INFORMATION - 재난대응을 위한 오픈소스 GIS(FOSS4G) 활용사례

유병혁,Yu, Byeong-Hyeok 한국방재협회 2018 방재저널 Vol.20 No.2

고점도 물질의 슬롯 다이 운전 조건에 관한 실험적 연구

유병혁(Byeong Hyeok Yu),유상석(Sangseok Yu),박기호(Ki Ho Park),오상현(Sang Hyun Oh),전원표(Won Pyo Chun),김성일(Sung Il Kim) 대한기계학회 2019 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2019 No.4

하천 만곡부를 고려한 GIS 기반 침수지역 레이어 구축

이근상 ( Geun Sang Lee ),유병혁 ( Byeong Hyeok Yu ),박진혁 ( Jin Hyeog Park ),이을래 ( Eul Rae Lee ) 한국지리정보학회 2009 한국지리정보학회지 Vol.12 No.1

홍수시 댐 방류에 따른 하류하천의 침수지역을 신속하게 가시화하는 것은 댐관리 업무에 매우 중요하다. 하천구간별로 모의된 홍수위를 기반으로 침수지역을 효과적으로 표출하기 위해서는 하천의 만곡부에서 나타나는 중복영역을 제거해야 된다. 본 연구에서는 홍수분석모형(COSFIM)과 FLDWAV 모델을 연계하여 하천 만곡부를 고려한 침수지역 가시화를 위해 배수강제 알고리듬을 적용하였다. 배수강제 알고리듬은 자동유역추출시 지형상의 함몰점을 제거함으로서 수문학적 처리연구 등에 장점을 주는 보간법의 일종이다. 본 연구에서는 남강댐 하류구간을 대상으로 하천만곡부를 고려한 침수지역 레이어 제작기법을 제시하였으며, 이러한 프로세스를 자동으로 수행하기 위해 Arcobject 컴포넌트 기반의 시스템을 개발하였다. 침수지역레이어 자동추출시스템은 시간측면에서 대용량 데이터를 기반으로 수행되는 홍수범람가시화 업무를 효과적으로 절감시킬 수 있었다. 또한 침수지역 레이어는 IKONOS 위성영상과의 연계를 통해 홍수 재해관련 업무에 실감정보를 제공할 수 있었다. Rapid visualization of flood area of downstream according to the dam effluent in flood season is very important in dam management works. Overlay zone of river bight should be removed to represent flood area efficiently based on flood stage which was modeled in river channels. This study applied drainage enforcement algorithm to visualize flood area considering river bight by coupling Coordinate Operation System for Flood control In Multi-reservoir (COSFIM) and Flood Wave routing model (FLDWAV). The drainage enforcement algorithm is a kind of interpolation which gives to advantage into hydrological process studies by removing spurious sinks of terrain in automatic drainage algorithm. This study presented mapping technique of flood area layer considering river bight in Namgang-Dam downstream, and developed system based on Arcobject component to execute this process automatically. Automatic extraction system of flood area layer could save time-consuming efficiently in flood inundation visualization work which was propelled based on large volume data. Also, flood area layer by coupling with IKONOS satellite image presented real information in flood disaster works.

InVEST 모델을 이용한 주요 국립공원지역의 담수분석

최송현 ( Song-hyun Choi ),유병혁 ( Byeong-hyeok Yu ),장진 ( Jin Jang ),신해선 ( Hae-seon Shin ),장정은 ( Jung-eun Jang ),권혜연 ( Hye-yeon Kwon ) 한국환경생태학회 2021 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2021 No.1

InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)는 미국 Stanford대학을 중심으로 Natue Conservancy와 World Wildlife Fund에서 공동으로 개발한 오픈 소스 모형으로써 자연으로부터 얻는 재화와 서비스를 지도화 및 가치 평가하기 위한 목적으로 제작되었다(naturalcapitalproject. stanford.edu/). 2008년부터 개발이 되었으며, 현재까지 서식 지질, 탄소저장량, 토양침식 등 다양한 세부모형이 개발되었다. 각 모형은 토지피복도를 기반으로 관련 인자를 투입하여 가치를 평가할 수 있도록 구성되어 있다(Sharp et al., 2014). InVEST 모형중 담수(Water Yield)분석은 특정 지역의 연간 물 생산량을 단순화된 물수지법(water balance)을 적용하여 계산한 것이다. 연간 강수량에서 연간 실제 증발산량을 빼고 연간 물 공급량을 계산하며, 지표면 하부의 물 흐름을 구분하지 않기 때문에 지표면의 물 유출량과 지표 하부 식물의 물 유입에 따른 가용량, 지하수 함양량 구분하지 않고 전체 물 공급량으로 산정하였다. 물 생산량은 강수량과 실제 증발산량(증발ㆍ증산)의 관계를 이용하여 정의된다. Y(x)=(1-AET(x)/P(x))×P(x) - Y(x) : 화소 x에 대한 연간 물 생산량 - AET(x): 화소 x에 대한 연간 실제 증발산량 - P(x): 화소 x에 대한 연간 강수량 연간 강수량(P(x)) 자료는 1999-2019년 20년간 국내기상관측소 측정치를 평균하여 보간(interpolation)한 자료를 사용(단위: ㎜)하였다. 연간 실제 증발산량(AET(x))은 식생유형과 기타 유형에 따라 서로 다른 계산법을 적용하였다. 토지 피복지도를 기준으로 식생 유형은 농업지역, 산림지역, 초지, 그리고 기타 유형은 시가화 건조지역, 습지, 나지, 수역으로 구분하였다. 식생 유형(습지 제외)에 대한 강우량 대비 실제 증발산량은 Budyko 방정식으로 계산하였다. 우리나라 22개 국립공원중 속리산, 주왕산, 월악산, 월출산 국립공원을 대상으로 담수량 분석을 실시하였다. 4개 국립공원에 대한 분석결과 담수량이 가장 많은 국립공원은 월악산국립공원으로 연간 9,774,343㎥였고 뒤를 이어 속리산국립공원이 6,646,888㎥였다. 화소(100×100㎡)당 담수량이 가장 많은 곳은 월출산국립공원으로 393.55㎥이었다. 국립공원은 우리나라의 대표적인 보호지역으로써 대부분의 지역에 식생이 분포하고 있다. 그러나 개별 국립공원마다 토지피복의 특성이 달라서 담수량에 차이를 보이게 된다. 따라서 국립공원의 담수량은 기본적으로 국립공원의 면적과 상관성을 가지며 토지피복의 특성에 따라 담수능력이 달라지는 것을 알 수 있다. Table 1. Water Yield on major National Parks

InVEST 모델을 이용한 가지산도립공원의 서식지질 분석과 생태계서비스평가

권혜연 ( Hye-yeon Kwon ),장정은 ( Jung-eun Jang ),신해선 ( Hae-seon Shin ),유병혁 ( Byeong-hyeok Yu ),이상철 ( Sang-cheol Lee ),최송현 ( Song-hyun Choi ) 한국환경생태학회 2022 한국환경생태학회지 Vol.36 No.3

생물다양성협약(CBD)에서는 전 지구적으로 발생하는 환경문제의 대응방안으로 육상의 17%를 보호지역으로 지정하도록 할 것을 권고하고 있다. 우리나라도 국제적 수준에 맞춰 보호지역을 지정하고 보호지역 지정이 가지는 의미를 설명할 필요성이 생겼으며, 이에 따라 생태계서비스에 관한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 우리나라는 보호지역 지정을 자연공원법에 의해 위계별로 국립공원, 도립공원, 군립공원으로 지정하고 있다. 그러나 정치, 행정적 측면이 우선시되면서 생태계서비스 가치평가 연구 및 서식지 관리가 국립공원에 편중되어 도립 및 군립공원은 다소 미비하여 연구의 필요성이 있다. 본 연구에서는 국립공원에 비해 서식지 관리 및 생태계서비스 가치평가 연구가 미비한 가지산도립공원을 대상으로 InVEST 모델 중 InVEST Habitat Quality 모델을 사용하여 서식지 질을 평가하고, 분석 결과를 16개의 산악형 국립공원과 비교하였다. 분석 결과 가지산도립공원의 서식지질 값은 0.83이었으며, 주변 지역에 비해 서식질 질이 높게 나타났다. 3개 지구별 서식지질 차이를 분석한 결과 통도사지구와 내원사지구가 0.84, 석남사지구가 0.83으로 나타났고 용도지구별로는 자연보존지구, 자연환경지구, 문화유산지구, 공원마을지구 순으로 서식지질 값이 높게 나타났다. 기존 국립공원 서식지질 분석 결과와 비교한 결과 가지산도립공원은 무등산국립공원 수준의 자연성을 나타내었다. 이러한 결과는 추후 도립공원의 생물다양성 보전 및 생태계서비스 증진을 위한 정책 수립과 관리방안 수립의 객관적인 자료로 활용될 수 있을 것이다. The Convention on Biodiversity (CBD) recommends that 17% of the land be designated as a protected area to counter global environmental problems. Korea also realized a need to designate protected areas according to the international level and explain the significance of designating protected areas. Accordingly, studies on ecosystem services are required. In Korea, the protected areas are designated as national parks, provincial parks, and county parks by hierarchy under the Natural Parks Act. However, as priority was on political and administrative aspects, research on ecosystem service value evaluation and habitat management were concentrated in national parks, and provincial and county parks were relatively neglected. Therefore, more studies on provincial and county parks are necessary. In this study, habitat quality for Gajisan Provincial Park, where there were few studies on habitat management and ecosystem service valuation, was evaluated using the InVEST Habitat Quality model among the InVEST models. The analysis results were compared with 16 mountainous national parks. The results showed that the habitat quality value of Gajisan Provincial Park was 0.83, higher than that of the surrounding areas. The analysis of habitat quality in three districts showed 0,84 for the Tongdosa and Naewonsa districts and 0.83 for the Seoknamsa district. By use district, the nature conservation district, the natural environment district, the cultural heritage district, and the park village district had the highest habitat quality value in that order. Compared with the existing habitat quality analysis results of national parks, Gajisan Provincial Park showed naturalness at the level of Mudeungsan National Park. These results can be used as objective data for establishing policies and management plans to preserve biodiversity and promote ecosystem services in provincial parks.

