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SUMMARY
목차
제1장 서론 16
1.1. 연구 배경 및 필요성 18
1.2. 연구 목적 및 범위 20
1.3. 연구 방법 및 절차 22
제2장 레이더 강우 도시홍수 모니터링 기술 고도화 24
2.1. 사용자(end-user) 측면의 관측 강우 추정치 정확도 향상 기술 개발 26
2.1.1. 레이더 강우 관측 추정치 정확도 현황 26
2.1.2. 강우 추정치 정확도 향상 기술 개발 36
2.2. 레이더 강우 추정치와 지상 강우량 병합기술 개발 43
2.2.1. 레이더 강우 추정치와 지상 강우량 병합기술 검토 43
2.2.2. 도시홍수 관리 실무 활용을 위한 레이더 강우 추정치와 지상 강우량 병합기술 50
제3장 도시홍수 예측을 위한 레이더 강우 해석기술 개발 68
3.1. 도시홍수 관련 초단기 강우 해석기술 개발 70
3.1.1. 초단기 강우 해석기술 개발 및 활용 현황 70
3.1.2. 사용자 맞춤형 초단기 강우 해석 기술 개발 77
3.2. 도시홍수 특성에 맞는 물리적, 통계학적 초단기 예측모형 고도화 95
3.2.1. 레이더 기반 초단기 예측모형 매개변수 최적화 95
3.2.2. 레이더 기반 초단기 예측 모형의 개선 99
제4장 초단기 강우 해석 자료기반 도시홍수 예측 적용 검증 110
4.1. 지역별 레이더 기반 도시홍수 예경보 기준 마련 112
4.1.1. 도시 홍수(호우) 예·경보 국내외 기준 검토 113
4.1.2. 지역별 레이더 기반 도시홍수 예·경보 기준 마련 116
4.2. 레이더 초단기 강우 해석 자료 활용성 검증 및 활용방안 제시 132
제5장 도시홍수 관리를 위한 레이더 강우 자료처리 및 적정 표출 기법 개발 150
5.1. 레이더 기반 강우정보 관리 체계 구축 152
5.1.1. 앨럿 시스템 설계 152
5.1.2. 레이더 강우와 지상 강우량 병합기술 개발 164
5.1.3. 개발 환경 구축 164
5.2. 사용자 맞춤형 (중앙정부, 지자체) 레이더 해석 정보 가공 기술 개발 166
5.3. 도시홍수 예경보를 위한 효과적 표출 기법 개발 207
제6장 결론 210
참고문헌 222
판권기 236
표 2.1. 레이더 강우량 추정 오차의 원인분류 및 해결방안 30
표 2.2. 호우유형 및 호우사상 선정 56
표 2.3. 연속수정법 실제 적용 예시(2003-08-19-20:00) 58
표 2.4. 반복횟수에 따른 연속수정법 실행 시 런타임(2003-08-19-20:00) 58
표 2.5. 연속수정법 실제 적용 예시(2003-09-12-01:00) 61
표 2.6. 반복횟수에 따른 연속수정법 실행 시 런타임(2003-09-12-01:00) 61
표 2.7. 연속수정법 실제 적용 예시(2003-06-27-09:00) 64
표 2.8. 반복횟수에 따른 연속수정법 실행 시 런타임(2003-06-27-09:00) 64
표 3.1. 기상청에서 현재 운영하고 있는 강우예측 모형 및 특성 85
표 3.2. 기상 및 하천분야의 예측 시간에 따른 구분 86
표 3.3. 기상청 MAPLE 수신 및 자체 예측 지연시간 비교 87
표 3.4. 초단기 예측모형의 파라미터 구성 98
표 3.5. 초단기 예측모형의 입력함수 및 구성 함수 101
표 3.6. C++/OpenCV 이용 시 예측 자료 생성 시간 103
표 3.7. 편차 분석 대상 자료 104
표 3.8. 편차(RMSE) 분석 결과 (2014.09.24) 105
표 3.9. 편차(RMSE) 분석 결과 (2015.08.16) 107
표 4.1. 국내 홍수예경보관련 용어정의 113
