3차원 GIS와 클러스터링 기법을 이용한 지반침하지역에 대한 지반분석

고와라,최선영,윤왕중,강문경,김진회 대한공간정보학회 2003 Spatial Information Research Vol.11 No.3

3차원 GIS와 클러스터링 기법을 이용한 지반침하지역에 대한 지반분석

고와라,최선영,윤왕중,강문경,김진회 한국공간정보학회 2003 한국공간정보학회지 Vol.11 No.3

본 연구에서는 지반공간의 이해를 증진시키기 위하여 지반조사 자료를 통합하기에 용이한 3차원 GIS를 기반으로 하는 접근을 제안하고, 무안의 주거지 밀집지역에서 발생한 지반침하 지역에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구대상 지역은 석회암을 기반암으로 하는 지역이므로 기반암종의 지질적인 구성이 침하발생에 중요한 인자가 된다. 석회암은 지하수로 인해 용식되어 공동을 생성하기 때문에 지하수의 통로가 되는 절리나 파쇄대의 파악이 중요하다. 따라서 유사한 기반암 구성별로 군집화하여 지반을 분류하였으며, 효과적인 지반정보 분석을 위하여 3차원 GIS를 통해 시추공 정보를 가시화하고 통합 분석하였다. 이에 따라 지반정보의 왜곡이 감소되어 지반공간에 대한 효율적인 분석이 가능하게 하였다. An integrated 3D GIS-based approach for understanding underground environment is proposed and applied to a land subsidence in densely populated region. Bedrock and geological discontinues were treated as main factors in this study. Because land subsidence in this study area was caused by cavity owing to dissolved limestone in percolating ground water. Ground was classified according to bedrock types using a clustering method and geological information, N value, and RQD value of boreholes were visualized and integrated by 3D-GIS. Therefore it was possible to recognize underground space easily and analyze the ground information effectively.

지구통계기법과 GIS를 이용한 연안지역 해수침투 분포 파악

최선영,고와라,윤왕중,황세호,강문경 대한공간정보학회 2003 Spatial Information Research Vol.11 No.3

지구통계기법과 GIS를 이용한 연안지역 해수침투 분포 파악

최선영,고와라,윤왕중,황세호,강문경 한국공간정보학회 2003 한국공간정보학회지 Vol.11 No.3

본 연구에서는 지구통계기법과 GIS를 이용하여 Cl/sup -/ 농도 분포도를 작성하고 이를 통해 해수침투 분포 양상을 파악하였다. 분포도는 탐색적 공간자료 분석을 통해 자료의 분포 패턴을 파악한 후에 정규크리깅과 공동크리깅을 이용하여 작성하였다. 지구통계기법인 크리깅은 시ㆍ공간적인 자료의 분포특성과 상관관계를 이용하여 신뢰할 만한 결과를 제공한다. 공동크리깅의 이차변수는 상관분석을 통해 Cl/sup -/과의 상관성이 큰 TDS, Na/sup +/, Br/sup -/을 선정하였다. Cl/sup -/ 농도 분포도를 분석한 결과 공동크리깅에 의한 분포도가 정규크리깅의 분포도보다 더욱 정밀하게 나타났으며, 전반적으로 이민촌 일대와 해안가 지역에서 높은 농도 이상대를 보이고 있음을 확인할 수 있었다. Distribution pattern of seawater intrusion was analyzed from the spatial distribution map of chloride using the geostatistics and CIS analyses. The chloride distribution map made by kriging(ordinary kriging and co-kriging) after exploratory spatial data analysis. Kriging provides an advanced methodology which facilitates quantification of spatial features and enables spatial interpolation. TDS, Na$^{+}$, Br$^{[-10]}$ were selected as second parameters of co-kriging which is higher value of correlation coefficients between chloride and others groundwater properties. Chloride concentration is highest in yeminchon and coastal area. And result in co-kriging was accurate than ordinary kriging.

