관측자료와 RHESSys 모형을 이용한 산림유역의 생태수문 적용성 평가 -설마천유역을 대상으로-

신형진,박민지,김성준,Shin, Hyung Jin,Park, Min Ji,Kim, Seong Joon 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.12

본 연구에서는 RHESSys (Regional Hydro-Ecologic Simulation System) 모형과 관측 자료를 이용하여 유출량, 증발산량, 토양수분량, 총일차생산량과 순광합성량을 평가하고자 한다. 수문생태모형인 RHESSys는물, 탄소 및 질소순환과 지형 공간적 변화에 따른 물질이동을 모의할 수 있다. 대상유역은 설마천 유역(8.5 $km^2$)으로 우리나라 북서쪽에 위치하고 있다. 유역의 90%이상이 산림유역이고, 토양은 대부분 사양토이다. 2007~2009년의 관측 일유출량을 이용하여 유출량을 검 보정하였고, 증발산량은 에디 공분산 방법에 의한 플럭스 타워로부터 관측되었으며 토양수분은 신뢰할 만한 실측자료를 바탕으로 모형의 보정(2007~2008) 및 검증(2009)을 실시하였다. 또한 지구의 탄소순환을 규명할 수 있는 식생의 순광합성량과 총일차생산량에 대한 모형의 검 보정은 Terra 위성의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 센서를 이용한 산출물인 순광합성량과 총일차생산량 자료를 바탕으로 모형의 보정(2007) 및 검증(2008)을 실시하였다. 모의 결과 보정기간 동안의 상관계수와 Nash-Sutcliffe 모형 효율은 유출량은 0.74와 0.63이었고, 증발산량과 총일차생산량의 상관계수는 각각 0.54와 0.93이었다. 모형 검정결과 유출량의 상관계수와 Nash-Sutcliffe 모형효율 각각 0.92와 0.84였으며, 총일차 생산량의 상관계수는 0.93이었다. This study is to evaluate the RHESSys (Regional Hydro-Ecological Simulation System) simulated streamflow (Q), evapotranspiration (ET), soil moisture (SM), gross primary productivity (GPP) and photosynthetic productivity (PSNnet) with the measured data. The RHESSys is a hydro-ecological model designed to simulate integrated water, carbon, and nutrient cycling and transport over spatially variable terrain. A 8.5 $km^2$ Seolma-cheon catchment located in the northwest of South Korea was adopted. The catchment covers 90.0% forest and the dominant soil is sandy loam. The model was calibrated with 2 years (2007-2008) daily Q at the watershed outlet and MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) GPP, PSNnet and 3 year (2007~2009) daily ET data measured at flux tower using the eddy-covariance technique. The coefficient of determination ($R^2$) and the Nash-Sutcliffe model efficiency (ME) for Q were 0.74 and 0.63, and the average $R^2$ for ET and GPP were 0.54 and 0.93 respectively. The model was validated with 1 year (2009) Q and GPP. The $R^2$ and the ME for Q were 0.92 and 0.84, the $R^2$ for GPP were 0.93.

MODIS NDVI와 Morton 증발산량의 관계를 이용한 공간증발산량 산정 기법 연구 - 충주댐유역을 대상으로 -

신형진,하림,박민지,김성준,Shin, Hyung-Jin,Ha, Rim,Park, Min-Ji,Kim, Seong-Joon 한국농공학회 2010 한국농공학회논문집 Vol.52 No.1

The purpose of this study is to estimate monthly Morton evapotranspiration (ET) using normalized difference vegetation index (NDVI) from MODIS satellite images. Morton ET for land surface conditions was evaluated by using daily meteorological data, and the monthly averaged Morton ETs for each land cover were compared with the monthly NDVIs of three years (2000-2002) at Chungjudam Watershed. There was a high correlation between monthly NDVI and Morton ET for the watershed with average coefficient of determination, 0.80. By comparing the MODIS NDVI ET with SLURP Morton ET, the SLURP ET was smaller than the MODIS NDVI ET. This was estimated from the consideration of soil moisture condition for the ET occurrence in the SLURP model, the limited information from the monthly NDVI values, and the errors from the derived regression equations.

