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요약문

SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요 52

제1절 연구개발의 목적 52

1. HyGIS 통합 S/W 기반연구 52

2. HyGIS와 수자원 모형의 연계 시스템 개발 52

3. HyGIS 실용화 기반 조성 53

제2절 연구개발의 필요성 53

제3절 연구개발의 내용 및 범위 55

1. 연구개발의 내용 55

2. 연구개발의 범위 56

제2장 국내ㆍ외 기술개발 현황 58

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 62

제1절 HyGIS의 개요 62

제2절 HyGIS 데이터 모델 63

1. Drainage 그룹 64

2. Network 그룹 68

3. Channel 그룹 71

4. Hydrography 그룹 74

5. 하천 네트워크를 이용한 공간 DB의 연계 76

6. HyGIS 시계열 데이터 모델 77

제3절 HyGIS의 기능 80

1. DEM 전처리 80

가. Smooth DEM 80

나. Agree Burn DEM 82

다. Sink와 flat area 처리 84

2. DEM을 이용한 공간정보 생성 90

가. 흐름방향 계산 90

나. 흐름누적수 계산 91

다. 하천망 추출 92

라. Catchment 생성 95

마. Watershed 생성 96

3. 하천 네트워크 생성 97

4. 하도 지형자료 생성 100

가. TIN 기반의 하도 단면 생성 100

나. 그리드 기반의 하천단면 생성 102

5. Hydrography 103

6. HyGIS Hydro Tools 105

가. Thiessen 계수 계산 105

나. NRCS CN 계산 109

제4절 HyGIS 개발환경 115

1. GEOMania Pro/3D 115

가. 개요 115

나. 국내의 사용 환경 지원 116

다. 유연성 117

라. 범용 기능의 활용 및 개발력 집중 117

2. GDK30 123

3. HyGIS 컴포넌트 126

4. GEOMania Tools 컴포넌트 128

가. Vector Operation 129

나. Grid Operation 133

다. 벡터 자료의 그리드 변환 152

라. 그리드 자료의 벡터 전환 157

마. Map 제어 159

바. Table 제어 부분 161

사. TIN 분석 162

아. 파일 변환 165

자. GEOMania Pro/3D Tool 제어 167

5. Component AddOn 기능 168

가. GMAddOn 168

나. AddOnModule 169

다. 사용형태 169

6. Menu Customizing 기능 170

가. 유연한 Menu 구성 170

나. 분리 개발 허용 172

7. 시스템 확장 위한 보조 기능 174

가. Script 형태의 응용프로그램 개발 지원 174

나. Image Sewer(웹환경 프로토타입) 175

제5절 HyGIS-Model 177

1. 시스템 통합 방법 177

2. HyGIS-Model의 개요 178

3. HyGIS-Model 통합환경 180

제6절 HyGIS-Model 개발을 위한 응용기술 183

1. HRU 분석 183

가. HRU 공간분석 183

나. HRU 비공간 데이터 처리 183

다. HRU 계산을 위한 COM함수 184

2. HyGIS-HMS 입력파일 생성 기능 185

3. 침수심 분석 185

가. 그리드 기반의 수심 분석 185

나. TIN 기반의 수심 분석 188

4. 하도 단면 지형인자 계산 188

5. HyGIS-QUAL2E 개발을 위한 공간정보 생성 기술 190

6. 분석결과 차트 가시화 191

제7절 HyGIS-SWAT 192

1. HyGIS-SWAT의 개발방법 및 절차 192

2. SWAT 모형 194

가. SWAT 모형의 입ㆍ출력 파일 196

나. GIS-SWAT 모형의 개발 동향 199

3. HyGIS-SWAT의 설계 201

가. HyGIS-SWAT 공간 데이터 모델 201

나. HyGIS-SWAT 시계열 데이터 모델 203

다. HyGIS-SWAT Static 비 공간 DB 204

라. HyGIS-SWAT Dynamic 비공간 DB 206

마. HyGIS-SWAT의 운영 212

4. HyGIS-SWAT 개발 214

가. HyGIS-SWAT 공간정보 생성기술 개발(HRU) 214

나. HyGIS-SWAT 개발 218

5. HyGIS-SWAT의 수행과정 검토 241

가. 프로젝트 구성 241

나. 공간자료 구축 242

다. HRU 생성 244

라. 모의결과 조회 246

6. HyGIS-SWAT 수행결과 검토 248

가. 대상유역 248

나. 수행결과 분석 248

7. 고찰 250

제8절 HyGIS-TOPMODEL 252

1. HyGIS-TOPMODEL 개발의 개요 252

2. TOPMODEL의 개요 252

3. 유전자 알고리즘 254

4. 시ㆍ공간 DB 구축 256

가. 공간 DB 구축 256

나. 시간DB 구축 257

다. DB 모델링 257

5. HyGIS-TOPMODEL 개발 259

가. 지형지수 산정 260

나. 유전자 알고리즘을 이용한 매개변수 추정 261

다. HyGIS 시공간 DB와의 연계 262

라. 모형 수행결과 조회 262

6. HyGIS-TOPMODEL의 적용 264

제9절 HyGIS-HMS 268

1. HEC-HMS 모형의 개요 268

2. 유출분석 과정 269

가. HMS에서의 유출분석 269

나. HMS에 포함된 모형들의 개요 271

3. HMS의 Loss Model 272

가. 기본 개념 273

나. Initial and Constant rate loss model 273

다. Deficit and Constant-rate Loss Model 274

라. SCS Curve Number Loss Model 274

마. Green and Ampt Loss Model 274

4. HMS의 Subbasin Transform Model 276

5. HMS의 Subbasin Baseflow Model 277

6. HMS의 Routing Reach Model 278

7. HMS의 검ㆍ보정 과정 279

8. HyGIS-HMS의 설계 281

9. HyGIS-HMS 모형의 개발 289

가. HyGIS-HMS extension 289

나. HyGIS-HMS의 메뉴 구성 290

다. HyGIS-HMS의 수행 과정 292

