선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- Mobile System 개발에 앞서 본 시스템이 활용될 기존 조사 및 분석업무 프로세스를 분석하였으며, 분석결과를 바탕으로 필요한 기능을 도출하였다. 급경사지 Mobile System은 현행 육안 및 인력에 전적으로 의존하는 기존 현장조사 방식에서 탈피하여 조사에 걸리는 시간을 절감하고 편의성을 증대시키는데 주요한 목적이 있다. 조사자가 붕괴현장 여건에 대한 충분한 판단을 위해서는 많은 자료의 조사 및 입력이 요구된다.
- 급경사지 현황조사를 위해 붕괴규모 파악과 원인분석을 위한 거리측정기 및 콤파스가 조사장비로 사용되고 붕괴현황조사 및 피해현황조사를 위하여 현장상황의 기록을 위한 카메라와 GPS를 이용하게 된다. 급경사지 현장조사 Mobile System의 개발목적은 기존의 급경사지 현장조사 및 실내분석 업무프로세스에서 소요되는 과다한 인력과 시간의 투입을 절감하고자 함에 있다. 따라서 현장조사 시 이용되는 하드웨어 및 소프트웨어를 분석하여 이들을 조사업무와 유기적으로 연계할 수 있도록 효율성을 제고하는 것이 중요하다.
- 그러나 지금까지의 조사시스템 연구는 주로 인공사면의 현황조사에 중점을 두고 연구가 진행되었으며, 자연사면의 위험성 평가, 산사태로 인한 토석류 확산 및 피해범위 산정을 위한 기술개발 연구는 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인공사면 뿐만 아니라 자연사면에 대해서도 현장 관리자가 붕괴 및 위험도를 정량적으로 평가하고, 급경사지 재해로 인한 피해규모 산정, 급경사지 현장조사 데이터 취득 및 저장관리, 데이터 활용 및 분석 등의 작업을 효율적으로 구현함으로써 기존 점검 및 조사방법에 비해 작업소요 시간과 인력을 절감하는 시스템을 개발하고자 하였다.
- 이에 따라 위험 급경사지에 대한 과학적인 현장조사 및 평가기술 개발이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 기존 야장기입에 의한 조사방식에서 탈피하여 현장조사의 효율성을 향상시키고 증대시킬 수 있는 급경사지 Mobile System을 개발하고자 하였다.
제안 방법
- 하지만, 급경사지 개개 현장의 정밀한 지질적 특성 분석을 위해서는 축척 1:50,000 이상의 대축척 수치지질도가 필요하다고 판단된다. GIS 지형자료는 지형도, 식생도, 토양도를 활용하였다. 지형도에는 건물, 도로, 철도, 수계, 경계, 기타경계, 지형, 기타지형, 교통도로, 행정경계 등 총 83개의 세부 레이어정보가 있다.
- 현장조사 Mobile System은 크게 급경사지 붕괴현장에서 조사 자료를 기입할 수 있도록 도와주는 ‘현장정보 입력시스템(Site Information Input System)’과 확보된 자료에 대한 분석을 수행하는 ‘분석시스템(Analysis System)’으로 구성하였다. Mobile System 개발에 앞서 본 시스템이 활용될 기존 조사 및 분석업무 프로세스를 분석하였으며, 분석결과를 바탕으로 필요한 기능을 도출하였다. 급경사지 Mobile System은 현행 육안 및 인력에 전적으로 의존하는 기존 현장조사 방식에서 탈피하여 조사에 걸리는 시간을 절감하고 편의성을 증대시키는데 주요한 목적이 있다.
- Mobile System의 현장점검 효율성, 해석시스템 설계를 위한 기본도(Base map)는 한국지질자원연구원에서 발행한 TM(Vessel)좌표-중부원점 127º 기준의 축척 1:250,000 수치지질도를 선정하여 개발하였다.
- 개발된 Mobile System을 이용하여 급경사지 붕괴가 발생한 현장에 적용하여 급경사지 현황과 붕괴 원인, 피해범위 및 급경사지 위험등급을 판정하였다. 조사대상 급경사지는 자연사면으로 2011년 7월 28일 발생한 집중호우(일강우량 398.
