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표제지
목차
요약문 3
SUMMARY 4
제1장 서론 16
1.1. 연구 배경 및 필요성 17
1.2. 연구 목적 및 범위 19
제2장 Landsat 위성영상 기반 과거 재난발생지역 이력추적 모니터링 20
2.1. 대형재난 위성영상 분석을 위한 재난유형 선정 21
2.1.1. 연구 배경 21
2.1.2. 대형재난의 정의 및 사례 선정기준 21
2.1.3. 선정된 대형재난사례의 유형 분석 22
2.2. 과거 한반도 대형재난 영상분석 28
2.2.1. 1980년대에 발생한 대형재난 영상분석 28
2.2.2. 2000년 이후 현재까지의 대형재난 영상분석 33
2.3. 대형재난 『발생-복구-유사재난재발』 사례분석 및 재난관리 시사점 도출 43
2.3.1. 대형재난 발생 후 복구 모니터링 사례 1-강원도 양양 낙산사 산불 43
2.3.2. 대형재난 발생 후 복구 모니터링 사례 2-한탄강 댐 건설을 통한 홍수 예방 46
2.3.3. 재난관리 시사점 49
제3장 재난대응을 위한 현장영상 적시활용 기술개발 50
3.1. 도시열섬 완화정책에 따른 도심온도 저감효과 분석 51
3.1.1. 우리나라 폭염대비 도시열섬 완화 주요 정책 조사(서울, 대구) 51
3.1.2. 시계열 분석을 위한 도시 열 분포도 제작 알고리즘 개선 56
3.1.3. 주요 8대 도시 시대별 열 분포도 제작 64
3.1.4. 열 분포도를 활용한 도시열섬 완화정책 시행에 따른 효과분석 78
3.2. 토지이용과 공간분석을 이용한 지반변위 안전지역 분석 86
3.2.1. 지반변위 재난에 대한 정책동향 및 관련법령 87
3.2.2. 지반변위 위험지역에 대한 토지변화 탐지 및 안전지역정보 도출 방법 94
3.2.3. 공간분석과 지반변위 분석결과(위성레이더)를 연계한 안전지역 정보 도출 107
3.2.4. 지반변위 대응 재난관리 시사점 도출 121
3.2.5. 지반변위지역 검증을 위한 L-밴드 위성레이더 분석 123
3.3. 식생변화에 따른 산불피해지 복구영향 분석 134
3.3.1. 북한 산불피해 조사현황 134
3.3.2. 북한 산불 연구 방법 135
3.3.3. 연구결과 142
3.4. 위성영상을 활용한 북한지역 홍수위험 분석 145
3.4.1. 연구자료 및 대상유역 146
3.4.2. 홍수위험 추정방법 152
3.4.3. 대상유역 분석결과 160
제4장 Landsat 위성영상 국내 공공분야 활용체계 구축방안 166
4.1. 국내ㆍ외 위성정보 활용체계 운영현황 167
4.1.1. 위성정보 활용협의체 167
4.1.2. 기상위성 활용워크숍 및 사용자 협의회 168
4.2. 해외 재난위성 활용기관 연계를 통한 위성영상 활용체계 구축방안 169
4.2.1. Landsat 위성 사용자 협의체 169
4.2.2. 센티넬 아시아 170
4.2.3. 인터내셔널 차터 175
4.3. Landsat 활용협의체를 통한 재난대응 활용기술 공유체계 구축방안 179
제5장 결론 181
참고문헌 184
판권기 191
표 2.1. 선정된 대형재난사례 및 위성영상 판독가능 여부 25
표 2.2. 위성영상으로 판독 가능한 대형재난 목록 27
표 2.3. 가뭄시 나주호 촬영 위성영상 정보 29
표 2.4. 한강 집중호우 및 홍수 촬영 위성영상 정보 32
표 2.5. 한강 집중호우 및 홍수 촬영 위성영상 4보 34
표 2.6. 태풍 매미 재난촬영 위성영상 정보 36
표 2.7. 양양 산불 재난촬영 위성영상 정보 38
표 2.8. 태풍 에위니아 촬영 위성영상 정보 40
표 2.9. 우면산 산사태 촬영 위성영상 정보 41
표 3.1. 17개 시도별 인구밀도와 65세 이상 고령자 인구 수(2017년 기준) 52
표 3.2. 청계천 복원사업 정책 시행 전과 후 54
표 3.3. 연구개요 57
표 3.4. 8대 도시별 사용한 Landsat 위성영상의 취득일자(구름 10%미만) 59
표 3.5. 구조물 허용잔류침하량(도로설계실무편람, 한국도로공사) 93
표 3.6. 도로와 배수박스 구조물 잔류침하량 적용사례(도로설계편람, 건설교통부) 93
표 3.7. 구조물 허용잔류침하량 및 허용수평변위(항만 및 어항설계기준, 2005 국토해양부/구조물 기초 설계 기준, 2003) 93
표 3.8. 허용침하량 비교 검토 93
표 3.9. SAM분류 오차행렬 98
표 3.10. ML분류 오차행렬 98
표 3.11. SVM분류 오차행렬 99
표 3.12. NN분류 오차행렬 99
표 3.13. 지반변위 결과에 따른 연구대상지 선정 103
표 3.14. 울산광역시 안전지역정보 111
표 3.15. 부산광역시 안전지역정보 116
표 3.16. 포항시 안전지역정보 120
표 3.17. 안전지역정보 122
표 3.18. ALOS 제원 124
표 3.19. ALOS-2 제원 125
표 3.20. ALOS와 ALOS-2 주요 관측 사양 비교 126
표 3.21. 서울지역 L밴드 위성레이더 자료 127
표 3.22. 대구지역 L밴드 위성레이더 자료 129