라. HEC-HMS와의 연계 308

마. HEC-1과의 연계 315

제10절 HyGIS-RAS 318

1. HEC-RAS 모형의 개요 318

2. 기본 입력자료 319

가. 흐름영역 319

나. 계산 기점 수위 319

다. 유량 319

라. 에너지 손실계수 319

마. 하도 단면 321

바. 구간거리 321

3. HEC-RAS 모형의 실행 321

가. Project 생성 322

나. 지형자료 입력 322

다. 유량자료의 입력 322

라. 실행 및 출력 결과 323

4. HEC-RAS 모형의 기능향상 방안 324

가. 역산 조도계수 산정방법 324

나. 상류-사류의 천이류 해석 329

다. 하천 수리해석의 신뢰도 분석 342

5. HyGIS-RAS의 설계 351

가. HyGIS-RAS 공간 데이터 모델 351

6. HyGIS-RAS 개발 354

가. HyGIS-RAS extension 354

나. HyGIS-RAS의 메뉴구성 357

다. HyGIS-RAS의 수행과정 357

라. 결과보기 370

제11절 HyGIS-QUAL2E 377

1. HyGIS-QUAL2E의 개발 방법 및 절차 377

가. HyGIS-QUAL2E 개발 절차 377

나. GIS와 수질 모형의 연계기법 380

다. HyGIS-QUAL2E Conceptual Diagram 382

2. QUAL2E 383

가. 모델 개요 383

나. 모델 수행 방법 386

3. 유달계수 396

4. HyGIS-QUAL2E 개발을 위한 구조화 분석 401

가. HyGIS와 QUAL2E의 연계를 위한 Data flow 개념도 401

나. HyGIS-QUAL2E 구동을 위한 환경 정의 402

다. 모델 입력데이터들의 속성정의 403

라. 모델링 절차의 구조화 분석 404

마. 입력데이터 구성을 위한 프로세스 설계 405

바. 구조분석을 통한 HyGIS-QUAL2E의 기대효과 415

5. HyGIS-QUAL2E 데이터 모델 416

가. 공간 데이터 모델 416

나. HyGIS-QUAL2E의 비공간 DB 417

6. HyGIS-QUAL2E 알고리즘 설계 420

7. HyGIS-QUAL2E 개발 425

가. Pre-processing 427

나. Post-processing 441

8. WASP 모형과의 연계방안 검토 445

가. WASP 모형 445

나. HyGIS-WASP5 구축을 위한 구조화 분석 464

다. HyGIS-WASP5의 공간 Data Model 466

제12절 HyGIS의 실용화 기반 구축 468

1. 사용자 설명서 468

2. 개발자 문서 469

3. 설문조사를 통한 사용자 요구분석 470

4. 홈페이지 개선 및 운영 472

가. 수자원 데이터웨어하우스 개선 및 HyGIS 흠페이지 구축 472

나. 연구진 게시판 개설 473

5. 제품화 전략 수립 475

가. 홍보전략 475

나. 시장진입 및 가격정책 475

다. 유지보수 전략 476

라. 라이센스 관리 477

마. 최신버전 자동 확인 478

6. HyGIS 워크샵 479

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 481

1. 연구개발 목표의 달성도 481

2. 관련분야의 기술 발전에 기여도 483

제5장 연구결과의 활용계획 485

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 487

제7장 참고문헌 489

부록 496

특정연구개발사업 연구결과 활용계획서 528

【첨부1】연구결과활용계획서(최종보고서 첨부) 529

기술 요약서(1) 539

기술 요약서(2) 543

기술 요약서(3) 549

기술 요약서(4) 553

표 2.1. HyGIS 공간 데이터 모델의 그룹별 정의 64

표 2.2. HyGIS 데이터 명세서(DrainageArea) 67

표 2.3. HyGIS 데이터 명세서 (DrainageLine) 68

표 2.4. HyGIS 데이터 명세서(Drainagepoint) 68

표 2.5. HyGIS 데이터 명세서(Hydrojunction) 70

표 2.6. HyGIS 데이터 명세서(Schematic_Node) 70

표 2.7. HyGIS 데이터 명세서 (HydroEdge) 71

표 2.8. HyGIS 데이터 명세서(Schematic_Link) 71

표 2.9. HyGIS 데이터 명세서(Thalweg) 72

표 2.10. HyGIS 데이터 명세서(ProfileLine) 73

표 2.11. HyGIS 데이터 명세서(CrossSectionLine) 73

표 2.12. HyGIS 데이터 명세서(CrossSectionPoint) 73

표 2.13. HyGIS 데이터 명세서(HydroPoint) 75

표 2.14. HyGIS 데이터 명세서(HydroLine) 75

표 2.15. HyGIS 데이터 명세서(HydroArea) 76

표 2.16. HyGIS 데이터 명세서(TSMeta) 79

표 2.17. HyGIS 데이터 명세서(TSData) 79

표 2.18. HyGIS 데이터 명세서(TSType) 79

표 2.19. TSType 속성의 정의 79

표 3.1. Sink 처리 기법의 비교 85

표 3.2. CN분석에 사용되는 Land use table 111

표 3.3. CN분석에 사용되는 Land use table(계속) 112

표 3.4. 개략토양도의 NRCS 수문학적 토양군 분류 113

표 3.5. 정밀토양도의 NRCS 수문학적 토양군 분류 113

표 3.6. 환경부 토지피복도와 Land use table의 속성 대응을 위한 참조표 114

표 4.1. 지도대수 식 적용 예 138

표 4.2. ToGCDFileByGCDLayer Method 140

표 4.3. cSlopeGCD의 Slope 함수 구분 방식 141

표 4.4. Gfid 레이어 비교 함수 151

표 4.5. 그리드화 알고리즘 요약 비교 153

표 4.6. Vector to Grid 성능 비교 결과 155

표 4.7. ID자동 기입 함수 161

표 4.8. GEOMania TIN 기능 비교 165

표 4.9. GMAddOn Class 168

표 4.10. HyGIS-HMS & HyGIS-RAS의 Menu Customizing config 파일 예시 171

표 4.11. GEOMania Pro/3D 에서의 Script 작성 예 174

표 5.1. HyGIS-Model 통합환경에서의 개념적 데이터베이스의 정의 181

표 7.1. SWAT의 주요 수문순환과정 모의 방법 196

표 7.2. SWAT 모형의 입력파일1 197

