초록 ▼

□ 연구개요
집중강우에 의해 유발되는 산사태는 빠른 속도로 이동하기 때문에 사태물질이 사면 하부의 거주지나 시설물에 도달하는 경우 대규모의 피해를 유발한다. 따라서 산사태로 인한 위험과 피해를 줄이기 위해서는 사태물질의 정확한 발생 위치와 확산범위를 예측하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 강우로 유발된 산사태의 사태물질이 이동하기 시작하는 발생위치와 사면 하부로 이동하여 확산되는 범위를 예측하기 위한 분석기법을 제안하였다. 그리고 GIS 환경에서 이 두 분석기법을 결합하여 통합분석을 수행하는 모듈을 개발하고 이를 이용하여

□ 연구개요
집중강우에 의해 유발되는 산사태는 빠른 속도로 이동하기 때문에 사태물질이 사면 하부의 거주지나 시설물에 도달하는 경우 대규모의 피해를 유발한다. 따라서 산사태로 인한 위험과 피해를 줄이기 위해서는 사태물질의 정확한 발생 위치와 확산범위를 예측하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 강우로 유발된 산사태의 사태물질이 이동하기 시작하는 발생위치와 사면 하부로 이동하여 확산되는 범위를 예측하기 위한 분석기법을 제안하였다. 그리고 GIS 환경에서 이 두 분석기법을 결합하여 통합분석을 수행하는 모듈을 개발하고 이를 이용하여 광범위한 지역에 대한 산사태 위험도를 예측하였다. 특히 본 연구에서는 퍼지이론 및 확률론적 해석기법을 적용하여 분석에 필요한 입력 자료에 포함되는 불확실성을 정량적으로 고려하고 예측 결과의 정확성을 높이고자 하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
· 본 연구에서는 사태물질의 이동경로를 예측하기 위하여 이동경로 산정 알고리듬과 확산 알고리듬을 결합한 산사태 확산 모델을 제안하고 연구지역에 적용하여 비교분석을 수행하였다. 이를 위하여 산사태 발생 위치에 대한 현장자료를 기초로 다양한 알고리듬과 모델을 비교하였으며 각 기법의 장단점을 비교분석하였다.
· 산사태 발생 위치의 예측은 사태물질의 source area를 파악하는 것으로 정확한 확산범위 예측을 위해서는 발생위치를 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 따라서 분석대상 지역에 대한 취약성 분석과 산사태 유발 인자들의 중첩을 통해 최종적인 산사태 발생 위치를 예측하였다. 특히 비정상류 수리모델과 물리적 사면모델을 결합한 산사태 취약성 모델을 적용하고 분석을 수행하였다. 그리고 이러한 결과를 이동경로예측 분석의 입력변수로 활용하여 분석을 수행하는 프로세스를 개발하여 이동경로 예측기법과 결합하였다.
· 2011년 7월 발생한 우면산 산사태를 대상으로 산사태의 확산 이동거리 분석 알고리듬을 이용하여 토석류의 확산 범위를 모델링하고 그 결과를 실제 토석류 발생 형태와 비교하였다. 이를 위하여 우면산 산사태 발생 이후 촬영된 고해상도의 항공사진을 이용하여 분석의 정확도 검증을 위한 reference map을 구축하고 분석에 활용하였다. 그리고 분석을 통해 예측 결과가 실제 우면산 토석류의 흐름과 이동거리를 가장 잘 예측한 것으로 파악된 알고리듬을 개발된 분석 모듈에 적용하였다.
· 산사태 확산 예측을 위한 분석과정에 개입되는 불확실성을 정량적으로 고려하기 위하여 퍼지이론을 적용한 분석기법을 제안하였다. 퍼지이론을 활용한 산사태 위험도 분석결과는 최적화된 성능을 보이는 것으로 분석되었으며, 확률론적 해석기법을 이용한 산사태 위험도 분석결과와 입력변수의 평균값을 활용한 결정론적 해석기법 기반의 위험도 분석결과에 비해 우수한 성능을 보이는 것으로 분석되었다.

□ 연구개발결과의 중요성
확산범위의 정확한 예측은 산사태의 사태물질이 사면 하부로 이동하여 어느 지점까지 영향을 미칠 것인지를 예측하는 것으로 특히 사면 하부에 주요 시설물이나 거주지가 있는 경우 매우 심각한 피해를 유발할 수 있어 산사태 hazard 및 risk 분석에 있어 매우 중요한 요소이다. 특히, 산사태로 인한 피해를 사전에 예측하여 적절한 대책안을 강구하거나 개발을 제한하는 등의 피해 저감을 위한 행정조치를 취하기 위하여서도 확산범위는 중요한 정보라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 GIS를 기반으로 광역적인 지역에 대한 확산 범위 예측 기법을 제안하였으며 확률론적 해석기법을 활용하고 정량적인 산사태 발생 위치 예측 기법과 연계하여 산사태의 source area로부터 확산범위 산정 기법을 제안하였다. 이러한 연구결과는 산사태 위험도 지도 제작 및 예경보 시스템 개발의 중요 요소기술로 국내 산사태 위험도 분석에 범용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. 이동경로 예측기법과의 결합을 위한 산사태 발생 위치의 예측 ... 4
• 나. 산사태 확산의 이동경로 예측 알고리듬 분석 ... 7
• 다. 산사태 확산의 이동거리 예측 및 현장적용을 통한 적정성 파악 ... 9
• 라. 입력변수의 불확실성을 고려한 확률론적 해석 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 38