$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

ASTGTM 전지구 DEM 기반의 수력발전댐 적지분석 사전모델링
A feasibility modeling of potential dam site for hydroelectricity based on ASTGTM DEM data 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.53 no.7, 2020년, pp.545 - 555  

장원진 (건국대학교 일반대학원 사회환경플랜트공학과) ,  이용관 (건국대학교 일반대학원 사회환경플랜트공학과) ,  김성준 (건국대학교 공과대학 사회환경공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 해외 수력댐 건설 프로젝트의 사전조사 기초자료 제공을 위하여 댐 위치 결정을 위한 사전적지분석 알고리즘을 개발하고, 위성영상 수치표고자료인 ASTER Global Digital Elevation Model (ASTGTM)과 토지피복자료인 Terra/Aqua combined Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MCD12Q1를 사용하였다. 사전적지분석 알고리즘은 DEM의 전처리, 하천망생성, 유역분할과 지형정보를 고려한 적지분석과 댐 건설 시 수몰면적에 따른 보상면적 산정 알고리즘을 포함하고 있으며 Python기반의 오픈소스 GIS로 구현되었다. 적지분석은 사용자가 하천 위의 지점을 선택하면, DEM으로부터 낙차, 도달시간, 내용적곡선과 같은 지형정보와 토지피복자료를 통한 보상면적을 기반으로 지점의 적지여부를 평가한다. 분석알고리즘은 국내 부항, 보현산, 성덕, 영주댐을 대상으로 시범적용 됐으며 해당 지점의 가능 최대낙차는 각각 37, 67, 73, 42 m로 나타났으며 최대저수면적은 1.81, 2.4, 2.8, 8.8 ㎢ 최대저수량은 35.9, 68, 91.3, 168.3×106 ㎥으로 나타났다. 보현산과 성주 댐에서는 타당성을 보였으나, 부항과 영주 댐의 경우 ASTGTM 에러로 인한 잘못된 하천망과 유역경계로 인해 낙차가 제한됨을 보였다, 본 연구의 결과는 향후 해외 수력댐 사업 진출시 사전분석에서 적지의 지형학적 평가에 도움이 될 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A feasibility modeling for potential hydroelectric dam site selection was suggested using 1 sec ASTGTM (ASTER Global Digital Elevation Model) and Terra/Aqua MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) derived land use (MCD12Q1) data. The modeling includes DEM pre-processing of peak, sink, ...

주제어

표/그림 (15)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 위성자료와 적지 산정기술을 이용해 수력댐 적지를 사전탐색할수 있는 모델을 개발 및 적용하고자 한다. 모델의 입력자료로 위성 수치표고자료인 ASTER Global Digital Elevation Model (ASTGTM)와 토지피복자료 Terra/Aqua combined Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 MCD12Q1을 사용하며 Python 기반의 오픈소스 GIS로 개발하고자 한다.
  • 하지만 국내 기업의 해외 수력사업 진출에 있어 가장 큰 어려운 점은 위와 같은 기초자료 획득의 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 위성자료인 ASTGTM과 MODIS MCD12Q1 자료를 이용해 지점에서 가 능한 댐의 제원과 해당 유역의 특성을 산정하는 알고리즘을 개발하였으며, 적용 결과는 다음과 같다. 먼저 4개 지점(부항, 보현산, 성덕, 영주)에 적용한 결과 하 천단면낙차만을 고려한 최대 댐높이는 260, 254, 394, 201 EL.
  • 본 연구는 위성자료인 ASTGTM3과 MCD12Q1를 기반으로 댐건설 예정지역의 지형학적 특성과 보상면적 등을 분석 및 산정할 수 있는 사전적지분석 알고리즘을 개발하였다. 두 위성자료 모두 전지구 범위의 자료를 제공하고 쉽게 구축할 수 있어, 추후 해외개발사업에 적용 시 적용가능한 국가에 제한이 없다는 장점이 있다.
  • 수치표고자료는 수문학관련 GIS 분야에서 사용되는 격자자료 중 가장 기본적으로 활용되는 자료로, 수문 분석에서 유역경계 및 유역면적 추출, 흐름방향도, 하천망 등을 생성할 수 있다. 생성된 자료들로부터 하천구간별 길이와 경사, 하천단면도, 댐 건설에 따른 수몰지역 파악, 홍수범람지도 등과 같은 요소 분석이 가능해, 본 연구에서는 적지 분석에 있어 지형학적 요소를 고려하기 위해 ASTGTM 자료를 활용하였다. 또한, 댐 건설공사에 있어 용지보상, 환경피해 등과 같은 경제적, 환경적 비용의 과도한 발생을 최소화하기 위해 MODIS의 MCD12Q1 토지피복자료를 사용하였다.
  • 이에 대한 오차는 DEM의 해상도와 자료형식, 표고기준 등에 의해 발생한 것으로 추정된다. 이와 같이 본 연구에서는 위성영상을 활용하여 가상 지점의 댐 제원과 유역특성을 분석할 수 있었고 이를 통해 지형학적 적지 여부를 확인할 수 있었다. 특히 해외 수력댐 적지 사전 분석을 통하여 잠재 최대낙차, 수몰 예상지역 등과 같은 지형학적 기본자료를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