표 7.3. SWAT 모형의 입력파일2 198

표 7.4. SWAT 모형의 출력파일 199

표 7.5. HyGIS-SWAT 데이터 명세서(DrainageArea) 202

표 7.6. HyGIS-SWAT 데이터 명세서 (MainStream) 203

표 7.7. HyGIS-SWAT Static 비공간 DB 테이블 정의 205

표 8.1. TOPMODEL의 매개변수(2002, 장재혁) 254

표 8.2. 유전자 알고리즘에서 사용된 목적함수(장재혁, 2002) 255

표 8.3. 적용 수문사상 265

표 8.4. 적용사상별 최적 매개변수 265

표 8.5. 모의결과의 통계적 특성 265

표 9.1. Runoff-Volume models 271

표 9.2. Direct-runoff models 271

표 9.3. Baseflow models 272

표 9.4. Routing models 272

표 9.5. SCS 토양 그룹과 침투율 274

표 9.6. 토양의 조직구분 275

표 9.7. HyGIS-HMS 공간 DB 데이터 명세서(DrainageArea) 283

표 9.8. HyGIS-HMS 공간 DB 데이터 명세서(Mstream) 284

표 9.9. HyGIS-HMS 공간 DB 데이터 명세서(TiessenC) 284

표 9.10. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLEINFO) 285

표 9.11. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLELOSS) 285

표 9.12. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLEBF) 286

표 9.13. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLEUH) 286

표 9.14. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLERIVER) 286

표 9.15. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLERE) 287

표 9.16. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLERE_B) 287

표 9.17. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLERE_R) 288

표 9.18. HyGIS-HMS 비공간 데이터 명세서(TABLERE_N) 288

표 10.1. 자연하천에서 단면정보의 계산 333

표 10.2. 수문개방에 의한 도수실험 조건 336

표 10.3. 모형의 결과 비교 349

표 10.4. HyGIS-RAS 데이터 명세서(ProfileLine) 352

표 10.5. HyGIS-RAS 데이터 명세서(CrossSectionLine) 352

표 10.6. HyGIS-RAS 데이터 명세서(CrossSectionPoint) 352

표 10.7. HyGIS-RAS 비공간 데이터 명세서(TABLEINFO) 353

표 10.8. HyGIS-RAS 비공간 데이터 명세서(TABLERESULT) 353

표 11.1. QUAL2E 입력자료의 구성 386

표 11.2. QUAL2E 입력자료의 구성(계속) 387

표 11.3. 출력자료의 종류 및 내용 388

표 11.4. Typical range for QUAL2E Reaction Coefficient 394

표 11.5. HyGIS-QUAL2E 개발의 기대효과 415

표 11.6. HyGIS-QUAL2E 데이터 명세서(datReach) 418

표 11.7. HyGIS-QUAL2E 데이터 명세서(datElement) 418

표 11.8. HyGIS-QUAL2E 데이터 명세서(datWatershed) 418

표 11.9. HyGIS-QUALEE 데이터 명세서(datResult_Water) 419

표 11.10. WASPS 모형의 구조와 복잡도 448

표 11.11. EUTRO5 입력 자료군 455

표 11.12. Field 항목별 정의 및 설명 456

표 11.13. Field 항목별 정의 및 설명 456

표 11.14. 암모니아화 과정 457

표 11.15. 질산화 과정 457

표 11.16. 탈질화 과정 457

표 11.17. CBOD 관련 반응계수 457

표 11.18. 식물성 플랑크톤 관련 반응계수 458

표 11.19. 인 관련 반응계수 458

표 11.20. 산소 관련 반응계수 458

표 11.21. Field별 정의 및 설명 459

표 11.22. DYNHYD5 결과 파일 460

표 11.23. EUTRO5 결과 파일 462

표 11.24. HyGIS-WASP5 데이터 명세서 467

표 12.1. 설문 조사의 개요 470

그림 1.연차별 연구개발 범위 및 절차 56

그림 1.1. HyGIS의 실행 화면 62

그림 2.1. HyGIS 데이터 모델의 개략도 63

그림 2.2. 배수구역의 정의 65

그림 2.3. 배수경로 65

그림 2.4. 유출구 66

그림 2.5. HyGIS 데이터 모델 - Drainage 67

그림 2.6. 방향성을 가지는 하천망 69

그림 2.7. HyGIS 데이터 모델 - Network 70

그림 2.8. HyGIS 데이터 모델 - Channel 72

그림 2.9. HyGIS 데이터 모델 - Hydrography 74

그림 2.10. 공간 데이터 모델의 관계도 77

그림 2.11. HyGIS 시계열 데이터 모델 78

그림 2.12. HyGIS 시계열 데이터 모델 관계도 78

그림 3.1. HyGIS의 DEM 전처리 메뉴 화면 80

그림 3.2. Smooth DEM 81

그림 3.3. Smooth DEM의 실행 81

그림 3.4. Agree Burn 개념도 83

그림 3.5. Agree Burn 옵션 83

그림 3.6. Agree Burn 수행 83

그림 3.7. Sink의 발생원인 85

그림 3.8. Breaching 알고리즘의 적용 85

그림 3.9. Relief 알고리즘 개념도 86

그림 3.10. Relief 알고리즘 적용과정 86

그림 3.11. Gradient away from higher terrain 적용 과정 87

그림 3.12. Combined gradient 적용 과정 88

그림 3.13. Relief 알고리즘과 combined gradient method의 결과 비교 88

그림 3.14. Sink와 flat area 제거 흐름도 89