지역 특성을 고려한 폐광지역 진흥정책 수립을 위한 GIS 기반의 의사결정지원모델 개발

손진,박형동,고와라,최요순 한국자원공학회 2014 한국자원공학회지 Vol.51 No.1

In this study, a GIS-based decision support model is developed to establish promotion policy of abandoned mine areas with considering local characteristics. With the purpose of performing quantitative and concrete evaluations on broad regions, the model classifies the local characteristics into 3 categories: human social environment, geographical accessibility and business friendly environment. The model can calculate the indices of three categories with objective criteria using GIS. This paper presents a case study at the 4 cities in the Gangwon province to testify the applicability of developed model. 본 연구에서는 지역 특성을 고려하여 폐광지역의 진흥정책을 수립하고자 할 때 활용할 수 있는 지리정보시스템 기반의 의사결정지원모델을 제시하였다. 정부 및 자치단체의 지역자원정보를 공간 데이터베이스로 구축하고, 광역적인 지역에 대하여 GIS를 이용해 정량적인 평가를 수행하였다. 또한, 지역 특성을 인문사회적 환경, 외부지역과의 연결성, 진흥사업 추진 용이성의 3가지 측면으로 구분하여 지수화 할 수 있도록 객관적인 평가 방법을 도입하였다. 본 논문에서는 개발된 의사결정지원모델을 강원도 4개 시군에 적용한 사례연구 결과를 제시한다.

폐탄광 지역의 훼손지 특성화와 수종 선정을 위한 GIS 시스템 개발

오승찬,최요순,박형동,고와라 한국자원공학회 2012 한국자원공학회지 Vol.49 No.6

This study presents a GIS-based decision support system to support ecological reforestation planning at abandoned coal mines. The spatial properties of deforested zone such as forest-climate, visibility, managerial condition, and slope gradient were analyzed using GIS. Local environmental tolerance factors including soil moisture, soil acidity, cold resistance, etc. were examined to select suitable tree species for ecological reforestation. The system was implemented using ArcMap, ArcObjects and Visual Basic.NET. For a real-world application, this study applied the system to the deforested areas in the vicinity of Taeback coal block to determine the spatial properties of deforested zones in a quantitative manner and to select tree species by considering various environmental conditions. It is expected that the system can be effectively used in the early stage of mine reforestation planning. 채광 활동으로 인해 발생한 산림훼손지는 전국에 걸쳐 약 1,000 곳이 존재하며 개별 훼손지의 특성을 고려하여 생태적으로 산림 환경을 복구하기 위한 사업이 추진되고 있다. 본 연구에서는 지리정보시스템(GIS)을 기반으로 산림훼손지의 기후대, 가시권, 관리용이도, 경사도 등을 분석하고, 산림훼손지 복구에 적합한 수종을 선정할 수 있는 의사결정지원시스템을 개발하였다. 시스템의 개발을 위하여 GIS 공간분석기법을 연계하여 훼손지 속성을 추출하고, 훼손지 및 복구수종의 생태적 특성에 관한 데이터베이스를 활용하여 적합한 복구수종을 선정할 수 있는 방법을 제시하였다. 시스템 개발도구로는 ArcMap, ArcObjects, Visual Basic.NET이 사용되었다. 개발된 의사결정지원시스템을 강원도 태백시 일대의 폐탄광 지역 산림훼손지에 적용하여 훼손지 속성을 정량적으로 결정하였고, 다양한 환경적 조건에 관한 시나리오 분석을 통해 복구수종을 선정할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 의사결정 시스템이 광산지역의 생태적 산림복구를 위한 초기 단계의 의사결정지원도구로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