- 급경사지 붕괴현황 자료로는 붕괴유형 및 면적, 심도, 길이, 높이 등이 있으며, 이중 붕괴면적의 경우 실제 추가 붕괴 가능성이 상존하는 현장조사 과정에서 붕괴부 주변을 측량하여 면적을 산출하기에는 한계가 있으므로 GPS 좌표정보 및 수치지형도 상에서 다각형 객체를 생성한 후 객체의 면적정보를 얻음으로써 산출하는 자동계산방식을 구현하였다. 또한 붕괴피해에 의한 인명 및 재산상의 피해 가능성을 평가하기 위한 주변구조물 분포현황과 실제 발생된 인명과 재산상의 피해 정보를 입력하기 위한 피해구조물 분포현황 기입이 가능하도록 구성하였다.
- 급경사지 유지관리 및 피해조사를 위한 Mobile System 개발을 위한 첫 단계로 급경사지 현장조사 및 실내업무를 분석하여 조사과정에서 필요한 장비의 요구기능을 도출하고, 이를 객관적으로 가늠할 수 있는 평가항목을 유도함으로써, 시스템 개발에 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어를 합리적으로 선정하였다. 두 번째 단계로는 급경사지 현장조사 자료를 기입할 수 있는 현장정보 입력시스템과 현장에서 취득된 자료를 바탕으로 급경사지 위험등급을 판정하고, 안정해석을 수행하여 결과를 도출하는 분석시스템을 개발하였다.
- 네번째로, 수치지형도 상에 도보 및 원격으로 생성한 GPS 위치좌표를 이용하여 피해범위(토석류 확산범위)를 산출하였다(Fig. 9(a)).
- 급경사지 유지관리 및 피해조사를 위한 Mobile System 개발을 위한 첫 단계로 급경사지 현장조사 및 실내업무를 분석하여 조사과정에서 필요한 장비의 요구기능을 도출하고, 이를 객관적으로 가늠할 수 있는 평가항목을 유도함으로써, 시스템 개발에 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어를 합리적으로 선정하였다. 두 번째 단계로는 급경사지 현장조사 자료를 기입할 수 있는 현장정보 입력시스템과 현장에서 취득된 자료를 바탕으로 급경사지 위험등급을 판정하고, 안정해석을 수행하여 결과를 도출하는 분석시스템을 개발하였다. 또한, 개발된 Mobile System을 이용하여 붕괴가 발생한 급경사지 현장에 적용하여 급경사지 현황 및 원인조사, 피해범위를 산정하고, 급경사지 위험등급을 판정하여 효율성을 검정하였다.
- 연결된 GPS를 통해 획득된 실시간 위치좌표는 조사자 위치에 자동적으로 도시되므로 손쉽게 재해현장의 위치정보를 파악할 수 있다. 둘째, GPS 위치정보를 이용하여 Mobile System 지도 표시창에 급경사지 객체를 생성한다. 자연사면의 경우 급경사지 현황 및 붕괴 현황, 피해범위 산정은 앞서 언급한 GPS 이동궤적(Tracking)을 이용하여 분석객체를 생성한 후 해당정보를 손쉽게 계산할 수 있다.
- 급경사지 붕괴현황 자료로는 붕괴유형 및 면적, 심도, 길이, 높이 등이 있으며, 이중 붕괴면적의 경우 실제 추가 붕괴 가능성이 상존하는 현장조사 과정에서 붕괴부 주변을 측량하여 면적을 산출하기에는 한계가 있으므로 GPS 좌표정보 및 수치지형도 상에서 다각형 객체를 생성한 후 객체의 면적정보를 얻음으로써 산출하는 자동계산방식을 구현하였다. 또한 붕괴피해에 의한 인명 및 재산상의 피해 가능성을 평가하기 위한 주변구조물 분포현황과 실제 발생된 인명과 재산상의 피해 정보를 입력하기 위한 피해구조물 분포현황 기입이 가능하도록 구성하였다. 붕괴 급경사지의 현장위치, 관심 위치사이의 거리, 이동궤적(Tracking), 급경사지 분포 범위 등의 자료는 실시간 GPS 위치좌표를 이용하여 산정할 수 있도록 하여 현장조사 시간을 절감하고 안전사고를 예방할 수 있도록 하였다.
