초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
1. 시험지구 선정과 기초자료 수집
경남 진주시를 시험지구로 선정하여 과거 기상자료, 하천수위자료, 그리고 침수피해자료 등 관측자료와 함께 토지피복지도, 수치고도자료 등 수치지도를 수집하고 전처리함으로써 침수위험분석과 침수피해정보 생성 및 정보 서비스 기술의 개발과 시험에 활용하였다.
2. 수문자료를 이용한 침수위험 평가 기술 개발
하천 홍수예보의 기준이 되는 하천수위 혹은 댐수위 자료와 과거 농경지 침수 피해 발생 기록을 비교하고 확률개념을 적용함으로써 경험적인 침수위험 평가 기술을 제안하였

Ⅳ. 연구개발결과
1. 시험지구 선정과 기초자료 수집
경남 진주시를 시험지구로 선정하여 과거 기상자료, 하천수위자료, 그리고 침수피해자료 등 관측자료와 함께 토지피복지도, 수치고도자료 등 수치지도를 수집하고 전처리함으로써 침수위험분석과 침수피해정보 생성 및 정보 서비스 기술의 개발과 시험에 활용하였다.
2. 수문자료를 이용한 침수위험 평가 기술 개발
하천 홍수예보의 기준이 되는 하천수위 혹은 댐수위 자료와 과거 농경지 침수 피해 발생 기록을 비교하고 확률개념을 적용함으로써 경험적인 침수위험 평가 기술을 제안하였다. 경남 진주시에 적용한 결과 남강에 위치한 진주수위관측소를 기준으로 2002년 이래 연도별 최고 하천수위를 정규분포로 가정하고 재현빈도 10년 이상 침수위급 (red), 5년 이상 침수 경보 (orange), 3년 이상 침수주의 (yellow), 그리고 평상상태 (green)의 네 단계에 예경보 기준에 대하여 하천수위를 각각 3.51 m, 3.21 m, 2.89 m 등으로 하는 경계를 생성하였다.
3. 기상자료를 이용한 침수위험 평가 기술 개발
기상자료를 중심으로 농경지 침수와 관련있는 인자들을 변동변수들 (강수량, 하천수위, 댐 저수위, 댐 방류량, 강우강도, 댐 상류 강수량 등)과 고정변수들 (하천과의 거리, 경사도 등)로 나누고 Correlation 분석과 Logit 모델로 유의한 변수들을 판단한 후 각 변수별 퍼지 확률분포로 계산한 지표를 퍼지 멤버십 함수로 종합함으로써 농경지 침수위험 지수를 계산한다. 시험지역에 적용한 결과 강수량, 강우강도, 하천수위, 댐 저수위, 댐 방류량, 댐 상류 강수량의 지표가 각각 0.53, 0.62, 0.77, 0.91, 0.81, 0.77 이상일 때가 매우위험 단계로 구분되었다.
4. 침수피해자료를 이용한 침수취약성 평가 기술 개발
과거 침수피해 기록으로부터 해당 해발고도, 경사, 그리고 하천으로부터 거리 등 래스터 지도를 중첩시켜 셀별 누적값을 계산한 후 다시 선형 퍼지 멤버십으로 0과 1사이의 값으로 변환함으로서 침수취약지수를 정의하였다. 시험지역에 적용한 결과 침수취약지수가 0.75가 넘는 매우 높은 취약단계의 지형 조건은 해발고도 19 m 이하, 경사 3.5° 미만, 그리고 하천으로부터 거리는 115 m 이내로서 진주시의 약 1.2%에 해당하는 면적이 추출되었다.