그림 3.15. Sink와 flat area 제거 화면 89

그림 3.16. D8-method의 흐름 방향 91

그림 3.17. D8-method를 이용한 흐름 방향의 결정 91

그림 3.18. 흐름방향 계산 과정 91

그림 3.19. 흐름방향 계산 결과 91

그림 3.20. 흐름누적수 계산 92

그림 3.21. 흐름누적수 계산 과정 92

그림 3.22. 흐름누적수 계산 결과 92

그림 3.23. 하천망 그리드 생성 과정 93

그림 3.24. 하천망 그리드 생성 결과 93

그림 3.25. 벡터 하천망 생성 93

그림 3.26. 벡터 하천망 생성 결과 93

그림 3.27. DEM을 이용하여 추출한 하천망의 비교 94

그림 3.28. HyGIS에서 추출한 최종 하천망 95

그림 3.29. Catchment 그리드 생성 96

그림 3.30. Catchment 그리드 생성 결과 96

그림 3.31. Catchment 폴리곤 생성 96

그림 3.32. 폴리곤 Catchment 생성 결과 96

그림 3.33. Watershed 그리드와 watershed point 생성 97

그림 3.34. Watershed 그리드와 watershed point 생성 결과 97

그림 3.35. Watershed 폴리곤 생성 97

그림 3.36. Watershed 폴리곤 생성 결과 97

그림 3.37. 하천 네트워크 구성 개념도 98

그림 3.38. 하천 네트워크 생성 99

그림 3.39. HYDROID 및 REF_HYDROID 생성 99

그림 3.40. 하천 네트워크 ID 생성 99

그림 3.41. Catchment ID 생성 99

그림 3.42. Watershed ID 생성 99

그림 3.43. 하천 네트워크 구축 사례 99

그림 3.44. 사용자에 의한 ProfileLine 및 CrossSectionLine 입력 100

그림 3.45. Channel 그룹 데이터의 생성 101

그림 3.46. Channel 데이터 생성을 위한 TIN 101

그림 3.47. TIN을 이용한 Channel 그룹 하도 단면자료 추출 101

그림 3.48. 그리드 기반의 하천단면 생성 102

그림 3.49. Hydrography 메뉴 구성 103

그림 3.50. 관측소 공간 DB 103

그림 3.51. 관측소 DB의 필드 구성 103

그림 3.52. 관측소 공간 DB의 속성 테이블 104

그림 3.53. 시계열 자료의 검색 및 조회 104

그림 3.54. HyGIS Hydro Tools 실행 메뉴 105

그림 3.55. Thiessen 계수 계산 기능 106

그림 3.56. 지도상에서 티센망 대상 관측소 선택 106

그림 3.57. 왕숙천 적용 테스트 107

그림 3.58. 경안천 시험적용 결과 107

그림 3.59. 안양천 시험 적용 결과 107

그림 3.60. Thiessen 계수(텍스트) 108

그림 3.61. Thiessen 계수(공간 DB 테이블) 108

그림 3.62. NRCS CN 계산 흐름도 및 DB 관계도 109

그림 3.63. NRCS CN 계산 기능 110

그림 4.1. GEOMania Pro/3D Tool의 Main Window 115

그림 4.2. GEOMania Pro/3D Tool에서 제공되는 NGIS 표준 심볼의 일부 116

그림 4.3. 세계측지계(GRS80) TM좌표계 지원 116

그림 4.4. 국토지리정보원 NGI 등 다양한 포맷지원 116

그림 4.5. 3D 지형 및 2D Vector Data 중첩 117

그림 4.6. 단순 주제도 118

그림 4.7. 개별 주제도 118

그림 4.8. 범위 주제도 119

그림 4.9. 볼륨 주제도 119

그림 4.10. 그래프 주제도 119

그림 4.11. 등고선과 파생된 DEM의 중첩 화면 120

그림 4.12. Texture Mapping 적용된 3D객체 120

그림 4.13. MUIti-Surface 적용된 3D윈도우 120

그림 4.14. GEOMania Pro/3D Tool의 3D Window 121

그림 4.15. 지도 인쇄 설정 기능 121

그림 4.16. 지도 인쇄 기능 제공 121

그림 4.17. Table 필드추가 등 기본 UI제공 122

그림 4.18. 폴리곤의 면적 기능 예 123

그림 4.19. GDK30 Class Diagram (2006년 10월 기준 일부) 124

그림 4.20. GDK30의 최상위 개념인 Application, Workspace, Maps Class 124

그림 4.21. GDK30의 기본 Class인 Map, Layer Class 125

그림 4.22. Hydro Tools 함수의 예 126

그림 4.23. HydroNetwork 함수의 예 126

그림 4.24. HydroExt 함수의 예 127

그림 4.25. Hydro 벡터라이징 함수의 예 127

그림 4.26. GMTools의 cNonGDK Class 128

그림 4.27. Voronoi 분석 UI 129

그림 4.28. Voronoi 분석 결과 예시 129

그림 4.29. Intersection Form UI 130

그림 4.30. HyGIS-QUAL2E에서의 활용 130

그림 4.31. 유역경계 Clipping(경안천) 130

그림 4.32. 유역경계 Clipping(보청천) 130

그림 4.33. Map Clipping UI 131

그림 4.34. VertexID 지도상 가시화 기능 131

그림 4.35. 좌표 비교 정밀도 기준 지정 132

그림 4.36. Vertex 단순화 기능의 개요 133

그림 4.37. 5m×5m 크기의 그리드에서 생성된 토지피복도 폴리곤(붉은색 보조선은 30m 간격) 133

그림 4.38. Grid operation Menu 개요 134

그림 4.39. IDW 보간 위한 GMTools의 cIDW Class 135

그림 4.40. IDW TEST1 135

그림 4.41. IDW TEST2 136

그림 4.42. TIN 그리딩 메뉴 136

그림 4.43. TIN 그리딩 결과(경안천 고도를 TIN 노드로 적용) 137

그림 4.44. 크리깅 공간보간의 개념도 138

그림 4.45. 크리깅 보간의 결과 예시 138

그림 4.46. 지도 대수 UI 139

그림 4.47. Grid Intersection 개요 140

그림 4.48. cSlopeGCD 개요 141

그림 4.49. Slope GCD 생성 Menu 142

그림 4.50. Slope 계산 방식 및 단위 선택 UI 142

그림 4.51. 방향 가시화 토글 기능 143