강원도 폐광산 지역의 풍력발전 잠재성 평가

장미향,최요순,박형동,고와라 한국자원공학회 2013 한국자원공학회지 Vol.50 No.4

This study performed an assessment of wind power potential at abandoned mines in the Kangwon province by analyzing gross energy production, greenhouse gas emission reduction and economic effects estimated from a 600 kW wind turbine. Wind resources maps collected from the renewable energy data center in Korea Institute of Energy Research (KIER) were used to determine the average wind speed, temperature and atmospheric pressure at hub height (50 m) for each abandoned mine. RETScreen software developed by Natural Resources Canada (NRC) was utilized for the energy, emission and financial analyses of wind power systems. Based on the results from 5 representative mining sites, we could know that the average wind speed at hub height is the most critical factor for assessing the wind power potential. Finally, 47 abandoned mines that have the average wind speed faster than 6.5 m/s were analyzed, and top 10 mines were suggested as relatively favorable sites with high wind power potential in the Kangwon province. It should be noted that the results can be considered as an alternative for promotion policy of abandoned mining areas, however they are not really relevant to mine hazard protection. 본 연구에서는 600 kW급 풍력 터빈을 설치할 경우 기대할 수 있는 전력 생산량, 온실가스 감축 효과, 경제적 효과를 분석하여 강원도 폐광산 지역의 풍력발전 잠재성을 평가하였다. 한국에너지기술연구원 신재생에 너지자원센터에서 제작한 풍력자원 지도를 활용하여 50 m 고도에서 평균 풍속, 기온, 기압 값을 결정하였고, 캐나다 천연자원부에서 개발한 RETScreen 소프트웨어를 이용하여 풍력 발전 시스템의 에너지, 배기, 재무분석을 수행하였다. 5개 대표 폐광산에 대한 분석을 통해 평균 풍속 조건이 풍력발전 잠재성을 평가하는데 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 50 m 고도에서 6.5 m/s 이상의 평균 풍속을 가지는 47개의 폐광산 지역을 분석하여 상대적으로 풍력발전 잠재성이 높은 10개의 폐광산을 제안할 수 있었다. 본 연구의 결과는 폐광산 지역의 진흥정책 수립을 위한 하나의 대안으로서 검토될 수 있으며, 실제 광해문제를 해결하기 위한 것은 아니다.

전라남도 부국, 성산, 영광 폐광산의 태양광 발전 잠재성 평가

최영민,최요순,서장원,박형동,장미향,고와라 한국자원공학회 2013 한국자원공학회지 Vol.50 No.6

This paper assessed photovoltaic potentials at the Buguk, Sungsan and Younggwang abandoned mines in Jeollanam-do, Korea. To decide suitable areas for installing photovoltaic power (PV) systems, digital elevation models were used for analyzing terrain and shading effects. The estimated power productions and economic effects were analyzed using the solar radiation map and RETScreen software. The Buguk abandoned mine has the highest photovoltaic potential where the estimated power production is about 436 MWh/year, and equity payback is 9.1 years. Annual solar radiations at the Sungsan and Younggwang abandoned mines are almost same, however the photovoltaic potential at the Sungsan mine is higher than the one at the Younggwang mine since the Sungsan mine has larger area suitable for installing PV systems. 본 연구에서는 전라남도 부국, 성산, 영광 폐광산에 대한 태양광 발전 잠재성 평가를 수행하였다. 태양광 발전 시스템 설치가 적합한 부지의 면적을 결정하기 위하여 수치지형모델을 이용한 지형분석과 그림자 분석을 수행하였다. 또한, 전라남도 일사량 자료와 RETScreen 소프트웨어를 이용하여 태양광 발전 시스템으로부터 기대할 수 있는 전력 생산량과 경제적 효과를 분석하였다. 그 결과 부국 폐광산이 연간 약 436 MWh의 전력을 생산할 수 있으며, 자기자본회수 기간이 9.1년으로서 가장 높은 잠재성을 보이는 것으로 분석되었다. 성산 폐광산과 영광 폐광산은 일사량 조건은 비슷하지만, 태양광 발전 시스템 설치가 용이한 면적의 크기가 달라서 성산폐광산이 상대적으로 더 큰 태양광 발전 잠재성을 가지는 것으로 분석되었다.

