KR100745646B1 - 지아이에스를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법 - Google Patents

지아이에스를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR100745646B1 KR1020070033143A KR20070033143A KR100745646B1 KR 100745646 B1 KR100745646 B1 KR 100745646B1 KR 1020070033143 A KR1020070033143 A KR 1020070033143A KR 20070033143 A KR20070033143 A KR 20070033143A KR 100745646 B1 KR100745646 B1 KR 100745646B1
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김계현
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Abstract

본 발명은 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 대상지역의 기본적인 기본도 및 주제도 관련 데이터를 구축함으로서 지리정보를 속성정보에 반영 가능하게 되며, 다양한 오염원 데이터베이스를 구축함으로서 지역 오염원의 특성 분석이 가능하며 수질 관측 지점 현황 및 유량ㆍ수위 관측소 오염원 현황의 조회를 통해 지역의 수질 및 오염원ㆍ수위 등의 기본 정보를 취득할 수 있고, 강우 자료와 홍수 자료를 데이터베이스화하고 이를 모의한 결과는 물론 작성된 홍수 위험에 관한 정보를 나타내는 Hazard Map을 본 웹서비스를 통해 제공함으로서 홍수가 빈번한 지역의 주요시설 및 주택의 입지 조건을 고려하는 등의 토지이용 분야에 활용함은 물론 대상 지역 주민들의 홍수에 대한 정보 습득과 실제 재난시 피해 최소화를 위한 정보로 활용될 수 있도록 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 대상지역의 기본도 및 주제도 구축, 대상지역의 다양한 오염원 데이터베이스 구축으로 홍수방재와 별도로 지역 오염원의 특성 분석이 가능하고, 과거 홍수실적정보와 강우모의 및 홍수모의자료를 통해 대상 지역에 홍수 발생 시 정보 취득이 용이하고 Hazard Map의 홍수위험지표와 위험수준을 고려하여 관리기관에서의 해당 지역 관리에 효율적으로 이용 가능하므로, 홍수방재 웹 시스템으로의 기능을 충실히 수행할 수 있는 이점이 있다.

Description

지아이에스를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법{Developing web-based prototype system for disseminating flood prevention information publicly using GIS}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 포함된 시스템 구동유닛의 구성을 도시한 블록도,
도 3, 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 포함된 데이터베이스의 구조를 도시한 도면,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템을 통해 선택 가능한 메뉴 구성도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템의 신호흐름을 도시한 플로우챠트,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템을 통해 클라이언트 웹브라우저로 출력되는 메인 웹페이지를 도시한 도면,
도 7은 도 6의 메인 웹페이지를 통해 출력되는 정보조회 메뉴창을 도시한 도면,
도 8은 도 6의 메인 웹페이지를 통해 출력되는 속성조회창을 도시한 도면,
도 9는 도 6의 메인 웹페이지를 통해 출력되는 툴바를 나타내는 화면,
도 10은 도 5의 메뉴 구성도 중 “기본도” 항목을 선택하였을 경우의 세부목록화면,
도 11은 도 5의 메뉴 구성도 중 “주제도” 항목을 선택하였을 경우의 세부목록화면,
도 12는 도 11의 세부목록 중 “지질도” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 13은 도 5의 메뉴 구성도 중 “유역측정자료” 항목을 선택하였을 경우의 세부목록화면,
도 14는 도 13의 세부목록 중 “리동별오염원” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 15는 도 13의 세부목록 중 “수질관측지점” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 16은 도 13의 세부목록 중 “유량측정지점” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 17은 도 13의 세부목록 중 “수위관측소” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 18은 도 5의 메뉴 구성도 중 “홍수실적정보”의 세부항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 19는 도 5의 메뉴 구성도 중 “강우모의자료”의 세부항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 20은 도 5의 메뉴 구성도 중 “홍수모의자료”의 세부항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 21은 도 5의 메뉴 구성도 중 “Hazard Map자료”의 세부항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 22는 도 5의 메뉴 구성도 중 “산사태/토사발생예측도” 항목을 선택하였을 경우의 세부목록화면,
도 23은 도 22의 세부목록 중 “산사태예측도” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 24는 도 22의 세부목록 중 “RUSLE토사발생예측도” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면,
도 25는 도 22의 세부목록 중 “GEOWEPP토사발생예측도” 항목을 선택하였을 경우의 출력화면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
110 : 중앙제어처리장치, 120 : 웹 시스템의 구동유닛,
121 : 기본도/주제도조회모듈, 122 : 유역측정자료속성조회모듈,
123 : 홍수실적정보조회모듈, 124 : 연산/처리모듈,
125 : 강우모의자료조회모듈, 126 : 홍수모의자료조회모듈,
127 : Hazard Map자료조회모듈, 130 : GUI(Graphical User interface),
140 : 메모리(RAM), 160 : 디스플레이어,
170 : 데이터베이스, 171 : 지리도형DB,
172 : 속성DB, 180 : 인터페이스부,
190 : Web Server, 200 : Client단말기.
