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목차
제1장 연구개발과제의 개요 19
제1절 연구개발의 필요성 19
제2절 연구개발의 최종 목표 21
제2장 국내외 기술개발 현황 22
제1절 국내외 수문기상업무 현황 22
1. 국외 유사기관 사례 조사 22
2. 국내 기관별 업무현황 39
3. 수문기상업무 비교분석 52
제2절 수문기상정보시스템 환경분석 56
1. 국외 수문기상정보시스템 운영 현황 56
2. 국내 수문기상정보시스템 운영 현황 68
3. 수문기상정보시스템 비교분석 99
4. 국내 수문기상정보 활용의 한계 101
제3장 수문기상 연계 활용을 위한 중점기술 도출 102
제1절 중점기술 도출 102
1. 수치예보자료[원문불량;p.112] 102
2. 레이더자료 132
3. 위성정보 154
4. 기후변화 179
5. 가뭄 조기경보시스템 205
6. 수문기상 관측 224
7. 국제협력 237
제2절 중점기술별 기술지도 및 연구과제 도출 252
1. 수치예보자료 252
2. 레이더자료 256
3. 위성정보 261
4. 기후변화 266
5. 가뭄 조기경보시스템 271
6. 수문기상 관측 276
7. 국제협력 280
제3절 중점기술 예산안 도출 285
제4장 수문기상예측정보시스템 및 조직 설립방안 도출 286
제1절 수문기상예측정보시스템 구성 286
1. 시스템 개요 286
2. 시스템 구성 및 기능 287
3. 기존 시스템과의 비교·분석 291
제2절 수문기상예측정보센터 설립 293
1. 조직 설립배경 및 목표 293
2. 조직 구성방안 및 주요기능 294
제3절 수문기상예측시스템 운영의 환경 분석 299
1. 관련 법 조사 및 분석 299
2. 국내 물관리 계획의 환경 분석 303
3. 환경분석 종합 305
제4절 소요예산 및 인력투입 307
1. 소요예산 307
2. 인력투입 309
제5절 편익비용 분석 312
제5장 결론 및 기대효과 315
제6장 참고문헌 317
표 2.1. 한강홍수통제소 주요업무 43
표 2.2. 정부 중앙부처별 기능 및 수문기상정보 현황 54
표 2.3. 물관련 공공기관의 기능 및 수문기상정보 현황 (건설교통부, 2007) 55
표 2.4. NWIS 시스템 구성요소 58
표 2.5. USGS의 제공 정보 59
표 2.6. FRICS의 정보제공 62
표 2.7. 물정보국토데이터관리시스템의 제공 정보 63
표 2.8. NWA의 시스템 구성요소 65
표 2.9. WIS의 구성요소 66
표 2.10. NWA의 제공 정보 67
표 2.11. 국토해양부 정보시스템 현황 68
표 2.12. WAMIS 제공정보 71
표 2.13. GIMS 제공정보 75
표 2.14. 환경부 정보시스템 현황 76
표 2.15. EGIS 제공정보 79
표 2.16. 물환경정보시스템 제공 정보 81
표 2.17. 농림수산식품부 정보시스템 현황 83
표 2.18. RGIS 제공정보 87
표 2.19. RAWRIS 제공정보 89
표 2.20. 수자원관련 정보시스템 사업현황 91
표 2.21. 가뭄관련 정보시스템 사업현황 95
표 2.22. 미국, 영국, 일본, 한국의 정보화 비교 (건설교통부, 2006) 99
표 3.1. 기상청 지역예보모델의(지역예보보델의) 주요 물리과정 비교 (조익현 등, 2005) 104
표 3.2. 각국 기상센터의 전지구 자료동화 시스템 개발 계획 (Working Group on Numerical Experimentation : WGNE report, 2009) 105
표 3.3. 기상청 전기구 자료동화에 사용되는 주요 관측자료 (이우진, 2006) 111
표 3.4. 기관별 기상레이더 운영 현황 148
표 3.5. 정지궤도 기상위성의 종류와 보유채널 175
표 3.6. 정지궤도 기상위성에 탑재되어 있는 대표적인 센서의 특성, 관측대상 176
표 3.7. 수문분야 활용을 위한 위성정보의 요구조건 177
표 3.8. 국내 기후변화에 따른 수자원 영향평가 과제 및 연구내용 196
