연구논문 : 목포연안지역의 안개특성에 관한 연구

김도용 ( Do Yong Kim ),이상득 ( Sang Deug Lee ),김지영 ( Ji Young Kim ),우종택 ( Jong Taek Woo ),오재호 ( Jai Ho Oh ) 한국환경과학회 2006 한국환경과학회지 Vol.15 No.7

도시화에 따른 토지피복도 변화가 강수에 미치는 영향

김도용(Kim, Do Yong) 대한공간정보학회 2018 대한공간정보학회지 Vol.26 No.4

도시지역의 인공적 토지피복도 및 토지이용도에 의한 지형적 및 열적 요인들은 국지적 미기상에 영향을 미친다. 본 연구에서는 WRF-UCM 접합모형을 이용하여 서울을 중심으로 한 도시권 확장을 가정한 수치모의를 수행하고, 도시화에 따른 토지피복도 변화가 강수에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 대도시화에 따른 서울 및 주변 지역의 국지적 강수 변동성에 대한 민감도는 존재하는 것으로 평가되었다. 다만, 지역별 및 강수사례별로 상이한 변동양상을 보여, 일관적 변동 패턴은 파악되지 않았다. 본 연구를 통하여 도시지역의 국지적 강수예측에 있어서 도시지표면 정보를 반영한 수치모의기법의 활용성이 확인되었으며, 또한 도시화에 따른 국지기상 영향평가를 위해서는 정기적인 모니터링을 기반으로 한 상세하고 정확한 도시 지표정보의 필요성이 제시되었다. The geological and thermal factors by artificial land cover and land use in urban area have an effect on local meteorological phenomena. In this study, the numerical simulations with the conditions of urban expansion in Seoul metropolitan area were performed by using WRF-UCM coupled model, and the effect of changes in land cover by urbanization on precipitation was analyzed. The changes in local precipitation at Seoul and surrounding areas presented in the numerical experiments with metropolitanization conditions, although the model sensitivity was various at precipitation events and local points. This study proposed the numerical simulations with urban surface information for the prediction of regional precipitation in urban area. It was also suggested that the detailed and accurate information of urban surface characteristics based on regular monitoring should be necessary for the assessment of urbanization on local meteorological phenomena.

인공적 지형변화가 국지풍에 미치는 영향

김도용 ( Do Yong Kim ),김재진 ( Jae Jin Kim ) 대한원격탐사학회 2016 大韓遠隔探査學會誌 Vol.32 No.2

본 연구에서는 지리정보시스템(GIS) 자료와 전산유체역학(CFD) 모델을 이용하여, 해상교량 건설에 따른 하의도 남쪽 지역의 인공적 지형변화가 국지풍에 미치는 영향을 조사하였다. 수치모델의 지표 경계입력 자료로써 대상영역의 3차원 수치지형은 GIS 자료를 기반으로 구축하였으며, 유입류는 하의도 자동기 상관측소(AWS)에서 관측된 바람자료로부터 설정하였다. 수치모의는 인공적 지형변화 전과 후에 대하여 계절별로 수행하였으며, 인근 염전지역의 바람 차단 효과를 중점적으로 분석하였다. 지표풍속은 접속도로 건설 구간에 인접한 남서쪽 지역에서 최대 유입류 대비 약 5~20% 정도 감소하는 것으로 나타났으며, 염전지역 전체에 대한 지표풍속은 평균 유입류 대비 약 2% 미만 감소하는 것으로 평가되었다. 또한, 서풍계열의 바람은 상대적으로 인공적 지형변화의 영향이 크게 나타났다. The effect of artificial changes in geographical features on local wind was analyzed at the construction site of bridge and fill-up bank in the southern part of Haui-do. Geographic Information System (GIS) data and Computational Fluid Dynamics (CFD) model were used in this study. Three-dimensional numerical topography based on the GIS data for the target area was constructed for the surface boundary input data of the CFD model. The wind observations at an Automatic Weather Station (AWS) located in Haui-do were used to set-up the model inflows. The seasonal simulations were conducted. The differences in surface wind speed between after and before artificial changes in geographical features were analyzed. The surface wind speed decreases 5 to 20% at the south-western part and below 2% of the spatial average for salt field. There was also marked the effect of artificial changes in geographical features on local wind in the westerly wind case for the target area.