본 발명은 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 대상지역의 기본적인 기본도 및 주제도 관련 데이터를 구축함으로서 지리정보를 속성정보에 반영 가능하게 되며, 다양한 오염원 데이터베이스, 강우 자료와 홍수 자료를 데이터베이스화하고 이를 모의한 결과를 통해 홍수가 빈번한 지역의 주요시설 및 주택의 입지 조건을 토지이용 분야에 활용함은 물론 대상 지역 주민들의 홍수에 대한 정보 습득과 실제 재난시 피해 최소화를 위한 정보로 활용될 수 있도록 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 기상예보와 수리ㆍ수문 그리고 지형자료구축 분야의 기술발달에도 불구하고 매년 홍수와 태풍으로 인한 인명과 재산의 피해는 줄어들지 않고 있는 실정이며 이 외에도 해마다 반복되는 집중 호우와 그로 인한 하천의 범람, 농경지 침수 등의 문제는 국가 경제 및 산업 전 분야에 엄청난 영향을 미치고 있으나, 그럼에도 불구하고 그에 대한 대비는 아직 미미한 실정이다.
물론, 이러한 자연 재해를 인간이 막는 방법에 대한 한계는 있을 수 있으나 예상 침수 지역에 대한 예보, 거주 지역에 대한 강우량 사전 모의 연구 등을 통해 피해를 최소한으로 줄이는 것은 충분히 가능한 일이다.
또한, 현재의 호우 경보나 홍수 경보는 정부 중심의 중앙 집중식이고 일방적인 예보에만 의존하고 있기 때문에 국민들 스스로가 자율적으로 홍수 관련 정보에 접근하기 어려운 점이 있다. 따라서, 그 대비책 중 하나로 국민들의 접근이 용이한 웹을 이용하여 국가 경제 및 산업 전 분야에 엄청난 영향을 미치는 홍수관련 재해정보를 시관과 장소에 관계없이 접근할 수 있는 웹기반의 정보시스템 구축이 절실히 필요한 상황이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 대상지역의 기본적인 기본도 및 주제도 관련 데이터를 구축함으로서 지리정보를 속성정보에 반영 가능하게 되며, 다양한 오염원 데이터베이스를 구축함으로서 지역 오염원의 특성 분석이 가능하며 수질 관측 지점 현황 및 유량ㆍ수위 관측소 오염원 현황의 조회를 통해 지역의 수질 및 오염원ㆍ수위 등의 기본 정보를 취득할 수 있고, 강우 자료와 홍수 자료를 데이터베이스화하고 이를 모의한 결과는 물론 작성된 홍수 위험에 관한 정보를 나타내는 Hazard Map을 본 웹서비스를 통해 제공함으로서 홍수가 빈번한 지역의 주요시설 및 주택의 입지 조건을 고려하는 등의 토지이용 분야에 활용함은 물론 대상 지역 주민들의 홍수에 대한 정보 습득과 실제 재난시 피해 최소화를 위한 정보로 활용될 수 있도록 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 지리정보시스템을 기반으로 하는 홍수방재정보 웹 시스템에 있어서, 상기 홍수방재정보 웹 시스템에 접속하여 특정 지역의 지리도형 데이터 및 속성데이터의 출력 요청신호를 발생시키며, 해당 데이터를 화면 출력하는 Client 단말기와; 상기 지리정보시스템의 지리도형정보가 구비되는 지리도형DB(171); 상기 지리도형DB의 각 속성정보로서, 대상지의 리동별 인구, 축산, 양식, 산업, 토지에 따른 오염원 현황, 수질관측지점설ㆍ유량관측지점ㆍ수위관측소에 대한 속성, 그리고 이를 모두 연계하는 연계성 등을 구비하는 속성DB(172); 상기 지리도형DB와 속성DB로부터 지리정보와 함께 출력할 수 있도록 기능하는 GUI(130); 상기 Client 단말기(200)로부터 전송된 특정 자료 요청신호에 의해, 해당 자료조회가 요청된 영역범위에 대한 지리도형 데이터를 추출하고, 해당 검색지역의 속성데이터를 각 DB(171,172)로부터 추출하여 Client 단말기(200)로 전송처리하는 시스템 구동유닛(120)과; 상기 DB들(171,172)과 시스템 구동유닛(120) 및 GUI(130)와 전기적으로 연결되어 이들을 총괄 제어하는 중앙제어처리장치(110); 및, 상기 Client(200)가 정보 요청시 해당 정보를 시스템구동유닛(120)으로부터 얻은 정보를 GUI(130)를 통해 웹서비스해주는 웹서버(190)를 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 시스템 구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 전송된 특정 자료 요청신호에 의해, 해당 자료조회가 요청된 영역범위에 대한 지리도형 데이터를 추출하고, 도형 변경신호에 의해 도형데이터를 연산/처리하며, 해당 자료조회를 실행하는 조회모듈을 구동 제어함으로써, 지리도형 데이터와 연동된 속성데이터를 