MODIS 위성영상자료를 이용한 미계측 유역의 지형자료 구축 및 홍수유출모의 분석 :Study On Terrain Data creation and Flood Simulation in Un-gauged Basin using MODIS satellite image information

강건국

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자료유형: 학위논문

저자정보: 강건국 (강원대학교, 강원대학교 방재전문대학원)

지도교수: 김병식

발행연도: 2016

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이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

MODIS 위성영상자료를 이용한 미계측 유역의 지형자료 구축 및 홍수유출모의 분석

강건국 도시환경방재 2016.01 학위논문

2015

위성자료를 이용한 미계측 유역의 장기유출모의 평가 -임진강 유역을 중심으로

강건국 , 정세진 , 이석호 외 1명 한국수자원학회 학술발표회 2015.01 학술대회자료

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수변 생태계는 인간의 간섭 및 기후변화로 인하여 지속적으로 변화하고 있으며 지형·환경의 변형, 식수의 안정성 문제, 홍수위험의 증가, 생물다양성의 감소 등의 문제들을 야기하고 있다. 더구나 이러한 문제들은 국지적으로 발생하는 것이 아니라 전 세계적으로 광범위하게 영향을 미치기 때문에 환경의 변화를 미리 예측하고 관리하는 것이 매우 중요하다.
어떤 유역에 환경 및 그와 관련된 특성들의 관측 자료가 존재하더라도 환경이 크게 변한다면 수문학적 변수들을 산정하기 위한 관측 자료가 불충분한 미계측 유역이 된다. 또 현장에서 이루어지는 수문관측은 노동 집약적이고 매우 고비용적이며 넓은 지역이나 장기간에 걸친 직접적인 수문관측을 통한 자료의 정량화는 매우 어렵다. 따라서 이러한 미계측 유역에 대한 수문정보의 취득 및 분석을 위해 RS(Remote Sensing)기술의 적용이 필요하고 판단된다. 위성에 의한 원격탐사는 광역성과 주기성을 가지며, 사람이 직접 가볼 수 없는 지역까지 관측할 수 있기 때문에 미계측 지역 연구에 적합하다고 할 수 있다.
미계측 지역 연구에 위성영상자료를 이용하려면 임의의 지역에 필요한 정보가 무엇이며, 어떠한 방법으로 무엇을 이용하여 어떻게 연구할지를 우선적으로 생각해야 한다.
따라서 본 연구에서는 MODIS 위성영상자료를 이용하여 GIS 기반의 지형자료를 구축하고, 기 구축된 지형자료와의 홍수유출모의를 통해 수문 유출곡선의 편차를 비교하여 미계측 지역에 사용할 수 있는지에 대한 적합성 및 신뢰성을 입증하였다. 또 HydroAMBER를 이용하여 수문자료가 부재한 미계측 유역에 레이더강우를 산정하고 지점강우와의 비교를 통해 편차를 분석하여, 유역의 2/3가 미계측 지역인 임진강 상류지점에 적용하여 미계측 유역의 홍수유출모의를 통한 유출량을 산정하였다.

Human activities and climate change have induced continuous changes in riparian eosystems, causing a range of problems including modified topography and environment, unstable supply of drinking water, increasing flood risk, and threatened biodiversity. In addition, negative impacts that the problems may bring are not just limited to a local area but able to spread throughout the world regardless of borders. In this regard, it is crucial to predict and manage the changes in environment. Even though there is hydrological observation data available on environment and other related characteristics for a basin, with high level of changes in its environment, the basin may be assumed as an ungauged one for which observation data necessary to estimate hydrologic parameters is not enougly prepared. Also, on-site hydrological observation is labour intensive and costly while direct hydrological observation made by humans for broad areas or long-term period is difficult to quantify data. Therefore, RS (Remonte Sensing) technology is necessarily applied in obtaining and analysing data for ungauged basins.. Because remote sensing using satellites helps it possible to observe broad areas or isolated areas, where an observer is not able to visit on a regular basis for physical reasons, it is particularlly proper for the researches targeted to ungauged areas. To use remotely sensed images for a research on an ungauged area, it should be notified what kind of data is neccessary for the target areas. In addition, the research method, tools, materials, and means also should be identified.
In this regard, the study constructed terrain data based on GIS by using MODIS satellite images. With the newly and previsouly constructed terrain data, the study simulated watershed runoff to compare deviations of runoff hydrographes, in order to prove the suitability and reliability of the data for ungauged areas. In addition, the study estimated radar rainfall for the ungauged areas on which hydrological data was not available. The estimated radar rainfall was compared with site rainfall to analyze deviations. The analysis results were then applied to the upstream of the Imjin River two third of which is ungauged areas, in order to estimate runoff based on the watershed runoff simulation on the ungauged watershed.

#S-RAT #MODIS #위성영상 #미계측 유역 #HydroAMBER

I. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구동향 3
1.2.1 미계측 지역의 위성영상 및 강우-유출 관련 연구사례 3
1.2.2 레이더를 이용한 강우 추정 관련 연구 사례 6
1.3 연구방법 및 흐름도 7
II. 이론적 배경 9
2.1 위성영상의 특징 9
2.1.1 Terra MODIS 위성의 특징 9
2.2 강우-유출 모형 13
2.2.1 S-RAT 모형의 이론적 배경 14
2.3 레이더 자료의 이론적 배경 23
III. 대상유역선정 및 수문 지형자료 수집 24
3.1 대상유역선정 24
3.1.1 계측 유역의 현황 25
3.1.2 미계측 유역의 현황 27
3.2 위성자료를 이용한 지형자료 구축 29
3.2.1 수치표고모형(DEM) 구축 29
3.2.2 토지피복도(Land Cover) 구축 30
3.2.3 토양도(Soil) 구축 32
IV. 적용 및 결과 35
4.1 미계측 가정 유역의 홍수유출모의 비교 및 검증 35
4.1.1 평창강 유역 36
4.1.2 오십천 유역 45
4.2 미계측 유역의 홍수유출모의 54
4.2.1 레이더 강우를 이용한 미계측 지역의 강우 생성 56
4.2.2 미계측 유역의 홍수유출모의 결과 71
V. 결론 73
참고문헌 74

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