표 3.9. 수자원 취약성 지표 (Hurd et al., 1999) 198
표 3.10. 가뭄심도 분류 209
표 3.11. 가뭄관련 정보제공 종류 210
표 3.12. 중국의 가뭄피해 현황 213
표 3.13. 중국의 가뭄조기경보 신호 215
표 3.14. 강수부족의 8단계 216
표 3.15. 호주 가뭄감시시스템의 세부 정보 현황 217
표 3.16. 국내 기관별 우량관측소 현황 226
표 3.17. 국내 기관별 수문관측 현황 227
표 3.18. 수문조사 투자계획 (건설교통부, 2007) 228
표 3.19. 국가별 AWS관측망 현황 229
표 3.20. 중점기술별 예산 285
표 4.1. 시스템의 자료 처리 기능 290
표 4.2. 국가수자원관리종합정보시스템과 수문기상예측정보시스템 비교 292
표 4.3. 부서별 주요 기능 297
표 4.4. 관련 법/규정의 목적 299
표 4.5. 기상법과 하천법의 수문기상정보 생산 및 관리에 관한 항목 및 정의 300
표 4.6. 관련 법에 기초한 기관장의 역할 비교 301
표 4.7. 수문기상예측정보시스템 SWOT 분석 306
표 4.8. 시스템 개발 예산 내역(안) 307
표 4.9. H/W 및 S/W 구축 비용(안) 308
표 4.10. 조직 소요인력 산출내역 309
표 4.11. 수문기상예측정보의 편익 313
표 4.12. 정량적 편익분석을 위한 인자 314
그림 1.1. 수자원 통합관리시스템 구성도 20
그림 2.1. 미국 물관리 조직도 22
그림 2.2. 미국 기상청 조직도 23
그림 2.3. CPC의 강수예측정보 제공현황 24
그림 2.4. CPC의 재해위험지역 정보 제공현황 24
그림 2.5. HPC의 강수·기상 예측정보 제공현황 25
그림 2.6. RFC의 수문정보 예보현황 26
그림 2.7. 일본 물관리 체계 28
그림 2.8. 일본 국토교통성의 조직도 28
그림 2.9. 일본 기상청의 조직도 및 주요기능 29
그림 2.10. FRICS 조직도 30
그림 2.11. 국토교통성의 하천방재정보 32
그림 2.12. 도쿄 수방재해 종합정보시스템 32
그림 2.13. 호주 기상청의 조직도 및 기능 33
그림 2.14. 호주 기상청의 기상정보 제공현황 34
그림 2.15. 영국 기상청의 기후변화 시뮬레이션 결과 35
그림 2.16. FFC의 폭우경보 이미지 36
그림 2.17. HWRP 세부 프로그램 구성 현황 38
그림 2.18. 우리나라 기상청 조직도 40
그림 2.19. 기상청(KMA) 기상정보 제공현황 41
그림 2.20. 한강홍수통제소 조직도 43
그림 2.21. 홍수통제소의 수문정보 제공현황 44
그림 2.22. 환경부 조직도 46
그림 2.23. 한국수자원공사의 조직도 49
그림 2.24. 한국농어촌공사 조직도 51
그림 2.25. 농어촌 연구원 조직도 51
그림 2.26. 미국의 수자원정보화 조직도 57
그림 2.27. 미국의 물정보시스템 구성도 58
그림 2.28. 일본의 수자원정보화 조직도 61
그림 2.29. FRICS 운영체계 61
그림 2.30. 영국의 수자원정보화 조직도 64
그림 2.31. 국가수자원관리종합정보시스템 (WAMIS) (http://www.wamis.go.kr/) 70
그림 2.32. 국가지하수정보센터 (GIMS) (http://www.gims.go.kr/) 74
그림 2.33. 환경지리정보시스템 (EGIS) (http://egis.me.go.kr/egis/) 78
그림 2.34. 물환경정보시스템 (http://water.nier.go.kr/) 80
그림 2.35. 농촌지형정보시스템 (http://gis.ekr.or.kr/) 86
그림 2.36. 농촌용수종합정보시스템 (http://rawris.ekr.or.kr/RawrisMIS/Default.aspx) 88
그림 3.1. 미국 NCEP WRF-3DVar의 레이더 자료동화 과정 109
그림 3.2. NOAA/GSD의 지상기반 GNSS 기상 관측소 분포 110