5. 농경지 침수관리 정보 사용자 시스템의 설계와 구현
농경지 침수 위험정보의 조회와 농경지 침수 피해 정보의 등록과 조회를 위해 Android OS 기반의 앱을 개발하였다. 사용자 인터페이스는 크게 초기 메인화면, 침수정보, 기상정보, 피해등록, 과거침수정보조회, 침수취약구역조회, 환경설정 등 7개 화면으로 구성되며 침수정보 및 기상정보화면에서는 등록한 지점의 침수정보 및 기상정보를 보여주도록 하고 피해등록 화면에서는 침수정보와 관련된 주요 업무인 침수피해 현장등록, 과거 침수정보 조회, 취약구역 정보 조회가 가능토록 구현하였다.
6. 농경지 침수관리 정보 서버 시스템의 설계와 구현
침수 위험정보의 분석과 관리, 농경지 침수 피해 정보의 관리를 위해 Windows Server 2008 플랫폼에서 운용되는 두 개의 서버, MySQL 데이터베이스 서버와 어플리케이션 서버를 구축하였다. 데이터베이스는 침수위험 정보와 수문기상정보, 침수피해이력, 침수피해사진 등 16개의 테이블과 7개 수치지도로 설치하였고, 사용자 인터페이스는 관리자용 메뉴로서 Java 언어 기반의 Web 인터페이스 형태로 피해등록 관리, 모바일 데이터 관리, 사용자 관리, 통계 추출 등의 화면과 가능으로 구현하였다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Study site selection and data collection
Jinju-si in Gyeongnam province was selected for the experimental study of the mobile inundation information management application by considering the past records of inundation damages on farmlands and the data availability. Different obse

Ⅳ. Results
1. Study site selection and data collection
Jinju-si in Gyeongnam province was selected for the experimental study of the mobile inundation information management application by considering the past records of inundation damages on farmlands and the data availability. Different observation data (hourly rainfall, hourly water level, and the records of inundation damages) and several digital map data (land cover map, digital elevation model, administration boundary map) were collected and preprocessed for the study site.
2. Evaluation of farmland inundation risk based on hydrologic information
Hydrologic inundation risk was suggested to be evaluated by recurrence frequency for the time-series of annual maximum water level from the water level data of the main stream/river on the moment of the inundation. As for Jinju-si, the probability analysis for the records since 2002 at the Jinju water level station resulted in that supposing normal distribution, the inundation risk could be decided based on the following criteria: red level, orange level, yellow level, and green level at the frequency over 10 years (water level 3.51 m), over 5 years (water level 3.21 m), over 3 years (water level 2.89 m), and the less, respectively.
3. Evaluation of farmland inundation risk based on meteorologic information
A farmland inundation risk index was suggested by applying fuzzy fault tree method to the standardized parameters such as rainfall amount, rainfall intensity, stream level, dam release, dam storage, and rainfall on the dam watershed, which were proven to be significant by correlation analysis and Logit model application. As for Jinu-si, red level (highly risky) was classified under the conditions of over 0.53 for rainfall amount, over 0.62 for rainfall intensity, over 0.77 for stream level, over 0.91 for dam storage, over 0.81 for dam release, and over 0.77 for rainfall on the dam watershed.
4. Mapping of farmland inundation vulnerability with the inundation records
Vulnerability mapping based on the records of flood damages was conducted using digital elevation model, hill slope map, and distance from water body map of 30 m spatial resolution. Inundation vulnerability index was defined as the value of 0 to 1 by applying a fuzzy linear membership function to the accumulation of raster data, reclassified as 1 for cells satisfying each geomorphic condition, and was categorized into five stages by 0.25 interval i.e. extremely vulnerable, highly vulnerable, normally vulnerable, less vulnerable, and resilient. For a case study of Jinju-si, about 6.6 ㎢ of farmlands with elevation of below 19 m at sea water level, slope of below 3.5 degrees, and within 115 m distance from water body were exposed to extremely vulnerable to inundation.