그림 4.52. 방향가시화 심볼 편집/생성 143

그림 4.53. 개선된 방향 가시화 기능 143

그림 4.54. Flow Line 검색 결과 화면 144

그림 4.55. 점오염원의 해당 Element 추적 기능 144

그림 4.56. Contour 생성 화면 145

그림 4.57. Elevation_Volume_OnGrid 함수 146

그림 4.58. 토지이용도 그리드의 VAT 파일 147

그림 4.59. 그리드에 대한 VAT 적용 및 추출 MENU 147

그림 4.60. 그리드 기본정보 조회 UI 148

그림 4.61. 그리드 기본정보 조회 UI(그래프 Frame) 148

그림 4.62. No-Data Value를 설정한 그리드 기본통계 기능 예시 149

그림 4.63. 셀 value/Label 조회기능 149

그림 4.64. 그리드 보조선 설정 기능 149

그림 4.65. 그리드 셀 value에 따른 Label 가시화 150

그림 4.66. 그리드 셀l Value 수정(라인) 150

그림 4.67. 그리드 셀 Value 수정(폴리곤) 150

그림 4.68. Grid Cell Value Edit 기능 151

그림 4.69. 그리드 Range Renderer의 자동 구성 기능 152

그림 4.70. 3가지 방식으로 구현된 cVectorToGrid Class 153

그림 4.71. Boundary Check Method의 원본벡터, 비정밀 그리드화, 경계보정 결과 비교 154

그림 4.72. 벡터 폴리곤 레이어의 그리드화 156

그림 4.73. 변환 결과 및 자동 구성된 GCD value renderer 156

그림 4.74. Point Tracing을 위한 그리드 외곽선 추출 157

그림 4.75. Point Tracing으로 생성된 폴리곤 158

그림 4.76. Line Tracing을 위한 그리드 외곽선 추출 158

그림 4.77. Line Tracing으로 생성된 폴리곤 159

그림 4.78. Map 제어 Menu 구성 159

그림 4.79. 실수형 필드의 라벨링 시 포맷지정 효과 160

그림 4.80. Table 제어 Menu 구성 161

그림 4.81. 검색어를 "RIMGIS"로 하여 Table 검색 한 결과 예시 162

그림 4.82. GEOMania Tools의 TIN 메뉴 구성 163

그림 4.83. GEOMania Tools의 cSimpleTIN Class 163

그림 4.84. TIN 공간상에서의 임의 라인에 대한 Profile 획득 164

그림 4.85. File Conversion Menu 구성 165

그림 4.86. ASCII 파일의 예 166

그림 4.87. ASCII 생성시 유효자릿수 지정 166

그림 4.88. GCD 생성시 Data Type 지정 166

그림 4.89. GRD to GCD 167

그림 4.90. AddOn 모듈의 선택적 로딩 169

그림 4.91. 메뉴바로 AddOn된 HyGIS 169

그림 4.92. HyGIS-HMS 및 HyGIS-RAS의 Menu Customizing 기능 시험적용 170

그림 4.93. 사용 환경의 현지화를 위한 config file 설정 예 172

그림 4.94. HyGIS 통합 Menu 173

그림 4.95. GEOMania Script extension 작동 화면 175

그림 4.96. 경안천 유역에 대한 web 지도 조회 176

그림 5.1. 공유파일을 통한 시스템 통합 178

그림 5.2. 사용자 인터페이스의 공유를 통한 시스템 통합 178

그림 5.3. HyGIS-Model의 개발 방법 179

그림 5.4. HyGIS와 연계할 수리, 수문, 수질 모형 179

그림 5.5. HyGIS-Model 통합환경의 개념도 180

그림 5.6. HyGIS-Model 통합환경의 데이터 흐름도 181

그림 5.7. HyGIS-Model 시스템의 입출력 관계도 182

그림 6.1. vHRU_FuIl을 생성하기 위한 질의어 184

그림 6.2. HRU_계산을 위한 COM 함수 184

그림 6.3. HyGIS-HMS Network 정보 추출을 위한 래핑함수 185

그림 6.4. Sample 지역 수위분포도 186

그림 6.5. 고도와 HEC-RAS 하천 횡단선 186

그림 6.6. Sample 지역 수심 분석 사례 186

그림 6.7. TIN 수심분석 결과 188

그림 6.8. 중심점 및 좌우 제방에서의 단면간 거리 계산 기능 189

그림 6.9. HyGIS-RAS에 적용된 선형 참조 기능 189

그림 6.10. 오염원의 해당 Element 찾기 190

그림 6.11. HyGIS-SWAT에서 구현되어진 차트 기능 191

그림 7.1. HyGiS-SWAT의 개발 절차 194

그림 7.2. SWAT 모형의 수문순환 모식도 195

그림 7.3. AVSWAT2000의 메인 화면 200

그림 7.4. AVSWAT2000의 수행결과 200

그림 7.5. HyGIS-SWAT 공간 데이터 모델 201

그림 7.6. HyGIS-SWAT 공간 데이터 모델과 HyGIS 시계열 DB의 관계도 204

그림 7.7. HyGIS-SWAT Static 비공간 DB 205

그림 7.8. 매개변수의 허용범위 참조 테이블 206

그림 7.9. HyGIS-SWAT Dynamic 비공간 DB 207

그림 7.10. HRU 그룹 테이블의 세부 속성 208

그림 7.11. Input table 그룹의 세부속성1 208

그림 7.12. Input table 그룹의 세부속성2 209

그림 7.13. Input table 그룹의 세부속성3 209

그림 7.14. Input table 그룹의 세부속성4 210

그림 7.15. Output table 그룹의 세부속성 211

그림 7.16. HyGIS와 HyGIS-SWAT의 관계도 212

그림 7.17. HyGIS-SWAT 시스템의 운영 흐름도 213

그림 7.18. HRU 계산을 위한 테이블 관계도 215

그림 7.19. HyGIS와 HyGIS-SWAT의 AddOn 화면 218

그림 7.20. HyGIS-SWAT의 메뉴 구성 219

그림 7.21. HyGIS-SWAT 새 프로젝트 220

그림 7.22. HyGIS-SWAT 프로젝트 불러오기 220

그림 7.23. HyGIS-SWAT 유역설정 221

그림 7.24. HyGIS-SWAT 토지이용도/토양도 설정 222

그림 7.25. HyGIS-SWAT HRU 설정 222

그림 7.26. HyGIS-SWAT 기후자료 설정 223

그림 7.27. 평균강우량 적용 224

그림 7.28. 시계열 자료 설정 225