추출하여 Client 단말기(200)로 전송처리하는 연산/처리모듈(124)과; Client 단말기(200)로부터 지정된 영역의 기본도 및 주제도의 지리도형 정보를 상기 지리도형 DB(171)로부터 추출하는 기본도/주제도조회모듈(121)과; 유역 측정자료를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 유역측정자료속성조회모듈(122), Client 단말기(200)로부터 지정된 영역의 홍수실적 정보를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 홍수실적정보조회모듈(123), Client 단말기(200)로부터 지정된 영역의 강우량 정보를 토대로 구축된 강우모의 정보를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 강우모의정보조회모듈(125), 홍수모의 정보를 추출하는 홍수모의정보조회모듈(126), Hazard Map자료를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 Hazard Map자료조회모듈(127)로 구성된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 지리도형DB(171)는 행정경계, 유역경계, 도로, 시설물, 하천도를 포함한 기본적인 지리적 도형정보로 구축된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 속성DB(172)는 인구현황, 축산현황, 토지이용현황, 산업현황, 양식현황을 포함한 리동별 오염원 현황과, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측소에 의해 분류저장된 수질현황 정보로 구축된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템이 제공된다.
바람직하게, 상기 속성DB(172)는 대분류와 중분류 및 소분류항목으로 각각 구분되고, 상기 대분류 항목의 속성형태는 오염원 현황과, 수질현황으로 구분되며, 중분류 항목의 속성형태는 인구현황, 가축현황, 토지이용현황, 산업현황, 양식현황, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측소로 구분되고, 소분류 항목은 상기 중분류 항목의 상세 속성형태로 구분되어 구축된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템이 제공된다.
한편, 본 발명은 ⅰ) 사용자가 요청한 자료에 대해 속성DB와 지리도형DB로부터 각 자료의 연관성을 분석하고 기본 지리정보 조회하는 제 1과정과;
ⅱ) 상기 분류된 정보를 토대로 대상지의 과거 홍수실적에 대한 정보를 조회하는 제 2과정과;
ⅲ) 이와 연계하여 대상지역의 강우정보에 의해 모의된 강우모의 자료 및 홍수정보에 의한 홍수모의 자료를 조회하는 제 3과정과;
ⅳ) 기작성된 홍수위험지도인 Hazard Map을 통해 내수침수 및 내수침수와 하천범람시 피해 정도를 조회하는 제 4과정과;
ⅴ) 미리 조회된 특정 지역의 지리도형 정보를 기반으로, GIS를 반영하여 해당 지리도형 정보의 확대/축소, 좌표 이동, 레이더 및 위성영상정보를 조회하는 제 5과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 포함된 시스템 구동유닛의 구성을 도시한 블록도이며, 도 3, 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 포함된 지리도형DB(171) 및 그 속성DB(172)의 구성예시도이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템은, 중앙제어처리장치(이하, “CPU"라 함)(110)를 주축으로 하여 메모리(이하, ”RAM"이라 함)(140), 그래피컬 유저 인터페이스(이하, “GUI"라 함)(130)가 전기적으로 연결되고, 본 발명에 따른 다수의 DB들(171,172)로 구성되는 데이터베이스(170)가 상기 RAM(140)과 전기적으로 연결되어 있으며, 인터페이스부(180)를 통해 상기 CPU(110)과 상호 호환 기동되도록 프로그램 설계된 본 발명에 따른 웹 시스템의 구동유닛(120)이 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에는 Client 단말기(200)가 요청한 정보에 대해 시스템 구동유닛(120)의 구동으로 추출된 웹문서를 해당 Client 단말기(200)로 전송하고, 그 Client 단말기(200)로부터 선택신호 및 입력신호를 전송받는 웹서버(190)가 구비되어져 있다.
