항공레이저 측량 자료의 해상도에 따른 DEM 오차 비교평가 연구

이근상,고덕구,채효석,신영호 한국지리정보학회 2003 한국지리정보학회지 Vol.6 No.3

최근 높은 수직정확도를 갖는 항공레이저측량 기술이 개발됨에 따라 이를 이용한 DEM(digital elevation model) 생성, 건물추출, 홍수위험지도 제작, 3차원 도시모델 구축 등의 다양한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 항공레이저측량으로부터 취득한 원시자료로부터 생성한 해상도별 DEM의 표준편차를 계산하기 위해 점비교법, 등고선비교법 그리고 1/5,000 수치지형도를 활용하였다. 비교결과 점비교법이 등고선비교법보다 낮은 DEM 표준오차를 나타냈으며, 이것은 등고선비교법이 점비교법에 비해 조밀한 격자 연산이 이루어지지 않은 것이 원인으로 파악되었다. 또한 1/5,000 수치지형도는 평균수평거리인 25.4m 이하에서는 점비교법과 등고선비교법에 비해 높은 오차를 보였으며, 25.4m 이상에서는 등고선비교법과 유사한 결과를 나타냄을 알 수 있었다. As airborne laser scanning technique is developed with high vertical accuracy recently, there come many studies on DEM(digital elevation model creation, building extraction, flood risk mapping and 3D virtual city modeling. This study applied point comparative method, contour comparative method and digital map with scale 1/5,000 to calculate RMSE of DEM in according to resolution that was constructed using rawdata being acquired by airborne laser scanning. As a result, point comparative method showed lower DEM standard error than contour comparative method, it is a reason that contour comparative method was not carried out detailed grid calculation for point comparative method. Also, digital map with scale 1/5,000 showed higher DEM standard error than point comparative method and contour method in below 25.4m that is average horizontal distance among contour line, and showed similar result with contour comparative method in over 25.4m.

항공레이저측량 자료를 이용한 시가지 건축밀도 평가에 관한 연구

이근상,고덕구,조기성 한국지리정보학회 2003 한국지리정보학회지 Vol.6 No.3

본 연구에서는 최근 도시계획, 수자원 및 방재 분야에서 높은 관심을 가지고 연구중인 항공레이저측량기법을 활용하여 시가지의 건축밀도를 평가하였다. 먼저, 레이저스캐너인 LiDAR(light detection and ranging)로 취득한 표고자료로부터 DEM(digital elevation model)과 DSM(digital surface model)을 구축하였으며, 건물의 높이를 계산하기 위해 DEM에는 ZONALMEAN 필터, DSM에는 ZONALMAJORITY 필터를 적용하였다. 필터링 과정으로부터 계산한 층수와 현지조사의 층수를 비교한 결과 표준오차 ±0.199층을 확보할 수 있었다. 또한 건물 연면적 레이어와 구획레이어를 중첩하여 통계분석함으로서 도시 구획별 용적률을 제시할 수 있었다. 항공레이저측량 자료를 이용하여 계산한 용적률과 현지조사로부터 계산한 용적률의 비교 결과, 용적률의 표준오차를 ±2.68%로 확보할 수 있었다. 따라서, 항공레이저측량 자료는 향후 토지이용계획을 수립하는 의사결정자에게 매우 유용한 자료를 제공해 줄 것으로 기대한다. This study evaluated the architectural density of urban district using airborne laser scanning(ALS) that is a method used in urban planning, water resources and disaster prevention with high interest recently. First, digital elevation model(DEM) and digital surface model(DSM) was constructed from Light detection and ranging(LiDAR). For getting the height of building, ZONALMEAN filter was used in DEM and ZONALMAJORITY filter was used in DSM. This study compared the floor from filtering with the floor from survey and got standard error, which is ±0.199 floor. Also, through the overlay and statistical analysis of total-area layer and zone layer, we could present floor area ratio by zone. As a result of comparison with floor area ratio between airborne laser scanning data and survey data, the standard error of flor area ratio shows ±2.68%. Therefore, we expect that airborne laser scanning data can be a very efficient source to decision makers who set up landuse plan in near future.

