[논문]위성사진을 이용한 도시하천 홍수범람도 작성에 관한 연구

박기범; 김성원

doi:10.5322/jes.2011.20.2.199

위성사진을 이용한 도시하천 홍수범람도 작성에 관한 연구
A Study of Make Inundation Map Using Satellite Photograph at Urban River 원문보기

한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences, v.20 no.2, 2011년, pp.199 - 205

Abstract ▼ AI-Helper

This study used to the satellite photograph and drew up a flood inundation map. To past used digital map and showed reflect the inundation map and change of the city was difficult. The acquisition of the satellite photograph is easy from internet Site of Korea and is updated quickly. So, used the satellite photograph from flood inundation drawing up of existing and reflected the change of the city. Drawing up method of the inundation map in compliance with the research which sees the reflection of the land use which is actual is possible. Results of HEC-RAS with depth and an inundation location to be show easily. But there is to a combination method of the satellite photographs and GIS data and more objective and the subject the development of the technique which has reached fixed quantity must be researched continuously judges.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

박(2009) 등은 인공위성사진을 이용하여 범람도 작성을 시도한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 홍수범람 해석기법과 범람도를 작성하는데 있어 인터넷 사이트에서 제공하는 인공위성 사진을 이용하여 현실적인 지형을 반영할 수 있는 방안을 연구하고자 한다.
본 연구에서 범람도의 작성에 있어 과거에 수치지도를 이용하여 나타내어 현재의 지형과 토지이용상의 변화 그리고 현 위치의 파악이 어려운 점을 고려하여 범람도면을 인공위성 사진과 결합하여 범람도를 작성하여 보다 알기 쉽게 위치를 파악하여 홍수범람의 위치정보를 제공할 수 있는 방안을 연구하였다.

가설 설정

본 연구에서는 홍수범람을 모의하기 위하여 극한 홍수량을 가정하여 적용하였으며, 3가지의 홍수량을 가정하여 수리해석을 실시하였다. 범람모의에 적용된 홍수량은 1000 CMS, 1500 CMS, 2000 CMS를 적용하여 HEC-RAS 분석을 실시하여 그 결과를 HECGeoRAS와 Arc Scene에 입력 자료로 이용하였다.

제안 방법

먼저, 수치해석의 적용에 있어 HEC-RAS 모형을 이용하여 수리해석을 실시하여 수위자료를 수집하였다. 그리고 과거에 1/5000 수치지형도를 이용하여 범람원의 횡단자료를 구축하던 방법에서 보다 정밀한 범람원의 횡단자료의 구축을 위하여 1/1000 수치지형도를 이용하여 범람원의 횡단자료를 구축하였으며, Arcview를 이용하여 shape 파일과 Tin 파일을 생성하여 구축하였다.
다음으로 인터넷 사이트 Daum에서 수집한 위성사진 자료와 구축된 수치지형도와의 위치적으로 일치하기 위하여 구축된 수치지도와 사진자료를 3개의 기준점을 정한 후 시행착오법으로 일치시켜 중첩하였다.
그러나 최근 지형자료의 중요성이 부각되어 1/1000 지형도가 작성되고 있어 하도나 범람원의 좌표의 추출이 더욱 정밀하고 간편하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 범람원의 횡단자료는 1/1000 수치지형도를 이용하여 자료를 구축하였다.
따라서 본 연구에서는 홍수범람분석을 실시하기 위하여 먼저 수치지도는 1/1000 스케일을 이용하였으며, 수리해석 모형으로는 Hec-RAS, 범람도 작성을 위해서는 HEC-GeoRAS, ArcView, ArcScene을 연계하여 분석을 실시하였으며, 위성사진은 인터넷사이트 Daum(http://local.daum.net /map/index.jsp)의 자료를 이용하였으며, 전반적인 절차는 다음과 같다.
범람도 작성을 위하여 수리해석 결과를 HEC-GeoRAS에 입력자료로 이용하여 홍수터 구분과 수심자료를 중첩시켰다.
수리해석 모형의 횡단자료 구축을 위하여 HECGeoRAS와 HEC-RAS를 이용하여 횡단자료를 다음과 같이 구축하였다.
지형도의 분석을 위해서 1/1000 스케일의 수치지형도를 이용항 ArcView에서 수치지형도의 등고선을 추출하여 불규칙삼각망(TIN)을 구성하였으며, HECGeoRAS의 PreRAS과정을 거쳐 횡단을 추출하였다. 지형인자 분석을 위해 Arcview를 이용하여 고도분석을 실시하였다.
횡단의 정확성을 높이기 위하여 HEC-GeoRAS에서 결정된 범람구역 전체의 횡단과 팔거천 하천정비 기본계획의 하도횡단 자료를 이용하여 횡단을 보정함으로써 최종 범람구역의 횡단을 다음과 같이 구성하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 홍수범람을 모의하기 위하여 극한 홍수량을 가정하여 적용하였으며, 3가지의 홍수량을 가정하여 수리해석을 실시하였다. 범람모의에 적용된 홍수량은 1000 CMS, 1500 CMS, 2000 CMS를 적용하여 HEC-RAS 분석을 실시하여 그 결과를 HECGeoRAS와 Arc Scene에 입력 자료로 이용하였다.
본 연구의 대상하천은 대구광역시 북구의 대표적인 도심 하천인 팔거천을 대상으로 하였다. 팔거천은 경상북도 칠곡군의 우계산에서 발원하여 대구광역시 북구를 유하하여 국가하천인 금호강으로 유입되는 지방2급 하천이다.
유역면적은 102.67 ㎢, 유로연장은 18.00 ㎞이며, 유역의 위치는 동경 128°30'00'' ~ 128°38'34'', 북위 35°53'07'' ~ 36°02'30''사이에 위치하고 있다.