표 4.2. 국민행동요령(도시지역) 114
표 4.3. 일본의 홍수예경보관련 법령 조항 115
표 4.4. 호우주의보와 호우경보(기상청기준) 116
표 4.5. 호우주의보와 호우경보(일본 기상청, 시부야구 및 신주쿠구) 118
표 5.1. 개발 서버 현황 165
표 5.2. EPSG::4326 WGS 84 정의 예시(출처 EPSG) 166
표 5.3. EPSG::5181 Korea 2000 / Central Belt정의 예시 168
표 5.4. 행정구역 별 대표격자 매칭 테이블(도심 방식) 174
표 5.5. 행정구역 별 대표격자 매칭 테이블(지배 면적 방식) 185
표 5.6. 행정구역 별 대표격자 매칭 테이블(대표격자 추가 안) 198
그림 1.1. 도시홍수 해결을 위한 연구의 올바른 추진 19
그림 1.2. 과업의 범위 21
그림 2.1. 강우레이더 장비구성 및 강우관측 모식도 27
그림 2.2. 지상우량계와 레이더 자료의 합성(Sayama, 2005) 34
그림 2.3. 조건부 합성기법의 모식도(Pegram, 2002) 37
그림 2.4. 조건부 합성기법의 개념 적용 38
그림 2.5. 크리깅(Kriging) 내삽 개념도 40
그림 2.6. 결과 출력장소 지정 50
그림 2.7. 연속수정법 SSE 값 제한조건 설정 50
그림 2.8. 연속수정법 결과값 map 출력 설정 51
그림 2.9. 지상강우량 데이터 입력(2003년 6월 27일 9시) 51
그림 2.10. RAW 레이더 데이터 입력(2003년 6월 27일 9시) 52
그림 2.11. 연속수정법 영향반경원 설정(15 km) 52
그림 2.12. 연속수정법 반복 횟수 설정(반복횟수 30회) 53
그림 2.13. 연속수정법 프로그램 진행 53
그림 2.14. 연속수정법 결과값 로그 파일 출력 54
그림 2.15. 관악산 레이더 관측 반경 및 지상 강우계 위치(김경준, 2008) 56
그림 2.16. 반복횟수에 따른 SSE(2003-08-19-20:00) 57
그림 2.17. 레이더와 지상 강우자료의 합성 예(2003-08-19 20:00, 장마) 59
그림 2.18. 반복횟수에 따른 SSE(2003-09-12-01:00) 60
그림 2.19. 레이더와 지상 강우자료의 합성 예(2003-09-12 01:00, 매미) 62
그림 2.20. 반복횟수에 따른 SSE(2003-06-27 09:00, 대류성 강우) 63
그림 2.21. 레이더와 지상 강우자료의 합성 예(2003-06-27 09:00, 대류성강우) 65
그림 3.1. 그림 TREC 지역추적 알고리즘의 개념 72
그림 3.2. 기상청 MAPLE 사용 시 지체시간에 따른 정확도 비교 87
그림 3.3. 본 연구에서 적용한 이류 모식도 94
그림 3.4. 실황예측을 위한 기상청 레이더 합성강우장 영역 95
그림 3.5. 본 과업의 초단기 예측 알고리즘에 적용된 신호처리 영상 100
그림 3.6. 레이더 강우예측 결과 비교(상: MATLAB, 하: C++) 102
그림 4.1. 일본 기상 경보 및 주의보(2차 분할, 도쿄도) 118
그림 4.2. 일본 기상청의 강수 단시간 예보 120
그림 4.3. 일본 기상청의 강수 나우캐스트 예보 121
그림 4.4. 고해상도 강수 나우캐스트 예측 122
그림 4.5. 20분 예측 결과와 실황 및 해석치(16시, 초기치) 123
그림 4.6. 일본의 50년 빈도 강우량에 따른 시간별 격자강우량 124
그림 4.7. 우리나라와 일본 확률 강우량 비교 125
그림 4.8. 표준유역 도달시간 126
그림 4.9. 우리나라와 시군구 면적분표 127
