SWAT은 유역의 지형자료와 시계열 자료 및 토지경작과 오염물질의 거동에 관계하는 많은 매개변수를 포함하고 있으며, 모형의 구동을 위해서는 다양한 공간, 비공간 자료 및 시계열 자료가 요구된다. 지리정보시스템과 SWAT을 연계 운영할 경우 SWAT 구동에 필요한 많은 자료를 데이터베이스화 하여 이용할 수 있으며, 자료의 생성과 입력 및 구동 결과의 분석까지 일괄적으로 수행할 수 있다. 본 연구에서는 HyGIS와 SWAT 모형의 연계 시스템인 HyGIS-SWAT의 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위하여 HyGIS-SWAT 데이터 모델을 기반으로 하는 시스템의 운영 프로세스를 정립하였으며, 이에 따른 데이터베이스를 설계 및 구축 하였다. 연구결과 HyGIS-SWAT 시범 시스템을 개발하였으며, HyGIS 데이터 모델과 HyGIS-Model의 운영 환경이 HyGIS-SWAT 개발에 효과적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 수행 과정에서 축적된 기술은 HyGIS와 다양한 수자원 모형의 연계 시스템을 개발할 때 기반기술로 이용될 수 있을 것이다.
SWAT은 유역의 지형자료와 시계열 자료 및 토지경작과 오염물질의 거동에 관계하는 많은 매개변수를 포함하고 있으며, 모형의 구동을 위해서는 다양한 공간, 비공간 자료 및 시계열 자료가 요구된다. 지리정보시스템과 SWAT을 연계 운영할 경우 SWAT 구동에 필요한 많은 자료를 데이터베이스화 하여 이용할 수 있으며, 자료의 생성과 입력 및 구동 결과의 분석까지 일괄적으로 수행할 수 있다. 본 연구에서는 HyGIS와 SWAT 모형의 연계 시스템인 HyGIS-SWAT의 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위하여 HyGIS-SWAT 데이터 모델을 기반으로 하는 시스템의 운영 프로세스를 정립하였으며, 이에 따른 데이터베이스를 설계 및 구축 하였다. 연구결과 HyGIS-SWAT 시범 시스템을 개발하였으며, HyGIS 데이터 모델과 HyGIS-Model의 운영 환경이 HyGIS-SWAT 개발에 효과적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 수행 과정에서 축적된 기술은 HyGIS와 다양한 수자원 모형의 연계 시스템을 개발할 때 기반기술로 이용될 수 있을 것이다.
SWAT includes a lot of parameters related with geography, hydrological time series, land management and water pollution, etc. So, it needs many spatial, non-spatial and time series data to run SWAT. If SWAT is operated in conjunction with GIS, we can use database which includes model input data and ...
SWAT includes a lot of parameters related with geography, hydrological time series, land management and water pollution, etc. So, it needs many spatial, non-spatial and time series data to run SWAT. If SWAT is operated in conjunction with GIS, we can use database which includes model input data and do all the processes which covers data creation, model input and analysis of simulation results in a system. The objective of this study is to develop HyGIS-SWAT which is the interface system to couple the SWAT model and HyGIS. To achieve this object, system operation process based on HyGIS-SWAT data model is evaluated and databases are designed and established. As a result, HyGIS-SWAT prototype system is developed. HyGIS data model and HyGIS-Model operation process can be applied effectively to the development of HyGIS-SWAT. The technologies from this study can be used as base technology to develop another HyGIS application which connect HyGIS with models.
SWAT includes a lot of parameters related with geography, hydrological time series, land management and water pollution, etc. So, it needs many spatial, non-spatial and time series data to run SWAT. If SWAT is operated in conjunction with GIS, we can use database which includes model input data and do all the processes which covers data creation, model input and analysis of simulation results in a system. The objective of this study is to develop HyGIS-SWAT which is the interface system to couple the SWAT model and HyGIS. To achieve this object, system operation process based on HyGIS-SWAT data model is evaluated and databases are designed and established. As a result, HyGIS-SWAT prototype system is developed. HyGIS data model and HyGIS-Model operation process can be applied effectively to the development of HyGIS-SWAT. The technologies from this study can be used as base technology to develop another HyGIS application which connect HyGIS with models.