- 두 번째 단계로는 급경사지 현장조사 자료를 기입할 수 있는 현장정보 입력시스템과 현장에서 취득된 자료를 바탕으로 급경사지 위험등급을 판정하고, 안정해석을 수행하여 결과를 도출하는 분석시스템을 개발하였다. 또한, 개발된 Mobile System을 이용하여 붕괴가 발생한 급경사지 현장에 적용하여 급경사지 현황 및 원인조사, 피해범위를 산정하고, 급경사지 위험등급을 판정하여 효율성을 검정하였다.
- 9(b)). 또한, 레이어상에 주택 및 가옥, 도로 레이어 등을 활성화 시켜 피해구조물 분포현황 기입이 가능하도록 되어 있으므로, 피해범위에 해당하는 시설물들은 자동 기입되어 피해가옥(2채) 및 건물(6채)의 수를 자동으로 파악하였다.
- 또한 붕괴피해에 의한 인명 및 재산상의 피해 가능성을 평가하기 위한 주변구조물 분포현황과 실제 발생된 인명과 재산상의 피해 정보를 입력하기 위한 피해구조물 분포현황 기입이 가능하도록 구성하였다. 붕괴 급경사지의 현장위치, 관심 위치사이의 거리, 이동궤적(Tracking), 급경사지 분포 범위 등의 자료는 실시간 GPS 위치좌표를 이용하여 산정할 수 있도록 하여 현장조사 시간을 절감하고 안전사고를 예방할 수 있도록 하였다. 또한 기본도로 확보된 지질도, 토양도, 지형도 등의 레이어를 현장 조사시 각 조사항목에 맞추어 화면에 도시하고 이를 GPS를 이용한 현재 좌표와 중첩하여 붕괴지역의 암상, 식생종류 등의 정보를 활용하여 현장에서 붕괴원인 등을 보다 신속하게 판단할 수 있게 된다(Fig.
- 위험도 평가항목 중 앞서 획득된 조사 자료에 대해서는 각 배점구간과 기 입력된 수치를 상호 비교하여 신속한 구간 선택 및 배점이 이루어 질 수 있도록 하였다.
- 이러한 과정을 통해 급경사지 위치(GPS 좌표), 연장(219 m), 길이(143.3 m), 높이(54.8 m), 경사(35º), 경사방향(135º) 등을 자동으로 계산 하였으며, 수리조건, 현장사진 등은 직접 입력하였다.
- 따라서 현장조사 시 이용되는 하드웨어 및 소프트웨어를 분석하여 이들을 조사업무와 유기적으로 연계할 수 있도록 효율성을 제고하는 것이 중요하다. 이에 급경사지 현장조사 및 실내업무를 분석하여 조사과정에서 필요한 장비의 요구기능을 도출하고, 이를 객관적으로 가늠할 수 있는 평가항목을 유도함으로써, 시스템 개발에 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어를 선정하였다. 지형학적 위치정보, 지형정보 획득 장치인 GPS는 정밀도가 높은 소끼아(SOKKIA)의 DGPS를 선정하였다.
- 6). 이중 평사투영해석은 쐐기파괴 안정해석, 평면/전도파괴 안정해석으로 구성하였고, 입력된 경사, 불연속면, 마찰각, 평면파괴각, 전도파괴각 정보를 이용하여 불안정 영역을 화면에 도시하여 사용자가 이를 쉽게 확인할 수 있도록 구현하였다. 한계평형해석은 쐐기파괴, 평면파괴로 구성하였고, 입력된 경사, 불연속면, 마찰각, 평면파괴각, 전도파괴각, 점착력, 상부사면, 사면높이, 단위중량, 지하수위, 설계안전율 정보를 이용하여 안정성 평가를 수행할 수 있도록 구성하였다.