그림 3.3. 일본 기상청의 GPS 가강수량의 기상수치예보모델 자료동화 실험 110
그림 3.4. 한국천문연구원의 준실시간 가강수량 정보제공 현황 111
그림 3.5. UM 모형의 해상도 114
그림 3.6. 미국 RFC 운영현황 117
그림 3.7. RFC 수문예보 연산 처리과정 117
그림 3.8. NWSRFS의 수문예보 수행과정 118
그림 3.9. HPC의 6시간 QPF 예보 118
그림 3.10. HPC의 24시간 QPF 예보 119
그림 3.11. NWS의 예측결과 검증 120
그림 3.12. ABRFC의 단기 수문예보 사례 121
그림 3.13. RFC의 5일 동안의 중대한 하천홍수 전망 121
그림 3.14. Dwokshak 댐 하천 유입량 중기예보 122
그림 3.15. ESP 예보 기법 연산과정 123
그림 3.16. 정보 수집 모식도 124
그림 3.17. 단시간(왼쪽), 단기간(가운데), 주간(오른쪽) 강우예측시스템 모식도 125
그림 3.18. 태풍(왼쪽) 및 저기압(오른쪽) 강우예측시스템 모식도 125
그림 3.19. 저수(왼쪽) 및 홍수(오른쪽) 예측시스템 모식도 125
그림 3.20. 한강홍수통제소에서 활용되는 수치예보자료의 격자 포인트 127
그림 3.21. 한국수자원공사의 수치예보자료 활용 체계 128
그림 3.22. 방재기상정보포털시스템 (http://met.kma.go.kr) 129
그림 3.23. 발전용댐 수계 운영시스템의 기상정보 활용 현황[원문불량;p.112] 130
그림 3.24. 발전용댐 수계 운영시스템의 저수지 운영 현황[원문불량;p.112] 130
그림 3.25. 수치예보자료의 수자원 활용 방안 131
그림 3.26. NWS의 Radar Network 134
그림 3.27. WSR-88D RPG 연결 관계 136
그림 3.28. AWARDS 시스템의 업무 수행도 138
그림 3.29. ET 산정을 위한 시범지역 및 상호교환 정보의 예 138
그림 3.30. Colorado 유역 내의 WFO's 현황 139
그림 3.31. CBRFC의 수문예측 알고리즘 140
그림 3.32. Colorado 유역의 레이더자료 현황 141
그림 3.33. 일본 기상청 레이더 위치 143
그림 3.34. 국토교통성 강우레이더 현황 144
그림 3.35. 국토교통성의 강우레이더 활용 현황 145
그림 3.36. 영국 기상청 레이더 관측현황 146
그림 3.37. Chenies지역 강우레이더의 공간분해능별 자료 147
그림 3.38. 웹기반 레이더강우량 표출시스템 150
그림 3.39. 레이더 예측강우(MAPLE) 표출 현황 151
그림 3.40. ASCII로 변환된 레이더 합성 강수 자료(CAPPI) 152
그림 3.41. 한국수력원자력(주)의 레이더 강수영상 152
그림 3.42. 레이더의 수자원 활용 방안 153
그림 3.43. NOAA/AVHRR 영상을 이용한 NDVI 산정 결과 (http://www.osdpd.noaa.gov/ml/land/gvi.html#BTD) 158
그림 3.44. NASA/GLDAS에서 제공하는 월별 LAI 158
그림 3.45. NASA/GLDAS에서 제공하는 토양속성정보 160
그림 3.46. MTSAT-1R 영상과 HE를 이용한 동아시아 지역의 24시간 누적강우 분포 162
그림 3.47. NOAA/GOES 적외영상과 HN를 이용한 미국의 3시간 예측강우 분포 163
그림 3.48. SSM/IS Product에서 제공되는 마이크로파를 이용한 강우강도 분포 164
그림 3.49. 토양수분연구의 현재 상황 및 발전 방향 166
그림 3.50. SSM/I로부터 산정된 토양수분량 분포 (NOAA/NESDIS) 167
그림 3.51. 다중 센스를 이용한 북반구의 눈/얼음 면적 추출 결과 168
그림 3.52. NOHRSC에서 제공하고 있는 적설정보지도 169
그림 3.53. NOHRSC에서 제공하는 적설 정보 170
그림 3.54. 위성영상기반의 식생정보를 이용한 가뭄지수 172
그림 3.55. 세계의 기상위성 운영 현황 175
