[논문]모델빌더 기반 하천망의 DEM 각인 및 추출 툴 개발

최승수; 김동수; 유호준

doi:10.3741/jkwra.2019.52.8.515

모델빌더 기반 하천망의 DEM 각인 및 추출 툴 개발
A tool development for forced striation and delineation of river network from digital elevation model based on ModelBuilder 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.52 no.8, 2019년, pp.515 - 529

최승수 (동명기술공단) , 김동수 (단국대학교 토목환경공학과) , 유호준 (단국대학교 토목환경공학과)

초록
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하천망과 유역 등 하천 네트워크 관련 공간자료는 각종 하천관리, 하천계획 및 설계, 수리수문학적 해석 등의 근간을 이루는 기초자료로 활용되고 있다. 기존 RIMGIS 등에서 제공하는 하천정보도 현행화 및 적절한 관리 부족으로 공간정보시스템간 불일치와 실제 하천지형과 이격이 나타나고 있는 실정이다. 또한, 고해상도 수치지형도(DEM)이 국가하천 주변 등 일부 지역에서만 제공되어, 저해상도 DEM으로부터 추출된 하천네트워크 정보의 신뢰도가 낮고 가용한 기수립 하천네트워크 정보와의 불일치는 DEM 기반 다양한 하천정보 추출 및 탄력적 활용을 저하시키고 있는 실정이다. 본 연구에서는 우선 국내 하천공간정보시스템이 제공하는 하천망 정보의 공간정확도, 정보체계간 일치성 등을 평가하고, 낮은 해상도의 DEM에 기수립된 하천망을 DEM에 강제로 각인시키는 방법으로 DEM을 개선하여 추후 하천망 혹은 유역 추출 시 기수립 하천망 혹은 유역대로 재현이 가능하게 하여 하천분야에 DEM의 활용성을 높일 수 있는 방법론과 소프트웨어(Forced river Network Striation and Delineation tool: FNSD)을 개발하고자 하였다. 개발된 FNSD는 ArcGIS의 ModelBuilder에서 순차적으로 관련 모듈을 연계시켜 자동화되도록 설계되었고, 한강수계의 섬강 유역에 시범 적용되었으며 항공사진 정보를 기반으로 수작업을 통해 도출된 하천망을 기수립 하천망으로 간주하여 30 m 저해상도 DEM에 각인시켜 하천망을 재추출한 후 주어진 기수립 하천망과 비교하여 재현 정확도를 검토하였다. 섬강유역에 적용한 결과 FNSD는 기수립 하천망을 정확하게 재현할 수 있음을 확인하였다. 이러한 검증결과는 각인된 DEM이 다양한 차수의 하천망 및 유역을 신뢰성 있게 재현할 수 있어 저해상도 DEM의 하천활용도를 높이는데 기여할 가능성이 있음을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Geospatial information for river network and watershed boundary have played a fundamental roles in terms of river management, planning and design, hydrological and hydraulic analysis. Irrespective of their importance, the lack of punctual update and improper maintenance in currently available river-related geospatial information systems has revealed inconsistency issues between individual systems and spatial inaccuracy with regard to reflecting dynamically transferring riverine geography. Given that digital elevation models (DEMs) of high spatial resolution enabling to reproduce precise river network are only available adjacent to national rivers, DEMs with poor spatial resolution lead to generate unreliable river network information and thereby reduce their extensible applicabilities. This study first of all evaluated published spatial information available in Korea with respect to their spatial accuracy and consistency, and also provides a methodology and tool to modify existing low resolution of DEMs by means of striation of conventional or digitized river network to replicate input river network in various degree of further delineation. The tool named FSND was designed to be operated in ArcGIS ModelBuilder which ensures to automatically simulate river network striation to DEMs and delineation with different flow accumulation threshold. The FNSD was successfully validated in Seom River basin to identify its replication of given river network manually digitized based on recent aerial photograph in conjunction with a DEM with 30 meter spatial resolution. With the derived accuracy of reproducibility, substantiation of a various order of river network and watershed boundary from the striated DEM posed tangible possibility for highly extending DEMs with low resolution to be capable of producing reliable riverine spatial information subsequently.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. Review of currently available riverine hydrographic datasets
그림 Fig. 2. Collateral evaluation for currently exisiting various riverine information systems to identify their difference
그림 Fig. 3. Evaluation of the DEM-derived river network compared with aerial photograph, KRF and WAMIS
그림 Fig. 4. The concept of DEM reconditioning module
그림 Fig. 5. The detailed of FNSD tool in ArcGIS ModelBuilder that comprises three components: forced river network striation to DEM, stream network delineation, and data source connection
그림 Fig. 6. FNSD tool that embedded all subsequent tools inside and shows parameters in a tool within ArcGIS toolbox
그림 Fig. 7. Sum River basin as selected test bed to demonstrate and validate capability of the FNSD tool
그림 Fig. 8. Digitized river flowline in the level of national and local rivers located within Seom River basin
그림 Fig. 9. DEM striated with river network
그림 Fig. 10. Accuracy enhancement of extracted river network after applying modified DEM using FNSD compared with that from original poor DEM
그림 Fig. 11. Delineated river network and catchment within Seom River basin, where different threshold to define initial location of flowlines
그림 Fig. 12. Accuracy comparison of subbasin territories between published subbasins in RIMGIS and this study

