초록 ▼

본 연구에서는 유역 및 하상에 대한 정밀 지형조사를 기반으로 하는 댐저수지 유역 및 하상퇴적물의 정밀 모니터링을 위한 GIS 시스템을 개발하였다. 이를 위해 본 연구에서는,
(1) 유역 및 하상에 대한 고정밀 수치지형모형(DEM/DSM) 구축
(2) USLE 적용평가에 의한 유실구성요소의 정량화 및 특성값 분석에 의한 유실량 산정
(3) 수로화된 흐름의 유로 추적에 대한 공간분석 및 퇴적물 유입경로 분석
(4) 하상의 수치지형모형(DEM/DSM) 분석에 의한 퇴적 분포 분석
(5) 위성영상을 이용한 유역

본 연구에서는 유역 및 하상에 대한 정밀 지형조사를 기반으로 하는 댐저수지 유역 및 하상퇴적물의 정밀 모니터링을 위한 GIS 시스템을 개발하였다. 이를 위해 본 연구에서는,
(1) 유역 및 하상에 대한 고정밀 수치지형모형(DEM/DSM) 구축
(2) USLE 적용평가에 의한 유실구성요소의 정량화 및 특성값 분석에 의한 유실량 산정
(3) 수로화된 흐름의 유로 추적에 대한 공간분석 및 퇴적물 유입경로 분석
(4) 하상의 수치지형모형(DEM/DSM) 분석에 의한 퇴적 분포 분석
(5) 위성영상을 이용한 유역 전반의 수계 변화 모니터링
(6) 퇴적물 모니터링에 관련된 각종 모듈 기반의 GIS 시스템 개발
등의 연구개발을 순조롭게 진행하였으며, 최종적으로 퇴적물 모니터링 시스템의 개발 및 실용화를 위한 원천기술의 확보를 성공적으로 수행하였다.

Abstract ▼

1. Creation of digital terrain model near basin and riverbed
A. Creation of DEM/DSM in basin
$\circ$ System design to obtain LiDAR data
$\circ$ Initialization and accuracy evaluation of LIDAR system
$\circ$ Analysis and generation of pseudo-Grid
$

1. Creation of digital terrain model near basin and riverbed
A. Creation of DEM/DSM in basin
$\circ$ System design to obtain LiDAR data
$\circ$ Initialization and accuracy evaluation of LIDAR system
$\circ$ Analysis and generation of pseudo-Grid
$\circ$ Creation of DSM to remove noise
$\circ$ Creation of DEM by filtering process
B. Creation of DEM/DSM in riverbed
$\circ$ Construction of depth data by design of combination of sub-bottom profilers and echo-sounder
$\circ$ Construction of plane position of water surface by GPS survey
$\circ$ Construction of 3D spatial data of riverbed by griding and interpolation
C. Creation of high precise fusion DEM
$\circ$ Increasement of fusion accuracy by setting at the same coordinate system
$\circ$ Creation of high precise DEM by the fusion of DEM/DSM of the basin and riverbed
2. Analysis of sediments monitoring
A. Analysis of soil loss and sediment route in basin
$\circ$ Analysis of the quantification and character by USLE equation
$\circ$ Estimation of soil loss using characteristic analysis
$\circ$ Spatial analysis for tracing a flow
$\circ$ Analysis of hydrographic network and sediment inflow route
B. Sediment estimation in riverbed
$\circ$ sediment distribution grasp by analysis of DEM/DSM of riverbed
$\circ$ Sediment estimation for riverbed section
C. Temporal changes in riverbed and hydrosphere changes in basin
$\circ$ Temporal changes detection of the riverbed sediment
$\circ$ Hydrosphere changes monitoring in basin using satellite images
3. Development of GIS system for sediments monitoring
$\circ$ System design for sediments monitoring
$\circ$ Development of GIS system based on various modules for sediments monitoring