그림 7.29. HyGIS Static 시계열 DB의 TSMeta 테이블 검색 결과 225

그림 7.30. HyGIS-SWAT 입력파일 작성 226

그림 7.31. 조도계수 설정 226

그림 7.32. HyGIS-SWAT Static DB 편집 227

그림 7.33. Soil DB 편집 228

그림 7.34. 기상관측소 DB 편집 228

그림 7.35. Crop DB 편집 229

그림 7.36. Fertilizer DB 편집 229

그림 7.37. Pesticide DB 편집 229

그림 7.38. Tillage DB 편집 230

그림 7.39. Urban area DB 편집 230

그림 7.40. HyGIS-SWAT 점오염원 자료 편집 231

그림 7.41. HyGIS-SWAT 저수지 자료 편집 231

그림 7.42. HyGIS-SWAT 소유역 자료 편집 232

그림 7.43. HyGIS-SWAT *.sol 파일 편집 232

그림 7.44. HyGIS-SWAT *.wgn 파일 편집 233

그림 7.45. HyGIS-SWAT *.sub 파일 편집 233

그림 7.46. HyGIS-SWAT *.hru 파일 편집 233

그림 7.47. HyGIS-SWAT *.rte 파일 편집 234

그림 7.48. HyGIS-SWAT *.gw 파일 편집 234

그림 7.49. HyGIS-SWAT *.wus 파일 편집 234

그림 7.50. HyGIS-SWAT *.mgt 파일 편집 235

그림 7.51. CN 수정을 위한 UI 235

그림 7.52. HyGIS-SWAT *.chm 파일 편집 236

그림 7.53. HyGIS-SWAT *.pnd 파일 편집 236

그림 7.54. HyGIS-SWAT *.swq 파일 편집 236

그림 7.55. 편집 자료의 반영 범위 선택 237

그림 7.56. HyGIS-SWAT 실행 238

그림 7.57. SWAT2000.exe 수행 화면 238

그림 7.58. HyGIS-SWAT 실행결과 보기 239

그림 7.59. HyGIS-SWAT 실행결과 텍스트로 보기 239

그림 7.60. HyGIS-SWAT 실행결과 그래프로 보기 240

그림 7.61. 강우량과 수행결과 그래프 240

그림 7.62. 다중 그래프 비교 240

그림 7.63. 데이터와 그래프의 동시 조회 240

그림 7.64. 관측 유량과 모의결과 비교 240

그림 7.65. HyGIS-SWAT의 프로젝트 구성 242

그림 7.66. AVSWAT의 프로젝트 구성 242

그림 7.67. HyGIS의 공간정보 구축 메뉴 243

그림 7.68. HyGIS-SWAT 공간정보 설정 GUI 243

그림 7.69. AVSWAT의 공간정보 구축 GUI 243

그림 7.70. HyGIS-SWAT의 유역경계 비교 243

그림 7.71. HRU 생성을 위한 토지이용도/토양도 설정 244

그림 7.72. HRU 생성 결과 텍스트 파일(AVSWAT) 245

그림 7.73. HyGIS-SWAT에서의 HRU 생성 및 결과 표 245

그림 7.74. HyGIS-SWAT을 이용한 HRU 분포도 246

그림 7.75. AVSWAT의 결과조회 247

그림 7.76. HyGIS-SWAT의 결과 조회 247

그림 7.77. ChartFx의 그래프 설정기능 247

그림 7.78. HyGIS-SWAT과 AVSWAT의 모의결과 비교(월유출량) 249

그림 7.79. HyGIS-SWAT과 AVSWAT의 모의결과 비교(일유출량) 250

그림 8.1. TOPMODEL의 유출구성도(최형태, 2001) 253

그림 8.2. 단순유전자 알고리즘 흐름도 255

그림 8.3. HyGIS 공간 DB 생성 과정 256

그림 8.4. HyGIS-TOPMODEL 시간 DB 생성과정 257

그림 8.5. HyGIS TOPMODEL의 DFO 258

그림 8.6. TOPMODEL DB 모델 258

그림 8.7. HyGIS-TOPMODEL의 흐름도 259

그림 8.8. HyGIS-TOPMODEL의 수행화면 260

그림 8.9. 지형지수의 산정 260

그림 8.10. 지형지수 그리드 레이어의 생성 261

그림 8.11. 유전자 알고리즘을 이용한 매개변수 추정 261

그림 8.12. 소유역정보 자동 기입 262

그림 8.13. 시계열 DB의 검색 262

그림 8.14. 지형지수 계산결과 조회 263

그림 8.15. HyGIS-TOPMODEL 수행결과 조회 263

그림 8.16. 지형지수 분포도 264

그림 8.17. HyGIS-TOPMODEL의 수행 결과(수문사상1) 266

그림 8.18. HyGIS-TOPMODEL의 수행 결과(수문사상2) 266

그림 8.19. HyGIS-TOPMODEL의 수행 결과(수문사상3) 267

그림 9.1. 유출의 전체적인 개략도 269

그림 9.2. HEC-HMS에서의 일반적인 유역유출 270

그림 9.3. 하도의 형상을 8-Point로 나타낸 형태 279

그림 9.4. 검ㆍ보정 과정의 개략도 280

그림 9.5. HyGIS와 AddOn module과의 연계 개념 281

그림 9.6. Database와 AddOn module 사이의 연계도 282

그림 9.7. HyGIS-HMS 공간 데이터 모델 283

그림 9.8. HyGIS-HMS 비공간 DB-INPUT 285

그림 9.9. HyGIS-HMS 비공간 DB-OUTPUT 287

그림 9.10. 경안천 유역 지도 불러오기 290

그림 9.11. Addon UI 290

그림 9.12. HyGIS-HMS Addon 메뉴 291

그림 9.13. HyGIS-HMS 새 프로젝트 메뉴 UI 292

그림 9.14. 입력파일구성 메뉴-레이어지정 293

그림 9.15. 레이어지정 UI 293

그림 9.16. map 파일 생성 294

그림 9.17. 생성된 .map 파일 294

그림 9.18. 입력파일구성메뉴-유역매개변수 295

그림 9.19. 유역매개변수 UI 295

그림 9.20. 손실-SCS CN법 296

그림 9.21. 손실-Initial Constant법 296

그림 9.22. 손실-Green and Ampt 296

그림 9.23. 단위도법-Clark 297

그림 9.24. 단위도-Snyder 297

그림 9.25. 단위도-SCS 297

그림 9.26. Clark 단위도법 매개변수 산정 UI(도달시간, 저류상수) 297

그림 9.27. SCS 단위도법 매개변수 산정UI(도달시간, 지체시간) 298

그림 9.28. 기저유량-Recession 298

그림 9.29. 기저유량-Monthly C 298