도시형 생활폐기물의 전처리 공정별 선별효율 분석

김도용 ( Do-yong Kim ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.6

본 연구에서는 생활폐기물의 친환경적 처리와 자원화 및 재활용 증대를 위한 생활폐기물 전처리 시설을 대상으로 전처리 공정별 선별효율을 평가하였다. 자력선별기에 의한 철·금속류 선별공정의 경우는 철류가 70.39%로 비교적 우수한 선별효율을 보였으며, 철 혼합제품도 15.53% 포함되어 있었다. 와류선별기에 의한 비철금속류 선별공정에 있어서는 가연성 물질인 알룸박이 비닐이 상당량 포함되어 있는 것으로 나타났고(와류선별기1 40.51%, 와류선별기2 16.53%), 광학선별기의 경우에는 비닐·플라스틱류가 34.62%(PVC 3.17%)로 나타났다. 따라서 전처리 공정에 의한 생활폐기물의 선별효율 증대를 위해서는 철 혼합제품 등의 철저한 분리배출, 알룸박이 비닐의 선별에 대한 기술적 개선과 대책마련, 도시형 생활폐기물의 배출 특성을 고려한 광학선별공정의 상세한 성능평가 등의 필요성이 제시되었다. The present study evaluated the efficiency of pre-treatment process for sorting municipal solid wastes(MSWs). The process by magnetic sorter showed reasonably good efficiency for sorting iron and metal materials, including 70.39% iron materials and 15.53% iron-mixed wastes. For sorting nonferrous metals by eddy current sorters, there was a respectable amount of aluminium-coated vinyls as combustible material(Sorter-1 40.51%, Sorter-2 16.53%). 34.62% vinyl·plastic materials(3.17% PVC) were sorted by optical sorter. Thus, it was reported that thorough separation for sending out the recyclable wastes, technical improvement for sorting aluminium-coated vinyls, and assessment of optical process for MSWs in urban area should be necessary for reasonable efficiency of the pre-treatment process.

도시지역 유인관측소 일조 관측환경 평가 모델 개발

김도용(Do-Yong Kim),김도형(Do-Hyoung Kim),김재진(Jae-Jin Kim) 한국기상학회 2013 대기 Vol.23 No.3

교량건설에 따른 도서지역 대기환경 평가

김도용 ( Do-yong Kim ),김재진 ( Jae-jin Kim ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.4

본 연구에서는 하의도 남쪽 연도교 건설지점을 대상으로 교량 및 주요 도로로부터 배출되는 대기오염물질의 확산이 주변지역에 미치는 영향을 평가하였다. 전산유체역학 모델과 지리정보시스템 자료를 이용한 관측 자료로부터 도출된 대상지역의 계절별 주풍에 대하여 미세규모 수치모델링을 수행하였다. 대상지역에서 가장 우세한 북풍계열의 바람이 부는 경우에는 남쪽 주거지역이 대기확산의 영향권에 포함되었으며, 서풍계열의 바람이 부는 경우에는 풍하측에 위치한 염전지역의 대부분이 대기확산의 영향을 받을 것으로 평가되었다. 그러나 대상지역은 도서지역으로 배출된 대기오염물질의 대부분이 지속적으로 해상으로 확산되어 빠져나가고, 또한 염전지역의 경우에도 지형이 평탄하여 대기확산이 원활히 이루어지는 양상을 보였다. 본 연구를 통하여 미세규모 수치모델링 기법은 지역개발에 따른 국지적 대기환경을 평가하는데 있어서 매우 유용한 도구임을 확인하였다. The present study evaluated the effect of air pollutant dispersion from bridge and roads on local atmospheric environment at the construction site of bridge in the southern part of Haui-do. Micro-scale numerical modeling based on computational fluid dynamics model and geographic information system data was performed for the observed seasonal prevailing wind cases. The southern residential area and salt field for the target area were effected by the pollutant dispersion in the northerly(as the most dominant prevailing wind) and westerly wind cases, respectively. There was marked dispersion of air pollutant at flat salt field and to the sea in island. This study showed that the micro-scale numerical modeling was successfully applicable to evaluation of local atmospheric environment for regional development.

