기존의 급경사지재해 평가방법은 현장조사를 기반으로 하여 일정 과정의 실내분석이 실시된 후 그 결과를 도출하기 때문에, 현장에서 즉각적인 평가결과를 도출하기 어려운 점이 있었다. 이러한 문제점과 기존의 주관적 평가방법에서 발생하는 평가결과의 오차를 줄이기 위해 본 연구에서는 현장에서 직접 관련요소를 조사하고 이를 토대로 급경사지재해 취약성을 객관적으로 평가할 수 있는 방법을 개발하고자 노력하였다. 이를 위해 응용통계기법의 하나인 AHP 분석을 이용하여 급경사지재해 취약성 평가표를 개발하였는데, 이는 전문가 설문을 통한 AHP분석 방법의 결과를 이용해 수행한 것으로서, 각 평가항목과 평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 각각 설정하였다. 평가항목들의 가중치를 100점으로 환산하여 점수화 한 결과 사면경사가 가장 높은 중요도를 보이고, 투수계수, 함수비, 공극율, 암질, 그리고 고도의 순서로 결정되었다. 이렇게 결정된 평가항목별 점수를 기준으로 평가항목 각각의 세부등급에 대한 점수를 할당하여 급경사지재해 취약성 평가표를 개발하였다. 급경사지재해 취약성 평가표를 이용하여 평가자는 평가대상 지점에 대해 각 평가항목별 해당 속성, 즉 세부등급을 선택하고, 선택된 각 속성별 평가점수를 더하면 급경사지재해 취약성을 점수로 파악할 수 있다.
기존의 급경사지재해 평가방법은 현장조사를 기반으로 하여 일정 과정의 실내분석이 실시된 후 그 결과를 도출하기 때문에, 현장에서 즉각적인 평가결과를 도출하기 어려운 점이 있었다. 이러한 문제점과 기존의 주관적 평가방법에서 발생하는 평가결과의 오차를 줄이기 위해 본 연구에서는 현장에서 직접 관련요소를 조사하고 이를 토대로 급경사지재해 취약성을 객관적으로 평가할 수 있는 방법을 개발하고자 노력하였다. 이를 위해 응용통계기법의 하나인 AHP 분석을 이용하여 급경사지재해 취약성 평가표를 개발하였는데, 이는 전문가 설문을 통한 AHP분석 방법의 결과를 이용해 수행한 것으로서, 각 평가항목과 평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 각각 설정하였다. 평가항목들의 가중치를 100점으로 환산하여 점수화 한 결과 사면경사가 가장 높은 중요도를 보이고, 투수계수, 함수비, 공극율, 암질, 그리고 고도의 순서로 결정되었다. 이렇게 결정된 평가항목별 점수를 기준으로 평가항목 각각의 세부등급에 대한 점수를 할당하여 급경사지재해 취약성 평가표를 개발하였다. 급경사지재해 취약성 평가표를 이용하여 평가자는 평가대상 지점에 대해 각 평가항목별 해당 속성, 즉 세부등급을 선택하고, 선택된 각 속성별 평가점수를 더하면 급경사지재해 취약성을 점수로 파악할 수 있다.
Since the preexisting evaluation methods of landslide susceptibility take somehow long time to determine the slope stability based on the field survey and laboratory analysis, there are several problems to acquire immediate evaluation results in the field. In order to overcome the previously mention...
Since the preexisting evaluation methods of landslide susceptibility take somehow long time to determine the slope stability based on the field survey and laboratory analysis, there are several problems to acquire immediate evaluation results in the field. In order to overcome the previously mentioned problems and incorrect evaluation results induced by some subjective evaluation criteria and methods, this study tried to develop a method of landslide susceptibility by a quantitative and objective evaluation approach based on the field survey. Therefore, this study developed an evaluation chart for landslide susceptibility on natural terrain using the AHP analysis method to predict landslide hazards on the field sites. The AHP analysis was performed by a questionnaire to several specialists who understands mechanism and influential factors of landslide. Based on the questionnaire, weighting values of criteria and alternatives to influence landslide triggering were determined by the AHP analysis. According to the scoring results of the analysed weighting values, slope angle is the most significant factor. Permeability, water contents, porosity, lithology, and elevation have the significance to the landslide susceptibility in a descending order. Based on the assigned scores of each criterion and alternatives of the criteria, an evaluation chart for landslide susceptibility was suggested. The evaluation chart makes it possible for a geologist to evaluate landslide susceptibility with a total score summed up each alternative score.