이때, 본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 구성된 상기 시스템 구동유닛(120)은, 연산/처리모듈(124)을 중심으로 하여 기본도/주제도조회모듈(121), 유역측정자료속성조회모듈(122), 홍수실적정보조회모듈(123), 강우모의정보조회모듈(125), 홍수모의정보조회모듈(126), Hazard Map자료조회모듈(127)로 구성된다.
상기 연산/처리모듈(124)은 Client 단말기(200)로부터 전송된 특정 자료 요청신호에 의해, 해당 자료조회가 요청된 영역범위에 대한 지리도형 데이터를 추출하고, 도형 변경신호에 의해 도형데이터를 연산/처리하며, 해당 자료조회를 실행하는 조회모듈(121,122,123,125,126,127)을 구동 제어함으로써, 지리도형 데이터와 연동된 속성데이터를 추출하여 Client 단말기(200)로 전송처리하는 모듈이다.
기타의 조회모듈(121,122,123,125,126,127)의 구체적인 작동원리와 기능은 본 발명에 따른 시스템의 운영방법에서 상술하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 데이터베이스부(170)는, 다수의 지형정보인 지리도형DB(171)와, 상기 도형정보와 상응하는 상세정보 및 관련정보로서의 속성DB(172)로 이루어지는데, 상기한 DB들(171,172)은 도 3 및 도 4에서와 같은 정보들을 구비하는 특징이 있다.
상기한 DB들(171,172)은 또한 본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템이 올바르게 구동되도록 하는 기초적인 데이터로서의 기능과 역할을 실시하는 바, 정부기관과 각종 산학연단체에 의해 마련되어 운영되고 있는 주지된 지리정보시스템에 구비되는 지리정보를 본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 적합하게 가공하는 데에도 그 특징이 있다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 상기 지리도형DB(171)는 행정경계, 유역경계, 도로, 시설물, 하천도 등의 기본적인 지리적 도형정보 등이 구비되며 하기의 <표 1>에서와 같다.
<표1>도형DB구축현황
NO 구분 분류 축적 레이어 형태
1 기본도 등고 1:5K, 1:1K Line
2 기본도 표준유역경계 - Polygon
3 기본도 소유역경계 - Polygon
4 기본도 중권역경계 - Polygon
5 기본도 대권역경계 - Polygon
6 기본도 시도경계 - Polygon
7 기본도 리동경계 - Polygon
8 기본도 도로 1:5K, 1:1K Line
9 기본도 주기 1:5K, 1:1K Point
10 기본도 시설물 1:5K, 1:1K Line
11 기본도 건물 1:5K, 1:1K Line
12 기본도 주요하천도 - Polygon
13 기본도 세부하천도 - Line
14 기본도 관망도 - Line
15 기본도 상수맨홀 - Point
16 기본도 하수맨홀 - Point
17 기본도 목장 - Point
18 기본도 산 - Point
19 기본도 유원지 - Point
20 기본도 철도 - Line
21 기본도 지류 - Line
22 주제도 연안해역도 - Line
23 주제도 토양도 - Polygon
24 주제도 식생도 - Polygon
25 주제도 토지피복도 - Polygon
26 주제도 지질도 - Polygon
27 측정자료 리동(오염원) - Polygon
28 측정자료 수질관측지점 - Point
29 측정자료 유량관측지점 - Point
30 측정자료 수위관측소 - Point
또한, 상기 속성DB(172)는, 인구현황, 축산현황, 토지이용현황, 산업현황, 양식현황 등의 리동별 오염원 현황과 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측소 등 수질현황 정보 등이 구비되는 특징이 있는 바, 하기의 <표 2>에서와 같이 이루어진다.