- 현장조사가 끝나면 조사과정에서 수집한 현장정보, 사진정보, 위치정보, 리스트 정보를 분류하여 데이터베이스(DB)에 저장하게 된다. 이후 DB에 저장된 각각의 정보를 바탕으로 위험등급 평가표를 통해 위험등급을 판정하고 붕괴원인 및 피해정도를 수집하여 분석하고 보고하는 프로세스를 진행하게 된다(Fig. 1).
- 정보입력 분석창은 현장조사 자료의 입력 및 급경사지 위험도 평가, 안정성평가 등의 각종 분석탭으로 구성되며, 급경사지 붕괴사면 현황정보 입력창은 급경사지 기하조건, 지형/수리 조건, 지질/지반조건 및 현장사진 정보 등 급경사지의 기본정보를 입력할 수 있도록 구성하였다.
- 자연사면의 경우 급경사지 현황 및 붕괴 현황, 피해범위 산정은 앞서 언급한 GPS 이동궤적(Tracking)을 이용하여 분석객체를 생성한 후 해당정보를 손쉽게 계산할 수 있다. 즉, 현장 조사자가 이동궤적(Tracking)으로부터 급경사지의 분포 범위를 다각형으로 구성함으로써 DEM을 작성하고, 삼각망을 형성하여 지표(Surface) 모델을 완성한 후 조사현장에 대한 방향과 경사, 면적을 산출하는 것이다. 현장조사 시 도보로 이동 가능한 지역은 실시간 GPS 위치정보를 획득할 수 있었으나, 본 현장의 경우 일부구간은 추가붕괴가 우려되고, 발생된 토석류로 인해 이동이 제한되어, GPS 좌표정보 및 원격으로 여러 점을 생성하는 방법으로 급경사지 객체를 생성하였다.
- Mobile System을 이용한 현장조사는 다음과 같은 단계로 이루어진다. 첫째, 재해현장으로 이동하여 Mobile System의 base map을 활성화 시킨 후 GPS를 연결한다. 연결된 GPS를 통해 획득된 실시간 위치좌표는 조사자 위치에 자동적으로 도시되므로 손쉽게 재해현장의 위치정보를 파악할 수 있다.
- 특히 암반사면의 경우, 현장에서 조사된 사면방향과 불연속면 방향성 자료 등 관련정보를 이용하여 평사투영해석, 한계평형해석을 통합적으로 처리 할 수 있는 안정해석 모듈을 시스템 내부에 구현하였다(Fig. 6). 이중 평사투영해석은 쐐기파괴 안정해석, 평면/전도파괴 안정해석으로 구성하였고, 입력된 경사, 불연속면, 마찰각, 평면파괴각, 전도파괴각 정보를 이용하여 불안정 영역을 화면에 도시하여 사용자가 이를 쉽게 확인할 수 있도록 구현하였다.
- 이중 평사투영해석은 쐐기파괴 안정해석, 평면/전도파괴 안정해석으로 구성하였고, 입력된 경사, 불연속면, 마찰각, 평면파괴각, 전도파괴각 정보를 이용하여 불안정 영역을 화면에 도시하여 사용자가 이를 쉽게 확인할 수 있도록 구현하였다. 한계평형해석은 쐐기파괴, 평면파괴로 구성하였고, 입력된 경사, 불연속면, 마찰각, 평면파괴각, 전도파괴각, 점착력, 상부사면, 사면높이, 단위중량, 지하수위, 설계안전율 정보를 이용하여 안정성 평가를 수행할 수 있도록 구성하였다.
- 현장정보 분석시스템에서는 현장에서 취득된 자료를 바탕으로 사용자가 원하는 조건에 따라 정보를 검색하고, 위험등급을 판정하고, 안정해석을 수행하여 결과를 도출하는 기능을 구현할 수 있도록 시스템을 개발하였다. 또한 Mobile System에 사용되는 각종 자료의 전송 및 연계방안과 그 자료가 분석시스템 내의 위험도 및 안정성 평가에서 자동 기입되어 입력 자료로 활용되는 방안 등을 분석하여 시스템 개발에 반영하였다(Fig.
