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다중빔 음향측심기의 내수면 적용성 평가
Applicability Evaluation of Multi Beam Echo Sounder for Inland Water 원문보기

한국측량학회지 = Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, v.36 no.6, 2018년, pp.629 - 639  

정진우 (Korea KGT Consultant) ,  조광희 (Korea KGT Consultant) ,  홍승서 (Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology)

초록
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본 연구에서는 영산강의 죽산보에서 죽산교까지 길이 약 840m, 폭 약 230m, 넓이 약 $0.16km^2$를 대상으로 단빔 음향측심기와 다중빔 음향측심기의 내수면 적용성을 분석하였다. 무인선에 단빔 음향측심기와 다중빔 음향측심기를 장착하고 각각의 데이터를 획득한 다음 비정규삼각망(TIN: Triangular Irregular Network)을 생성하고 10m 간격의 격자 수심을 추출하였다. 추출한 단빔 및 다중빔 음향측심기의 격자수심 총 5,024개의 데이터를 중첩 비교하여 다음의 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 수심의 차이는 평균 0.0319m로서 전체적으로 큰 차이는 없었으나 표준편차는 2.4095m로 크게 나타났다. 둘째, TIN으로 구현된 하상의 형태는 서로 유사하였으나, 다중빔의 하상면보다 높거나 낮은 단빔의 하상면 구역들의 체적은 총 $161,882m^3$의 차이가 있었다. 셋째, 대상지역 전체를 다중빔으로 스캔했을 때 단빔에 비해 운항 거리는 4,595.85m, 약 55% 정도 증가하였으며, 운항 시간은 59분, 약 47% 정도 증가하였다. 넷째, 작업공정, 투입인원 및 소요비용에서는 같거나 큰 차이가 없었다. 운항 거리나 운항 시간과 같은 작업 효율면에서 단빔을 장착했을 때보다 다중빔을 장착했을 때 효율이 약 0.5배 정도 낮은 것으로 판단되나, 하상변동 예측과 같이 하상면의 정확한 데이터가 필요한 분야에서는 다중빔 음향측심기를 이용한 데이터 획득이 필요한 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the application of the single beam echosounder and multi beam echosounder was analyzed for the Youngsan river, from the Juksanbo to the Juksan bridge, length of 840m, width 230m and area $0.16km^2$. A single beam echosounder and a multi beam echosounder are mounted on an US...

주제어

표/그림 (32)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 익산지방 국토관리청의 하상변동 및 하천지형측량 시범사업의 대상 지역인 영산강 일부 지역에 대하여 무인선에 단빔 음향측심기를 장착한 방법과 자세정보 보정기능이 장착된 다중빔 음향측심기를 장착한 방법을 사용하여 각각의 데이터를 획득하고 다중빔 음향측심기의 내수면 적용성을 평가하였다. 또한 다중빔 음향측심기의 내수면 적용 가능성을 평가하기 위하여 동일 지역을 대상으로 단빔음향측심기와 다중빔 음향측심기를 운영하고 하상면의 비정규삼각망 (TIN: Triangular Irregular Network), 운항 거리 및 시간, 작업절차 및 투입인력, 작업시간 및 투입인력에 대하여 비교 분석하였다.