한반도 계절별 기온 추정을 위한 통계모형 개발

김도용 ( Do-yong Kim ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.5

공간적으로 균질하고 상세한 기온정보는 대기환경의 감시와 예측에 있어서 매우 중요한 기상학적 요소이다. 본 연구에서는 인공위성 원격탐사로부터 생산된 LST(Land Surface Temperature), NDWI(Normalized Difference Water Index), NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)를 독립변수로 하는 통계적 회귀기반의 기온 추정 모형을 개발하였다. 개발된 모형에 계절별 회귀상수 및 회귀계수를 적용하여 기온을 산출한 결과, 추정된 기온은 지상관측기온과 비교하여 높은 상관을 보였고, 3℃ 미만의 RMSE와 1℃ 미만의 BIAS로 매우 높은 일치성을 보였다. 따라서 본 연구에서 개발한 인공위성 원격탐사자료를 활용하여 통계적으로 기온을 추정하는 기법은 공간적으로 균질하고 상세한 우리나라의 계절별 기온정보를 생산하는데 있어서 간략하고 유용한 수단이 될 수 있으리라 기대된다. Spatial homogeneous near-surface air temperature with high resolution is important meteorological variable for monitoring modelling atmospheric environment. This study attempted to estimate the near-surface air temperature using LST(Land Surface Temperature), NDWI(Normalized Difference Water Index) and NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) obtained from satellite remote sensing as independent variables. The near-surface air temperature values estimated from the multiple regression model with the different constants and coefficients for each season showed reasonably good performance (less than 3℃ root mean square error and 1℃ mean bias) compared with the observed values. Thus, the proposed statistical estimation model using remotely sensed surface observations may be useful for producing spatial homogeneous information of seasonal air temperature over Korea.

한반도 시공간적 바람정보 생산과 토지피복별 보정 알고리즘 개발

김도용(Kim, Do Yong),한경수(Han, Kyung Soo) 대한공간정보학회 2012 대한공간정보학회지 Vol.20 No.3

바람은 기상, 기후, 신재생 에너지 등 다양한 분야에서 널리 활용되는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이 연구에서는 우선, 중규모 기상모델 WRF를 이용하여 우리나라의 전역에 대하여 2006년도를 대상으로 수치 시뮬레이션을 수행하여, 시공간적 상세 바람정보를 생산하였다. 수치모의 된 풍속은 관측풍속과 비교하여 공간적 및 계절적 특징을 비교적 잘 나타내었으나, 전반적으로 다소 과대 모의되는 경향을 보였다. 이러한 예측오차를 줄이기 위하여, 위성원격탐사로부터 생산된 지표특성 변수인 LST와 NDWI를 사용한 예측풍속의 통계적 보정 알고리즘을 개발하고, 다중회귀분석에 의하여 보정식의 토지피복별 상수와 계수를 도출하였다. 제안된 보정 알고리즘에 의하여 최종적으로 보정된 풍속은 관측풍속과 비교하여 높은 상관관계, 0.4 m/s 미만의 RMSE, 0에 가까운 BIAS로 매우 높은 일치성을 보였다. 따라서, 이 연구에서 제안한 위성원격탐사자료를 활용한 통계적 보정 알고리즘은 중규모 수치모의에 의한 예측오차를 개선하고 보다 정확한 한반도 바람정보를 생산하는데 있어서 간략하고 유용한 수단이 될 수 있으리라 기대된다. Wind is an important variable for various scientific communities such as meteorology, climatology, and renewable energy. In this study, numerical simulations using WRF mesoscale model were performed to produce temporal and spatial wind information over the Republic of Korea during 2006. Although the spatial features and monthly variations of the near?surface wind speed were well simulated in the model, the simulated results overestimated the observed values as a whole. To correct these simulated wind speeds, a regression?based statistical algorithm with different constants and coefficients by land cover type was developed using the satellite?derived LST and NDWI. The corrected wind speeds for the algorithm validation showed strong correlation and close agreement with the observed values for each land cover type, with nearly zero mean bias and less than 0.4 m/s RMSE. Therefore, the proposed algorithm using remotely sensed surface observations may be useful for correcting simulated near?surface wind speeds and producing more accurate wind information over the Republic of Korea.