데이터처리

지형도의 분석을 위해서 1/1000 스케일의 수치지형도를 이용항 ArcView에서 수치지형도의 등고선을 추출하여 불규칙삼각망(TIN)을 구성하였으며, HECGeoRAS의 PreRAS과정을 거쳐 횡단을 추출하였다. 지형인자 분석을 위해 Arcview를 이용하여 고도분석을 실시하였다.

이론/모형

먼저, 수치해석의 적용에 있어 HEC-RAS 모형을 이용하여 수리해석을 실시하여 수위자료를 수집하였다. 그리고 과거에 1/5000 수치지형도를 이용하여 범람원의 횡단자료를 구축하던 방법에서 보다 정밀한 범람원의 횡단자료의 구축을 위하여 1/1000 수치지형도를 이용하여 범람원의 횡단자료를 구축하였으며, Arcview를 이용하여 shape 파일과 Tin 파일을 생성하여 구축하였다.

성능/효과

본 연구에 의한 범람도의 작성방법은 과거의 위치파악이 어려운 점을 보완하여 현실적인 토지이용에 대한 위치의 반영이 가능하며, 수리해석결과에 따른 기존의 방법과 결합하여 보다 시각적인 면과 비전문가이더라도 도면을 보고 이해할 수 있는 점이 향상된다고 판단된다. 그러나 본 연구에서는 범람 수리해석의 경우 과거해석 방법을 그대로 이용하여 표현의 기법에 있어 인공위성 사진을 결합하였으나, 수치지도의 지속적인 업데이트와 현실을 반영하는 지도의 제작이 따른 후에 위성사진과 GIS 자료의 결합방법에 있어 보다 객관적이고 정량화된 기법의 개발이 지속적으로 발달되어 연구되어야 할 과제라 판단된다.
여기에 HEC-RAS에 의한 수리해석결과를 HEC-GeoRAS를 이용하여 범람원의 수리해석 자료와 GIS에서 생성된 Tin 파일을 중첩하여 인공위성사진을 결합하여 보다 현실적인 범람도의 작성이 가능할 수 있었다.
홍수범람 분석결과 최고수심은 홍수량이 1,000 CMS인 경우 4.47 m 가 최고 침수심으로 나타났으며, 1,500 CMS인 경우는 최고침수심이 5.42 m, 2,000 CMS인 경우 6.35 m로 분석되었다.