AnnAGNPS 모형을 이용한 경안천 유역의 수문$\cdot$$수질 모의

신형진,권형중,김성준,Shin Hyung Jin,Kwon Hyung Joong,Kim Seong Joon 한국관개배수위원회 2004 한국관개배수논문집 Vol.11 No.2

The objective of this study is to simulate streamflow and water quality for Gyeongan watershed (561.1 $km^2$) using AnnAGNPS (Bingner et al., 2000). The model was calibrated and verified for three years (2000, 2002, 2003) stream discharge and w

LARS-WG 상세화 기법을 적용한 미래 기온 및 강수량 전망 및 분석 - 우리나라 8개 기상관측소를 대상으로 -

신형진,박민지,조형경,박근애,김성준,Shin, Hyung-Jin,Park, Min-Ji,Joh, Hyung-Kyung,Park, Geun-Ae,Kim, Seong-Joon 한국농공학회 2010 한국농공학회논문집 Vol.52 No.4

Generally, the GCM (General Circulation Model) data by IPCC climate change scenarios are used for future weather prediction. IPCC GCM models predict well for the continental scale, but is not good for the regional scale. This paper tried to generate future temperature and precipitation of 8 scattered meteorological stations in South Korea by using the MIROC3.2 hires GCM data and applying LARS-WG downscaling method. The MIROC3.2 A1B scenario data were adopted because it has the similar pattern comparing with the observed data (1977-2006) among the scenarios. The results showed that both the future precipitation and temperature increased. The 2080s annual temperature increased $3.8{\sim}5.0^{\circ}C$. Especially the future temperature increased up to $4.5{\sim}7.8^{\circ}C$ in winter period (December-February). The future annual precipitation of 2020s, 2050s, and 2080s increased 17.5 %, 27.5 %, and 39.0 % respectively. From the trend analysis for the future projected results, the above middle region of South Korea showed a statistical significance for winter precipitation and south region for summer rainfall.

미래 기후변화 시나리오 MIROC3.2 A1B에 따른 우리나라 산림식생분포의 변화 전망

신형진 ( Hyung Jin Shin ),박근애 ( Geun Ae Park ),박민지 ( Min Ji Park ),김성준 ( Seong Joon Kim ) 한국지리정보학회 2012 한국지리정보학회지 Vol.15 No.1

To predict the future distribution of forest vegetation, the present forest stand distributions of South Korea were represented by multinomial logit model with the following environmental variables: summer average precipitation, the coldest month average temperature, elevation, degree of base saturation, and soil organic matter. The future forest community was predicted by applying the MIROC3.2 hires A1B scenario. The future climate data were downscaled by statistically method. The coldest month average temperature increased 4.4℃, 6.0℃ and 9.4℃, and 3 months average precipitation changed -1.2%, 5.7%, and 5.3% for 2020s, 2050s, and 2080s respectively. For the projected summer precipitation and the coldest temperature, the future deciduous and mixed forests in the study area increased 56.9% and 8.3% and the coniferous forest decreased 11.2% in 2080s based on present.

하천공간정보의 상호운용성을 위한 표준벡터데이터 모델의 검증

신형진(Shin, Hyung Jin),채효석(Chae, Hyo Sok),권성일(Kwon, Sung Ill),황만하(Hwang, Man Ha) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

단보 : NOAA AVHRR 영상 및 GIS 기법을 이용한 국내 5대강 유역의 융설 매개변수 추출

신형진 ( Hyung Jin Shin ),박근애 ( Geun Ae Park ),김성준 ( Seong Joon Kim ) 大韓遠隔探査學會 2007 大韓遠隔探査學會誌 Vol.23 No.2