온난 및 한랭시즌의 우리나라 지상기온 평가 알고리즘 개발

김도용(Kim, Do Yong) 대한공간정보학회 2015 대한공간정보학회지 Vol.23 No.4

시공간적 기온정보는 지구온난화와 기후변화의 이해에 있어서 중요한 기상요소이다. 본 연구에서는 인공위성 원격탐사로부터 획득된 공간적으로 균질한 지표면 정보를 이용하여 우리나라 지상기온 평가 알고리즘을 개발하였다. LST(Land Surface Temperature), NDWI(Normalized Difference Water Index), NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)를 독립변수로 하는 지상기온 추정을 위한 다중회귀모형을 제안하고, 우리나라의 지역기후변화를 고려하기 위하여 온난시즌과 한랭시즌에 대한 모형의 회귀상수 및 회귀계수를 도출하였다. 개발된 기온 추정 알고리즘에 의해 산출된 온난 및 한랭시즌의 기온정보는 지상관측기온과 비교하여 우수한 상관관계를 보였고, 3℃ 미만의 RMSE와 거의 0에 가까운 BIAS로 매우 높은 일치성을 보였다. 따라서 인공위성 지표면 원격탐사자료를 활용하고 온난 및 한랭시즌의 구분을 적용한 기온 평가 알고리즘은 우리나라의 지역기후를 평가하는데 있어서 간략하고 유용한 수단이 될 수 있으리라 기대된다. Spatial and temporal information on near-surface air temperature is important for understanding global warming and climate change. In this study, the estimation algorithm of near-surface air temperature in Korea was developed by using spatial homogeneous surface information obtained from satellite remote sensing observations. Based on LST(Land Surface Temperature), NDWI(Normalized Difference Water Index) and NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) as independent variables, the multiple regression model was proposed for the estimation of near-surface air temperature. The different regression constants and coefficients for warm and cold seasons were calculated for considering regional climate change in Korea. The near-surface air temperature values estimated from the multiple regression algorithm showed reasonable performance for both warm and cold seasons with respect to observed values (approximately 3℃ root mean-square error and nearly zero mean bias). Thus, the proposed algorithm using remotely sensed surface observations and the approach based on the classified warm and cold seasons may be useful for assessment of regional climate temperature in Korea.

GIS 자료와 일조모델을 이용한 자연적 및 인공적 지형에 의한 일조차단 평가

김도용(Kim, Do Yong),김재진(Kim, Jae Jin) 대한공간정보학회 2016 대한공간정보학회지 Vol.24 No.3

본 연구에서는 하의도 남쪽 연안지역을 대상으로 자연적 및 인공적 지형에 의한 일조차단의 영향을 평가하였다. 지리정보시스템 자료를 이용하여 대상지역의 지형공간자료를 생산하고, 태양의 방위각과 고도각을 기반으로 3차원 일조환경평가 모델링을 수행하였다. 주간시간대에는 대상지역의 약 80∼90% 이상의 영역에서 일조가 형성되었으며, 특히 하지(여름철)의 경우가 일조환경이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 산악지형에 의한 일조차단의 영향은 일몰에 가까운 늦은 오후 시간대에 북쪽 주거지역에서 나타났다. 성토건설에 따라 형성되는 인공지형의 경우, 이른 오전 시간대에는 남쪽 주거지역의 일조환경에 영향을 미쳤으며, 늦은 오후 시간대에는 염전의 남서쪽 지역에 영향을 미치는 것으로 평가되었다. The present study evaluated the blocking effect of natural and artificial topography on sunshine duration in the southern coastal area of Haui-do. The geospatial data for the target area was constructed by geographic information system(GIS) data. Three-dimensional modeling based on solar azimuth and altitude angles was conducted for the assessment of sunshine environment. The sunshine area was evaluated over 80∼90% of the target area in the daytime, especially in summer. The blocking effect of mountainous terrain on sunshine duration was presented at the northern residential area in the late afternoon. There was also the effect of artificial topography by construction of fill-up bank on sunshine environment at the southern residential area early in the morning and the south-western part of salt field in the late afternoon.