수치지형도를 활용한 홍수지도 제작용 지형자료의 효과적인 구축방법 연구

이근상,고덕구,김우구 한국지리정보학회 2004 한국지리정보학회지 Vol.7 No.1

한국수자원공사에서는 홍수지도 제작을 위한 정밀 지형자료 구축을 위해 LiDAR 측량을 실시하고 있으며, 향후 전국에 대한 홍수지도 제작시 막대한 비용이 소요될 것으로 예상된다. 따라서 홍수지도 제작이 꼭 필요한 지역을 선정하기 위한 사전모의용 자료구축을 위해 NGIS 수치지형도를 활용하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 각 축척별 수치지형도의 표고오차 분석이 필요하다. 본 연구에서는 수치지형도의 DEM 오차를 평가하기 위해 LiDAR 측량을 수행하여 구축한 DEM과 비교하였다. 특히 수치지형도로부터 구축한 TIN으로부터 DEM을 생성하기 위해 수행하는 보간법의 종류에 따라 발생하는 오차특성을 분석하였다. 분석결과 1:1,000 수치지형도가 1:5,000 수치지형도에 비해 오차가 작게 나타났으며, linear 보간을 수행한 DEM이 quintic 보간을 수행한 DEM에 비해 작은 오차특성을 보였다. 특히 도시지역의 경우 완만한 경사로 구성되어 있기 때문에 해상도에 따른 DEM 오차의 변화는 매우 작은 것으로 평가되었다. Korea Water Resources Corporation carried out LiDAR survey to construct detailed terrain data for flood mapping and it is expected that much money is required in flood mapping of all over the country. Therefore, it is desirable to use NIS digital map to construct preliminary modelling data for selection of flood mapping area. And the analysis of DEM error with respect to scale of digital map is necessary for the sake of applying digital map as the input data of flood mapping. We compared DEM from digital map with DEM from LiDAR survey. Especially we analyzed DEM error characteristics that is occurred with respect to the interpolation method that is used to construct DEM from TIN of digital map. As a result of analysis, digital map(1:1,000) showed smaller error than digital map(1:5,000) and DEM applying linear interpolation showed smaller error than DEM applying quintic interpolation. Especially, variation of DEM error by cell resolution was evaluated as very slight because urban district was composed of gentle slope.

GIS기반 토사유실모델을 이용한 저수지 사면의 토사유실 영향 분석

이근상,박진혁,황의호,고덕구 한국지리정보학회 2004 한국지리정보학회지 Vol.7 No.3

임동 유역은 지질 및 토지피복 상태가 토사유실에 취약한 특성을 가지고 있어, 강우발생시 토사 유입으로 호소내 수질오염에 큰 영향을 주고 있으며, 특히 이러한 호소내 수질문제의 원인으로 저수지 사면의 토사유실 가능성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 저수지 사면에서 발생하는 토사유실 기여율을 평가하기 위해, 최근 GIS 및 위성영상과의 연계가 가능한 RUSLE 모형을 선정하였으며 사면에서 발생하는 토사유실 정확도에 큰 영향을 주는 사면의 범위와 폭 그리고 사면상태를DB로 구축하기 위해 현지조사를 실시하였다. 임동유역에 대한 토사유실량과 비교하여 저수지 사면에서 발생하는 토사유실량과의 영향을 분석한 결과 약 2.64%로 나타났다. 따라서 이러한 결과를 볼 때, 임동 유역의 토사유실량에 비해 저수지 사면의 토사유실 영향은 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다. Soil particles from rainfall flow into reservoir and give lots of influence in water quality because the geological conditions and landcover characteristics of Imdong watershed have a weakness against soil loss. Especially, reservoir slant is indicated by the main source area of soil loss. This study selected RUSLE model that could apply GIS and satellite image to evaluate the contribution rate of soil loss in reservoir slant. And we carried out an on-the-spot survey for the range, width and condition of reservoir slant that give much influences to the accuracy of soil loss. As the result of evaluation to the influence of soil loss in reservoir slant, it showed 2. 64% in comparison with Imdong watershed. In view of these results, the influence of soil loss in reservoir slant was evaluated in low comparing with Imdong watershed relatively.