표 3.23. 포항지역 L밴드 위성레이더 자료 130
표 3.24. 경주지역 L밴드 위성레이더 자료 130
표 3.25. 울산지역 L밴드 위성레이더 자료 130
표 3.26. 산불피해분석 대상지역 136
표 3.27. 산불 피해분석에 사용된 영상자료 136
표 3.28. NBR범위에 따른 산불피해강도 138
표 3.29. 산불로 인한 산림 피해면적 138
표 3.30. 북한지역 기상관측소 위치정보 146
표 3.31. 토지피복도 종류별 항목 분류 150
표 3.32. 대상유역 특성정보 152
표 3.33. 홍수위험분석을 위한 매개변수의 AHP과정(Kazakis et al., 2015) 156
표 3.34. 정규화된 매개변수(Kazakis et al., 2015) 156
표 3.35. 차수별 일관성 지수 156
표 3.36. 매개변수 분류기준 및 가중치 157
표 4.1. 랜드샛 8호기 지상국 인증 현황 170
표 4.2. 인터내셔널 차터 참여기관 및 제공위성 현황 177
그림 2.1. 선정된 재난사례 중 사회재난과 자연재난의 비율 22
그림 2.2. 연대별 대형재난 발생 비율 22
그림 2.3. 대형재난사례 위성 판독 가능 비율 및 불가 사유 24
그림 2.4. 2004년 3월 중부지방 폭설사례 판독 불가 영상(2004년 3월 4일 Landsat-7 촬영) 24
그림 2.5. 가뭄발생 전ㆍ후 나주호 수표면적 변화 29
그림 2.6. 집중호우로 인해 침수피해를 입은 경기도 연천군 일대 31
그림 2.7. 집중호우 발생 전ㆍ후 임진강 하류 모습 비교 32
그림 2.8. 동해안 산불발생 전ㆍ후 강릉시 사천면 모습 비교 34
그림 2.9. 태풍 매미로 인한 피해 발생 전ㆍ후 낙동강 비교 36
그림 2.10. '00년 강원도 양양산불로 인해 불에 탄 낙산사 37
그림 2.11. 강원도 양양산불 발생 전ㆍ후 피해지역 비교 38
그림 2.12. 태풍 에위니아 및 집중호우 전ㆍ후 용담호 수표면적 비교 40
그림 2.13. 우면산 산사태 발생 전ㆍ후 모습 비교 42
그림 2.14. 강원도 양양산불 발생 전 산림의 식생활력도(2004년 10월 22일 Landsat-5 영상) 44
그림 2.15. 강원도 양양산불 발생 직후 산림의 식생활력도(2005년 5월 14일 Landsat-5 영상) 44
그림 2.16. 강원도 양양산불 복구사업 종료 직후 식생활력도(2011년 7월 2일 Landsat-5 영상) 45
그림 2.17. 강원도 양양산불 복구사업 7년경과 후 식생활력도(2018년 10월 25일 Landsat-8 영상) 45
그림 2.18. 군남홍수조절지 모습('18.11.22. RapidEye 영상) 47
그림 2.19. 한탄강홍수조절댐 모습('18.11.14. PlanetScope 영상) 47
그림 2.20. '18년 8월 28일~29일 집중호우 발생 전후 한탄강홍수조절댐 주변 48
그림 3.1. 일 최고기온에 따른 도시와 농촌지역 사망 위험 변화 51
그림 3.2. 청계천 복원사업 구간 53
그림 3.3. 대구 수성구별관의 옥상녹화 전(좌)과 후(우) 모습 55
그림 3.4. 열 분포도 제작 흐름도 57
그림 3.5. 연구지역 및 해당되는 Landsat Path-Row 58
그림 3.6. 지표온도 산출 흐름도 59
그림 3.7. 수치표면 모델 개념 61
그림 3.8. 주요 8대 도시별 열 분포도 63
그림 3.9. 2000년대 서울특별시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 65
그림 3.10. 2005년대 서울특별시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 65
그림 3.11. 2010년대 서울특별시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 65
그림 3.12. 2015년대 서울특별시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 66
그림 3.13. 2000년대 부산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 66
그림 3.14. 2005년대 부산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 67
그림 3.15. 2010년대 부산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 67
그림 3.16. 2015년대 부산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 67
그림 3.17. 2000년대 대구광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 68
그림 3.18. 2005년대 대구광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 69
그림 3.19. 2010년대 대구광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 69