<표2>속성DB 구축현황
NO 대분류항목 중분류항목 소분류항목
1 오염원현황 인구현황 (리동 및 유역단위) 인구합계, 하수처리지역 분류식인구, 하수미처리지역 합류식인구, 하수처리지역 무처리인구, 하수미처리지역 수세식 인구, 시가 하수미처리지역 수거식 인구, 하수미처리지역 무처리인구
2 오염원현황 가축현황 (리동 및 유역단위) 한우, 젖소, 돼지, 개, 말 ,양, 사슴, 가금 등 사육두수
3 오염원현황 토지이용현황 논, 밭, 임야, 대지, 목장, 도로, 골프장, 기타 등 지목별 면적 및 하천부지 점용 면적
4 오염원현황 산업현황 (리동 및 유역단위) 폐수배출업소, 물공급량, 공업용수, 생활용수, 폐수발생량, 폐수방류량, 폐수증발량, 재이용수
5 오염원현황 양식현황 (리동 및 유역단위) 양식장수와 가두리, 유수식, 지수식, 기타의 사료사용량 및 시설면적
6 수질현황 수질관측지점 관측지점, 측정월, 유량, 수온, pH, BOD, COD, SS, TN, TP, DO 등
7 수질현황 유량관측지점 관측소명, 관측소코드, 수계명, 하천명, 유량최대, 유량최소, 연평균유량, 저수유량, 평수 유량, 갈수유량 등
8 수질현황 수위관측소 측정소, 측정일, 측정시간별 수위
위의 <표 2>에서와 같이, 본 발명에 따른 속성DB(172)는 대분류와 중분류 및 소분류항목으로 각각 구분되고, 상기 대분류, 중분류, 소분류항목들은 각각 속성 형태에 따른 분류되는 특징이 있다.
상기 대분류 항목의 속성형태는 오염원 현황과, 수질현황으로 구분되며, 중분류 항목의 속성형태는 인구현황, 가축현황, 토지이용현황, 산업현황, 양식현황, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측소로 구분되고, 소분류 항목은 상기 중분류 항목의 상세 속성형태로 구분된 것이다.
본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에서는 홍수방재에 대한 정보 제공을 위하여 홍수와 관련한 여러 정보를 조회할 수 있는데 그에 대한 내용으로 홍수실적과 강우모의자료, 홍수모의자료 및 Hazard Map에 대한 정보를 제공한다.
홍수실적정보는 대상 유역의 과거 침수심에 대한 정보를 조회할 수 있는데 이를 통해 침수 유형을 알아볼 수 있으며 대상 지역의 총 9개의 지점에 대해 50년빈도, 100년빈도, 200년빈도, 500년빈도별로 조회 가능하다. 여기서 50년빈도, 100년빈도, 200년빈도, 500년빈도란 각각 310mm, 345mm, 370mm, 390mm의 강우가 내렸을 경우 침수가 일어나는 지역의 침수심에 대한 정보를 나타낸다.
즉, 상기 홍수실적정보는 지역별, 연도별, 강우량별로 구분되어 상기 데이터베이스(170)에 구축되어져 있으며, Client 단말기(200)의 요청에 의해 상기 연산/처리모듈(124)은 해당하는 자료별로 속성데이터를 재정렬시킨다.
홍수실적정보와 더불어 강우모의에 대한 정보 조회가 가능하며 강우 모의는 기상 모델을 통해 모의한 결과를 토대로 구축되었으며 데이터는 2003년 6월 26일 21시 ~ 6월 28일 03시까지 24시간 동안 대상지역에 내린 강우량을 토대로 9Km 간격의 격자 데이터와 3Km 간격의 격자 데이터를 통해 분포도를 구축되어 그에 대한 정보를 제공한다.
홍수모의자료는 강우량과 펌프 용량, 내수침수 여부에 따라 모의한 22가지의 시나리오를 토대로 작성되어 그에 따른 시나리오별로 침수 분포도가 구축되어 있는데 각 시나리오는 우선 24시간동안 100mm, 150mm, 200mm, 260mm의 경우를 통해 4가지의 시나리오와 24시간동안 대상지역내 안성천 유역에 내린 강우량을 310mm, 330mm, 345mm, 370mm, 390mm, 430mm의 6가지로 나누고 이를 다시 내수 침수를 고려한 것과 고려하지 않은 것으로 나누어 12개의 시나리오를 만든다.
또한, 345mm이하는 대상유역에 있는 배수펌프로 인해 내수 침수가 발생하지 않게 되므로 나머지 370mm, 390mm, 430mm의 3가지 경우에 대해 배수펌프로 인해 하천범람이 일어난 것 3가지와 하천범람이 일어나지 않은 것 3가지를 합쳐 6가지의 시나리오를 만들어 총 22개의 시나리오가 완성된다. 침수위는 총 12단계, 0.2m 간격으로 나누어 등급별로 색상이 다르도록 하였는데 파란색이 진할수록 침수위가 높음을 나타낸다.
