[논문]공간분석기법을 이용한 하천단면 변화분석 - 논산천을 대상으로 -

이재일; 이규성; 하성룡

공간분석기법을 이용한 하천단면 변화분석 - 논산천을 대상으로 -
An Analysis of Changing River Sections Using GIS Spatial Analysis - Nonsan River - 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.19 no.1, 2010년, pp.91 - 97

이재일 (충북대학교 도시공학과) , 이규성 (충북대학교 도시공학과) , 하성룡 (충북대학교 도시공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The systematic data management system in the area of river flow analysis has not yet constructed, even though the need is evident due to the complicated process of tremendous input/output data in the modeling study and the importance of visualization of spatial flow variation. The objectives of this study are to suggest the method for analysis of changing river sections affecting ecological habitat characteristics. The effects of ecological habitat characteristics are assessed with respect to changing river sections. A GIS special analysis is created representing in the past section of Nonsan-river using historical data. Topographic surfaces are subject to erosional and depositional forces that a specific set of surface characteristics unique to elevation data. GIS spatial analyst is used to generate surface grids from historical point data. Using the GIS spatial analyst can be constructed sections for anywhere of river. The change of depth between 1979 and 1988, the left bank elevations of a river are increased about 1.5m. But the right bank elevations of a river are decreased about 2.3m caused by erosion. In addition, the change of spatial between 1988 and 2002, the regions of a river from upper stream to midstream are decreased the elevation. But the downstream regions are increased the elevation. These changes are analyzed in GIS program to assess methods for affecting ecological habitat.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 대상하천의 제한된 하천 단면 정보(하천정비기본계획)로부터 보간법을 이용하여 연속적인 단면정보를 구축하는 것이다. 구축된 연속적인 단면정보를 바탕으로 공간적인 특성을 분석하고 과거와 현재의 단면 변화를 파악하여 대상하천의 하도 변화 분석을 하고자 한다.

가설 설정

유입되는 대소 지류는 노성천이 있다. 대상구간의 하도 단면자료는 횡단측량 성과가 모두 존재하며 금강 수계 논산천 일부지역의 1:5,000 수치지형도(도엽번호 36713013~36713017, 36713023~36713027, 36713033~36713037)를 바탕으로 하천의 제방은 1979년 이전에 하천정비 사업으로 제방이 건설되었기에 큰 변화는 없다는 가정 하에 하천의 횡단면 자료를 구축하였다.