수문학적 유역특성자료 자동화 추출 및 분석시스템 개발 (1)

황의호 ( Eui Ho Hwang ),권형중 ( Hyung Joong Kwon ),이근상 ( Geun Sang Lee ),유병혁 ( Byeong Hyeok Yu ),고덕구 ( Deuk Koo Koh ) 한국지리정보학회 2008 한국지리정보학회지 Vol.11 No.3

본 연구에서는 다양한 수문 모형에 적용을 위한 입력자료 도출 기반을 마련하고자 보다 편리하고 체계적인 유역특성자료 분석시스템을 개발하였다. PRMS 모형을 이용하여 유출분석 수행시 입력자료 생성을 위해 사용되는 USGS WEASEL을 참고하여 시스템 개발항목을 도출하고, 체계적이고 효율적인 시스템 개발 및 유지관리를 위하여 UML을 이용한 객체지향 시스템을 설계하였다. 또한, 편리한 사용자 인터페이스 제공 및 다양한 수질·수문 모형에 적용하기 위하여 GIS 컴포넌트 기반인 ArcGIS ArcObjects를 이용하여 유역특성자료 분석시스템을 개발하였다. This study was to develop the analyzing system for watershed characteristics data. The developed system has laid the foundation for preparing the input data in various hydrological models. The algorithms and items included in the system were derived from benchmarking of the GIS WEASEL, which used to prepare the input data of PRMS (Precipitation-Runoff Modeling System). The system was designed to develop and maintain the organized system using both object-oriented UML (Unified Modeling Language) and GIS component-based ArcObjects.

수문학적 유역특성자료 자동화 추출 및 분석시스템 적용 (2) -PRMS 모형을 이용한 용담댐 유역을 대상으로-

권형중 ( Hyung Joong Kwon ),황의호 ( Eui Ho Hwang ),이근상 ( Geun Sang Lee ),유병혁 ( Byeong Hyeok Yu ),고덕구 ( Deuk Koo Koh ) 한국지리정보학회 2008 한국지리정보학회지 Vol.11 No.3

본 연구의 목적은 용담댐 유역을 대상으로 유역특성자료 분석시스템 (KGIS-Hydrology)을 이용하여 PRMS 모형의 입력매개변수를 추출하고 유출모의를 수행함으로서 개발된 유역특성자료 분석시스템 및 추출된 매개변수를 이용한 PRMS 모형의 국내 유역에 대한 적용성을 검토하는데 있다. 용담댐 유역을 대상으로 DEM, 토양도, 임상도 등을 구축하여 유역특성자료 분석시스템에 적용하여 PRMS 모형의 입력 매개변수를 추출하였다. 강수자료 및 기상자료는 기상청의 장수기상관측소의 시계열 자료를 사용하였으며 모의 결과를 검증할 수 있는 하천유출량 자료로서 용담댐 지점(용담댐 유역)과 동향수위관측소(구량천 유역)의 자료를 사용하였다. 장기유출모의 목적에 맞는 PRMS 모형을 구성하고 유역특성자료 분석시스템을 이용하여 추출된 매개변수로서 1966년부터 2001년까지 용담댐 유역에 적용하여 매개변수를 최적화하였다. 최적화된 매개변수를 이용하여 용담댐 유역(2002-2006)에 대하여 검토한 결과 0.49~0.83, 구량천 유역(2001-2004)은 0.57~0.75의 모형효율을 나타내어 모의결과가 실측치에 대하여 높은 모형효율을 나타내었다. The objective of this study is to evaluate the applicability of extracted PRMS input parameters by KGIS-Hydrology over Yongdam-Dam watershed. KGIS-Hydrology is a system for automatic extraction and analysis of watershed characteristic data. Input parameters of PRMS were generated from GIS data (DEM, soil, forest type, etc.) using KGIS-Hydrology. Multi-temporal meteorological data from Jangsu station of KMA (Korea Meteorological Administration) were used for all simulation periods. Input parameters of PRMS were optimized using observed runoff data of Yongdam-Dam station (1966-2001) and validated using observed runoff data of Yongdam-Dam station (2002-2006, Yongdam-Dam watershed). The results showed that the simulated flows were much closed to the observed flows of Yongdam-Dam (2002-2006) and Donghyang (2001-2004) station by 0.49~0.83 and 0.57~0.75 model efficiencies, respectively.

Construction of Korea Node for IYPE OneGeology Portal

한종규(Jong-Gyu Han),김복철(Bok-Chul Kim),유병혁(Byeong-Hyeok Yu) 대한지질학회 2008 지질학회지 Vol.44 No.5