그림 3.20. 2015년대 대구광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 69
그림 3.21. 2000년대 인천광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 70
그림 3.22. 2005년대 인천광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 70
그림 3.23. 2010년대 인천광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 71
그림 3.24. 2015년대 인천광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 71
그림 3.25. 2000년대 광주광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 72
그림 3.26. 2005년대 광주광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 72
그림 3.27. 2010년대 광주광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 72
그림 3.28. 2015년대 광주광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 73
그림 3.29. 2000년대 대전광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 73
그림 3.30. 2005년대 대전광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 74
그림 3.31. 2010년대 대전광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 74
그림 3.32. 2015년대 대전광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 74
그림 3.33. 2000년대 울산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 75
그림 3.34. 2005년대 울산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 75
그림 3.35. 2010년대 울산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 76
그림 3.36. 2015년대 울산광역시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 76
그림 3.37. 2000년대 세종특별자치시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 77
그림 3.38. 2005년대 세종특별자치시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 77
그림 3.39. 2010년대 세종특별자치시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 77
그림 3.40. 2015년대 세종특별자치시 열 분포도(좌)와 상위 10% 열 분포도(우) 78
그림 3.41. 서울 청계천 복원 사업 효과 분석 지역 78
그림 3.42. 서울시 전체 대비 사업 진행 자치구 열 분포 면적 변화 79
그림 3.43. 사업 전과 후 청계천 주변 열 분포도 80
그림 3.44. 서울특별시 청계천 지역의 열 분포 히스토그램 80
그림 3.45. 대구광역시 중구의 위치 및 열 분포도(2001년과 2017년) 81
그림 3.46. 사업 초기(2001)와 최근(2017)의 차분된 열 분포도 82
그림 3.47. 대구광역시 성내3동의 열 집중 완화지역 항공영상 82
그림 3.48. 대구광역시 반월당역의 열 집중 완화 지역 항공영상 83
그림 3.49. 대구광역시 동인동의 열 집중 증가 지역 항공영상 84
그림 3.50. 대구시 전체 대비 중구 열 분포 면적 변화 84
그림 3.51. 대구광역시 중구의 열 분포 히스토그램 85
그림 3.52. 위성영상기반 도시위험 지역 정보 분석 순서도 86
그림 3.53. 토지피복도 96
그림 3.54. ISO분류 96
그림 3.55. SAM분류 96
그림 3.56. ML분류 96
그림 3.57. SVM분류 96
그림 3.58. NN분류 96
그림 3.59. Sentinel 위성영상 획득 범위 100
그림 3.60. 한반도 분석영역(왼쪽) 및 분석 결과(오른쪽) 101
그림 3.61. 1순위 포항 분석결과 102
그림 3.62. 1순위 울산 분석결과 102
그림 3.63. 1순위 부산 분석결과 102
그림 3.64. 2순위 인천공항 분석결과 102
그림 3.65. 2순위 강릉 분석결과 102
그림 3.66. 2순위 서울 분석결과 102
그림 3.67. 인구변화 주제도(통계청 SGIS) 104
그림 3.68. 지질정보시스템 105