Since the preexisting evaluation methods of landslide susceptibility take somehow long time to determine the slope stability based on the field survey and laboratory analysis, there are several problems to acquire immediate evaluation results in the field. In order to overcome the previously mentioned problems and incorrect evaluation results induced by some subjective evaluation criteria and methods, this study tried to develop a method of landslide susceptibility by a quantitative and objective evaluation approach based on the field survey. Therefore, this study developed an evaluation chart for landslide susceptibility on natural terrain using the AHP analysis method to predict landslide hazards on the field sites. The AHP analysis was performed by a questionnaire to several specialists who understands mechanism and influential factors of landslide. Based on the questionnaire, weighting values of criteria and alternatives to influence landslide triggering were determined by the AHP analysis. According to the scoring results of the analysed weighting values, slope angle is the most significant factor. Permeability, water contents, porosity, lithology, and elevation have the significance to the landslide susceptibility in a descending order. Based on the assigned scores of each criterion and alternatives of the criteria, an evaluation chart for landslide susceptibility was suggested. The evaluation chart makes it possible for a geologist to evaluate landslide susceptibility with a total score summed up each alternative score.
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문제 정의
본 연구에서는 AHP 분석을 이용한 급경사지재해 취약성 평가표를 개발하고 평가표의 성능에 대한 분석을 실시하였다. 이는 전문가 설문을 통한 AHry 분석 방법의 결과를 이용해 수행한 것으로서, 각 평가항목과 평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 각각 설정하였다.
특히, 산림청은 "산사태 위험지 판정표를 개발하여 자연사면에서 발생하는 산사태를 예측하고자 노력하였다. 이 판정표는 사면의 기하형태, 모암, 토심, 임상 등의 인자를 기준으로 각 인자의 급간에 따라 값을 설정하고, 이들 값의 합에 따라 산사태의 발생 가능성을 평가하는 것이다. 기본적으로 산정된 점수를 바탕으로 5개 항목에 대한 점수보정을 실시하여 최종적인 산사태 발생 가능성을 산정하게 된다.
이를 해결하기 위해 AHP 분석 후 얻은 평가항목과 그에 따르는 세부등급들에 대한 가중치를 이용해 급경사지재해 취약성을수치적으로 알아볼 수 있는 근거가 필요하다. 이에 따라본 연구에서는 급경사지재해 취약성 평가표를 개발하였다. 이는 100점 만점의 평가표로써 특정 지점의 급경사지 재해 취약성을 수치적으로 평가할 수 있게 해준다.
이와 같은 상황을 토대로 이 연구에서는 자연 사면을 중심으로 한 급경사지재해를 현장에서 신속하고 정확히 평가할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 기존에 개발된 대부분의 평가기법은 현장조사 결과를 토대로 실내에서 일정 과정의 작업을 거쳐 최종적인 재해 발생 가능성을 산정할 수 있는 것으로서, 수일 간의 작업소요 시간이 요구된다.
가설 설정
이렇게 만들어진 최종적인 급경사지 재해 취약성에 대한 평가표는 Table 11과 같다. 위의 점수표를 이용한 취약성 평가의 예를 들어보면, "A"라는 지점에 대해서 6개의 평가항목을 조사하였다고 가정해 보자. 어떤 급경사지의 암질은 화강암이고 고도는 중간(300m), 사면경사는 약간 작음(1.