폐광산지역의 광역적 지반침하 위험도 평가를 위한 빈도비모델과 계층분석기법의 적용

서장원,최요순,박형동,권현호,윤석호,고와라 한국자원공학회 2010 한국자원공학회지 Vol.47 No.5

본 연구에서는 빈도비모델과 계층분석기법을 이용하여 폐탄광 지역의 광역적 지반침하 위험도를 평가할 수 있는 GIS 분석모델을 제시하였다. 분석모델은 지반침하에 영향을 미치는 8가지 요인(갱도의 심도, 갱도의 밀도, 갱도로부터의 거리, 도로로부터의 거리, 지하수위, RMR, 경사도, 강우 누적 흐름량)을 복합적으로 고려하여 폐광산 지역의 상대적 지표침하 위험도를 평가할 수 있다. 통계 기반의 빈도비 모델을 이용하여 침하와 영향 인자간의 상관관계를 분석하였으며, 전문가 판단에 기반을 둔 계층분석기법을 이용하여 영향인자별 가중치를 산정하고 정량화하였다. 강원도 정선의 폐광산 지역을 대상으로 구축된 공간데이터베이스에 분석 모델을 적용하여 광역적 범위의 상대적 지반침하 위험도 평가를 수행하였으며, 현장조사를 통해 관찰된 실제 침하지역과 비교 검증하여 예측 정확도를 평가하였다. 빈도비 모델과 계층분석기법 결합 모델의 예측 정확도는 각각 89.7%, 87.4%로 나타났으며, 제시된 분석모델은 광해관리 대책수립을 위한 기초 분석 도구로서 효과적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다. This study provides GIS analysis model combined with Frequency Ratio (FR) and Analytic Hierarchy Process (AHP) that evaluates and predicts subsidence hazard around abandoned coal mine. A spatial database was compiled based on data from topographical map, borehole data and mine drift map including the locations of past subsidences. Eight factors (i.e., drift depth, drift density, distance from drift, distance from road, groundwater level, rock mass rating, slope, flow accumulation) were extracted from the database to assess the relationship between each factor and subsidence events based on the frequency ratio model (statistical method). Analytic hierarchy process model was used to weight each factor affecting subsidence occurrences. As a result, subsidence hazard mapping using different models were performed and verification of prediction accuracy was implemented based on the area under curve (AUC) technique. The proposed GIS model in the study gives a measure of subsidence initiation localities and can be useful tool for mine planners and developers for their effective mine reclamation planning.

폐탄광 지역 산림훼손지 복구를 위한 GIS 기반의 의사결정지원시스템 개발

최요순,박형동,권현호,윤석호,오승찬,고와라 한국자원공학회 2009 한국자원공학회지 Vol.46 No.6

This study presents a Geographic Information Systems (GIS) based decision support system for planning the reforestation at abandoned coal mines. The characteristics of deforested zone due to mine development were analyzed and categorized to define the schema of GIS database. Six criteria (i.e., forest-climate zone, mining method, visibility, managerial condition, slope gradient, reforestation purpose) were considered to classify the deforested zone and to generate an unique code in database. ArcMap, ArcObjects and Visual Basic for Application (VBA) were used to implement the system. The application to the Samcheok coal block in Korea shows that the system could present useful information to select suitable trees for the reforestation and can also provide a cost evaluation tool to effectively support the planning work. 본 연구에서는 폐탄광 지역의 산림복원 계획 수립시 유용하게 활용할 수 있는 지리정보시스템(Geographic Information Systems, GIS) 기반의 의사결정지원시스템을 개발하였다. 채광활동으로 인해 발생한 산림훼손지의 특성을 유형별로 구분하기 위하여 산림기후대, 채광방법, 가시권, 관리용이도, 경사도, 목표임분의 6가지 조건을 복합적으로 고려하였으며, 산림훼손지의 유형에 따라 고유 코드를 부여하여 식재수종 및 공사단가 데이터베이스와 연동될 수 있도록 하였다. 시스템의 개발도구로는 ArcMap, ArcObjects, Visual Basic for Application(VBA)이 활용되었다. 개발된 시스템을 강원도 삼척 일대의 폐탄광 지역에 적용한 결과, 산림훼손지 구역의 특성에 따라 적합한 식재수종과 공사비용 정보를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.