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 소하천 수준까지 정확하게 추출할 수 있는 DEM을 원할 경우 추가적인 디지타이징이 필요할 것이다. 검증의 기본 방향은 기수립 하천망을 각인한 DEM에서 FNSD에서 재도출한 하천망과 기수립 하천망을 비교하여 각인된 대로 하천망이 제대로 도출되는 지 점검하는 데 있다. 부가적으로 소유역을 도출하여 현재 고시된 소유역과 비교하여 차이를 분석하였다.
jsp) 등에서 하천망도, 하천차도, 유역도, 집수구역 등에서 제공되고 있다. 그러나, 가용한 하천네트워크 정보는 낮은 공간정확도, 현행화 부족, 시스템 간 상호 불일치 등의 문제가 제기되고 있는데, 본 논문에서는 구체적인 사례를 통해 이러한 문제들을 확인하였다.
FNSD는 한강수계의 섬강 유역에 시범 적용되었으며 항공사진 정보를 기반으로 수작업을 통해 도출된 하천망을 기수립 하천망으로 간주하여 30 m 저해상도 DEM에 각인시켜 하천망을 재추출한 후 주어진 기수립 하천망과 비교하여 재현 정확도를 검토하였다. 본 논문은 FNSD를 소개하기 이전에 DEM에 각인될 수 있는 국내 하천정보시스템이 제공하는 하천망 정보의 공간정확도, 정보체계간 일치성 등을 섬강유역의 사례를 통해 평가하였다.
본 연구는 국내 하천지리정보시스템을 개선하기 위한 연구 중 하나로서, 현재 레이어 중심으로 설계되어있는 하천공간정보 체계를 하천중심선을 기반으로 서로 관계형 데이터베이스로 설계하기 위한 기초연구이다. 따라서 본 연구의 결과는 향후 국내 하천지리정보시스템을 개선할 수 있는 여지를 제공해 줌과 동시에 하천공간정보간의 관계성과 확장성을 증대시킬 수 있는 기초기술이라 할 수 있다.
본 연구를 통해 개발된 FNSD 툴은 특히 하천 지형에 대한 정확도가 높지 않은 DEM의 수리수문학적 활용성을 극대화시키기 위해 실제 하천선형을 반영한 하천망 혹은 정확도는 낮으나 실무에서 불가피하게 사용되고 있는 하천선형을 DEM에 각인시킴으로서 저해상도 DEM의 활용도를 높이고 전국단위 DEM을 재구성하는 대안을 제시하였고, 이를 기반으로 다양한 공간정밀도의 하천망 및 유역을 재추출하는 과정을 자동화시켰다는 데 의미가 있다. 하천망의 DEM으로의 각인화 기법은 미국의 NED와 NHD Plus와 같은 해외사례를 볼 때 충분히 국내적용도 가능하다는 사실도 확인하였다.
본 연구에서 개발한 FNSD 프로그램은 ArcGIS에서 제공하는 DEM Reconditioning 모듈을 활용하여 DEM을 주어진 하천망이 반영되도록 강제 수정시키고 신규로 주어진 임계값에 따라 하천망 및 유역을 재도출하는 전 과정을 ArcGISModelbuilder에서 자동화되도록 구현하여 업무 효율을 증가시키고자 하였다. FNSD 가동을 위하여 기수립된 선형 Feature 형식의 하천망, 하천 구간과 비하천 구간을 결정하는 누적흐름 가중치, DEM Reconditioning의 세부 옵션, 추출된 자료의 저장 경로 등이 주요 입력 요소로 요구된다.