제안 방법

TM 좌표로 변환된 하도단면 측점을 ArcGIS에서 사용할 수 있는 Coverage 로 변환하기 위해서 Generate, Joinitem 등의 Arc/Info 기능을 이용하여 공간분석이 가능하도록 point 속성을 부여하고 하상을 표현하기 위해 z값과 연계하였으며, 그 결과를 도시하면 그림 2와 같다.
본 연구에서는 대상하천의 제한된 하천 단면 정보(하천정비기본계획)로부터 보간법을 이용하여 연속적인 단면정보를 구축하는 것이다. 구축된 연속적인 단면정보를 바탕으로 공간적인 특성을 분석하고 과거와 현재의 단면 변화를 파악하여 대상하천의 하도 변화 분석을 하고자 한다.
수치지형도 위에 구축된 횡단면 자료의 layer를 추출하여 GIS에서 사용 가능한 file형태로 변형 시킨 다음, 단면 간에 값을 보간 하기 위해 TIN을 생성하였다. 다시 생성된 TIN data를 50cm 간격으로 Contour를 생성한 후 공간분석을 위해 GRID file형태로 변환하였다.
본 연구에서는 구축된 GIS DB를 이용하여 IDW 방법을 이용하여 단면의 보간을 하였다. 또한 구축된 단면을 시기별로 구분하여 GIS의 Overlay 기법을 이용하여 하천 단면의 변화를 분석하였다.
본 연구에서는 GIS 의 공간분석 기법을 이용하여 대상하천(논산천)에 대한 과거부터 현재까지 횡단면 변화를 분석하였다. 분석을 위해 하천정비기본계획의 횡단면 자료를 참조하여 고도 값을 입력하였으며, GIS 기능으로 분석이 가능하도록 GRID로 Data를 구축하였다.
본 연구에서는 GIS의 공간분석 기법을 이용하여 논산천 일부지역에 대한 과거부터 현재까지 횡단면 변화를 분석하였다. 분석을 위해 하천의 횡단면 자료에 고도 값을 입력하였으며, 이를 cell분석이 가능하도록 GIRD로 표현하였다.
그리고 최소의 인자수를 결정하는 문제 역시 아직까지는 간단히 정의내릴 수 없는 부분으로 남아있다(성동권 외, 1999). 본 연구에서는 구축된 GIS DB를 이용하여 IDW 방법을 이용하여 단면의 보간을 하였다. 또한 구축된 단면을 시기별로 구분하여 GIS의 Overlay 기법을 이용하여 하천 단면의 변화를 분석하였다.
본 연구에서는 GIS의 공간분석 기법을 이용하여 논산천 일부지역에 대한 과거부터 현재까지 횡단면 변화를 분석하였다. 분석을 위해 하천의 횡단면 자료에 고도 값을 입력하였으며, 이를 cell분석이 가능하도록 GIRD로 표현하였다.
본 연구에서는 GIS 의 공간분석 기법을 이용하여 대상하천(논산천)에 대한 과거부터 현재까지 횡단면 변화를 분석하였다. 분석을 위해 하천정비기본계획의 횡단면 자료를 참조하여 고도 값을 입력하였으며, GIS 기능으로 분석이 가능하도록 GRID로 Data를 구축하였다. 이는 현재 제한된 단면정보를 이용하여 실측값이 존재하지 않는 단면을 구축하고, 구축된 단면을 이용하여 과거에서부터 현재까지 하도의 변화 및 분석에 도움을 줄 것으로 판단되어 진다.
하천 횡단면자료의 구축은 논산천의 하천정비기본계획(2002년 금강수계하천정비기본계획)의 지형도에 AutoCAD 프로그램을 이용하여 측량점을 추출하고 속성값으로 횡단면 측량자료의 표고 값을 입력한 후 보간법을 적용하기 위하여 GIS DB 형태로 구축하였다. 연속면의 특성을 가진 자료의 분포를 도면화하기 위해서는 몇몇의 한정된 지점에서 측정된 점관측 자료에 의한 보간 기법을 통하여 전체지역의 분포를 추정하게 된다.
횡단면 자료의 구축은 과거 논산천의 하천정비기본계획(1979년 금강하천정비기본계획, 1988년 금강수계종합정비계획, 2002년 금강수계하천정비기본계획)을 참고하여 해당 년도 별로 구축하였으며 정확한 단면의 좌표와 거리 그리고 제방 내 하천의 고도 값을 입력하기 위해 AutoCad 를 이용하여 수치지형도에 값을 입력하였다.

대상 데이터

대상지에 대한 하천정비기본계획은 1979년을 시작으로 1988년부터 2002년에 이르기까지 3차례의 보고서가 발행되었으며 이 자료가 본 연구의 기초 자료로 활용되었다.
하천횡단 자료를 지형정보시스템에서 사용 가능한 공간 데이터로 변환하기 위해서는 하도 단면 자료로부터 각 단면의 측점을 중부도 원점(E126°~ E128°)을 기준으로 하는 TM 좌표로 변환하여 현재 NGIS의 좌표와 일치시켰다(김상호, 1999). 또한 각 측점의 표고를 변환된 TM 좌표와 함께 GIS에서 사용할 수 있도록 데이터를 구성하였다.
연구 대상구간은 충청남도 논산시 논산저수지 직하류부터 논산대교까지의 구간이며, 종단거리는 약 9km 이다. 유입되는 대소 지류는 노성천이 있다.

성능/효과

이는 앞서 논의한 1979년부터 1988년까지 기간 동안과 반대의 결과를 나타내는데 이는 논산시의 중심에 있는 논산대교를 중심으로 과거 20년 동안 인위적인 하천 작업이 이루어진 것으로 추정되어 진다. 결론적으로 1979년부터 2002년까지의 기간을 종합해 보면, 탑정호가 방류되는 논산천의 상류부분은 탑정호의 방류로 인한 퇴적으로 평균 1.1m의 하도 상승을 보여주고 있으며, 중간 구간(Part2)은 하도의 좌안은 침식현상을 우안은 퇴적현상을 보여주고 있다. 마지막으로 논산대교까지의 구간은 큰 곡류부가 형성되는 지형으로 좌안은 침식이 우안은 퇴적현상을 보여주고 있다.