- 현장조사 Mobile System은 크게 급경사지 붕괴현장에서 조사 자료를 기입할 수 있도록 도와주는 ‘현장정보 입력시스템(Site Information Input System)’과 확보된 자료에 대한 분석을 수행하는 ‘분석시스템(Analysis System)’으로 구성하였다.
- 즉, 현장 조사자가 이동궤적(Tracking)으로부터 급경사지의 분포 범위를 다각형으로 구성함으로써 DEM을 작성하고, 삼각망을 형성하여 지표(Surface) 모델을 완성한 후 조사현장에 대한 방향과 경사, 면적을 산출하는 것이다. 현장조사 시 도보로 이동 가능한 지역은 실시간 GPS 위치정보를 획득할 수 있었으나, 본 현장의 경우 일부구간은 추가붕괴가 우려되고, 발생된 토석류로 인해 이동이 제한되어, GPS 좌표정보 및 원격으로 여러 점을 생성하는 방법으로 급경사지 객체를 생성하였다. 이러한 과정을 통해 급경사지 위치(GPS 좌표), 연장(219 m), 길이(143.
대상 데이터
- 지형학적 위치정보, 지형정보 획득 장치인 GPS는 정밀도가 높은 소끼아(SOKKIA)의 DGPS를 선정하였다. 길이, 방향, 경사와 같은 지형정보 측정 장비인 거리측정기는 라이카(LEICA)의 DISTO A6로 선정하였으며, 현장조사 운용 및 조사정보 저장장치인 휴대용 컴퓨터는 파나소닉(PANASONIC)의 CF-19 장비를 선택하였다. 현장 이미지자료 입력 HW 장치로는 리코(RICOH)의 Caplio 500G SE B/W 모델을, SW 장비로서는 지리정보 시스템인 ESRI사의 GIS Engine, ArcGIS Extension을 Mobile System에 활용하였다.
- 개발된 Mobile System을 이용하여 급경사지 붕괴가 발생한 현장에 적용하여 급경사지 현황과 붕괴 원인, 피해범위 및 급경사지 위험등급을 판정하였다. 조사대상 급경사지는 자연사면으로 2011년 7월 28일 발생한 집중호우(일강우량 398.0 mm/일, 최대시우량 44.0 mm/hr)로 인해 토석류가 발생하여, 급경사지 직하부에 위치한 암자 및 가옥이 붕괴되어 4명의 사상자가 발생한 현장이다(Fig. 7).
- 이에 급경사지 현장조사 및 실내업무를 분석하여 조사과정에서 필요한 장비의 요구기능을 도출하고, 이를 객관적으로 가늠할 수 있는 평가항목을 유도함으로써, 시스템 개발에 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어를 선정하였다. 지형학적 위치정보, 지형정보 획득 장치인 GPS는 정밀도가 높은 소끼아(SOKKIA)의 DGPS를 선정하였다. 길이, 방향, 경사와 같은 지형정보 측정 장비인 거리측정기는 라이카(LEICA)의 DISTO A6로 선정하였으며, 현장조사 운용 및 조사정보 저장장치인 휴대용 컴퓨터는 파나소닉(PANASONIC)의 CF-19 장비를 선택하였다.
이론/모형
- 조사된 급경사지의 위험등급 판정은 Mobile System 입력시스템을 이용하여 현장조사 과정에서 얻어진 자료를 활용하여 손쉽게 위험등급을 판정할 수 있다. 급경사지 위험등급 판정은 국립방재연구원의 위험등급 평가표(국립방재연구소, 2009b)를 적용하여 토사지반과 암반지반으로 구분된 평가체계를 시스템에 반영하였다(Fig. 5). 위험도 평가항목 중 앞서 획득된 조사 자료에 대해서는 각 배점구간과 기 입력된 수치를 상호 비교하여 신속한 구간 선택 및 배점이 이루어 질 수 있도록 하였다.