그림 9.30. 기저유량-No Baseflow 298

그림 9.31. 입력파일구성메뉴-하도매개변수 299

그림 9.32. 하도매개변수 UI 300

그림 9.33. Kinematic Wave 방법 300

그림 9.34. Muskingum 방법 300

그림 9.35. Muskingum -Cunge 방법 300

그림 9.36. 시계열 데이터 설정 UI 301

그림 9.37. Thiessen 분석 UI 302

그림 9.38. 시계열 데이터 설정 UI 303

그림 9.39. 생성된 Gage 파일 303

그림 9.40. 입력파일생성 메뉴-HEC-HMS 파일생성 304

그림 9.41. 생성된 Basin 파일 305

그림 9.42. 생성된 Met 파일 305

그림 9.43. HEC-HMS 파일생성 완료 메시지 305

그림 9.44. 입력파일생성메뉴-HEC-1 파일생성 306

그림 9.45. HEC-1 파일생성 완료 메시지 306

그림 9.46. 생성된 HEC-1 입력파일 307

그림 9.47. 입력파일생성메뉴-MDB 저장하기 307

그림 9.48. 실행메뉴-HEC-HMS 실행 308

그림 9.49. Basin Model 309

그림 9.50. Basin Model 309

그림 9.51. Loss Rate 310

그림 9.52. Transform 310

그림 9.53. Baseflow Method 310

그림 9.54. Routing Reach 310

그림 9.55. Precipitation Record 311

그림 9.56. Time Parameters 311

그림 9.57. Data Editor 311

그림 9.58. Meteorologic Model 312

그림 9.59. Control Specifications 312

그림 9.60. Run Configuration 312

그림 9.61. Summary of Results 313

그림 9.62. 유출구의 결과 그래프 313

그림 9.63. Basin Model 결과 보기 313

그림 9.64. 유역 수문곡선 313

그림 9.65. 하도 수문곡선 313

그림 9.66. 유출구 수문곡선 313

그림 9.67. 유역의 결과 테이블 314

그림 9.68. 유출구 결과 테이블 314

그림 9.69. 하도의 결과 테이블 314

그림 9.70. 유역의 시계열 테이블 314

그림 9.71. 하도의 시계열 테이블 314

그림 9.72. 유출구의 시계열 테이블 314

그림 9.73. 실행메뉴-HEC-1 실행 315

그림 9.74. 결과파일 불러오기 315

그림 9.75. 수문모형 모의결과 MDB에 저장완료 메시지 316

그림 9.76. 실행메뉴-결과 그래프 317

그림 9.77. 결과 그래프 UI 317

그림 10.1. HEC-RAS의 수리계산 절차 321

그림 10.2. 수로단면에서의 에너지 방정식 326

그림 10.3. 자연하천의 단면표현 331

그림 10.4. 수문개방에 따른 도수 해석 결과 337

그림 10.5. 급변 하상경사에서 발생하는 천이류 338

그림 10.6. 보를 월류하는 천이류 339

그림 10.7. 댐 여수로 제원 340

그림 10.8. 댐 여수로에서의 도수 341

그림 10.9. Monte Carlo 기법을 이용한 부등류 흐름해석 과정 343

그림 10.10. 모형 입출력의 불확실도 영향(Verdeman, 1994) 345

그림 10.11. Monte-Carlo 기법과 표준축차법을 이용한 수위 계산 345

그림 10.12. 각 단면에서의 월류위험 수렴도 348

그림 10.13. 모형의 결과 비교 349

그림 10.14. HyGIS-RAS 공간 데이터 모델 351

그림 10.15. GEOMania Pro/3D 초기화면 354

그림 10.16. 경안천 채널그룹을 형성하기 위한 입력데이터 355

그림 10.17. 채널그룹생성메뉴 356

그림 10.18. 채널그룹 생성을 위한 레이어 지정 356

그림 10.19. HyGIS-RAS 메뉴구성 357

그림 10.20. 프로젝트메뉴- 새 프로젝트 358

그림 10.21. 새 프로젝트 설정 358

그림 10.22. 입력파일생성 메뉴-레이어지정 359

그림 10.23. 레이어 지정UI 359

그림 10.24. 입력파일생성 메뉴-TIN생성 360

그림 10.25. 생성된 TIN 360

그림 10.26. 고도 GCD 생성여부를 묻는 메시지 361

그림 10.27. 입력파일생성 메뉴-HEC-RAS 파일생성 361

그림 10.28. RAS입력파일 362

그림 10.29. HEC-RAS 실행 메뉴 363

그림 10.30. HyGIS-QUAL2E와 연계 363

그림 10.31. HEC-RAS 메인화면 364

그림 10.32. HEC-RAS Import 364

그림 10.33. Geometry Data 화면 364

그림 10.34. Cross Section Data 364

그림 10.35. Steady Flow Data 화면 365

그림 10.36. Steady Flow Boundary Condition 화면 365

그림 10.37. Steady Flow Analysis 화면 366

그림 10.38. 각 Data 입력 후 메인화면 366

그림 10.39. X-Y-Z Perspective Plots 366

그림 10.40. 모의 후 Cross Section 367

그림 10.41. Water Surface Profiles 367

그림 10.42. General Profile Plots 367

그림 10.43. Rating Curve 367

그림 10.44. Profile Output Table 368

그림 10.45. RAS 파일 메뉴 368

그림 10.46. RAS Export 화면 369

그림 10.47. RAS 출력파일에서 Stream Network 부분 370

그림 10.48. RAS 출력파일에서 Cross Section 부분 370

그림 10.49. 결과보기 메뉴-RAS 결과 불러오기 370

그림 10.50. 수위 값 필드생성 371

그림 10.51. 단면라인 레이어 테이블 371

그림 10.52. 수위 값 생성 전 단면라인 레이어 테이블 372

그림 10.53. 수위 값이 기입된 단면라인 레이어 테이블 372

그림 10.54. 수위기입 필드명 지정 372

그림 10.55. 수위기입 완료 메세지 372

그림 10.56. 폴리곤으로 생성된 침수흔적도 373

그림 10.57. 결과보기 메뉴-수심레이어 생성 373

그림 10.58. 침수심 레이어 생성UI 374

그림 10.59. 생성된 수위 및 수심 GCD를 보여주는 지도목록창 374