본 연구의 목적은 낮은 해상도의 DEM에 항공사진으로부터 디지타이징한 정확도가 높은 하천망 혹은 국가 하천공간정보체계에서 제공하는 기수립된 하천망을 DEM에 강제로 각인시키는 방법으로 DEM을 변경하여 추후 하천망 혹은 유역추출 시 기수립 하천망 혹은 유역대로 재현이 가능하게 하여 하천분야에 DEM의 활용성을 높일 수 있는 방법론과 소프트웨어(Forced river Network Striation and Delineation tool:FNSD)을 개발하는데 있다. 개발된 소프트웨어(FNSD)는 기수립 하천망을 주어진 DEM에 각인하여 개선하는 부분과 하천 누적흐름 가중치를 가변적으로 적용하여 다양한 차수와 크기의 하천망과 유역을 각각 탄력적으로 추출을 하는 부분으로 이루어져 있다.
개발된 소프트웨어(FNSD)는 기수립 하천망을 주어진 DEM에 각인하여 개선하는 부분과 하천 누적흐름 가중치를 가변적으로 적용하여 다양한 차수와 크기의 하천망과 유역을 각각 탄력적으로 추출을 하는 부분으로 이루어져 있다. 전체 과정은 ArcGIS의 ModelBuilder(Allen, 2011; Kum et al., 2011)에서 순차적으로 관련 모듈을 연계시켜 자동화되도록 설계하여 실무 활용성을 높이고자 하였다. FNSD는 한강수계의 섬강 유역에 시범 적용되었으며 항공사진 정보를 기반으로 수작업을 통해 도출된 하천망을 기수립 하천망으로 간주하여 30 m 저해상도 DEM에 각인시켜 하천망을 재추출한 후 주어진 기수립 하천망과 비교하여 재현 정확도를 검토하였다.
둘째, 이러한 작업은 비록 실제 DEM을 일부 왜곡시키더라도 본 연구와 같이 디지타이징을 통해 정확도가 높은 하천망추출이 가능한 DEM을 제공한다는 측면과 공간정확도가 낮더라도 실무에서 통용되는 하천망이 도출되도록 하는 DEM개선 기법을 제공할 수 있다는 측면에서 수리수문학적으로 특화된 DEM이라고 볼 수 있다. 즉, 물리적인 DEM과 사용하고 있는 하천망의 이격을 해소하여 보정된 소유역 추출, 단면관리 등 DEM을 수리수문학적 목적으로 활용할 수 있고, 자연지형에서 반영되지 않은 인공적인 하도조정, 일부 하도선형변화 등이 DEM의 재측정, 또는 추후 별도의 하천망 사후 조정 없이도 DEM에 반영될 수 있다는 의미이다. 셋째, FNSD는 DEM 각인과 하천망 및 유역의 추출을 GIS 환경에서 자동화하여 작업의 효율을 높였고, 코드와 인터페이스 현태로 제공되는 소프트웨어 형식과 달리 Fig.