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문제 정의
이를 위하여 HyGIS-SWAT의 데이터 모델링을 수행하고, SWAT 모형의 구동을 위한 입력자료의 생성 및 모의 결과의 가시화에 이르는 운영 프로세스를 정립하였다. 또한 HyGIS-SWAT의 개발을 통하여 HyGIS와 HyGIS-Model의 운영 표준의 적용성을 검토하고자 한다.
본 연구에서는 GIS 기반의 수자원 시스템인 HyGIS를 SWAT 모형과 연계 운영할 수 있는 HyGIS-SWAT을 개발하였다. 이 과정에서 HyGIS 데이터 모델과 HyGIS-Model의 운영표준은 HyGIS를 이용한 응용프로그램 개발에 효과적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 SWAT을 한국의 실정에 적합하게 이용하기 위하여 한국형 수자원지리정보시스템인 HyGIS(과학기술부, 2004)와 SWAT의 연계 시스템(HyGIS-SWAT)의 개발을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 HyGIS-SWAT의 데이터 모델링을 수행하고, SWAT 모형의 구동을 위한 입력자료의 생성 및 모의 결과의 가시화에 이르는 운영 프로세스를 정립하였다.
본 연구에서는 전술한 HyGIS-SWAT 데이터 모델과 HyGIS-SWAT의 운영 개념을 기반으로 시범 시스템을 개발하였다. HyGIS- SWAT에서는 국내 실정에 적합한 형태로 공간 정보를 자동 생성할 수 있으며, 한국의 지역적 특성이 반영된 비공간 DB를 이용하고 있다.
제안 방법
이에 따라서 HyGIS-SWAT은 도스용 응용프로그램인 SWAT의 입력자료의 구축과 모의 결과의 처리를 담당하고 있으며, 원시 모형인 SWAT 의 실행파일을 호출하고 있다. HyGIS-SWAT 의 개발을 위하여 SWAT 모형의 분석과 기존의 GIS와 연계된 SWAT 모형의 시스템을 분석하였으며, 이를 기반으로 HyGIS-SWAT에서 필요로 하는 데이터베이스를 설계하고 구축하였다. HyGIS-SWAT의 공간 데이터 모델, 비공간 데이터 모델, 시계열 데이터 모델은 HyGIS 데이터 모델과 HyGIS-Model의 데이터베이스 운영 개념을 따르고 있으며, 이에 따라 HyGIS에서 사용되는 시공간 DB를 완전 연계된 형태로 이용할 수 있다.
따라서 HyGIS-SWAT 공간 데이터 모델에서는 HyGIS 데이터 모델에서 제시하고 있는「DrainageAre a」, 「HydroPoint」, 「Network junction」객체와 주하천망 객체인 「MainStream」을 이용하여 설계하였다. 이때 「DrainageArea」는 HyGIS 데이터 모델에서 제시하고 있는 속성에 HyGIS-SWAT에서 필요로 하는 속성을 추가하였으며, 「MainStream」은 HyGIS 데이터 모델의 항목에는 포함되지 않은 것으로서 HyGIS-SWAT의 개발을 위하여 새로이 추가된 객체이다.
수문.수질모형에 필요한 입력자료를 제공하며, 모형 수행결과를 다시 데이터베이스로 저장하여 DB를 기반으로 통합 운영이 가능하도록 설계하였다. HyGIS-Model로는 HyGIS-TOPMODEL이 개발된 바 있으며(김경탁 등, 2004), 다양한 수리, 수문 및 수질모형의 연계에 대한 연구가 진행 중이다(김경탁과 최윤석, 2006).
목적으로 하고 있다. 이를 위하여 HyGIS-SWAT의 데이터 모델링을 수행하고, SWAT 모형의 구동을 위한 입력자료의 생성 및 모의 결과의 가시화에 이르는 운영 프로세스를 정립하였다. 또한 HyGIS-SWAT의 개발을 통하여 HyGIS와 HyGIS-Model의 운영 표준의 적용성을 검토하고자 한다.