Hazard Map은 Hazard Value 값을 이용하여 0.1~1을 적색, 0.01~0.1을 노란색, 0.0001~0.01을 파란색, 0~0.0001을 무색의 4가지 단계로 나누고, 내수침수만 일어난 경우와 내수침수와 하천범람이 함께 일어난 경우 두 가지의 시나리오로 구분하여 정보를 제공하며 <표 3>은 홍수위험지표와 위험수준을 나타낸다.
<표3>홍수위험지표와 홍수위험수준
Hazard Value Hazard Level Directions
H < 0.01 low 세심한 주의 필요
0.01 < H < 0.1 medium 제한된 규제 조치 필요
H > 0.1 or I > 3 high 위험 지역으로 규제 강화
이하에서는, 첨부된 도 5a, 5b를 참조하여 본 발명에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템의 구현예에 대해 상술하도록 한다. 또한 앞서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템의 각 구성 요소의 기능적 특징을 본 실시형태와 더불어 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템을 통해 선택 가능한 메뉴 구성도이며, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.
도 5a를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템은 기본정보, 주제도, 유역측정자료, 홍수실적정보, 강우모의자료, 홍수모의자료, Hazard Map자료, 산사태/토사발생예측도로 이루어지는 정보조회 메뉴와 그 세부항목들이 구비된다(도 5a 참조).
본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 Client 단말기(200)가 접속되면 그 Client 단말기(200)의 웹브라우저에 도 6과 같은 시스템의 메인페이지가 화면 출력되게 되고, GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템은 Client 단말기(200)의 억세스를 인지하여 홍수방재정보 시스템이 구동되게 된다.
그 상태에서, 상기 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템의 시스템구동유닛(120)은 그 메인페이지의 좌측에 도 7과 같은 정보조회 메뉴가 출력을 이루고, 상단에는 각 기능별 아이콘이 단축키형태로 활성화된 상태로서 화면출력을 이루고 있다.
또한, 우측에는 도 8과 같이 본 웹 시스템에 대한 기본 정보 및 속성 조회시 정보 조회 화면이 출력을 이루고, 정보조회 메뉴에서 조회하고자 하는 목록을 선택하고 시스템 좌하단의 적용하기를 누르게 되면 선택한 목록의 정보가 화면에 출력이 실시된다.
따라서, 주 화면의 정보조회 메뉴를 통하여 지형도, 수질측정지점, 리동별 오염원 현황, 유량관측지점 등 조회가 가능한 상태이며, 하나의 통합 화면에서 동시에 여러 정보를 조회 및 검색하는 기능이 가능해 전체적인 홍수방재와 관련한 정보를 파악하고 관리하기에 용이하도록 하는 GUI환경을 갖는다. 이러한 GUI환경은 본 시스템에 구비되는 GUI(130)가 그 기능을 담당한다. 또한, 이와 같이 화면 출력되는 지리정보는 모든 조회모듈(121,122,123,125,126,127)이 해당 도형정보를 지리도형DB(171)로부터 검출하여 GUI(130)를 통해 출력이 실시되는 바, 인터페이스부(180)에 의해 CPU(110)가 연산 및 제어가 가능한 신호의 형태로 변환 및 출력할 수 있도록 구현된다.
또한, 도 9는 도시된 바대로, 정보보기, 확대, 축소, 이동, 전체보기, 최대화면, 레이더영상, 위성영상 아이콘으로 구성됨에 따라, 사용자 작업의 편리성을 극대화할 수 있도록 구현된다.
즉, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 기본도/주제도 조회신호가 수신되었는 지, 유역 측정자료 조회신호가 수신되었는 지, 홍수실적조회신호가 수신되었는 지, 강우모의 자료조회신호가 수신되었는 지, 홍수모의 자료조회신호가 수신되었는 지, Hazard Map 자료조회신호가 수신되었는 지, 산사태/토사발생 예측조회신호가 수신되었는 지를 판단한다.
그리고, 상기 시스템구동유닛(120)은 어느 한 자료조회 신호가 수신되면 해당 수신정보를 등록하고, 상기 연산/처리모듈(124)을 구동시켜 해당 자료조회모듈(121,122,123,125,126,127)을 구동시켜 지리도형DB(171)와 속성DB(172)가 해당 조회요청자료와 매칭되는 데이터를 추출하여 상기 Client 단말기(200)로 전송하여 화면 출력시킨다.