제안 방법

7(b)에서 제시한 WAMIS 공시된 하천선형대로 적용해도 무방하나 본 연구에서는 KRF에서 공시된 하천선형을 활용하되 Fig. 8(a)와 같이 V-world 제공 항공사진을 기반으로 하천으로 판단되는 지역에 약 10~20 m 간격으로 꼭지점(Vertex)을 조정하는 방법으로 하천중심선을 별도로 디지타이징하여 만든 하천망을 기수립 하천망으로 간주하였다. 디지타이징이 완료된 하천선형은 실제 하천중심선과 가장 유사하다고 가정하였고 Fig.
즉, 하천망의 표고정보를 DEM과 중첩시켜 재보간하여 DEM을 수정시키는 작업으로 GIS에서 래스터와 벡터자료를 결합하는 데 보편적으로 활용된다. ArcGIS에서 제공하는 DEM Reconditioning 모듈은 Arc Hydro 툴에서 대표적으로 활용되고 있으며(Djokic et al., 2011), 본 연구에서도 위모듈을 Arc Hydro와 같이 하천망 벡터자료를 DEM에 각인시키는 데 활용하였다. Fig.
, 2011)에서 순차적으로 관련 모듈을 연계시켜 자동화되도록 설계하여 실무 활용성을 높이고자 하였다. FNSD는 한강수계의 섬강 유역에 시범 적용되었으며 항공사진 정보를 기반으로 수작업을 통해 도출된 하천망을 기수립 하천망으로 간주하여 30 m 저해상도 DEM에 각인시켜 하천망을 재추출한 후 주어진 기수립 하천망과 비교하여 재현 정확도를 검토하였다. 본 논문은 FNSD를 소개하기 이전에 DEM에 각인될 수 있는 국내 하천정보시스템이 제공하는 하천망 정보의 공간정확도, 정보체계간 일치성 등을 섬강유역의 사례를 통해 평가하였다.
개발된 FNSD의 성능을 검증하기 위해 본 연구에서는 중권역 규모인 한강수계 섬강 유역을 시범유역으로 설정하였다. 섬강유역은 Fig.
8(b)와 같이 섬강 유역 전체에 대해 항공사진 기반 하천선형도를 작성하였다. 본 연구에서 기본적으로 활용한 KRF와 WAMIS에서 제공하는 하천선형은 국가하천과 지방하천까지 제공하여 소하천은 포함하지 않았다. 따라서, 소하천 수준까지 정확하게 추출할 수 있는 DEM을 원할 경우 추가적인 디지타이징이 필요할 것이다.
검증의 기본 방향은 기수립 하천망을 각인한 DEM에서 FNSD에서 재도출한 하천망과 기수립 하천망을 비교하여 각인된 대로 하천망이 제대로 도출되는 지 점검하는 데 있다. 부가적으로 소유역을 도출하여 현재 고시된 소유역과 비교하여 차이를 분석하였다.
이러한 재조정은 추후 하천선형이 반영되고 보간을 실시하였을 때 하천경계 및 주변을 보다 정밀하게 묘사하기 위함이다. 셀의 크기가 조정된 DEM을 이용하여 기수립된 선형 Feature(하천중심선)을 입력자료로 DEM Reconditioning을 수행한다. 이 때 과도하게 보간되거나 소실된 구간에 대하여 Fill Sink 기능을 이용하여 Reconditioning된 DEM을 보완하고, Flow Direction기능을 통하여 방향 정보를 포함한 Raster 자료를 추출한다.
셀의 크기가 조정된 DEM을 이용하여 기수립된 선형 Feature(하천중심선)을 입력자료로 DEM Reconditioning을 수행한다. 이 때 과도하게 보간되거나 소실된 구간에 대하여 Fill Sink 기능을 이용하여 Reconditioning된 DEM을 보완하고, Flow Direction기능을 통하여 방향 정보를 포함한 Raster 자료를 추출한다. 추출된 방향 자료를 통하여 각 셀마다 방향 누적 정보 결과를 포함하는 Accumulation Raster를 도출한다.
이 때 과도하게 보간되거나 소실된 구간에 대하여 Fill Sink 기능을 이용하여 Reconditioning된 DEM을 보완하고, Flow Direction기능을 통하여 방향 정보를 포함한 Raster 자료를 추출한다. 추출된 방향 자료를 통하여 각 셀마다 방향 누적 정보 결과를 포함하는 Accumulation Raster를 도출한다. 도출된 Accumulation에 하천의 흐름 구분을 판단하는 누적흐름 가중치를 경계치로 하천을 정의하는 Stream Definition 기능을 통하여 하천과 하천이 아닌 부분을 구분 짓는다.

대상 데이터

7(b)와 같고, 국가하천(섬강)과 지방하천들로 구성되었다. DEM은 일반적으로 통용되는 30 m 저해상도 DEM을 사용하였다 (Fig. 7(d),BIZ-GIS, 2006).

