련 다양한 정보의 분석을 위해 확장성을 고려한 도형 정보와 속성정보의 연계를 강조하여 설계되었다. 또한 설계된 GIS 데이터베이스는 문산천의 시범지역을 대상으로 구축되었으며, 수리. 수문 모델링의 입.
- 본 연구의 지역적 범위는 '99년 여름 경기도 북부지역에서 발생한 홍수 사상 등을 고려한 상습 침수지역인 문산읍과 문산천 유역을 포함하는 지역으로 (한국건설기 술연구소 1999), 시범대상지역의 세부 행정명은 경기도 파주시 문산읍, 파주읍, 파평면, 법원읍, 광탄면과 경기도 양주군 광적면, 백석면의 6개읍 . 면이다.
- 여러 대안의 검토 결과 경제성, 현실성, 정확성 등을 고려하여 고해상도 위성자료를 활용하여 sub-meter 단위의 DEM을 구축하여, 홍수범람 모델링을 통한 침수지역의 경계작성 및 수리 . 수문 입력 데이터로 활용하였다 (그림 2).
- 범람구역의 예측 모델링을 지원하기 위한 정확도와 경제성, 객관성, 현실성이 높은 지형공간 자료의 효율적인 구축은 매우 중요한 사항이다(Sugumaran, 2000). 연구 대상 지역은 지역의 특성상 지형정보의 확보가 어려워, 제내. 외지를 구분할 수 있는 DEM 제작에 애로사항이 많았다.
- 연구 대상 지역인 문산읍의 경우 휴전선과 인접한 관계로 국립지리원의 수치지형도가 존재하지 않으며, 종이지형도의 경우도 1:5,000 이상의 대축척지도가 존재하지 않는 지역이다. 따라서 인구가 밀집한 문산읍과 문산천의 경우에는 각각 1:25,000과 1:50, 000의 종이지형도를 디지타이징하여도형 데이터를 구축하였다 (김계 현, 2000).
- 수문 모델링의 입. 출력 데이터와 하천의 홍수 관련 제반 데이터를 포함하였다.
이론/모형
- 수문 모델링을 연계할 수 있도록 개발되었다. 본 시스템에서는 한국수자원공사에서 수행된 "하천수리수문 분석시스템 개발에 관한 연구"의 결과물인 강우 모델 유출 모델 하천 흐름 및 범람 모델을 활용하였다(한국수자원공사, 2001).
- 분석하여 보다 경제적이고 효율적인 지형정보의 구축 방안을 고려하였다. 신규 데이터베이스의 구축은 "하천정보표준화"의 표준분석 방법론 에서 제시된 방법을 이용하여 구축하였으며, 지역 특성을 반영할 수 있도록 구축하였다 (건설교통부 .한국수자 원공사, 2001a).
성능/효과
- 개발된 홍수위험지도 관리시스템은 제작과 관리가 가능하도록 구현되었으며, 하천정보 검색 모듈, 수리 . 수문 모델링 지원 모듈, 홍수 위험지도 출력모듈로 구성되었다.
- 기구축된 데이터베이스와 향후 구축될 다량의 정보는 데이터베이스로 저장되어야 하고, 다수의 사용자에게 효율적으로 공유 및 적용하기 위하여, 정보의 공유 시 시스템의 호환성을 유지할 수 있도록 구현되었다.
- 각 모듈은 GIS 데이터베이스를 이용하여 도형 및 속성의 검색, 수리 . 수문 모델링의 분석 및 결과 의도식화 등을 지원할 수 있도록 구현되었다. 또한 시스템을 이용하는 사용자들에게 사용이 편리한 인터페이스를 제공할 수 있도록 고려되었다.
- 수리. 수문 분석 결과를 조회한 후, 사용자의 판단에 따라 원하는 지역의 홍수 위험지도를 출력할 수 있도록 하였다.
후속연구
- 본 연구에서 개발된 홍수 위험지도 관리시스템으로 제작된 홍수 위험지도를 기존에 홍수 피해도가 높은 지역의 주민들에게 제작. 공급함으로써 지자체 주민의 홍수에 대한 경각심을 고취하고, 유사시 홍수 피해를 최소화하기 위한 행동요령의 숙지에 도움을 줄 것으로 판단된다. 이와 함께 산불이 나 지진 등의 대규모 자연재난 시에 피해를 최소화하기 위한 국민의 재난 대처 의식의 고취에 기여할 수 있을 것이다.
- 본 연구에서 개발된 홍수 위험지도 프로토타입은 현장에서의 보완을 거쳐 조만간 국내에서 시행될 홍수보험의 실시를 위한 기초평가자료로 활용이 가능하다. 따라서 향후 홍수보험의 실시에 따른 주민의 홍수 피해에 대한 보상과 함께 국가의 이재민 구호를 위한 예산 지출의 최소화로 보다 비용 경제적인 재난관리에 기여가 클 것으로 예상된다
- 본 연구에서 개발된 홍수 위험지도 프로토타입은 현장에서의 보완을 거쳐 조만간 국내에서 시행될 홍수보험의 실시를 위한 기초평가자료로 활용이 가능하다. 따라서 향후 홍수보험의 실시에 따른 주민의 홍수 피해에 대한 보상과 함께 국가의 이재민 구호를 위한 예산 지출의 최소화로 보다 비용 경제적인 재난관리에 기여가 클 것으로 예상된다
- 본 연구에서 개발된 홍수 위험지도의 제작과 관리를 위한 프로토타입 시스템을 현업에 설치하여 운영함으로써 지자체 실무자로 하여금 홍수 위험도가 높은 지역의 특성을 파악하고 유사시 필수기자재의 비축 등을 위한 장소의 선정 등에 활용이 가능하다. 이와 함께 주민 대피 장소 등의 효율적 선정과 관리, 피해 확산 시뮬레이션 등을 통한 관련 업무의 지원에 기여도가 높을 것으로 사료된다.
- 따라서 수리. 수문 모델링에 필요한데이터 이외에 지역별 인구나 주요 시설물 정보, 공시지가, 재산 규모 등을 포함하는 인문지리정보 등을 제공하여 홍수 위험도에 대한 종합적인 평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
- 공급함으로써 지자체 주민의 홍수에 대한 경각심을 고취하고, 유사시 홍수 피해를 최소화하기 위한 행동요령의 숙지에 도움을 줄 것으로 판단된다. 이와 함께 산불이 나 지진 등의 대규모 자연재난 시에 피해를 최소화하기 위한 국민의 재난 대처 의식의 고취에 기여할 수 있을 것이다.
- 본 연구에서 개발된 홍수 위험지도의 제작과 관리를 위한 프로토타입 시스템을 현업에 설치하여 운영함으로써 지자체 실무자로 하여금 홍수 위험도가 높은 지역의 특성을 파악하고 유사시 필수기자재의 비축 등을 위한 장소의 선정 등에 활용이 가능하다. 이와 함께 주민 대피 장소 등의 효율적 선정과 관리, 피해 확산 시뮬레이션 등을 통한 관련 업무의 지원에 기여도가 높을 것으로 사료된다.
- 본 연구는 문산천의 특성상 대상지역의 데이터가 적은 관계로 충분한 데이터의 확보가 되지 못하여, 데이터베이스의 완전한 검토가 이루어지지 못한 상태이다. 향후 대상지역의 확대에 따른 GIS 데이터베이스의 설계에 대한 연구가 계속 진행되어야 한다.
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