제안 방법
위의 계층구조에서는 최상위 계층에, 급경사지 취약성 평가에 대한 평가항목별 가중치 도출, 이라는 최종목표를 설정하였으며, 6개의 평가항목(암질, 고도, 사면경사, 공극율, 함수비, 투수계수)을 "기준(criteria)" 계층에 두었고 각각의 평가항목에 따른 세부등급들을 "대안(alternative)" 계층에 두었다. 따라서 급경사지 붕괴 피해평가에 대한 AHP 분석모형은 2계층 모형으로 "기준(criteria)"이 3개, 각 기준에 따른 "대안(alternative)"이 26개인 비교 대상 항목으로 구성된 것으로 나타났다.
이 판정표는 사면의 기하형태, 모암, 토심, 임상 등의 인자를 기준으로 각 인자의 급간에 따라 값을 설정하고, 이들 값의 합에 따라 산사태의 발생 가능성을 평가하는 것이다. 기본적으로 산정된 점수를 바탕으로 5개 항목에 대한 점수보정을 실시하여 최종적인 산사태 발생 가능성을 산정하게 된다. 이 판정표는 지질학 또는 지반 공학적인 전문지식이 없더라도 산사태의 가능성을 비교적 쉽게 평가할 수 있는 장점이 있다.
산정한다. 따라서 일관성 비율 0.2이하의 기준을 통과한 9명의 의견들을 하나로 통합하기 위해 개인별 쌍대비교행렬들을이용해 통합적 기하평균행렬을 산출한다. 이렇게 산출된 통합적 기하평균행렬을 이용해 급경사지 붕괴 피해평가항목별 가중치를 계산할 수 있다.
2 이하일 경우에는 허용할 수 있는 평가라고 본다(김영문, 1998). 본 연구에서는 탐색적인 성격의 AHP 분석이라는 점과 평가 기준이 2계층에 걸쳐 구성되어 있는 만큼 다른 연구상황에 비해 쌍대비교 해야 할 항목이 많다는 점을 고려하여 일관성 비율을 0.2이하로 설정해 응답자들의 일관성을 확인하였다. 전문가 9명 모두 일관성 비율 0.
이는 전문가 설문을 통한 AHry 분석 방법의 결과를 이용해 수행한 것으로서, 각 평가항목과 평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 각각 설정하였다. 평가항목들의 가중치를 100점으로 환산하여 점수화한 결과 사면경사가 가장 높은 순위이고, 투수계수, 함수비, 공극율, 암질, 그리고 고도의 순서로 결정되었다.
1과 같다. 이들 6개 항목의 선정과 항목 내의 범위(등급 구간) 선정은 채병곤 외(2004)와 한국지질자원연구원(2004)이 수행한 로지스틱 회귀분석을 통한 산사태 영항인자 선정의 결과를 바탕으로 본 연구에서 그동안 수집한 산사태 지질 및 지형자료와 토질특성 자료에 대한 수량화 분석과 전문가의 의견을 종합적으로 고려하여 이루어졌다. 제시된 평가항목들은 AHP 분석의 평가기준 (evaluation criteria)에 해당되는 것으로 각 평가항목들 간의 관계를 고려했을 때 Fig.
평가항목들의 가중치를 100점으로 환산하여 점수화한 결과 사면경사가 가장 높은 순위이고, 투수계수, 함수비, 공극율, 암질, 그리고 고도의 순서로 결정되었다. 이렇게 결정된 평가항목별 점수를 기준으로 평가항목 각각의 세부등급에 대한 점수를 할당하여 급경사지재해 취약^ 평가표를 개발하였다. 급경사지재해 취약성 평가표는 평가자가 평가대상 지점에 대해 각 평가항목별 해당 속성, 즉 세부등급을 선택하고, 선택된 각 속성별 평가점수를 더하면 급경사지재해 취약성이 점수로 산출된다.
이를 위해 본 연구에서는 기존 급경사지재해 평가기법을 탈피하여 객관적인 평가기준 정립과 이를 통한 정확하고 신속한 급경사지재해 피해평가를 위해 응용통계기법을 이용하여 급경사지재해의 발생요인을 분석하고, 이 요인별 속성 값의 등급을 구분한 후, 이를 토대로 최종적인 급경사지재해 평가가 가능하도록 새로운 판정표를 개발하였다. 이 판정표는 AHP 분석기법을 동원하여 새롭게 개발한 것으로서, 이를 통해 급경사지재해 피해평가를 위한 인자의 선정 및 인자별 급간 값의 설정을 객관적으로 할 수 있다.