성능/효과

국내 하천공간정보의 근간을 이루는 하천망의 공간 정확도를 분석한 결과를 종합하면, 전반적으로 공간정확도의 개선이 필요하고 현행화가 부족하다고 평가할 수 있었다. 사실 하천정비기본계획 등 상대적으로 최신 정보가 반영된 하천정보는 RIMGIS에서 제공하는 한국하천일람에 반영되어 있다.
둘째, 이러한 작업은 비록 실제 DEM을 일부 왜곡시키더라도 본 연구와 같이 디지타이징을 통해 정확도가 높은 하천망추출이 가능한 DEM을 제공한다는 측면과 공간정확도가 낮더라도 실무에서 통용되는 하천망이 도출되도록 하는 DEM개선 기법을 제공할 수 있다는 측면에서 수리수문학적으로 특화된 DEM이라고 볼 수 있다. 즉, 물리적인 DEM과 사용하고 있는 하천망의 이격을 해소하여 보정된 소유역 추출, 단면관리 등 DEM을 수리수문학적 목적으로 활용할 수 있고, 자연지형에서 반영되지 않은 인공적인 하도조정, 일부 하도선형변화 등이 DEM의 재측정, 또는 추후 별도의 하천망 사후 조정 없이도 DEM에 반영될 수 있다는 의미이다.
예를 들어 하폭이 10 m 내외인 소하천의 경우 30 m×30 m 해상도의 DEM에서 하천 흐름의 계산 시 하천구간과 하천이 아닌 구간을 모두 포함하여 정확도가 현저히 떨어진다. 둘째, 일반적으로 제공되는 DEM은 실제 하상을 반영하지 못한다. 즉, 별도로 측정된 하도 수심 측정 자료와 기존 지형의 결합이 필요한데 현재 국내에서 제공되는 DEM 중 하천 지형까지 반영된 경우는 매우 드물다.
본 연구의 출발점은 현재 고시된 하천망을 항공사진 등을 활용하여 비교하였을 때 특히 지방하천 이하에서 실제 하도형상과 차이가 나타나고, 또한 현재 국내에서 일반적으로 통용되는 30 m DEM으로 사용하여 하천망을 추출할 경우, 고시된 혹은 실제와 일치하는 하천망을 재현할 수 없다는 문제인식에서 비롯되었다. 또한, 국가에서 공식적으로 제공하는 WAMIS, RIMGIS, KRF, 우리가람길라잡이에서 고시된 하천망을 검토한 결과, 정확도 문제 뿐만 아니라 상호 일치되지 않고, 현행화가 부족하고, 그나마 최신 정보인 한국하천일람 자료는 공간자료 형태로 제공되지 않아 공간분석 등에 즉각적인 활용도가 낮다는 사실도 파악하였다. 이러한 문제는 학술 및 실무에서 다양한 혼선을 초래할 수 있으며, 하천정비기본계획 수립시 설계사에서 국부적인 재측량을 필요로 한 경우가 많다.
본 연구에서는 항공사진 디지타이징을 통해 정확도가 높은 하천망을 섬강유역에 적용한 결과 FNSD는 기수립 하천망을 정확하게 재현할 수 있음을 확인하였다. 이러한 검증결과는 인공수로 등으로 하천망이 재조정되었거나 불가피하게 현 하천망을 사용해야 하는 경우도 이를 기반으로 각인된 DEM이 기수립 하천망을 재현할 수 있음을 의미한다.
본 연구의 출발점은 현재 고시된 하천망을 항공사진 등을 활용하여 비교하였을 때 특히 지방하천 이하에서 실제 하도형상과 차이가 나타나고, 또한 현재 국내에서 일반적으로 통용되는 30 m DEM으로 사용하여 하천망을 추출할 경우, 고시된 혹은 실제와 일치하는 하천망을 재현할 수 없다는 문제인식에서 비롯되었다. 또한, 국가에서 공식적으로 제공하는 WAMIS, RIMGIS, KRF, 우리가람길라잡이에서 고시된 하천망을 검토한 결과, 정확도 문제 뿐만 아니라 상호 일치되지 않고, 현행화가 부족하고, 그나마 최신 정보인 한국하천일람 자료는 공간자료 형태로 제공되지 않아 공간분석 등에 즉각적인 활용도가 낮다는 사실도 파악하였다.