댐 건설전후 유역의 장기유출특성변화의 분석 : I.GIS를 이용한 NWS-PC 모형의 매개변수 추정

윤용남,유철상,안재현,양인태,고덕구 江原大學校 附設 環境硏究所 1998 環境硏究 Vol.15 No.-

본 연구에는 CIS를 이용하여 장기유출 해석 모형의 하나인 NWS-PC모형의 매개변수를 얼마나 적절히 추정할 수 있는가에 대해 알아보았다. 수치표고모형, 수치토양도 및 인공위성영상을 분석하여 얻은 토지이용도 등을 기본 자료로 이용하였고 소유역별 특성값을 GIS를 이용하여 추출하였다. 이러한 특성치들은 Amstrong(1978)에 의거하여 소유역별 모형의 매개변수를 추정하는데 직접이용된다. NWS-PC 모형의 경우 추정된 매개변수는 가능한 값의 범위로 주 This study is to see how effectively the NWS-PC model parameters can be estimated using GIS. Basic informations such as DEM(Digital Elevation Model) ,digital soil map, land use information from satellite image are provided and analyzed for estimating the sub-basin characteristics in GIS. These charcateristics are used to estimate the model parameters for each sub-basin. The model parameters estimated based on Amstrong(1978) are given as a possible range, which will be fixed through the calibration procedure. In this study, we used the1974 data for calibration and the 1979 event for verification. From the calibration procedure, we could find that the parameters related with infiltration and water tend to have the minimum value of the range and that the parameters related with exfiltration of water tend to have the maximum value of the range This result seem to reflect the hydrologic characteristics of Keum-river basin, which could be used to fix the model parameter without difficult calibration procedure. The simulation results show that the relative error of calculated discharge to observed discharge to be within approximately 10% . Therefore, the model with the parameters calibrated was considered to be adaptable for long-term runoff analysisf or Keum-river basin.

Development of Hydrologic Simulation Model for the Prediction of Long-Term Runoff from a Small Watershed

( Koh Deuk Koo ),( Kwun Soon Kuk ) 한국농공학회 1990 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.32 No.-

Over 70% of the rural land area in Korea is mountainous and small watersheds provide most of the water resources for agricultural use. To provide an appropriate tool for the agricultural water resource development project, SNUA2, a mathematical model for simulating the physical processes governing the precipitation-runoff relationships and predicting the storm and long-term runoff quantities from the small mountainous watersheds was developed. The hydrological characteristics of small mountainous watersheds were reviewed to select appropriate theories for the simulation of the runoff processes, and a deterministic and distributed model was developed. In this, subsurface flows are routed by solving Richard's two dimensional equation, the dynamics of soil moisture contents are simulated by the consideration of phenological factors of canopy plants and surface flows are routed by solving the kinematic wave theory by numerical analysis. As a result of an application test of the model to the Sanglim watershed, peak flow rates of storm runoff were over-estimated by up to 184.2%. The occurence time of peak flow and total runoff volume of storm runoffs simulated were consistent with observed values and the annual runoff volumes were simulated in the error range of less than 5.8%.

홍수지도를 이용한 재해경감

고덕구(Koh Deuk Koo),신영호(Shin Young Ho),김대홍(Kim Dae Hong),이근상(Lee Geun Sang) 대한토목학회 2003 대한토목학회 학술대회 Vol.2003 No.10

Regional Frequency Analysis for Rainfall using L-Moment

고덕구(Deuk-Koo Koh),추태호(Tai Ho Choo),맹승진(Seung-Jin Maeng),찬다 트리베디(Chanda Trivedi) 한국콘텐츠학회 2008 한국콘텐츠학회논문지 Vol.8 No.3