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 보고서 초록...5
• 요약문...7
• SUMMARY...12
• CONTENTS...17
• 목차...22
• 표목차...27
• 그림목차...28
• 기호 및 약어...33
• 제1장 연구개발과제의 개요...35
• 제1절 연구배경...35
• 제2절 연구목적...37
• 제3절 연구방법 및 내용...39
• 제2장 국내외 기술개발 현황...43
• 제1절 국내외 관련 기술의 현황...43
• 1. 각 기관별 적용 기술 현황...46
• 2. 프로젝트별 적용 기술 현황...47
• 제2절 국내외 관련 연구 동향...49
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...53
• 제1절 자료구축 기술 및 방법...53
• 1. 수치지형모형...53
• 가. 수치지형모형 획득방법...53
• 나. 수치지형모형 생성...57
• 다. 수치지형모형 처리...59
• 2. 하천유역에 대한 토양유실량 산정...61
• 가. 범용토양유실공식...61
• 나. 토양유실인자...62
• 3. 항공 LiDAR 측량...67
• 가. 항공 LiDAR 측량 원리...68
• 나. 항공 LiDAR 측량 특징...75
• 다. 보간법...78
• 4. 수심측량...83
• 가. 음향측심 원리...83
• 나. 음파신호...84
• 다. 수심보정...88
• 5. 위성영상의 전처리 및 분류...92
• 가. 대기 및 방사보정...92
• 나. 기하학적 보정...95
• 다. 인공위성영상 분류...96
• 제2절 유역 및 하상의 수치지형모형 생성...100
• 1. 항공 LiDAR 데이터 획득 및 처리...100
• 가. 데이터 획득...101
• 나. DEM/DSM 생성...109
• 2. 음향측심 데이터 획득 및 처리...114
• 가. 데이터 획득...115
• 나. DEM/DSM 생성...120
• 3. 유역 및 하상 DEM/DSM 융합...122
• 제3절 퇴적물 모니터링 분석...124
• 1. 퇴적물의 유실량 및 경로분석...124
• 가. 유역의 유실량 산정...124
• 나. 퇴적물의 유입경로 분석...131
• 2. 하상의 퇴적량 산정...137
• 3. 하상 퇴적물의 시간적 변화...143
• 4. 위성영상 자료를 이용한 유역의 수계 변화 모니터링...143
• 가. Landsat 위성영상...144
• 나. Landsat 위성영상의 기하보정...148
• 다. 수계의 변화 탐지...153
• 제4절 퇴적물 모니터링을 위한 GIS 시스템 개발...166
• 1. 시스템 설계...166
• 가. 시스템 설계...168
• 나. 시스템 구조...170
• 2. 구현 기능...173
• 가. 자료 흐름도...173
• 나. 자료 관리 모듈...173
• 다. 파일 입력 모듈...175
• 라. 자료 변환 및 생성...177
• 마. 자료 처리...179
• 바. 화면 출력...182
• 사. 자료 저장...184
• 3. 시스템 개발...185
• 가. 기반 기술...185
• 나. 자료 관리 프로세스...185
• 다. 파일 입력 프로세스...186
• 라. 자료 변환 및 생성 프로세스...189
• 마. 자료 처리...192
• 바. 화면 출력...198
• 사. 자료 저장...203
• 4. 시스템 구성...205
• 가. 유역 선택 및 관리 구현...205
• 나. 2차원·3차원 자료표현 및 자료변환 구현...208
• 다. 정밀음파탐사 자료 추가 구현...211
• 라. 분석 구현...213
• 제5절 결론...218
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...221
• 제1절 연구개발 목표 달성도...221
• 제2절 관련분야에의 기여도...222
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...223
• 제1절 활용계획...223
• 1. 고정밀 지형자료 구축 방안 활용...224
• 가. 항공 LiDAR 시스템...224
• 나. 음향측심 시스템...224
• 2. 퇴적물 모니터링을 위한 GIS 시스템 활용...225
• 가. 시스템 구조...225
• 나. 활용 계획...226
• 제2절 기대 효과...227
• 1. 기술적 측면...227
• 2. 기대효과...228
• 제3절 관련 후속연구개발의 필요성...229
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...231
• 제1절 하상의 DEM, DSM 관측 기술...231
• 1. 미국...231
• 2. 일본...232
• 제2절 항공 LiDAR 관련 기술...234
• 1. 미국...238
• 가. NASA...238
• 나. USGS...238
• 다. FEMA...239
• 라. NGA...240
• 마. NOAA...240
• 바. HARC...240
• 사. OS(Ordance Survey, 영국)...241
• 2. 일본...241
• 3. 네덜란드...242
• 4. 프로젝트별 적용사례...242
• 가. 국가지형정보 제작...242
• 나. 시설물 관리...242
• 다. 재난관리...243
• 라. 토목건설 공사설계...243
• 마. 자연환경 정보관리...244
• 바. 연안해역 관리...244
• 사. 통신관리...245
• 제7장 참고문헌...247