그림 4.10. 도시홍수 예경보 기준의 설정 규모 비교 129
그림 4.11. 실측 및 예측기반 예경보 기준설정의 개념 비교 130
그림 4.12. 본 과업의 예경보 기준 발령 절차 131
그림 4.13. 본 과업의 예경보 기준 발령 예 132
그림 4.14. 초단기강우예측기법 실용화 모식도 134
그림 4.15. 2014년 국립재난안전연구원 기준 변환 예 136
그림 4.16. 국립재난안전연구원 SBB 지점강우 기준 변환 예 137
그림 4.17. 2013년 9월 13일 11시 기준 기상청 특보발효 현황 138
그림 4.18. 실측자료 활용 예경보 기준 적용성 검토 결과(서울 서초구) 139
그림 4.19. 실측자료 활용 예경보 기준 적용성 검토 결과(부산 온천천) 139
그림 4.20. 초단기 예측 결과 예시(기상청 광덕산 레이더 자료 활용) 141
그림 4.21. 예측자료 활용 예경보 기준 적용성 검토 결과(서울 서초구, 상승부) 142
그림 4.22. 예측자료 활용 예경보 기준 적용성 검토 결과(서울 서초구, 하강부) 142
그림 4.23. 예측자료 활용 예경보 기준 적용성 검토 결과(부산 온천천, 오전) 144
그림 4.24. 예측자료 활용 예경보 기준 적용성 검토 결과(부산 온천천, 오후) 144
그림 4.25. 지속기간별 한계강우량('위험' 수준)과 단위면적별 평균경사의 관계 147
그림 4.26. 기본 지형 및 배수형태(하천차수) 148
그림 5.1. 데이터 시스템 클래스 다이아그램 설계 152
그림 5.2. 격자 강우 Resampling 프로세스 화면 예시 153
그림 5.3. 격자 강우 SCM 보정 프로세스 화면 예시 153
그림 5.4. 예측 강우 생성 프로세스 화면 예시 154
그림 5.5. 누적 강우 생성 프로세스 화면 예시 154
그림 5.6. 앨럿 격자 생성 프로세스 화면 예시 155
그림 5.7. 앨럿 격자 산출 내역 155
그림 5.8. 누적시간에 따른 특정 발령시간 앨럿 격자 정보(2014-09-24 05:10) 156
그림 5.9. 앨럿 격자 정보 기입(2014-09-24 05:10) 157
그림 5.10. 누적시간에 따른 특정 발령시간 앨럿 격자 정보(2014-09-24 05:20) 158
그림 5.11. 앨럿 격자 정보 기입(2014-09-24 05:20) 159
그림 5.12. 누적시간에 따른 특정 발령시간 앨럿 격자 정보(2014-09-24 05:40) 160
그림 5.13. 앨럿 격자 정보 기입(2014-09-24 05:40) 161
그림 5.14. 누적시간에 따른 특정 발령시간 앨럿 격자 정보(2014-09-24 06:10) 162
그림 5.15. 앨럿 격자 정보 기입(2014-09-24 06:10) 163
그림 5.16. SCM 컴포넌트 Class 설계도 164
그림 5.17. 지속적 강우 자료 수신 현황 165
그림 5.18. 레이더 강우 격자 좌표계로 구성된 운영 격자 171
그림 5.19. 글로벌 지도에 오버레이된 운영 격자 172
그림 5.20. 행열 인덱스 체계 좌하단 확대 173
그림 5.21. 행열 인덱스 체계 우상단 확대 173
그림 5.22. 행정구역 지배면적 산출 예시(양재1동 예시) 184
그림 5.23. 서울시 행정경계와 운영 격자 오버레이 207
그림 5.24. 서울시 행정경계와 운영 격자 오버레이(확대) 208
그림 6.1. 금회 과업 범위 및 추진 성과 213
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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