대상 데이터
HyGIS 시계열 DB는 HYDROCODE를 이용하여 공간 데이터 모델의 「Hydrograph y」와 연계성을 유지하고 있으며, 그림 3은 시계열 데이터베이스의 구성을 나타낸 것이다. HyGIS 시계열 데이터베이스는 「TSDat a」, 「TSMeta」, 「TSType」의 3개의 테이블로 구성된다. 「TSData」에는 시계열 자료의 값이 해당 시간에 대하여 저장된다.
0 Pro/3D 의 확장 모듈로서 add-on된 형태로 운영된다. HyGIS에서 구축된 공간 DB를 이용하여 SWAT 모형의 입력 지형인자를 계산하고 있으며, 수문시계열 자료는 HyGIS의 시계열 DB를 이용하고 있다. SWAT에서는 공간자료와 시계열 자료 외에도 다양한 비공간자료를 이용하고 있다.
성능/효과
또한 HyGIS-Model 환경의 표준을 준수하여 개발되는 HyGIS 응용프로그램은 사용되는 모든 자료를 DB를 기반으로 공유할 수 있기도 하다. 따라서 HyGIS-Model 환경에서는 HyGIS라는 단일 시스템에서 자료의 구축에서 수문, 수리 및 수질 모의와 결과의 분석에 이르는 일련의 과정이 수행 가능하며, 이는 기존에 사용되고 있던 AVSWAT과 차별되는 가장 큰 특징이라고 할 수 있다.
개발하였다. 이 과정에서 HyGIS 데이터 모델과 HyGIS-Model의 운영표준은 HyGIS를 이용한 응용프로그램 개발에 효과적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다. HyGIS-SWAT은 기존에 사용되던 AVSWAT 에 비하여 입출력 자료의 관리와 그래프 기능이 향상되었으며, 입력자료로 사용되는 다양한비공간 DB와 입력 매개변수의 자동계산 과정을 국내 실정에 맞게 적용할 수 있다.
후속연구
또한 사용자 요구분석을 통한 사용자 편의 기능의 추가 및 시스템의 안정성 향상을 통하여 실용적이고 편리한 시스템으로 개발하기 위한 과정이 필요할 것으로 사료된다. 그러나 본 연구에서는 GIS 시스템과 수자원 모형의 연계 시스템을 개발할 때 필요로 하는 일련의 절차를 거치고 있으며, 이러한 과정에서 축적된 기술은 HyGIS와 다양한 수자원 모형의 연계 시스템의 개발 시에 기반기술로 이용될 수 있을 것이다.
HyGIS에서는 DEM을 이용하여 유역 및 하천망의 추출과 지형분석이 가능하며, 하천 네트워크를 기반으로 유역의 다양한 정보를 운용할 수 있다(김경탁 등, 2003; 김경탁 등, 2004). 또한 HyGIS는 데이터베이스를 기반으로 운영되며, GIS를 이용한 수자원 분야의 응용프로그램 개발 시 기반 시스템으로 활용될 수 있다.
또한 사용자 요구분석을 통한 사용자 편의 기능의 추가 및 시스템의 안정성 향상을 통하여 실용적이고 편리한 시스템으로 개발하기 위한 과정이 필요할 것으로 사료된다. 그러나 본 연구에서는 GIS 시스템과 수자원 모형의 연계 시스템을 개발할 때 필요로 하는 일련의 절차를 거치고 있으며, 이러한 과정에서 축적된 기술은 HyGIS와 다양한 수자원 모형의 연계 시스템의 개발 시에 기반기술로 이용될 수 있을 것이다.
본 연구에서 개발된 HyGIS-SWAT은 시범 시스템으로 향후의 연구를 통하여 다양한 유역에 대한 적용과 모형 구동 결과의 검증이 필요하다. 또한 사용자 요구분석을 통한 사용자 편의 기능의 추가 및 시스템의 안정성 향상을 통하여 실용적이고 편리한 시스템으로 개발하기 위한 과정이 필요할 것으로 사료된다.
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