가설 설정

  • 본 연구에서는 정확한 하천지형의 도출을 위해 GPS 및 수심 데이터를 계산하여 하상면의 z 값을 도출하였다. 다중빔 음향측심기의 수심측정값을 정확한 값으로 가정하고 단빔 음향측심기의 수심을 다중빔 음향측심기와 동일하게 조정하였으며, 이때 발생하는 수심오차가 SB Depth와 MB Depth의 차이이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해양의 해저지형 분석이나 수로 측량에는 다중빔 음향측심기의 사용이 보편화된 이유는? 다중빔 음향측심기는 장비마다 차이가 있지만 보통 트랜스듀서중심에서 좌우로 60°~70°도씩 120°~140°, 전후로 3° 정도 범위의 데이터를 동시에 획득할 수 있다. 따라서 수심의 3~4배 정도 넓은 지역의 데이터를 획득할 수 있어 효율성이 높고 진행 방향으로 중첩하여 데이터를 획득하기 때문에 정확도가 높다고 할 수 있다. 이러한 이유로 해양의 해저지형 분석이나 수로 측량에는 다중빔 음향측심기의 사용이 보편화되었다.
음향측심기의 두 가지 종류는? 하천지형측량 중 하상 지형 데이터를 획득하기 위한 수심측량에는 음향측심기를 이용한다. 음향측심기는 단빔 음향측심기와 다중빔 음향측심기의 두 종류가 있다. 단빔 음향측심기는 수심을 점 데이터로 획득하고 보간 작업을 통해 하상면을 재현하므로 외업 시간이 비교적 짧지만 데이터의 정확도에 불확실성이 크고 다중빔 음향측심기는 면 데이터의 형태로 넓은 지역을 동시에 측량하기 때문에 자료의 정확도와 작업효율성이 단빔 음향측심기에 비해 상대적으로 높다(Choi, 2005).
하상변동조사 주기는? 우리나라는 하천사용의 이익을 증진하고 하천을 자연친화적으로 정비 · 보전하며 하천의 유수로 인한 피해를 예방하기 위해 하천법에 의거하여 하상변동조사를 실시한다(국토교통부, 2018a). 하상변동조사는 기본적으로 10년마다 수립하는 하천기본계획과 연계해야하며 퇴적 및 세굴(洗掘)이 빈번하게 발생하는 구간에 대해서는 2년마다 하되, 하상변동이 큰 곳은 1년마다, 하상변동이 작은 곳은 5년의 범위에서 주기를달리 할 수 있다(국토교통부, 2018b). 또한 국토교통부는 하천 분야 드론 활용을 통한 공공시장 창출을 위해 하천측량 업무에 드론을 활용하고 지방 국토관리청의 하상변동조사를 의무화하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Choi, B.G. and Cho, K.H. (2008), Development of remote control ship for acquisition of underwater information, Journal of the Korean Society for Geospatial Information System, Vol. 16, No. 3, pp. 65-69. (in Korean with English abstract) 

  2. Choi, C.E., Kim, Y.S., and Suh, Y.C. (2005), Improvement of multi-beam echo sounder's depth accuracy, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, Vol. 23, No. 1, pp. 1-8. (in Korean with English abstract) 

  3. Kim, J.Y., Lee, G.S., Kim, D.C., Seo, Y.K., and Yi, H.I. (2011), CUBE filtering of multibeam echo sounder data, Journal of the Korean Society of Fisheries, Vol. 44, No. 3, pp. 308-317. (in Korean with English abstract) 

  4. Kong, S.K., Kim, J.K., and Shim, M.B. (2010), A study on assessment of depth data from hydrographic surveying using MBES around south sea of Samcheonpo, Journal of the Korean Society of Marine Engineering, Vol. 34, No. 4, pp. 560-566. (in Korean with English abstract) 

  5. Lee, J.M., Han, H.S., Han, H.C., Kong, K.S., and Seo, Y.K. (2010), A study on topographic features of Yeongil bay using multibeam data, Journal of the Korean Society of Marine Engineering, Vol. 2010, No. 4, pp. 379-383. (in Korean with English abstract) 

  6. Lee, J.S., Kim, S.Y., Lee, Y.K., Shin, D.W., Kim, H.J., and Jou, H.T. (2001), A study on outlier adjustment for multibeam echosounder data, Journal of the Korean Society of Oceanography, Vol. 6, No. 1, pp. 35-39. (in Korean with English abstract) 

  7. Lee, M.H., Kim, C.H., Park, C.H., Rho, H.S., and Kim, D.C. (2017), Comparative analysis of bathymetry in the Dongdo and the Seodo, Dokdo using multibeam echosounder system, Journal of the Korean Society of Economic and Environmental Geology, Vol. 50, No. 6, pp. 477-486. (in Korean with English abstract) 

  8. Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2016), Korea Annual Hydrological Report, Han River Flood Control Office, http://www.hrfco.go.kr/web/sumun/floodgate.do (lst date accessed: 03 July 2018) 

  9. Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2018a), River Act 

  10. Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2018a), Enforcement Decree of the River Act 

  11. Roh, J.S., Choi, Y.S., Yoon, H.S., and Lee, Y.J. (2009), Establishment error calibration method on MBES, The Journal of GIS Association of Korea, Vol. 17, No. 3, pp. 351-359.(in Korean with English abstract) 

  12. Son, W.J., Choi, J.W., Cho, S.H., and Jung, S.K. (2015), Measurements of monostatic bottom backscattering strenghs in shallow water of the Yellow Sea, Journal of the Acoustical Society of Korea, Vol. 34, No. 6, pp. 444-454. (in Korean with English abstract) 

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