그림 3.69. 시설물 안전관리 현황 106
그림 3.70. 울산광역시 지반변위 결과 107
그림 3.71. 1987년 도시화 정도 108
그림 3.72. 2018년 도시화 정도 108
그림 3.73. 울산광역시 인구변화 109
그림 3.74. 울산 삼산동 인구 증감률 109
그림 3.75. 북구 효문동 인구 증감률 109
그림 3.76. 울산광역시 지질도 110
그림 3.77. 울산광역시 시설물 통합정보 110
그림 3.78. 부산광역시 지반변위 분석결과 112
그림 3.79. 1987년 도시화 정도 113
그림 3.80. 2018년 도시화 정도 113
그림 3.81. 부산광역시 인구변화 114
그림 3.82. 강서구 녹산동 인구 증감률 114
그림 3.83. 부산광역시 지질도 114
그림 3.84. 부산광역시 시설물 통합정보 115
그림 3.85. 포항시 지반변위 분석결과 117
그림 3.86. 1987년 도시화 정도 118
그림 3.87. 2018년 도시화 정도 118
그림 3.88. 포항시 인구변화 118
그림 3.89. 포항시 장량동 인구 증감률 118
그림 3.90. 포항시 지질도 119
그림 3.91. 포항시 시설물 통합정보 119
그림 3.92. ALOS 124
그림 3.93. ALOS-2 125
그림 3.94. ALOS-2 서울지역 영상 127
그림 3.95. L-band DInSAR 분석결과(2015.02.22.-2017.11.26.) 128
그림 3.96. ALOS-2 포항, 대구, 경주, 울산지역 영상 129
그림 3.97. L-band DInSAR 분석결과(2015.12.22.-2017.12.05.) 131
그림 3.98. L-band DInSAR 분석결과(2016.10.25.-2017.06.20.) 132
그림 3.99. L-band DInSAR 분석결과(2017.06.20.-2017.12.05.) 133
그림 3.100. 산불피해지의 NDVI 변화 분석 흐름도 137
그림 3.101. 동해안(삼척) 산불피해지의 연도별 NDVI 평균값(좌) 및 퍼센타일(우) 139
그림 3.102. 동해안(삼척) 산불피해 전과 후의 NDVI 변화 139
그림 3.103. 강원도 양양 산불피해지의 연도별 NDVI 평균값(좌) 및 퍼센타일(우) 140
그림 3.104. 강원도 양양 산불피해 전과 후의 NDVI 변화 140
그림 3.105. 북한 함경북도 산불피해지의 연도별 NDVI 평균값(좌) 및 퍼센타일(우) 141
그림 3.106. 북한 함경북도 산불피해 전과 후의 NDVI 변화 141
그림 3.107. 북한 함경북도 산불피해지역의 NDVI 변화정보 142
그림 3.108. 월별 NDVI 분석영상 수(좌) 및 평균값(우) 143
그림 3.109. 2000년 동해안(삼척) 산불피해지 NDVI 변화 143
그림 3.110. 1997년 함경북도 북한 산불피해지 NDVI 변화 143
그림 3.111. 세계기상기구의 GTS 네트워크 모식도(WMO) 147
그림 3.112. SRTM DEM 제공 웹사이트(CGIAR-CSI) 148
그림 3.113. 토지피복도 종류별 특성 비교 149
그림 3.114. 식량농업기구의 전 세계 토양도(DSMW) 샘플(FAO) 151
그림 3.115. 대동강 및 황강댐 유역경계와 위치 152
그림 3.116. 홍수위험지수(FHI) 산정방법 153
그림 3.117. 홍수위험지수 산정을 위한 매개변수(대동강유역) 158
그림 3.118. 홍수위험지수 산정을 위한 매개변수(황강댐유역) 159
그림 3.119. 대상유역 연평균강수량 변화 비교 160
그림 3.120. 북한 주요도시별 인구변화 161
그림 3.121. 토지피복 변화(대동강 유역) 162
그림 3.122. 토지피복 변화(황강댐 유역) 162
그림 3.123. 토지피복별 면적률 변화(대동강 유역) 163
그림 3.124. 토지피복별 면적률 변화(황강댐 유역) 163
그림 3.125. 시가화지역 위험등급별 면적률 변화(대동강 유역) 164
그림 3.126. 시가화지역 위험등급별 면적률 변화(황강댐 유역) 164
그림 3.127. 홍수위험지수 변화(대동강 유역) 165
그림 3.128. 홍수위험지수 변화(황강댐 유역) 165
그림 4.1. 센티넬 아시아 구성원 현황(2018.01.19. 기준, JAXA) 171
그림 4.2. 센티넬 아시아 발전 방향(JAXA) 172
그림 4.3. 센티넬 아시아 DPN 구성 및 위성 활용현황(JAXA) 172
그림 4.4. 일본 지진(2018년 9월 5일, M6.7) 사례 위성영상 분석결과 174
그림 4.5. 베트남 태풍 "사무엘"(2018.11.24.) 사례 위성영상 분석결과 174
그림 4.6. 인터내셔널 차터 구성 및 재난대응 프로세스 175
그림 4.7. 미국 캘리포니아 산불(2018.11.14.) 사례 위성영상 분석결과 178
그림 4.8. 이라크 홍수(2018.11.27.) 사례 위성영상 분석결과 178
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