또한, 기본 도형정보 및 속성 정보가 화면 출력된 상태에서, 상기 시스템구동유닛(120)은 GIS 시스템을 이용한, 도형데이터의 요청 및 변경조작이 가능한 바, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 도 9에 도시된 툴바의 조작을 통해 해당 검색 지역의 확대신호가 수신되었는 지, 해당 검색지역의 축소신호가 수신되었는 지, 좌표 이동신호가 수신되었는 지, 레이더 영상선택신호가 수신되었는 지, 위성영상 선택신호가 수신되었는 지를 판단한다.
만약, 해당 검색 지역의 확대신호 또는 해당 검색지역의 축소신호가 수신된 경우라면, 상기 시스템구동유닛(120)은 GIS 분석에 의한 검색지역의 범위를 확대 또는 축소하도록 도형정보를 변경시킨다.
또한, 좌표 이동신호가 수신된 경우라면, 상기 시스템구동유닛(120)은 GIS 분석에 의해 신규 좌표를 적용하여 도형정보를 변경시키고, 레이더 영상 또는 위성영상 선택신호가 수신된 경우라면, 상기 시스템구동유닛(120)은 지리도형 데이터베이스(171)로부터 레이더 영상 또는 위성영상데이터를 추출하여 상기 Client 단말기(200)로 전송처리하며, 각 선택신호에 의한 도형 정보를 추출하여 상기 Client 단말기(200)로 전송처리한다.
그리고, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 신규 GIS 정보가 입력되는 지를 판단하여, 신규 GIS가 입력된 경우라면 A 탭을 매개하여 11 내지 15과정으로 복귀한다.
또한, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 시스템 종료신호가 수신되는 지를 판단하여, 시스템 종료신호가 인가되지 않은 경우라면 B탭을 매개하여 제 2 내지 8과정으로 복귀한다.
도 10은 도 5의 정보보기 메뉴 중 본 웹 시스템에서 기본도 도형정보 조회가 가능한 세부목록화면으로서, 등고선, 유역경계(표준유역경계, 소유역경계), 권역경계(중권역경계, 대권역경계), 행정지도(시도경계, 리동경계), 도로, 주기, 시설물, 건물, 하천도(주요하천도, 세부하천도), 관망도, 맨홀(관망도, 상수맨홀, 하수맨홀), 휴양 및 위락시설(목장, 산, 유원지), 철도, 지류로 구성되어 지는 바, 사용자가 이들 중 어느 하나를 선택하면, 지리도형DB(171)로부터 해당 도형정보를 검색하여 사용자가 요청한 지리정보를 출력한다.
즉, 도 5b의 신호흐름도에서는 도시하지 않았지만, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 기본도의 선택신호를 수신한 상태에서, 등고선, 유역경계(표준유역경계, 소유역경계), 권역경계(중권역경계, 대권역경계), 행정지도(시도경계, 리동경계), 도로, 주기, 시설물, 건물, 하천도(주요하천도, 세부하천도), 관망도, 맨홀(관망도, 상수맨홀, 하수맨홀), 휴양 및 위락시설(목장, 산, 유원지), 철도, 지류와 같은 세부목록 선택신호를 수신하여 상기 데이터베이스(170)를 통해 해당 도형정보 및 속성정보를 추출하여 화면 출력시킬 수 있다.
도 11은 도 5의 정보조회 메뉴 중 “주제도” 항목을 선택하였을 경우의 각 세부목록 및 그 출력화면이다. 연안해역도, 토양도, 식생도, 토지피복도, 지질도로 구성되어지며 원하는 항목을 선택하고 좌하단의 적용하기 버튼을 선택 시 해당 항목의 정보가 지도상에 지리정보로 출력되어 지는바 선택한 항목에 대한 범례를 보고자할 경우 세부항목 옆의 ‘범례’를 선택하면 팝업창으로 해당 항목에 대한 범례가 출력된다.
즉, 도 5b의 신호흐름도에서는 도시하지 않았지만, 상기 시스템구동유 닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 주제도의 선택신호를 수신한 상태에서, 연안해역도, 토양도, 식생도, 토지피복도, 지질도에 대한 세부목록 선택신호를 수신하여 상기 데이터베이스(170)를 통해 해당 도형정보 및 속성정보를 추출하여 화면 출력시킬 수 있다.