016 으로 논리적 일관성이 충분히 존재한다고 볼 수 있다. 한편, 정량적 급경사지 붕괴 취약성 평가를 위해 각평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 설정하였다. 먼저, 암질(lithology)의 세부등급들에 대한 가중치를 살펴보면 Table 3과 같다.
데이터처리
선정된 전문가 집단 9명을 대상으로 급경사지 붕괴피해평가에 대한 AHP 분석은 Fig. 2와 같은 절차를 통해 이루어 졌으며, 통계프로그램 R version 2.6.2를 이용해 분석을 수행하였다(김이유 외, 2005). Fig.
성능/효과
두었다. 따라서 급경사지 붕괴 피해평가에 대한 AHP 분석모형은 2계층 모형으로 "기준(criteria)"이 3개, 각 기준에 따른 "대안(alternative)"이 26개인 비교 대상 항목으로 구성된 것으로 나타났다.
2 이하인 사람이 1명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 개인별 의견을 하나로 통합시키는 작업을 수행하였고 그 결과 큼(6.1 X 10'3cm/sec~1.0 x KTecm/sec)이 26.6%로 가장 높은 가중치를 나타냈으며 , 약간 큼(4.6 X 10-3cm/sec~6.0 x IO-3 cm/sec)이 22.3%로 높게 나타났다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율이 0.
1 이하인 사람이 9명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 개인별 의견을 하나로 통합시키는 작업을 수행한 결과 편마암(Gneiss)이 38.4%로 가장 높은 가중치를 기록하였으며, 이암(Mudstone)이 32.4%의 수치로 높게 나타났다. 이것은 편마암이 다른 세부등급들에 비해 상대적으로 중요도가 높다는 것을 뜻한다.
1 이하인 사람이 9명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관^이 높은 것으로 나타났다. 개인별 의견의 통합 결과 큼(40이상) 이 42.3%로 가장 높은 가중치를 기록하였으며, 약간 큼 (30-39)이 25.6%로 높게 나타났다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율(CR)을 살펴본 결과, 그 값이 0.
2 이하인 사람이 1명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 개인별 의견의 통합작업을 거친 결과 큼(27.1 이상)이 39.1%로 가장 높은 가중치를 보이며, 약간 큼(23.1~ 27.0)이 24.7%로 높게 나타났다. 이것은 큼(27.
2 이하인 사람이 2명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 개인별 의견을 하나로 통합시키는 작업을 수행하였고 그 결과 사면경사(slope angle)가 31.0%로 가장 높은 가중치를 기록하였으며, 이어서 투수 계수(permeability)가 20.4%의 수치로 높게 나타났다. 이것은 사면경사가 다른 평가항목들에 비해 상대적으로 중요도가 높다는 것을 뜻한다.
2 이상인 사람이 1명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 일관성 비율이 0.2 이상인 전문가 4의 의견은 제외시킨 후 개인별 의견을 하나로 통합시키는 작업을 수행하였고 그 결과 높음(431 이상)이 47.8%로 가장 높은 가중치를 기록하였으며, 중간(226~ 430)이 36.1%의 수치로 높게 나타났다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율은 0.
전문가 9명 중 일관성 비율이 0.1 이하인 사람이 6명, 0.2 이하인 사람이 2명, 그리고 0.2 이상인 사람이 1명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 일관성 비율이 0.
먼저, 암질(lithology)의 세부등급들에 대한 가중치를 살펴보면 Table 3과 같다. 전문가 9명 중 일관성 비율이 0.1 이하인 사람이 9명으로 모든 전문가들의 설문응답에 대한 일관성이 높은 것으로 나타났다. 개인별 의견을 하나로 통합시키는 작업을 수행한 결과 편마암(Gneiss)이 38.
이것은 사면경사가 다른 평가항목들에 비해 상대적으로 중요도가 높다는 것을 뜻한다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율(CR)을 살펴본 결과, 그 값이 0.016 으로 논리적 일관성이 충분히 존재한다고 볼 수 있다. 한편, 정량적 급경사지 붕괴 취약성 평가를 위해 각평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 설정하였다.