융설 모형의 중요 매개변수인 적설분포면적은 실제 우리나라에서 적설과 관련한 관측 자료의 부족으로 인해 매개변수 추정이 어렵다. 이러한 문제점 해결을 위해 원격탐사기법을 활용하여 적설분포면적을 추출하였다. 본 연구에서는 1997년부터 2006년까지의 겨울철 NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)의 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) 위성 영상의 8 sets의 총 108개 영상을 이용하여 적설분포면적을 추출하였고 기상청의 지상기상관측소의 최심적설심 자료를 이용하여 GIS 자료를 구축함으로써 적설심의 공간적 분포를 추출하였다. 이를 국내 5대유역인 한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강 유역에 대하여 융설모형의 주요 매개변수인 적설분포면적, 유역 평균, 최대 적설심과 적설분포감소비곡선을 구축하였다. 그 중 적설분포면적감소곡선 (SDC: Snow cover Depletion Curve)는 적설분포면적의 감소형태를 나타내주는 지표로써 융설의 가장 민감한 매개변수이다. 이를 국내 5대강 유역에 대해 구축하여 정량화하였다. The few observed data related snowmelt was the major cause of difficulty in extracting snowmelt factors such as snow cover area, snow depth and depletion curve. Remote sensing technology is very effective to observe a wide area. Although many researchers have used remote sensing for snow observation, there were a few discussions on the characteristics of spatial and temporal variation. Snow cover maps were derived from NOAA AVHRR images for the winter seasons from 1997 to 2006. Distributed snow depth was mapped by overlapping between snow cover maps and interpolated snowfall maps from 69 meteorological observation stations. Model parameters (Snow Cover Area: SCA, snow depth, Snow cover Depletion Curve: SDC) building for 5 major watersheds in South Korea. Especially SDC is important parameter of snowmelt model.

토양수분 관측망 기반 밭 가뭄의 공간적 분석

신형진 ( Hyungjin Shin ),정지훈 ( Jeehun Chung ),이재남 ( Jaenam Lee ),임희성 ( Heesung Lim ),이규상 ( Gyusang Lee ),황선아 ( Seonah Hwang ),박찬기 ( Changi Park ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

농촌진흥청 국립농업과학원에서 관측하고 있는 토양수분 관측망 데이터와 위성영상을 이용한 공간 토양수분 데이터를 구축하고 농촌진흥청 스마트팜맵의 밭(노지와 과수) 지역을 이용하여 공간 밭 토양수분 맵을 구축하였다. 공간 밭 토양수분 맵은 2013년부터 2022년까지 10년의 일별 자료로 구축하였다. 농촌진흥청 국립농업과학원에서 구축한 토양특성에 따라 구축된 토심 20cm 기준의 시군별 영구위조점(mm)을 기준으로 밭 가뭄을 분석하였다. 전북 고창군의 경우 2013년 11일(6월~8월), 2014년 4일(9월), 2015년 22일(5월, 6월, 9월), 2016년 4일(9월), 2017년 8일(5월, 6월), 2018년 44일(6월~9월), 2019년 6일(5월, 6월), 2020년 21일(4월, 6월, 9월, 10월), 2021년 1일(4월), 2022년 30일(5월, 6월, 9월, 10월) 가뭄이 분석되었다. 실제 접수된 가뭄 피해면적(2015년~2019년) 자료를 살펴보면 전북 고창군의 경우 2016년 502ha, 2017년 38ha, 2018년 200ha로 나타났다. 2018년 여름 무강우일수 30일 이상의 기상으로 인한 밭 작물의 큰 피해와, 2022년 전북권의 봄 가뭄과 가을 가뭄으로 피해가 분석결과 확인되었다. 본 연구는 향후 밭 가뭄 분석을 위한 실측 토양수분 관측망 활용의 기초자료로 사용될 것으로 판단된다.

통일교육과 북한이탈주민에 대한 수용성 -대구지역 중학교의 비교연구-

신형진 ( Shin Hyoung-jin ),박민아 ( Park Mina ),박소윤 ( Park Soyun ) 한국다문화 디아스포라학회 2019 다문화와 디아스포라연구 Vol.14 No.-