즉, 물리적인 DEM과 사용하고 있는 하천망의 이격을 해소하여 보정된 소유역 추출, 단면관리 등 DEM을 수리수문학적 목적으로 활용할 수 있고, 자연지형에서 반영되지 않은 인공적인 하도조정, 일부 하도선형변화 등이 DEM의 재측정, 또는 추후 별도의 하천망 사후 조정 없이도 DEM에 반영될 수 있다는 의미이다. 셋째, FNSD는 DEM 각인과 하천망 및 유역의 추출을 GIS 환경에서 자동화하여 작업의 효율을 높였고, 코드와 인터페이스 현태로 제공되는 소프트웨어 형식과 달리 Fig. 5에서 나타나듯 독립적인 모듈들과 자료들의 연결을 통한 순차적인 자료처리 과정이 가시적으로 제공되어 알고리즘의 이해, 기능추가 및 개선, 모듈 연결 조정, DB 등 자료와 연계 변형 등 사용자의 요구에 따라 개선이 용이한 장점이 있다.
B구역과 같은 오류는 추후 수정되어야 할 것이다. 위의 사례는 FNSD 툴을 사용하여 하도망이 각인된 DEM을 사용할 경우, 현재 고시된 유역의 공간적 정확도를 재조정하는 데 활용할 수 있음을 의미한다.
해상도의 재조정은 하천망 각인과 함께 하도 주변의 해상도를 높여 지방하천과 같이 하폭이 좁은 하천의 인식률을 높이는 역할을 한다. 적용결과를 살펴보면, 우선 재추출된 하천망과 항공사진과 입력 하천망과 비교하면 정확하게 일치함을 알 수 있는데[Fig. 10(b)], 각인된 하천망이 하천망재추출 시 계획된대로 적절히 하천망이 재조정되었음을 의미한다.
FNSD를 활용하여 실무에서 통용되는 혹은 항공사진 등 정확도가 높은 하천망을 각인시켜 DEM을 개선하고 하천망과 유역 추출과정 전 과정을 자동화시키는 작업의 시사점은 다음과 같다. 첫째, 비용 등 현실적인 문제로 근본적으로 정확한 하천망을 추출할 수 있는 고해상도 DEM이 가용하지 않는 상황에서 해상도가 낮은 DEM을 활용해도 사용자가 정해진 하천망과 유역에 따라 DEM을 활용한 다양한 작업을 수행할 있다는 측면에서 의미가 있다. 즉, 수리문학적으로 LiDAR 측량과 같이 고해상도 DEM이 주는 잇점이 실제 지형을 반영한 정확한 하천망 및 유역정보를 추출 가능하게 한다는 데 있다면, 이러한 잇점을 저해상도 DEM으로부터도 이룰 수 있다는 의미이다.
본 연구를 통해 개발된 FNSD 툴은 특히 하천 지형에 대한 정확도가 높지 않은 DEM의 수리수문학적 활용성을 극대화시키기 위해 실제 하천선형을 반영한 하천망 혹은 정확도는 낮으나 실무에서 불가피하게 사용되고 있는 하천선형을 DEM에 각인시킴으로서 저해상도 DEM의 활용도를 높이고 전국단위 DEM을 재구성하는 대안을 제시하였고, 이를 기반으로 다양한 공간정밀도의 하천망 및 유역을 재추출하는 과정을 자동화시켰다는 데 의미가 있다. 하천망의 DEM으로의 각인화 기법은 미국의 NED와 NHD Plus와 같은 해외사례를 볼 때 충분히 국내적용도 가능하다는 사실도 확인하였다. 특히, 국내에 적용할 경우 미국의 NED와 NHD Plus와 같이 일관성 있는 하천망도를 추출하는 DEM 제공이 가능해져 사용자의 판단에 의해 하천 중심선 및 유역 추출의 변동성을 제거하고 일관성 있는 품질의 하천중심선을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.
11은 각인된 DEM을 활용할 수 있는 사례로 누적흐름가중치를 재조정하여 하천정밀도가 다른 하천망을 추출할 수 있음을 보여준다. 항공사진을 통해 추출된 하천중심선의 연장 61.94 km과 비교해 각인되기 전 후의 DEM을 기반으로 추출한 하천연장은 각각 77.35 km와, 66.74 km로 본 연구에서 제시한 방법이 상대적으로 더 정확한 결과를 보여준다. 이러한 결과는 미리 하천망이 의도적으로 각인된 DEM을 사용할 경우 다양한 차수의 하천망 및 소유역을 추출할 수 있다는 것을 의미한다.

