지진 위험도와 사회적 취약성을 고려한 우리나라 지진 재해 지도 작성과 분석 :Seismic Risk Mapping and Analysis in South Korea Based on Seismic Hazard and Social Vulnerability

이선영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이선영 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 오석훈

발행연도: 2020

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

지진 위험도와 사회적 취약성을 고려한 우리나라 지진 재해 지도 작성과 분석

이선영 에너지자원공학과 2020.01 학위논문

2019

공간 분석 기반 지진 위험도 정보를 활용한 우리나라 지진 취약 지역 평가

이선영 , 오석훈 자원환경지질 2019.01 학술저널

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지진을 사전에 예측하는 것은 불가능하므로 지진 발생 이전에 피해 대응 방안을 구축하는 것은 중요하다. 따라서 지진 취약 지역을 제시하여 행정구역별 효율적인 대비책을 세우는데 기초를 마련하고자, 우리나라 전체 지역 범위의 지진 재해 지도를 공간적으로 작성하고 평가하는 연구를 수행하였다. 지진 재해도는 지진 위험도와 사회적 취약성으로 구성되어 지진 활동에 의한 자연적인 위험뿐만 아니라 실질적으로 피해가 예상되는 사회 구조가 고려되었다.
지진 위험도에는 지진 활동과 지진동 증폭 특성에 의한 자연적인 재해 위험도까지 포함하기 위해 확률론적 지진 위험도, 단층 정보, 기반암 심도를 지표로 선정하였다. 이 자료들은 공간적 특성이 있으므로 각 지표의 성격에 따라 정규 크리깅, 선 밀도, 가변적 지역 평균 기반 단순 크리깅 등 GIS 및 지구통계학적 기법을 적용하여 공간 정보로 구축되었다.
지진 위험 지도는 세 지표의 융합으로 작성되었으며 공간적 성질을 반영하기 위해, 구축된 공간 정보의 정확도, 해상도, 연구 목적을 고려하여 가중치를 결정하고 단계적으로 가중 합하는 변형된 방법을 적용하였다. 보조 자료로 설정한 확률론적 지진 위험도와 단층 선 밀도가 먼저 종합된 후, 주 자료인 기반암 심도와 통합되었다.
사회적 취약성에는 안전취약계층, 노후 주택, 도로 정보가 지표로 선정되었으며, 지진 위험도 정보와 다르게 공간적인 특성이 없는 통계 자료이므로, 다변량 통계분석 기법 중 하나인 주성분 분석을 적용하여 사회적 취약성 지도를 작성하였다.
지진 재해도 분석은 지역별 지진 재해 대책을 세울 수 있는 정보를 제공하기 위해 행정구역별 지진 취약 지역 평가를 수행하고자 하였으며, 서로 상이한 물리량을 가지는 지진 위험도와 사회적 취약성을 공통적으로 평가하기 위해 각 지도를 5단계로 분류하고 등급화를 실시하였다. 두 요소에 리스크 매트릭스를 적용하여 지진 재해 지도를 작성하고 평가하였다. 이를 통해 지진 취약 지역을 직관적으로 확인할 수 있었다.
결과적으로 우리나라 남동부와 북서부가 지진 재해도가 높은 것으로 나타나, 지진 발생 시 대규모의 피해가 예상되었다. 남동부의 경우 최근 경주시 및 포항시에서 중규모 이상의 지진이 발생하였던 곳이며, 북서부의 경우 인구·경제·교통·산업 등 사회적 요소가 밀집되어 있는 지역이므로 각별한 관심이 필요할 것으로 보인다. 따라서 높은 재해 등급을 나타낸 행정구역은 구체적인 조사·연구를 실시하여 세부화 된 지진 대응 방안을 마련할 필요성이 제기된다.

Since it is impossible to predict earthquakes in advance, it is important to construct a seismic risk management before an earthquake. Therefore, to come up with an effective plan for dealing with seismic risk for each administrative district in South Korea, regional seismic vulnerability was suggested. The seismic risk map was developed and spatially assessed on national scale. The seismic risk map was consisted of seismic hazard and social vulnerability, considering not only natural hazard caused by the earthquake but also the social structures that are expected to be damaged.
The seismic hazard indicators were selected probabilistic seismic hazard, fault and bedrock depth information to consider seismic activity and risk by seismic amplification. These data were constructed to spatial information using GIS and geostatistical method such as ordinary kriging, line density and simple kriging with local varying means since there were spatial characteristics.
The seismic hazard map was created by integrating three indicators. In order to reflect the spatial properties, a modified method that determines weights considering accuracy, resolution and research purpose and uses weighted sum in steps was applied. Probabilistic seismic hazard and fault line density, which were set as secondary data, were firstly integrated and then combined bedrock depth as primary data.
The social vulnerability indicators were selected vulnerable people, old houses and road information. Since it is statistical data without spatial characteristics unlike seismic hazard indicators, the social vulnerability map was created by applying principal component analysis, one of the multivariate statistical analysis techniques.
The seismic risk analysis aimed to conduct regional seismic vulnerability assessment to provide information each administrative district. The seismic hazard and social vulnerability map were classified into five levels to evaluate two maps with different physical quantities in common. The seismic risk map was developed and assessed by applying a risk matrix to both factors. The regional seismic vulnerability was identified intuitively.
As a result, seismic risk in the southeastern and northwestern parts of South Korea had high class. In the southeastern region, moderate-magnitude earthquake occurred in Gyeongju-si and Pohang-si, and in the northwestern region, social factors such as population, economy, transportation, and industry are concentrated. Therefore, special attention is needed in these areas and administrative districts with high classes of risk need to conduct detailed investigations and studies to develop specific seismic risk management.

#지진 위험도 #GIS #지구통계학 #사회적 취약성 #주성분 분석 #리스크 매트릭스 #지진 재해 지도 #지진 취약 지역 평가

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 관련 이론 및 지표 선정 4
1. 지진 재해도 모델 4
2. 지표 선정 5
1) 지진 위험도 지표 6
2) 사회적 취약성 지표 10
3. 리스크 매트릭스 13
Ⅲ. 공간 정보 구축 및 통합 14
1. 지진 위험도 평가 15
1) 확률론적 지진 위험도 15
2) 단층 선 밀도 17
3) 기반암 심도 21
4) 지진 위험 지도 작성 25
2. 사회적 취약성 평가 27
3. 지진 재해도 평가 29
1) 위험도 및 취약성 등급 분류 29
2) 지진 재해 매트릭스 30
Ⅳ. 결과 및 토의 31
1. 지진 위험 지도 31
1) 지진 위험도 지표 통합 방법 평가 31
2) 지진 위험 지도 지역적 분석 35
2. 사회적 취약성 지도 분석 43
3. 지진 재해 지도 분석 50
Ⅴ. 결론 59
□ 참고문헌 61
□ Abstract 67

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