6%로 높게 나타났다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율(CR)을 살펴본 결과, 그 값이 0.014로 논리적 일관성이 충분히 존재한다고 볼 수 있다.
이것은 사면경사가 다른 평가항목들에 비해 상대적으로 중요도가 높다는 것을 뜻한다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율(CR)을 살펴본 결과, 그 값이 0.016 으로 논리적 일관성이 충분히 존재한다고 볼 수 있다. 한편, 정량적 급경사지 붕괴 취약성 평가를 위해 각평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 설정하였다.
1 이상) 이다른 세부등급들에 비해 상대적으로 중요도가 높다는 것을 뜻한다. 전체 전문가들의 의견을 종합한 후 일관성 비율을 살펴본 결과, 그 값이 0.016로 논리적 일관성이 충분히 존재하는 것으로 판단된다.
이는 전문가 설문을 통한 AHry 분석 방법의 결과를 이용해 수행한 것으로서, 각 평가항목과 평가항목별 세부등급에 대한 가중치를 각각 설정하였다. 평가항목들의 가중치를 100점으로 환산하여 점수화한 결과 사면경사가 가장 높은 순위이고, 투수계수, 함수비, 공극율, 암질, 그리고 고도의 순서로 결정되었다. 이렇게 결정된 평가항목별 점수를 기준으로 평가항목 각각의 세부등급에 대한 점수를 할당하여 급경사지재해 취약^ 평가표를 개발하였다.
후속연구
본 연구에서 제시된 평가표를 토대로 향후에는 지질 특성별 양질의 자료에 기반한 주요 요인의 선정과 범위 설정 등의 개선 노력이 필요하다. 또한, 급경사지에서의 개발이 빈번한 우리나라에서 지질특성별 또는 특정 지역별 세부모형의 개발이 필요하며, 이를 GIS와의 연계를 통한 분석이 요구된다.
이 판정표는 AHP 분석기법을 동원하여 새롭게 개발한 것으로서, 이를 통해 급경사지재해 피해평가를 위한 인자의 선정 및 인자별 급간 값의 설정을 객관적으로 할 수 있다. 이와 같은 응용통계적 기법을 이용한 지질특성의 분석은 급경사지 뿐만 아니라, 터널의 안정성 평가에도 다양하게 활용되고 있으며 (Liu and Chen, 2007; 서용석 외, 2005; 양인태 외, 2001), 이와 같은 방법을 통해 과거와는 차별화된 객관적 분석결과를 바탕으로 한 지질안정성 해석이 가능해 질 것으로 기대된다.
참고문헌 (12)
김상훈, 최점기, 2007, AHP기법을 이용한 정보화지원사업 평가영역 및 평가항목별 가중치 분석, 한국경영과학회지, 23(2), 123-140
김영문, 1998, 그룹의사결정에 있어서 AHP의 활용과 이슈에 관한 연구, 한국경영교육학회지 상교논총, 15, 215-233
김이유, 정상충, 일호현, 2005, R그래픽스, 자유아카데미
서용석, 김창용, 김광염, 이현우, 2005, 정준상관분석을 이용한 막장등급평가 수량화 기법 연구, 지질공학, 15(4), 463-473
한국지질자원연구원, 2004, 산사태 위험도 산정시스템 및 피해저감기술 개발, KR-04(연차)-13-3, 국무총리, 247p
한국지질자원연구원, 2008, 지질재해 피해평가기술 및 대응기술 실용화사업, GP2007-018-03-2, 지식경제부, 486p
Belton, V., Stewart, T. J., 2002, Multiple Criteria Decision Analysis - An Integrated Approach. Kluwer Academic Publishers Group
Johnson, R. A., Wichern, D. W., 1998, Applied Multivariate Statistical Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N. J
Liu, Y. -C, Chen, S. -C., 2007, A new approach for application of rock mass classification on rock slope stability assessment, Engineering Geology, 89, 129-143
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