5. Implementation of a mobile application for farmland inundation information vimanagement
The mobile application was developed at Google Android 4.0 OS, and the user interface was designed with seven pages namely main home, inundation information, meteorologic/hydrologic information, damage recording, looking-up of inundation records, inundation vulnerability view, and environments. The meteorologic/hydrologic information page is a display of rainfall, water level, and inundation damage status at a specific site, and the damage recording page provides a map interface for reporting inundation damages at a user’s location by uploading pictures taken by a smart phone camera and registering the detailed information.
6. Implementation of a web application for administrators
A web application was developed for administrators and stakeholders in inundation risk management. The sever system was comprised of an application server with web interface and a MySQL database server. The database has all 16 tables including inundation risk, hourly rainfall, hourly water level, inundation records, user information, and so on, and the Java-coded web interface provides several functionality such as inundation record management, mobile app management, user management, statistics tools as well as database update management.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• S U M M A R Y ... 6
• 목 차 ... 9
• 제 1 장 서 론 ... 11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 1절 국내연구 현황 ... 13
• 2절 국외연구 현황 ... 15
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 17
• 1절 시험지구 기초자료 구축 ... 17
• 1. 시험지구 선정 ... 17
• 2. 기초자료 구축 ... 17
• 2절 농경지 침수위험 정보 설정 및 작성 프로세스 설계 ... 22
• 1. 침수위험 정보 설정을 위한 기존 연구 및 문헌 조사 ... 22
• 2. 침수위험정보 검색 프로세스 설계 ... 23
• 3절 수문정보를 이용한 침수 위험 평가 기법 개발 ... 25
• 4절 침수피해정보를 이용한 농경지의 지형학적 침수취약지도 작성 ... 28
• 1. 침수피해정보를 이용한 침수취약도 평가방법 ... 28
• 2. 연구지역 대상자료 수집 및 적용 결과 ... 31
• 5절 기상정보를 이용한 침수 위험 평가 기법 개발 ... 36
• 1. 농경지 침수위험 평가 과정 ... 36
• 2. 침수정보 서비스 항목별 지표 산정 ... 36
• 3. 농경지 침수위험지수 산정 ... 41
• 4. 농경지 침수위험지수 정보 서비스 적용 ... 42
• 6절 모바일 침수위험 정보 관리 시스템 프로토타입 개발 ... 44
• 1. 프로토타입 A pp의 화면 구성 ... 44
• 2. 프로토타입 A pp의 파일 구성 ... 46
• 7절 데이터베이스 및 어플리케이션 서버 구축과 관리시스템 개발 ... 48
• 1. 스마트폰 기종, 운영체제 및 개발환경 검토 ... 48
• 2. 서버측 프로토타입 시스템 개발 ... 49
• 3. 농경지 침수정보 시스템의 사용자 인터페이스 개발 ... 54
• 8절 농경지 침수피해 정보 설정 및 작성 프로세스 개발 ... 57
• 1. 농경지 침수피해 조사항목 설정 ... 57
• 2. 모바일 기반 침수피해 정보 작성 프로세스 설계 ... 59
• 3. 모바일 기반 침수피해 정보 작성 프로세스 개발 ... 63
• 9절 스마트폰을 이용한 침수피해 계측 기술 개발 ... 65
• 1. 침수피해 계측 기술 설계 ... 65
• 2. 침수피해 계측 기술 개발 ... 66
• 10절 농경지 침수피해 이력 구축 및 검색 서비스 개발 ... 69
• 1. 데이터베이스 구축 및 설계 ... 69
• 2. 침수피해 정보서비스 제공 방안 설계 ... 74
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 78
• 1절 목표대비 대외달성도 ... 78
• 2절 정량적 성과 ... 79
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 80
• 1절 연구개발결과의 활용방안 ... 80
• 2절 연구개발결과의 기대성과 ... 80
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 81
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 81
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비현황 ... 81
• 제 9 장 참고문헌 ... 81
• 부록 A App 기능별 매뉴얼 ... 86
• 부록 B 관리자시스템 기능별 매뉴얼 ... 95
• 끝페이지 ... 103