홍수 재해 저감을 위한 하천 UAV 영상정보 시스템 개선

국문 초록 (Abstract)

기후변화으로 인한 돌발홍수 발생 횟수가 증가하여 홍수피해가 매년 증가하고있는 추세이다. 하천 홍수 재해를 저감시키기 위해 비구조적으로 조기경보시스템 설치를 적극적으로 진행하고 있다. 조기경보시스템은 잠재적 범람위험을 조기에 감시하고 위험단계에 따른 경보발령을 통해 인명 및 재산피해를 경감시킨다. 인근 지점보다 범람 위험이 적다거나, 범람에도 피해가 발생하지 않는 지점에 시스템을 설치하는 것은 그 효과가 미미할 수 있다. 홍수조기경보시스템 구축위치를 선정하는 것은 철저한 연구가 필요하며 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다.
이제까지는 수위계가 일반적으로 설치되는 교량을 중심으로 인근 홍수취약단면을 탐색하였다. 그리고 홍수취약단면을 기준으로 경보발령기준을 설정한 후 발령기준에 해당하는 유량을 조기경보시스템이 설치되는 단면에 적용하여 수위경보발령을 적용하였다. 이처럼 교량 인근으로 연구범위가 한정되어 있었다.
한정된 연구범위에서 벗어나 유역전체를 대상으로 조기경보시스템 구축 위치를 결정하기 위해 본 연구에서는 홍수 재해 저감을 위해 UAV 영상정보 시스템을 개선하고자 하였다.
기존에 진행된 UAV를 활용한 최적고도비행 관련 연구는 많지만, 하천측량을 기준으로 50~120m 범위를 10m 단위로 비행시켜 비행고도에 따른 RMSE 값을 통해 적절한 비행고도 분석을 진행하였다.
그리고 UAV기반 하천측량에서 적절한 비행고도를 이용하여 Orthomosaic 및 DSM을 획득하였다. Orthomosaic를 이용하여 유역전체기반 홍수취약 후보지점들을 획득하였고, 그 후보지점들을 HEC-RAS 시뮬레이션하여 최소홍수량으로 범람하는 홍수취약단면을 획득하였다.
본 연구에서는 UAV 영상정보 시스템을 개선하고자 UAV기반 하천측량에서 최적고도매개변수를 분석하여 적절한 비행고도를 제시하였다. 그리고 홍수 재해 저감을 위해 UAV기반 Orthomosaic를 활용하여 유역전체 홍수취약 후보단면을 획득한 후 HEC-RAS 시뮬레이션을 진행하여 산정된 홍수취약단면을 조기경보시스템 구축 위치로 제안하였다.

목차 (Table of Contents)

• Table Contents ii
• Figure Contents iii
• Abstract v
• 연구사 vii
• Ⅰ. Overall Introduction 1
• Ⅱ. UAV를 활용한 하천측량에서 최적고도매개변수 설정 :지내천 사례를 중심으로 3
• 1. 서론 3
• 2. 연구영역 5
• 3. Study area and data description 7
• 1) UAV Aerial Surveying 7
• 2) Post-processing 7
• 3) Accuracy Test of Altitude 10
• 4. 결과 11
• 5. 결론 17
• Ⅲ. UAV영상정보를 활용한 유역전체기반 조기경보시스템의 위험단면 산정 17
• 1. 서론 18
• 2. 연구대상지 19
• 3. 적용 방법 21
• 1) UAV Aerial Surveying 21
• 2) Simulate of the river flood risk modeling 22
• 4. 결과 23
• 1) Accuracy Assesment of Aerial Photogrammetry 23
• 2) 홍수취약지역 분석 및 조기경보 설치위치 선정 26
• 5. 결론 33
• Ⅲ. Overall Conclusion 35
• 참고문헌 37