- 길이, 방향, 경사와 같은 지형정보 측정 장비인 거리측정기는 라이카(LEICA)의 DISTO A6로 선정하였으며, 현장조사 운용 및 조사정보 저장장치인 휴대용 컴퓨터는 파나소닉(PANASONIC)의 CF-19 장비를 선택하였다. 현장 이미지자료 입력 HW 장치로는 리코(RICOH)의 Caplio 500G SE B/W 모델을, SW 장비로서는 지리정보 시스템인 ESRI사의 GIS Engine, ArcGIS Extension을 Mobile System에 활용하였다.
성능/효과
- 세 번째로는, Mobile System상의 기본도(지질도, 지형도, 건물, 도로 레이어 등)를 활용하여 급경사지의 지형 및 지질특성 정보, 피해범위를 입력하게 된다. Mobile System의 지형도를 통해 붕괴발생 시점 및 피해지점이 계곡부임을 명확히 확인할 수 있었으며, 지도 표시창 붕괴발생 위치에 현장정보 입력기능을 사용하여 붕괴지역이 충적층임을 파악할 수 있었다. 붕괴발생 지역은 하천의 퇴적작용으로 형성된 충적층 지대임을 감안할 때 Mobile System의 지질특성 정보가 정확함을 알 수 있었다(Fig.
- 그러나 Mobile System을 이용한 현장조사는 관련정보 입력시 합리적인 판단근거를 제공할 수 있는 기초자료를 제공하고 현장 육안조사 자료와 함께 종합 판단함으로써 획득 자료의 신뢰성과 조사 효율을 향상 시킬 수 있다. 또한 Mobile System을 이용하여 급경사지 현황 및 원인, 복구를 위한 피해범위 산정, 급경사지 위험도 판단 등을 정량적으로 신속하게 수행하여, 피해정도를 평가하고 대책을 수립하는데 중요한 근거를 마련할 수 있었으며, 현장조사 시간을 절감하고 안전사고를 예방할 수 있었다.
- Mobile System의 지형도를 통해 붕괴발생 시점 및 피해지점이 계곡부임을 명확히 확인할 수 있었으며, 지도 표시창 붕괴발생 위치에 현장정보 입력기능을 사용하여 붕괴지역이 충적층임을 파악할 수 있었다. 붕괴발생 지역은 하천의 퇴적작용으로 형성된 충적층 지대임을 감안할 때 Mobile System의 지질특성 정보가 정확함을 알 수 있었다(Fig. 8).
- 피해범위는 수치지형도에 객체를 생성한 후 객체의 면적정보를 얻음으로써 계산할 수 있다. 피해범위 산출결과, 급경사지 재해발생 시점부에서 토석류 확산부까지의 거리는 351 m, 붕괴부 최대폭은 219 m으로, 총 피해면적은 22,770 m2로 분석되었다. 이러한 결과는 현장조사 후 실내분석(ArcGIS)으로 분석한 결과와 동일하게 산출되었다(Fig.
후속연구
- 특히, 2008년도 하반기부터 시행되고 있는 ‘급경사지 재해예방에 관한 법률’에 따른 급경사지에 대한 조사수요 및 이에 따른 업무가중은 지속적으로 증대될 것으로 판단된다. 따라서 기존 야장기입에 의한 조사방식에서 탈피하여 현장조사의 효율성을 향상시키고 증대시킬 수 있는 새로운 급경사지 조사 및 분석시스템 개발이 요구된다.
- 본 연구에서 개발한 Mobile System을 이용하여 급경사지 현장조사 시 발생되는 여러 자료를 효율적으로 수집 · 분석하고, 위험성을 정량적으로 평가함으로서 기존 점검방법에 비해 시간과 인력을 절감 할 수 있을 것이라 판단된다. 또한, 급경사지 관리, 분석, 피해예방 업무 효율성을 제고할 수 있을 것으로 기대한다.
- 본 연구에서 개발한 Mobile System을 이용하여 급경사지 현장조사 시 발생되는 여러 자료를 효율적으로 수집 · 분석하고, 위험성을 정량적으로 평가함으로서 기존 점검방법에 비해 시간과 인력을 절감 할 수 있을 것이라 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.