후속연구

분석을 위해 하천정비기본계획의 횡단면 자료를 참조하여 고도 값을 입력하였으며, GIS 기능으로 분석이 가능하도록 GRID로 Data를 구축하였다. 이는 현재 제한된 단면정보를 이용하여 실측값이 존재하지 않는 단면을 구축하고, 구축된 단면을 이용하여 과거에서부터 현재까지 하도의 변화 및 분석에 도움을 줄 것으로 판단되어 진다. 1979년을 기준으로 1988년과의 하천고 차이를 분석해본 결과 논산천의 좌안유로는 단면이 높아지고 우안유로는 침식이 일어나 하천고가 낮아지는 분석결과를 보여주고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한국의 하천 복원 사업 목적은?	최근 한국에서는 생물서식처, 자정작용, 경관과 치수 등 하천의 환경 생태적 기능을 되살리기 위한 하천 복원 사업과 관련 연구들이 진행되고 있다. 그 예가 서울시의‘한강르네상스 프로젝트’이며, 접근성 개선, 문화관광 시설 조성, 수상이용 극대화, 한강 생태 정비 등의 내용을 토대로 추진한다고 한다.
	하천 복원 사업 및 관련 사업분야에서 중요하게 고려되는 것 중의 하나는 무엇인가?	그 예가 서울시의‘한강르네상스 프로젝트’이며, 접근성 개선, 문화관광 시설 조성, 수상이용 극대화, 한강 생태 정비 등의 내용을 토대로 추진한다고 한다. 이러한 유형의 사업 및 관련분야에서 중요하게 고려되는 것 중의 하나는 대상 하천을 어떠한 방향으로 복원, 보전, 관리하는 것이 바람직한 것인지에 대한 고찰로, 목표하는 구간별 하천 모델을 설정하고, 설정된 모델이 요구하는 입력 자료를 구축하는 일이다. 특히 하천의 흐름해석 분야에서는 입·출력 자료의 구성이 매우 복잡할 뿐 아니라 흐름의 공간적 분포 특성이 중요함에도 불구하고 지금까지 체계적인 자료관리가 이루어지지 않은 실정이었다(최철관, 2000).
	한강르네상스 프로젝트에서 추진하는 사업 내용은?	최근 한국에서는 생물서식처, 자정작용, 경관과 치수 등 하천의 환경 생태적 기능을 되살리기 위한 하천 복원 사업과 관련 연구들이 진행되고 있다. 그 예가 서울시의‘한강르네상스 프로젝트’이며, 접근성 개선, 문화관광 시설 조성, 수상이용 극대화, 한강 생태 정비 등의 내용을 토대로 추진한다고 한다. 이러한 유형의 사업 및 관련분야에서 중요하게 고려되는 것 중의 하나는 대상 하천을 어떠한 방향으로 복원, 보전, 관리하는 것이 바람직한 것인지에 대한 고찰로, 목표하는 구간별 하천 모델을 설정하고, 설정된 모델이 요구하는 입력 자료를 구축하는 일이다.

참고문헌 (12)

건설교통부, 2003, 금강수계 하천정비기본계획.
건설부, 1988, 금강수계 종합정비계획.
건설부, 1979, 금강 하천정비기본계획.
김 철, 1998, GIS와 GIS 수문학의 소개, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 31(1), 15-25.
성동권, 김태승, 정일록, 김태근, 조기성, 1999, GSIS환경에서 Kringing 보간법을 이용한 이동오염원 배출량산정에 관한 연구, 한국측량학회지, 17(3), 273-282.

상세보기
심순보, 김주혼, 1998, GIS를 이용한 수자원관리 시스템 분석, 한국수자원학회지, 31(1), 36-48.
안홍규, 2008, 하천 생물서식처 평가를 위한 갑천 특성 조사.
이희연, 2007, GIS 지리정보학
최철관, 김상호, 배덕효, 한건연, 하천유량관리를 위한 GIS 하도단면 구축, 한국GIS학회지, 8(1), 131-140.

원문보기 상세보기
ESRI, 2007, Working with ArcGIS Spatial Analyst.
ESRI, 2003, Advanced Spatial Analysis : The CASA Book of GIS.
Milne, J. A.and Sear, D. A., 1997, Modelling river channel topography using GIS, Geographical Information Science, 11(5), 499-519.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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