후속연구

본 연구는 국내 하천지리정보시스템을 개선하기 위한 연구 중 하나로서, 현재 레이어 중심으로 설계되어있는 하천공간정보 체계를 하천중심선을 기반으로 서로 관계형 데이터베이스로 설계하기 위한 기초연구이다. 따라서 본 연구의 결과는 향후 국내 하천지리정보시스템을 개선할 수 있는 여지를 제공해 줌과 동시에 하천공간정보간의 관계성과 확장성을 증대시킬 수 있는 기초기술이라 할 수 있다. 향후 연구에서는 하천중심선을 기반으로 하천정보간의 관계성을 반영할 수 있는 하천공간정보 표준을 개발할 것이며, 하천공간정보 표준만으로는 그 우수성의 검증이 어려워, 이를 기반으로 하는 다양한 응용 기술 및 소프트웨어를 바탕으로 우수성을 입증할 예정이다.
본 연구에서 기본적으로 활용한 KRF와 WAMIS에서 제공하는 하천선형은 국가하천과 지방하천까지 제공하여 소하천은 포함하지 않았다. 따라서, 소하천 수준까지 정확하게 추출할 수 있는 DEM을 원할 경우 추가적인 디지타이징이 필요할 것이다. 검증의 기본 방향은 기수립 하천망을 각인한 DEM에서 FNSD에서 재도출한 하천망과 기수립 하천망을 비교하여 각인된 대로 하천망이 제대로 도출되는 지 점검하는 데 있다.
하천망의 DEM으로의 각인화 기법은 미국의 NED와 NHD Plus와 같은 해외사례를 볼 때 충분히 국내적용도 가능하다는 사실도 확인하였다. 특히, 국내에 적용할 경우 미국의 NED와 NHD Plus와 같이 일관성 있는 하천망도를 추출하는 DEM 제공이 가능해져 사용자의 판단에 의해 하천 중심선 및 유역 추출의 변동성을 제거하고 일관성 있는 품질의 하천중심선을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.
따라서 본 연구의 결과는 향후 국내 하천지리정보시스템을 개선할 수 있는 여지를 제공해 줌과 동시에 하천공간정보간의 관계성과 확장성을 증대시킬 수 있는 기초기술이라 할 수 있다. 향후 연구에서는 하천중심선을 기반으로 하천정보간의 관계성을 반영할 수 있는 하천공간정보 표준을 개발할 것이며, 하천공간정보 표준만으로는 그 우수성의 검증이 어려워, 이를 기반으로 하는 다양한 응용 기술 및 소프트웨어를 바탕으로 우수성을 입증할 예정이다. 이러한 일련의 과정은 국내 하천지리정보시스템의 발전의 토대가 될 것이며, 향후 하천공간정보의 수집, 관리, 유지, 제공의 패러다임을 변화시킬 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	저해상도 DEM만을 가용하여 하천네트워크 정보를 재추출해야 할 경우 문제점은 무엇인가?	이러한 문제로 DEM를 통해 하천네트워크 정보를 재추출해야 하는 상황에서 저해상도 DEM만 가용한 경우, 추출된 하천네트워크 정보의 낮은 신뢰도는 DEM 기반 다양한 하천정보 추출및 탄력적 활용을 저하시킬 수 있다. 고해상도 DEM이 없는 대부분의 지방하천의 경우, 기존 하천네트워크 정도에 의존하는 방법외에 대안이 없다는 데 문제가 있다.
	수치지형도의 장점은 무엇인가?	하천망을 비롯한 하천네트워크 정보는 일반적으로 DEM 기반 자동 추출 알고리즘 적용을 통해 확보하고, 필요한 경우 수작업을 통해 수정하는 과정을 거쳐 완료된다. 사용자는 하천네트워크 정보를 설정된 누적흐름 가중치에 따라 하천망 밀도를 탄력적으로 변경시키면서 추출할있는 장점이 있다(Maidment, 2002, Tarboton and Ames,2001). DEM의 품질은 추출되는 정보의 정확도를 좌우하므로 고정밀도 및 고정확도 DEM일수록 바람직하고, 지형이 침식 및 퇴적과정과 인위적인 개발 등을 통해 지속적으로 변형되므로 DEM 및 이에 따른 하천네트워크 정보의 주기적인 현행화가 필요하다.
	수치지형도란 무엇인가?	수리수문분야에서 수치지형도(Digital Elevation Model:DEM)는 국가 하천정보관리의 근간을 이루는 주요 공간정보로 지형분석과 함께 하천망, 차수도, 횡단면, 집수구역, 유역 등 하천네트워크 관련 공간정보를 추출하여 수리수문 수치모델링, GIS 기반 물환경정보 분석 모듈 개발, 하천수질관리, 하천계획 및 설계 등에 다양하게 활용되고 있다(Chae et al.,2003; Park et al.

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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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