레이더 영상의 수문학적 활용을 위한 벡터 변환방법 연구

지계환,오경두,안원식,Jee, Gye-Hwan,Oh, Kyoung-Doo,An, Won-Sik 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.7

수문학적 해석에 필요한 기본 자료인 강우 자료의 취득 방법 중 지상관측소는 강우량을 직접 관측하기 때문에 실측 강우량 정보를 얻는 장점이 있으나, 현업에서 필요한 면적강우량을 얻기 위해서는 다수의 관측소를 설치해야 하는 단점이 있다. 한편, 강우레이더는 넓은 범위의 강우량을 실시간으로 취득할 수 있으며, 특히 공간적으로 한정되어 발생하는 국지성 돌발홍수의 원인이 되는 단기 집중 호우를 추적하기 용이한 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기상청에서 편차 보정과 품질 관리가 이루어지고 있어 상당한 신뢰 수준을 확보하고 있고, 현장에서 쉽게 제공 받을 수 있는 강우레이더 영상인 CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) 합성영상으로부터 유역평균 강우를 추출하는 방법으로서 기존의 연산방법인 레스터 방식에서 벗어나 소유역에도 적용될 수 있는 벡터 방식의 영상 추출 기법 CIVCOM을 제시하고 추출된 자료의 타당성을 비교 검토하였다. Among the methods of precipitation data acquisition, a rain gauge station has a distinctive advantage of direct measurement of rainfall itself, but multiple stations should be installed in order to obtain areal precipitation data required for hydrological analysis. On the other hand, a rainfall radar may provide areal distribution of rainfall in real time though it is an indirect measurement of radar echoes on rain drops. Rainfall radars have been shown useful especially for forecasting short-term localized torrential storms that may cause catastrophic flash floods. CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator), which is one of the several types of radar rainfall image data, has been provided on the Internet in real time by Korea Meteorological Administration (KMA). It is one of the most widely available rainfall data in Korea with fairly high level of confidence as it is produced with bias adjustment and quality control procedures by KMA. The objective of this study is to develop an improved way to extract quantitative rainfall data applicable to even very small watersheds from CAPPI using CIVCOM, which is a new image processing method based on a vector-based scheme proposed in this study rather than raster-based schemes proposed by other researchers. This study shows usefulness of CIVCOM through comparison of rainfall data produced by image processing methods including traditional raster-based schemes and a newly proposed vector-based one.

삼각형 와핑에 의한 세계측지계 좌표변환 방법 연구

지계환,이현직,권재현,심규성,Jee, Gye Hwan,Lee, Hyun Jik,Kwon, Jay Hyoun,Sim, Gyoo Seong 한국공간정보학회 2014 한국공간정보학회지 Vol.22 No.1

본 연구에서는 세계측지계 변환에 있어서 삼각형 와핑을 이용한 변환방법을 제시하였다. 삼각형 와핑에 의한 좌표변환방법과 기존의 국가좌표변환계수에 의한 좌표변환방법을 비교하기 위하여 의왕시의 공통점을 활용하여 정확도를 분석하였고, 그 결과 적은 수의 공통점을 이용하고 왜곡량 보정 없이 1/1,000이상 축척의 평면 위치 정확도 기준에 만족하는 결과를 확보하였다. 또한 세계측지계로 변환 작업을 마무리한 구리시, 평택시에 대해서도 본 방법을 적용한 결과 5cm 이내의 평면위치 정확도가 계산되었다. 본 연구에서 제안된 방법은 1/1,000이상의 대축척 지리정보를 세계측지계로 변환하는 과정에서 정확도를 확보하기 위하여 지역별로 많은 공통점을 확보해야하는 문제점을 개선하고, 변환계수를 적용하는 과정에서 서로 인접하는 경계지역에서 불일치되는 오류의 발생 가능성이 최소화됨을 확인하였다. 따라서 대축척의 지형도, 지적도, GIS DB와 연속지적도에 대한 세계측지계 좌표변환을 수행하는데 있어 삼각형 와핑에 의한 좌표변환 방법을 사용함으로서 공통점 사용을 최소화할 수 있었으며, 이를 통해 경제성과 정확성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. The Triangle Mesh Warping method is suggested and applied in coordinate transformation to world geodetic system in this study. The common points of Uiwang city are used to compare the transformation accuracy of the suggested methods with existing national coordinate transformation methods. As a result, the Triangle Mesh Warping method was satisfied with accuracy criteria for positioning on a map larger than scale 1/1,000 with smaller number of common points and without distortion modeling. Additionally, in case of Guri and Pyeongtaek city that established the World Geodetic System, the suggested method generates the result of transformation accuracy better than 5cm. Based on the test, it was found that the suggested method improves the problem of securing many common points and reduces the problem of mis-match between the transformed data of adjacent areas. Accordingly, for transformation of large-scale topographic map, cadastral map, GIS DB and serial cadastral map to the World Geodetic System, it is judged that the Triangle Mesh Warping would be a good method for economical efficiency and accuracy using by minimum common point.