가설 설정

  • 2, 5×103 kW의 발전시설을 갖추고 있다. 댐의 기타 세부 제원은 Table 3과 같으며 적지분석모델 적용 시 댐이 위치한 지점에 댐이 없는 것을 가정하여 적용하였다.
  • 7). 알고리즘에서 낙차가 결정되면 해당 높이의 댐 건설을 가정해 각 수위별 저수면적, 저수용량을 계산해 내용적 곡선을 그린다. 저수면적은 각각 최대 1.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
GIS 사용의 해외 사례는 무엇이 있는가? , 2006), 국내에서도 토지피복분류, 강우분포, 지표수분포, 수문모델링, 지형파악 등에 적용되었고 꾸준히 개발되고 있다(Kim and Lee, 2018). 이러한 공간분포자료를 이용하는 GIS를 통한 입지분석에 활용한 사례를 살펴보면, 해외에서는 Gismalla and Bruen (1996)은 개발 도상국의 수력발전 개발에 있어 GIS 사용의 중요성을 강조했으며, Hall (2016)은 GIS를 이용해 미국 전역에 대해 소수력발전 잠재 가능량에 대해 분석하였다. 알프스 협곡내 하천에서 수력발전의 잠재량을 산정하고 물리적, 기술적, 법률적 요소를 고려해 경제성까지 추가 평가한 연구도 수행되었다(Garegnani et al.
수력발전을 위한 부지를 선정할 때의 특징은 무엇인가? 또한, 발전성능의 특성은 지형 및 수문조건에 의해 결정되므로 정확한 입지분석은 필수적이다. 입지분석은 타당성조사 초기단계에 실시하며 유역 내 가능한 모든 댐 위치를 조사 및 평가해 사업의 장애가 적고 경제성이 뛰어난 곳을 선정하는데 많은 시간과 비용이 소모된다(Yi et al., 2007; Petheram et al.
수력발전이란 무엇인가? 수력발전은 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 특성을 이용해 물의 유동 및 위치에너지를 전기에너지로 변환하는 것이다. 신재생에너지 중에서도 온실가스 배출량이 가장 적은 청정에너지로 에너지시장 수급불안정, 에너지자원 경쟁심화와 기후변화에 따른 환경개선 방안으로 더욱 관심이 증가하고 있고, 안정적인 기반기술이 확보된 발전방법으로 각국에서 투자가 증대되고 있다(Lee et al.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. Al-Khudhairy, D.H.A., Leemhuis, C., Hoffmann, V., Shepherd, I. M., Calaon, R., Thompson, J.R., Gavin, H., Gasca-Tucker, D.L., Zalidis, G., and Papadimos, D. (2002). "Monitoring wetland ditch water levels using Landsat TM and ground-based measurements." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 68, No. 8, pp. 809-818. 