본 연구에서는 L-모멘트법에 의한 지역화 빈도분석에 따른 설계강우량 추정에 관한 연구를 수행하였다. 제주도와 울릉도의 강우관측소를 제외한 분석에 사용된 65개 강우관측소의 강우자료 수집과 선정된 강우관측지점의 강우자료의 지속시간, 즉 1, 3, 6, 12, 24, 36, 48 및 72시간 지속의 연최대치 계열을 구성하였다. 관측지점을 대상으로 Cluster 분석을 실시한 결과 우리나라의 강우관측지점에 대한 합리적인 지역화로 5개의 지역으로 구분되었다. 지역화된 지역에 대한 지속기간별 극치강우자료의 적정분포모형 선정을 위한 6가지 분포모형의 적용하고 적용분포의 L-모멘트비를 산정하여 L-모멘트비도를 도시하고 K-S 검정에 의한 적정분포모형을 선정하였다. 선정된 적정분포는 GEV 분포이며 이 분포에 의해 강우관측치의 점빈도 및 지역빈도분석에 의한 설계강우량을 유도하였다. Monte Carlo 기법에 의해 모의발생된 강우량의 점빈도 및 지역빈도분석에 의한 설계강우량을 유도하였다. 실측치 및 모의발생치의 점빈도 및 지역빈도분석에 의한 설계강우량의 비교분석을 위해 상대제곱근오차와 상대편의오차에 의해 분석한 결과 점빈도분석에 의한 설계강우량보다 지역빈도분석에 의한 설계강우량의 사용이 적정한 것으로 나타났다. This study was conducted to derive the optimal regionalization of the precipitation data which can be classified on the basis of climatologically and geographically homogeneous regions all over the regions except Cheju and Ulreung islands in Korea. A total of 65 rain gauges were used to regional analysis of precipitation. Annual maximum series for the consecutive durations of 1, 3, 6, 12, 24, 36, 48 and 72hr were used for various statistical analyses. K-means clustering method is used to identify homogeneous regions all over the regions. Five homogeneous regions for the precipitation were classified by the K-means clustering. Using the L-moment ratios and Kolmogorov-Smirnov test, the underlying regional probability distribution was identified to be the generalized extreme value (GEV) distribution among applied distributions. The regional and at-site parameters of the generalized extreme value distribution were estimated by the linear combination of the probability weighted moments, L-moment. The regional and at-site analysis for the design rainfall were tested by Monte Carlo simulation. Relative root-mean-square error (RRMSE), relative bias (RBIAS) and relative reduction (RR) in RRMSE were computed and compared with those resulting from at-site Monte Carlo simulation. All show that the regional analysis procedure can substantially reduce the RRMSE, RBIAS and RR in RRMSE in the prediction of design rainfall. Consequently, optimal design rainfalls following the regions and consecutive durations were derived by the regional frequency analysis.

기본적인 수리학적 자료에 의한 유속의 공간적 분포 특성

고덕구(Koh, Deuk-Koo),추태호(Choo, Tai-Ho) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회논문지 Vol.8 No.6

본 연구에서는 Brooks(l954)^[1] 연구에서 유사가 포함된 경우와 순수한 물인 경우를 다 포함하여 심충적으로 시행한 실험실 실측자료를 사용하였다. 이 논문에서 Manning과 Chiu의 연결고리로 제시한 F(M)과 Manning의 n, R(동수반경), I(수로경사)와 같은 기초적인 입력자료 만을 사용하여, 수로수직단면의 전체유속분포를 잘 표현할 수 있고 동시에 그동안 취득하기 어려운 최대유속(u_max)도 실측하지 않고 손쉽게 산정할 수 있음을 증명하였다. In this study, Chiu's velocity distribution equation recently developed from the probability and entropy concepts is used to establish a linkage between the mean velocity obtained from the Manning's equation and the corresponding velocity distribution in a channel cross section. The linkage to be established enables computing the velocity distribution along with the mean velocity, from simple hydraulic data such as Manning's n, hydraulic radius and channel slope irrespective of including sediment or not.

하천정비기본계획보고서 정보제공시스템

고덕구(Koh Deuk-Koo) 한국콘텐츠학회 2006 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.4 No.1

지방국토관리청이나 지자체에서는 하천의 관리, 이용, 개발, 치수 및 수질 보전을 위해 매년 국가하천 및 지방 1ㆍ2급 하천에 대한 하천정비기본계획을 실시하고 있으며, 하천정비기본계획보고서와 대장 등이 성과물로써 납품되고 있다. 그러나, 2003년도 이전에 실시된 하천정비 기본계획의 경우, 보고서 및 대장 등 성과물이 체계적으로 관리되지 못하여, 건교부 및 지자체 등과 같은 정부부처와 정부투자기관, 대학 및 연구소와 하천협회 등과 같은 자료의 활용빈도가 높은 전문가 집단에서 본 자료를 활용하는데 많은 제약이 있었다. 본 논문에서는 하천정비기본계획 자료의 데이터베이스 구축을 통한 체계적인 관리와 웹 시스템을 통한 효율적인 정보제공이 가능하도록 2005년에 구축된 하천정비기본계획보고서 정보제공 시스템을 소개하고자 한다. Regional construction management offices and local administrations have set up the fundamental plan for river improvement works respectively for the national level, and local 1st and 2nd level rivers for the purpose of river management, use, development, disaster mitigation, and water quality conservation on the annual basis. Enormous number of reports and river registers have been produced. However, the products before 2003 are not well managed so that frequent users have toubles in using these information. In this paper, Information Service System on the Fundamental Planning Report for River Improvement Works developed in 2005 is introduced.