초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 돌발홍수 예․경보시스템(Flash Flood Warning System, FFWS)의 효용성 극대화를 위한 레이더 자료의 품질향상 기법을 개발하는 것이다. 지금까지 사용되어온 레이더 자료의 품질향상 기법들은 모두 자료의 평균값에 맞추어져 개발되었다. 그러나 돌발홍수 예․경보시스템에서 사용되는 강우강도 임계값은 평균값과는 크게 차이가 나며, 따라서 레이더 자료를 이용하여 추정하는 큰 레이더 강우강도의 신뢰도는 평균과는 비교할 수 없을 정도로 떨어지게 된다. 이에 본 연구에서는 돌발홍수 예․경보시스템

□ 연구개요
본 연구의 목표는 돌발홍수 예․경보시스템(Flash Flood Warning System, FFWS)의 효용성 극대화를 위한 레이더 자료의 품질향상 기법을 개발하는 것이다. 지금까지 사용되어온 레이더 자료의 품질향상 기법들은 모두 자료의 평균값에 맞추어져 개발되었다. 그러나 돌발홍수 예․경보시스템에서 사용되는 강우강도 임계값은 평균값과는 크게 차이가 나며, 따라서 레이더 자료를 이용하여 추정하는 큰 레이더 강우강도의 신뢰도는 평균과는 비교할 수 없을 정도로 떨어지게 된다. 이에 본 연구에서는 돌발홍수 예․경보시스템에 사용되는 목표 강우강도 값에 집중한 레이더 자료의 품질향상기법을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 레이더 강우 활용측면에서의 요소기술을 개발하려는 목표로 총 3개년 동안 연구를 수행하였으며, 이를 통해 레이더 강우를 보다 효율적/적극적으로 이용하는 것을 가능케 하였다. 본 연구의 목표를 세분하여 요약하면 다음과 같다. (1) 목표 강우강도 값에 집중한 강우추정 관계식의 매개변수 결정기법 개발 (2) 목표 강우강도 값에 집중한 편의 보정기법 개발 (3) 위 두 기법의 실시간 적용 시스템 개발.

첫 째, 목표 강우강도 값에 집중한 강우추정 관계식의 매개변수 결정기법 개발과 관련해서는 레이더 강우추정 관계식의 이론적 배경 재검토, 강우입자분포를 고려한 레이더 강우추정 관계식, 특정 반사도 구간에 대한 강우추정 관계식의 매개변수 추정과 관련된 연구를 수행하였다. 특정 반사도 구간에 대한 강우추정 관계식의 매개변수 추정은 기존 자료의 평균값에 맞추어져 개발된 강우추정 관계식과 비교해 높은 레이더 반사도 구간에서 높은 정확도를 보였다.

둘 째, 목표 강우강도 값에 집중한 보정기법 개발과 관련해서는 특정 반사도 구간에서의 G/R 보정 기법과 관련된 연구를 수행하였다. 목표 강우강도 중심 G/R 보정 기법은 기수행된 목표 강우강도에 집중한 레이더 강우추정 관계식에 G/R 보정기법을 적용하는 형태이다. 목표 강우강도에 집중한 G/R 보정기법은 기존의 G/R 보정 기법보다 더 우수함을 보였다.

셋 째, 위 두 기법의 실시간 적용 시스템 개발과 관련해서는 레이더 강우추정 관계식의 실시간 매개변수 추정기법 개발과 레이더 강우의 실시간 편의 보정기법 개발과 관련된 연구를 수행하였다. 레이더 강우추정 관계식의 실시간 매개변수 추정기법 개발에서는 확장칼만필터를 적용하여 이중편파 레이더 강우추정 관계식의 매개변수를 실시간으로 예측하고, 평가하였다. 확장칼만필터는 이중편파 레이더 강우추정 관계식의 매개변수를 실시간으로 예측하고, 이를 다음 시점의 관측치 또는 예측치에 적용하여 보다 나은 품질의 레이더 강우강도를 예측하였다. 레이더 강우의 실시간 편의보정기법 개발에서는 듀얼칼만필터를 적용하여 레이더 강우강도의 보정계수를 예측하였다. 듀얼칼만필터는 보정계수에 대한 시계열 특성을 반영하여 G/R비를 실시간으로 예측하므로 보다 정도 높은 강우강도를 예측하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
기존의 레이더 자료 수집 절차, 품질 관리, 정량적 강수추정과 정량적 강수예보는 관측 자료의 평균적인 거동에 초점이 맞춰져 왔다. 그러나 돌발홍수예경보시스템의 효율적인 운영을 위해서는 전체 시스템이 홍수를 유발하는 강우강도에 초점을 두어야 한다. 본 연구의 결과는 기존에 시도되지 않았던 목표 강우강도를 중심으로 한 통계적 기법, 실시간 적용기법 등을 개발하여 레이더 자료의 품질향상에 기여하였다. 특히, 돌발홍수 예․경보시스템의 목표 강우강도 주변에서 가장 큰 신뢰도를 보일 수 있도록 하는 기법을 적용할 경우 돌발홍수 예․경보시스템의 획기적인 성능 개선을 기대할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 목표 강우강도에 집중한 레이더 강우추정 관계식의 매개변수 추정기법 개발 ... 4
• (2) 목표 강우강도에 집중한 레이더 강우의 편의 보정기법 개발 ... 13
• (3) 실시간 적용 시스템 개발 ... 21
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 42
• 4. 참고문헌 ... 43
• 5. 연구성과 ... 47
• 끝페이지 ... 49