이 연구는 대구광역시에서 통일교육 연구학교로 지정된 한 개의 중학교와 이와 유사한 사회 인구학적 배경을 지닌 또 다른 중학교를 표본으로 선택하여 통일교육이 북한이탈주민 수용성에 미치는 효과에 대해 분석하였다. 본 연구에서는 종속변수인 북한이탈주민에 대한 수용성을 ‘사회적 거리감’이라는 측면과 ‘사회 및 경제체제의 합류에 대한 인식’으로 나누어 측정하고, 선행연구를 참고하여 성별, 학년, 가정의 경제적 형편, 보호자의 학력, 북한이탈주민 지인 여부, 보호자 및 친구의 북한이탈주민에 대한 인식 등 다양한 변수들을 통제변수로 투입하여 다중회귀분석을 실시하였다. 분석 결과, 통일교육은 북한이탈주민의 사회 및 경제체제의 합류에 대한 인식에는 긍정적인 영향을 미친 반면에 사회적 거리감은 오히려 더 증가시키는 것으로 나타나 통일교육의 효과가 북한이탈주민 수용성의 두 가지 차원에서 서로 상쇄되는 결과를 보였다. 이는 통일교육을 통해서 통일이 가져다줄 경제적 이익이나 사회통합에 대한 규범적 가치에 대해서는 긍정적 태도를 불러올 수 있지만, 동시에 통일교육을 통해 습득한 북한에 대한 지식이 오히려 남과 북의 이질감을 심화시켜 북한 주민에 대한 심리적 거리감을 보다 가중시킬 수 있다는 점을 보여준다. 이러한 결과에 대한 시사점과 함께 본 연구의 한계 또한 논의 및 결론에서 검토되었다. This study examined the effects of unification education on accepting attitude toward North Korean refugees by analyzing the sample drawn from one middle school, which is designated as the Unification Education Research School, and another middle school with similar socio-demographic backgrounds in Daegu, South Korea. In this study, the dependent variable-accepting attitude toward North Korean refugees- is divided into two dimensions of ‘social distance’ and ‘the perception of social and economic integration’. The results from multivariate regression analyses suggest that unification education positively affects ‘the perception of social and economic integration’ whereas it had a negative correlation with ‘social distance’ at the same time. This result imply that the knowledge of North Korea acquired through unification education deepens the sense of heterogeneity between the South and the North. The limitations of this study as well as implications for these results were discussed in the discussion and conclusions.

미래 기후 및 산림식생 변화에 따른 유역 생태수문 영향 평가

신형진 ( Hyungjin Shin ),박민지 ( Minji Park ),박근애 ( Geunae Park ),박종윤 ( Jongyoon Park ),조형경 ( Hyungkyung Joh ),김성준 ( Seongjoon Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

본 연구에서는 RHESSys (Regional Hydro-Ecologic Simulation System) 모형을 이용하여 산림 유역의 생태수문학적 거동을 평가하고자 한다. 설마천 유역(8.48 ㎢)을 대상으로 2007~2009년의 관측 일유출량을 이용하여 유출량을 검ㆍ보정하였고, 증발산량 및 토양수분은 신뢰할 만한 실측자료를 바탕으로 모형의 보정(2007-2008)및 검증(2009)을 실시하였다. 또한 지구의 탄소순환을 규명할 수 있는 식생의 순광합성량과 총일차생산량에 대한 모형의 검ㆍ보정은 Terra 위성의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 센서를 이용한 산출물인 순광합성량과 총일차생산량 자료를 바탕으로 모형의 보정(2007)및 검증(2008)을 실시하였다. 모형의 최적의 수문, 생리생태학, 토양의 매개변수를 선정하여 검증한 결과, 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.84, 증발산, 토양수분, 총일차생산량, 순광합성량의 결정계수는 0.49, 0.18, 0.38, 0.93으로 모의치가 실측치의 경향을 잘 표현하는 것으로 나타났다. 미래 기후자료는 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 SRES (Special Report on Emission Scenarios) A1B와 B1기후변화시나리오의 MIROC3.2 hires 모델의 결과 값을 이용하였다. 먼저 과거 30년 기후자료(1977-2006, baseline)를 바탕으로 모델별 20C3M (20th Century Climate Coupled Model)의 모의 결과 값을 이용하여 강수와 온도를 보정한 뒤 LARS-WG 방법으로 Downscaling 하였으며, 미래 기후변화 시나리오는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 세 기간으로 나누어 각각 분석하였다. 미래식생분포 변화 전망을 위해 다항로짓 회귀분석을 이용하여 미래 2020s, 2050s, 2080s의 식생분포도를 예측하였다. 현재를 기준으로 2080s에 활엽수와 혼효림은 각각 15.4%, 26.7% 증가하고 침엽수는 62.5% 감소하는 것으로 분석되었다. 유출량분석 결과 MIROC3.2는 전체적으로 -33.9%에서 6.0%의 연별 변화율을 보였다. 본 연구결과를 통해 미래 온도와 강수의 변화, 그에 따른 수문요소 및 생태 변화를 파악 함으로서 미래 수자원의 변동성을 전망해 볼 수 있을 것으로 판단된다.