그림 3.56. 위성정보의 수자원 활용 방안 178
그림 3.57. 일반적인 기후변화에 의한 영향 평가 방법론 182
그림 3.58. 기후모델의 발전 현황 183
그림 3.59. 일본의 통합지구시스템의 기본 개념 184
그림 3.60. UKCP의 기준기간 대비 미래 7개 기간 구분 현황 185
그림 3.61. 기후변화 평가를 위한 영국의 지역 구분 현황 : (a) 25km 격자 (b) 16개 행정 지역 (C) 23개 주요 유역 185
그림 3.62. 영국의 2080s 기간의 여름철 일최대온도의 변화 186
그림 3.63. 영국의 2080s 기간의 연강수량 변화율 186
그림 3.64. WG로 모의된 연 최대 일강수량의 관측치(1961~1990)와의 상관분석 187
그림 3.65. WG에 의해 모의된 무강수일수가 10일 이상인 날의 수 188
그림 3.66. 역학적 상세화를 통한 한반도 기후변화 시나리오 산출 과정 189
그림 3.67. 동아시아 60km 모격자와 한반도 20km 둥지격자범위 190
그림 3.68. CReSS 모델에 의해 1km 해상도로 모의된 태풍 사례 192
그림 3.69. 12개 GCM을 이용한 USGS의 18개 수자원 유역의 기준기간(1900~1970) 대비 미래 기간(2041~2060)의 유출량 변화율 193
그림 3.70. A2와 B1시나리오하의 미래기간별 연평균 유출량의 공간적인 분포 193
그림 3.71. 미국 전역에 대한 현 기후상태의 취약성평가 결과 197
그림 3.72. 영국의 RegIS 통합영향평가 접근 방법의 기본 개념도 200
그림 3.73. 기후시나리오 생산 및 수자원 활용 방안 204
그림 3.74. 미국의 가뭄 경보 체계 208
그림 3.75. NDMC의 미국 가뭄정보 생산 현황 210
그림 3.76. 중국의 가뭄경보체계 214
그림 3.77. NCC 가뭄경보지도 214
그림 3.78. 호주의 강수현황도 217
그림 3.79. 호주 가뭄감시시스템의 강수정보 생산 현황 218
그림 3.80. 기상청 가뭄 제공정보 219
그림 3.81. 가뭄모니터링시스템 구성도 220
그림 3.82. 가뭄정보시스템의 가뭄모니터링 지도 221
그림 3.83. 농업가뭄정보시스템의 가뭄정보 제공 현황 222
그림 3.84. 농업가뭄 평가를 위한 시스템 개념도 222
그림 3.85. 한국형 가뭄조기경보시스템 구축 방안 223
그림 3.86. NSIP를 통해 제안된 측정망 226
그림 3.87. 상시 수문자료 품질관리 흐름도 231
그림 3.88. USGS에서 제공되는 지하수 정보 233
그림 3.89. 수문기상관측기술의 수자원 활용 방안 236
그림 3.90. 국제협력을 통한 수자원 활용 방안 251
그림 3.91. 수치모델의 수자원 활용을 위한 기술지도 252
그림 3.92. 레이더의 수자원 활용을 위한 기술지도 256
그림 3.93. 위성정보의 수자원 활용을 위한 기술지도 261
그림 3.94. 기후시나리오의 수자원 활용을 위한 기술지도 266
그림 3.95. 가뭄 조기경보시스템 구축 및 운영을 위한 기술지도 271
그림 3.96. 수문기상관측정보의 수자원 활용을 위한 기술지도 276
그림 3.97. 수문기상정보의 국제협력을 위한 기술지도 280
그림 4.1. 수문기상예측정보시스템의 차별화 286
그림 4.2. 수문기상예측정보시스템 개념도 287
그림 4.3. 수문기상예측정보시스템 구성안 289
그림 4.4. 웹 기반 수자원정보시스템 운영 현황 291
그림 4.5. 수문기상예측정보센터 설립 목표 294
그림 4.6. 수문기상예측정보센터 공동운영체계 295
그림 4.7. 초기 수문기상정보센터의 기상청내 설립에 대한 SWOT 분석 295
그림 4.8. 수문기상예측정보센터 조직 구성안 296
그림 4.9. 기상청과 국토해양부의 수문기상정보 관련 기능 분석 302
그림 4.10. 우리나라와 선진국의 물관리환경 비교 303
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