그림 10.60. 결과보기 메뉴-침수심 Renderer 조정 374

그림 10.61. Renderer UI 374

그림 10.62. 침수심도 375

그림 10.63. 조도계수 화면 376

그림 10.64. 결과 값을 보여주는 조도계수 화면 376

그림 11.1. HyGIS-QUAL2E 개발절차 379

그림 11.2. Loose Coupling 기법 개념도 380

그림 11.3. Tight Coupling 기법 개념도 380

그림 11.4. Flexible Coupling 기법 개념도 381

그림 11.5. FUIl Coupling 기법 개념도 381

그림 11.6. HyGIS-QUAL2E 시스템 개념도 382

그림 11.7. QUAL2E 모형의 주요 수질인자 상호간의 반응도 384

그림 11.8. QUAL2E 모형에서의 계산구간의 분할방법 385

그림 11.9. 모델모의결과-수질(소구간별) 388

그림 11.10. 모델모의결과-수리(소구간별) 389

그림 11.11. 모델모의결과-반응계수(소구간별) 389

그림 11.12. 모델모의결과-수질(대구간 및 소구간) 390

그림 11.13. 모델모의결과-DO(대구간 및 소구간) 390

그림 11.14. 보정방법 예시 392

그림 11.15. 보정결과 예시(BOD) 393

그림 11.16. 보정결과 예시(T-N, T-P) 393

그림 11.17. 유달계수(K)와 유역 오염유출 특성인자(R)의 관계 397

그림 11.18. 오영물질 유출을 유발(촉진)인자 (Sf)와 유출억제인자(Φ)(이미지참조) 398

그림 11.19. HyGIS-QUAL2E Data Flow 개념도 401

그림 11.20. HyGIS-QUAL2E 구동을 위한 환경 정의 402

그림 11.21. QUAL2E의 입력자료 403

그림 11.22. QUAL2E 입력자료의 재분류 403

그림 11.23. 모델링 절차 수립 및 HyGIS-QUAL2E 구축 전략 404

그림 11.24. 대구간의 분할 405

그림 11.25. 유량계수 산출 원리 406

그림 11.26. 유량계수 산출 과정 407

그림 11.27. 소구간 분할 개념 407

그림 11.28. 소유역 분할 개념도 408

그림 11.29. 점 오염부하 할당을 위한 Outlet Point 추출 409

그림 11.30. 오염부하량 할당과정 409

그림 11.31. 유달계수 산정 Process 410

그림 11.32. 댐 상류에서의 물 수지 411

그림 11.33. 댐 하류에서의 물 수지 411

그림 11.34. 유량 배분 및 할당 Flow Chart 412

그림 11.35. 테이블 관계도 413

그림 11.36. datReach 데이터 명세 413

그림 11.37. datElement 데이터 명세 413

그림 11.38. datWatershed 데이터 명세 413

그림 11.39. 검보정 과정 414

그림 11.40. HyGIS-QUAL2E 공간 Data Model 416

그림 11.41. HyGIS-QUAL2E 비공간 Data Model 417

그림 11.42. 대구간 분할 결과 420

그림 11.43. 소구간 분할 결과 421

그림 11.44. 유역분할 결과 421

그림 11.45. 오염부하량 Table 422

그림 11.46. 소구간 속성정의 422

그림 11.47. 소유역정보 Table 422

그림 11.48. 유역의 배출부하량 및 실측부하량 422

그림 11.49. 유달계수 산출 423

그림 11.50. 유달지체계수 산출 423

그림 11.51. 미계측유역의 유달계수 산출 423

그림 11.52. HyGIS-QUAL2E 시스템 관계도 424

그림 11.53. HyGIS-QUAL2E의 AddOn 화면 425

그림 11.54. HyGIS-QUAL2E 메뉴 구성 426

그림 11.55. HEC-RAS ResuIt Import 427

그림 11.56. Reach 분할 428

그림 11.57. Element 분할 429

그림 11.58. Element 속성 정의 430

그림 11.59. Point Source 배출경로 탐색 431

그림 11.60. Watershed 분할을 위한 Outlet point 생성 432

그림 11.61. Create Watershed Grid 433

그림 11.62. Create Watershed Grid to Polygon 434

그림 11.63. 유역중첩 분석 435

그림 11.64. 유역별 배출부하량 산출 436

그림 11.65. 유달계수 산출 결과 437

그림 11.66. 유달부하량 산출 및 유량배분 438

그림 11.67. 모식도 및 입력파일 생성 439

그림 11.68. 입력파일 생성 440

그림 11.69. 입력파일 생성 예시 441

그림 11.70. 보정전 모델 수행 결과 442

그림 11.71. 검ㆍ보정 GUI 443

그림 11.72. 시나리오 분석 443

그림 11.73. HyGIS-QUAL2E 결과보기 444

그림 11.74. WASPS 모형의 구성 445

그림 11.75. EUTRO5 모델의 수질항목 간 상호작용 447

그림 11.76. 모의 대상 호 및 유역 450

그림 11.77. 모의 대상 수체의 모식도(DYNHYD4, EUTR05) 450

그림 11.78. 모의 대상 수체의 시나리오별 장래예측 451

그림 11.79. 수체의 안정화 452

그림 11.80. 모델 보정 및 검증 결과 463

그림 11.81. HyGIS-WASPS Data Flow 개념도 464

그림 11.82. 모델링 절차 수립 및 HyGIS-WASPS 구축 전략 465

그림 11.83. HyGIS-WASPS 공간 Data Model 466

그림 12.1. 사용자 설명서 468

그림 12.2. 개발자용 레퍼런스 문서의 예 469

그림 12.3. 설문조사 화면 470

그림 12.4. GIS 시스템과 연계되는 수자원 모형의 우선순위 471

그림 12.5. 새로운 프로그램의 요구사항 471

그림 12.6. 개선된 홈페이지의 매인 화면 472

그림 12.7. HyGIS 홍보를 위해 추가된 화면 473

그림 12.8. 연구진 전용 게시판 활용 474

그림 12.9. 접수된 사항의 조회/검색 476

그림 12.10. 오류/불만/개선의견 신규 등록시의 화면 477

그림 12.11. 정상적으로 인증된 경우의 예 478

그림 12.12. 최신버전 다운로드 알림 기능 478

그림 12.13. 제1회 HyGIS 워크샵 안내문 479

그림 12.14. 제1회 HyGIS 워크샵 전경 480