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AHP 기반의 인공신경망 모델을 활용한 지하수 인공함양 후보지 선정 방안
Site Selection Method by AHP-based Artificial Neural Network Model for Groundwater Artificial Recharge 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.28 no.4, 2018년, pp.741 - 753  

김규범 (대전대학교 건설안전방재공학과) ,  최명락 (대전대학교 건설안전방재공학과, 대학원) ,  서민호 (대전대학교 산학협력단)

초록
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최근 우리나라에서 발생되는 국지적 가뭄은 지하수의 효율적 활용에 대한 관심을 증대시키고 있으며, 잉여의 물을 지층 내에 저장하는 지하수 인공함양 기술 도입의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 충청남도내 퇴적 분지의 지하수 인공함양 대상지로의 가능성을 평가하기 위하여 1차 인자 3개, 2차 인자 7개로 구성된 AHP 모델을 개발하였으며, 10개 후보지에 적용한 결과를 토대로 인공신경망 모델을 구축하였다. AHP 모델은 후보지가 추가될 경우 수학적인 연산 과정에 의하여 최종 평가점수가 변하게 되나, 인공신경망 모델은 후보지별 고정적인 최종평가 점수를 제시하게 되어 인공함양 적지 선정 기준으로 사용할 수 있다. 충청남도 지역의 연구 결과, 인공신경망 모델의 최종 평가점수가 약 1.5점 이하인 경우에는 인공함양 후보지로서의 가능성이 낮은 것으로 평가되었다. 향후 타 지역에 대한 추가 연구 및 현장 조사를 통해 다양한 자료 군을 확보한다면 보다 보편적으로 적용할 수 있는 인공신경망 모델 도출이 가능할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Local drought in South Korea has recently increased interest in the efficient use of groundwater and then induces a growing need to introduce artificial recharge of groundwater that stores water in sedimentary layer. In order to evaluate the potential artificial recharge sites in the alluvial basins...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 AHP 및 인공신경망 기법을 활용하여 국내 분포하는 퇴적 분지에서의 지하수 인공함양을 실시하기 위하여 대상 지역을 선정하는 방법을 검토하였다. 지하수 인공함양 가능성 여부에 대한 평가를 위하여 AHP의 1차 인자 3개, 2차 인자 7개를 도출하였으며 66명의 설문 조사를 통하여 AHP 모델을 개발하였다.
  • 본 연구에서는, 우리나라에서 지하수 인공함양을 위한 퇴적 분지의 적정성을 평가하기 위하여 AHP 기반으로 적지 선정 모델을 도출하고, 이를 토대로 인공신경망 모델을 개발함으로써 지하수 인공함양 후보지 평가를 위한 방안을 제시하고자 하였다.
  • 본 연구에서는, 이와 같이 AHP 기법을 활용하여 인공함양 대표 후보 지역 10개소를 대상으로 지하수 인공함양 지역의 적정성 및 우선순위를 평가하는 모델을 개발하였으며, 이 모델 개발에 활용된 AHP의 입력 인자 및 출력 인자(평가 점수)를 토대로 인공신경망 기법에 의한 일반화된 적지 선정 모델을 개발하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에서 사용한 AHP 방법이란? 본 연구에 사용된 AHP 방법은, 의사 결정 문제를 계층화하고 이원 비교를 기초로 평가 기준들의 상대적 중요도와 대안들의 상대적 선호도를 도출한 후 이를 계층 구조에 따라 종합화하여 비교 대안들의 평가 순위와 조합적 선호도를 구하는 방법이다(Saaty, 1980; Saaty, 1994). AHP의 장점은 복잡한 문제를 계층구조화함으로써 관리 가능한 문제로 분해한 후 이를 통하여 정량적인 평가 기준을 도출하여 상대적인 순위를 결정하는 방법으로서 유용하게 활용된다.
AHP 모델은 분석 대상 후보지가 추가되면 중간 연산 과정에 의하여 최종 평가 점수가 변화하는 등 지하수 인공함양 적지 평가를 위한 절대 기준을 제공하지 못하는데, 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서 수행한 방법과 결과는 어떠한가? 그러나, AHP 모델은 분석 대상 후보지가 추가되면 중간 연산 과정에 의하여 최종 평가 점수가 변화하는 등 지하수 인공함양 적지 평가를 위한 절대 기준을 제공하지 못한다. 이를 해결하기 위하여, AHP에 사용된 10개소의 2차 평가인자 및 평가점수 출력 데이터를 활용하여 인공신경망 모델을 수립하였으며, 총 21개의 후보지를 검토한 결과 인공신경망 모델의 예측 값이 약 1.5 이하인 경우에는 인공함양 적지로서의 가능성이 낮으므로 추가적인 정밀 검토가 필요한 것으로 평가되었다.
다인자 분석 기법이란? 다인자 분석 기법(Multi-criteria analysis은 복잡한 현상을 해결하고 진단하기 위하여 다양한 영향 인자를 선정한 후 구성원들의 독립적인 의견을 토대로 상대적 중요성을 평가하는 것으로서, MAUT(Multi-attirbute utility theory) 이론, 순위가중치 방법(Rank order weighting technique), 가중합 방법(Weighted summation method of aggregation), TOPSIS, AHP 등 다양한 분석 기법들이 해당된다.
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