  2. Dudhani, S., Sinha, A.K., and Inamdar, S.S. (2006). "Assessment of small hydropower potential using remote sensing data for sustainable development in India." Energy policy, Vol. 34, No. 17, pp. 3195-3205. 

  3. Garegnani, G., Sacchelli, S., Balest, J., and Zambelli, P. (2018). "GIS-based approach for assessing the energy potential and the financial feasibility of run-off-river hydro-power in Alpine valleys." Applied Energy, Vol. 216, pp. 709-723. 

  4. Gismalla, Y.A., and Bruen, M. (1996). "Use of GIS in reconnaissance studies for small-scale hydropower development in a developing country: A case study from Tanzania." Hydro GIS '96: Application of geographic information systems in hydrology and water resources management, IAHS Publ, Vienna, Austria, No. 235, pp. 307-312. 

  5. Hall, D.G. (2006). Feasibility assessment of water energy resources of t he U nited States for n ew low power a nd small hydro classes of hydroelectric plants. Technical Report, DOE/ID-11263DOE/ID-11263, Department of Energy, United States. pp. 24-35. 

  6. Karunanidhi, D., Vennila, G., Suresh, M., and Subramanian, S.K. (2013). "Evaluation of the groundwater quality feasibility zones for irrigational purposes through GIS in Omalur Taluk, Salem District, South India." Environmental Science and Pollution Research, Vol. 20, No. 10, pp. 7320-7333. 

  7. Kim, S.J., and Lee, Y.G. (2018). "Present status and future prospect of satellite image uses in water resources area." Korean Journal of Ecology and Environment, Vol. 51, No. 1, pp. 105-123. 

  8. Kim, T.J., and Lee, G.S. (2006). "The site analysis for crop cultivation using GIS-based AHP method." Journal of The Korean Society of Civil Engineers, Vol. 26, No. 4D, pp. 695-702. 

  9. Lee, G.B., Byun, D.G., and Kim, J.G. (2010). "Activation strategy of hydropower development as new & renewable energy." KIEE Summer conference call, The Korean Institute of Electrical Engineers, pp. 1231-1232. 

  10. Lee, J.D., Yeon, S.H., and Kim, S.G. (2000). "A case study on suitability analysis of solid waste landfill site utilizing GIS." Journal of the Korean Association of Geographic information studies, Vol. 3, No. 4, pp. 33-49 

  11. Mizukoshi, H., and Aniya, M. (2002). "Use of contour-based DEMs for deriving and mapping topographic attributes." Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 68, No. 1, pp. 83-93. 

  12. Petheram, C., Gallant, J., and Read, A. (2017). "An automated and rapid method for identifying dam wall locations and estimating reservoir yield over large areas." Environmental Modelling & Software, Vol. 92, pp. 189-201. 

  13. Pulighe, G., Bonati, G., Fabiani, S., Barsali, T., Lupia, F., Vanino, S., Nino, P. Arca, P., and Roggero, P.P. (2016). "Assessment of the agronomic feasibility of bioenergy crop cultivation on marginal and polluted land: A GIS-based suitability study from the Sulcis area, Italy." Energies, Vol. 9, No. 11, p. 895. 

  14. Sulla-Menashe, D., and Friedl, M.A. (2018). User guide to collection 6 MODIS land cover (MCD12Q1 and MCD12C1) product, accessed 15 May 2020, . 

  15. Suresh, M., Gurugnanam, B., Vasudevan, S., Dharanirajan, K., and Raj, N.J. (2010). "Drinking and irrigational feasibility of groundwater, GIS spatial mapping in upper Thirumanimuthar sub-basin, Cauvery River, Tamil Nadu." Journal of the Geological Society of India, Vol. 75, No. 3, pp. 518-526. 

  16. Townshend, J.R. and Justice, C.O. (1988). "Selecting the spatial resolution of satellite sensors required for global monitoring of land transformations." International Journal of Remote Sensing, Vol. 9, No. 2, pp. 187-236. 

  17. Yi, C.S., Kim, K.H., Lee, J.H., and Shim, M.P. (2007). "Location analysis for developing small hydropower using geo-spatial information system." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 40, No. 12, pp. 985-994. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로