삼각형 와핑에 의한 지적도의 세계측지계 좌표변환 방법 연구

지계환(Jee, Gye Hwan),곽인선(Gwak, In Sun),서철수(Seo, Chul Soo) 한국지적학회 2013 한국지적학회지 Vol.29 No.2

현재의 지적도는 전산화 과정에서 원시 지적도의 각 필지 형태를 최대한 유지시키기 위하여 도곽 단위의 신축보정만 이루어졌기 때문에 인접하는 도엽간의 불일치와 지적도면이 가지는 원천적인 등록사항 오류를 해소하지 못한 도면이라고 할 수 있다. 이러한 도해지적의 지적도를 변환계수에 의한 변환방법으로 세계측지계로 변환할 경우 공통점에 포함된 근원적 오차와 좌표변환에 사용된 최소제곱법의 수학적인 한계에 의한 공통점의 위치 이동이 발생하기 때문에 왜곡량 보정이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공통점을 삼각형으로 구성하여 와핑 변환하는 직접변환 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 삼각형 와핑에 의한 좌표변환 방법을 검증하기 위하여 서울시 소재 163개 지적삼각점을 공통점으로 사용하여 산출된 변환계수 좌표변환 방법과 정확도를 비교한 결과 163개의 약 10%인 17개의 공통점만으로 만족할 만한 정확도를 확보하였다. 또한, 지역특성을 고려하기 위해 해당지역의 공통점을 포함하여 변환한 결과 더욱 정확한 좌표변환을 할 수 있었다. The present cadastral maps have been made through the shrinkage-expansion correction in the process of digitalizing to maintain the shape of each lot in original cadastral maps as much as possible, so the present maps have discrepancies such as mismatch in adjacent sheets and original registration errors. In the case of coordinate transformation of graphical cadastral maps using World Geodetic System(WGS), common points may change the positions because of original errors in the points and mathematical limits of least square method, so the distortion shall be corrected. Therefore, this study has suggested the triangle mesh warping conversion method, which transform directly triangles consisted of common points. For the verification of this method, Seoul city has been selected. The result shows that this method only using 17 cadastral triangulation points meets the accuracy of conversion coefficient method using 163 points. Also, it is more accurate to apply only common points in corresponding area to this method.

무인 비행장치 카메라 해상도와 고도 조건에 따른 3차원복원 소프트웨어의 검증

지계환(Gye Hwan Jee) 대한공간정보학회 2018 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2018 No.5

최근 건설 분야에서 3차원 설계기법인 BIM은 실시간으로 현황도와 토공 수량이 갱신될 수 있어야 한다. 이를 위해 고밀도 3차원 점군 데이터를 이용한 지형 정보가 필요하며, 무인비행장치를 활용하여 경제적으로 지형 정보 데이터를 취득한다. 그러나 무인비행장치로부터 얻어지는 영상을 3차원으로 복원하기 위해 사용하는 소프트웨어의 중간과정을 확인할 수 없기 때문에 아직도 많은 기술자들이 그 성과에 대한 확신을 하지 못하는 경향이 있다. 이에 본 연구에서는 3차원 복원 소프트웨어의 신뢰성를 제시하기 위하여 LH Civil BIM사업 지역인 창원 가포지구에서 카메라의 해상도와 고도에 따른 다양한 조건에서 지상기준점(GCP)을 대상으로 분석하였고, 사진정합과 정밀매칭의 정확도를 검증하였다. 그 결과 촬영고도의 변화를 최소화하여 영상을 취득하면 지상표본거리(GSD) 이내로 정밀하게 정합시키고 성과도 균질함을 확인하였다.

GIS기반 홍수위험도 평가를 통한 공간정보 구축 방안 개발

심규성,이춘호,이태근,지계환,Sim, Gyoo Seong,Lee, Choon Ho,Lee, Tae Geun,Jee, Gye Hwan 한국공간정보학회 2015 한국공간정보학회지 Vol.23 No.2

본 연구에서는 2차원 범람해석을 통해 도출된 침수해석정보에 현실적인 위험도를 고려한 산정식을 적용하여 홍수위험도를 평가하였고, 이를 표준화된 정보체계로 제공하는 방안을 제시하였다. 일반적으로 침수심과 침수구역을 기반으로 하는 현재의 홍수위험도 평가방법은 홍수발생시 사람에게 미치는 실질적인 위험도를 충분히 반영하지 못 할 것으로 판단되어 침수심, 유속, Debris Factor와 Flood Hazard Rating 관계식을 이용하여 외수범람이 사람에게 미치는 홍수위험도를 평가하고 4개로 등급화하였다. 이를 위해 2차원 외수범람해석 모형인 Flumen을 이용하여 대구의 금호강유역 대하여 500년 빈도 홍수로 인한 월류와 200년 빈도 홍수로 인한 파제 시나리오에 따라 외수범람을 모의하였다. 이러한 연구결과를 통해 외수범람시 침수가 예상되는 지역에 위치한 사람들에게 더 현실적인 위험도정보를 제공하고, 표준화된 정보체계 기반에서 위험도정보 제공이 가능해짐으로써 재해관련분야의 정보분석, 평가, 계획수립 등 다양한 분야에서 활용성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다. In this study, we evaluated flood risk by applying calculation fomula considering practical risk calculated by inundation analysis information through 2D inundation analysis, suggested a plan that provides a standardized information system. Generally, we evaluated flood risk to people and classified four degrees by using inundation depth, velocity, Debris Factor and Flood Hazard Rating relationship because current flood risk assessment method based inundation depth and area was considered to not fully reflect the actual risk to people on flood. We simulated overflow and levee break scenarios according to 500 year and 200 year floods, respectively, by using Flumen which is a 2D flood inundation model for Geumho river basin in Daegu. The result of this study could contribute to inform practical risk information to people in expected flood area. This study can be useful for the fields of disaster estimatingsuch as information analysis, evaluation, planning by offering Risk information based on standardized information system.

홍수지도제작 : 포항시를 대상으로

한승규(Han Seung Kyu),고덕구(Koh Deuk Koo),지계환(Jee Gye Hwan),김국일(Kim Kook Il) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10