후속연구

본 연구에 의한 범람도의 작성방법은 과거의 위치파악이 어려운 점을 보완하여 현실적인 토지이용에 대한 위치의 반영이 가능하며, 수리해석결과에 따른 기존의 방법과 결합하여 보다 시각적인 면과 비전문가이더라도 도면을 보고 이해할 수 있는 점이 향상된다고 판단된다. 그러나 본 연구에서는 범람 수리해석의 경우 과거해석 방법을 그대로 이용하여 표현의 기법에 있어 인공위성 사진을 결합하였으나, 수치지도의 지속적인 업데이트와 현실을 반영하는 지도의 제작이 따른 후에 위성사진과 GIS 자료의 결합방법에 있어 보다 객관적이고 정량화된 기법의 개발이 지속적으로 발달되어 연구되어야 할 과제라 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 연구에서는 홍수범람분석을 실시하기 위하여 어떤 자료들을 이용하였는가?	따라서 본 연구에서는 홍수범람분석을 실시하기 위하여 먼저 수치지도는 1/1000 스케일을 이용하였으며, 수리해석 모형으로는 Hec-RAS, 범람도 작성을 위해서는 HEC-GeoRAS, ArcView, ArcScene을 연계하여 분석을 실시하였으며, 위성사진은 인터넷사이트 Daum(http://local.daum.net /map/index.jsp)의 자료를 이용하였으며, 전반적인 절차는 다음과 같다.
	하천의 홍수범람 해석에서 중요한 요소들은 무엇인가?	하천의 홍수범람 해석은 범람홍수의 수리해석과 침수범위 그리고 침수심의 파악이 중요하다. 그러나 범람도가 현재의 지형상태의 반영과 토지이용의 반영에 신속하게 대처하기에는 상당한 어려움이 있다.
	팔거천의 토지이용 현황은 어떠한가?	00 ㎞이며, 유역의 위치는 동경 128°30'00'' ~ 128°38'34'', 북위 35°53'07'' ~ 36°02'30''사이에 위치하고 있다. 토지이용 현황은 유역면적 102.67 km²중 임야 79.64 km², 농경지 16.36 km², 주거지 3.91 km², 기타 2.76 km²로 구성되어 있다.(대구광역시, 2006)

참고문헌 (10)

김종해, 한건연, 서규우, 2003, 하천 홍수범람모의를 위한 불확실도 해석기법의 적용, 한국수자원학회논문집, 36(3), 661-671.
대구광역시, 2006, 팔거천 하천정비 기본계획, 2-1-2-30, 4-1-4-59.
박기범, 이도훈, 이효진, 이수형, 2009, 항공사진을 이용한 홍수범람 분석, 한국환경과학회 학술발표회 논문집, 395-388.
안승섭, 이증석, 김종호, 2004, HEC-RAS/GIS를 이용한 홍수 범람지역 분석, 한국환경과학회지, 13(1), 19-26.

원문보기 상세보기
이주헌, 최종진, 이희철, 이은태, 2003, 고해상도 수치고 도모형을 활용한 홍수범람도의 작성, 대한 토목학회논문집, 23(68), 471-478.
이종태, 한건연, 1989, 하천제방붕괴로 인한 제내지측의 침수예측모형, 한국수문학회지, 22(2), 223-231.
이종태, 한건연, 윤세의, 박재홍, 1995, 제내지에서의 범람홍수파 해석을 위한 수치모형의 개발, 한국수자원학회 논문집, 28(5), 163-174.
이종태, 허성철, 김정회, 한건연, 2006, 제방붕괴조건에 따른 도시하천의 홍수범람 특성 및 홍수지도 작성, 한국수자원학회논문집, 39(5), 383-394.

원문보기 상세보기
한건연, 정재학, 이을래, 2000, 홍수터에서의 범람 홍수류에 의한 2차원 수치모의, 한국수자원학회논문집, 33(4), 483-493.
http://local.daum.net/map/index.jsp.

저자의 다른 논문 :

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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