도 12는 도 11의 메뉴의 세부항목 중 “지질도”를 조회했을 경우 취득할 수 있는 정보이다. 대상지역의 지질에 대한 내용을 알 수 있으며 범례를 통해 해당 색깔이 의미하는 바를 알 수 있다.
도 13은 도 5의 정보조회 메뉴 중 “유역측정자료” 항목을 선택하였을 경우의 각 세부목록 및 그 출력화면으로 리동별오염원, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측지점에 대한 정보를 조회할 수 있으며 정보조회 메뉴 중 속성 정보를 조회할 수 있는 항목이다. 조회하고자 하는 항목을 체크하고 그에 해당하는 속성보기 항목을 선택한 후 적용하기를 누르게 되면 해당 지리정보가 화면에 출력이 되는데 이 때 도 12에 나오는 정보보기를 선택한 후 원하는 지점을 선택하면 화면 우측 속성 조회창에 그에 대한 정보가 보여지게 되는데, 여기서 선택한 지점은 속성DB(172)에서 해당 지점에 대해 구축된 정보를 검출하여 화면에 출력해주는 과정이다.
도 5b의 신호흐름도에서는 도시하지 않았지만, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 유역측정 자료조회 신호를 수신한 상태에서, 리동별오염원, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측지점에 대한 조회신호를 수신하여 상기 데이터베이스(170)를 통해 해당 도형정보 및 속성정보를 추출하여 화면 출력 시킬 수 있다.
도 14는 도 13의 세부메뉴 중 “리동별오염원” 현황을 조회한 화면으로 오염원에는 생활계, 축산계, 토지이용계, 산업계, 양식장이 있고 원하는 항목을 선택하면 해당 지역의 정보를 우측 속성 정보창에 출력한다.
즉, 도 5b의 신호흐름도에서는 도시하지 않았지만, 상기 시스템구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 유역측정 자료조회 신호를 수신한 상태에서, 리동별오염원 자료조회 신호를 수신한 상태에서, 또 생활계, 축산계, 토지이용계, 산업계, 양식장의 상세 조회를 선택하여 해당 정보를 화면 출력할 수 있다.
도 15는 도 13의 세부메뉴 중 “수질관측지점”을 조회한 화면으로 대상 지역에 존재하는 수질관측지점에서의 수질 관측 데이터를 1990년부터 수온, pH, DO, BOD, COD 등의 정보를 출력한다.
도 16은 도 13의 세부메뉴 중 “유량관측지점”을 조회한 화면으로 대상 지역에 존재하는 유량관측소에서 측정한 유량의 정보를 제공하며 유량의 최대, 최소, 저수유량, 갈수유량, 평수유량 등을 출력한다.
도 17은 도 13의 세부메뉴 중 “수위관측소”를 조회한 화면으로 대상 지역의 수위관측소에서 하루 24시간 중 2시간 간격으로 측정한 수위에 대한 정보를 제공한다.
도 18은 도 5 중 “홍수실적정보”를 조회한 화면으로 상기에서도 설명한바와 같이 대상지역의 과거 침수심에 대한 정보로 50년, 100년, 200년, 500년 각 빈도별로 9개 지점에 대한 데이터와 범례를 조회할 수 있으며 출력형태는 지정된 색 깔별로 컬러 렌더링을 통해 표현된다.
도 19는 도 5 중 “강우모의자료”에 대한 정보를 제공하는 화면으로 강우모의자료 크게 9Km 간격의 격자 데이터와 3Km 간격의 강우량 분포도 데이터로 나뉘며 도 X의 강우모의자료 세부 메뉴에서 선택하여 조회할 수 있다.
도 20은 도 5 중 “홍수모의자료”를 조회한 화면으로 상기에서도 설명한바와 같이 강우량이 100mm, 150mm, 200mm, 260mm의 4가지와 310mm, 330mm, 345mm, 370mm, 390mm, 430mm 중 내수 침수를 고려한 것 6가지와 고려하지 않은 것 6가지에 370mm, 390mm, 430mm 중 하천범람이 일어난 경우 3가지와 하천범람이 일어나지 않은 3가지 경우를 합해 총 22가지의 시나리오에 대해 정보 조회가 가능하며 각 세부목록은 다시 강우량에 따른 침수위를 시간대별로 조회 가능하다.
도 21은 도 5 중 “Hazard Map자료”를 조회한 화면으로 내수침수만 일어난 경우와 내수침수와 하천범람이 같이 일어난 두가지 경우에 대해 조회가 가능하며 각 경우에 따른 홍수위험지표와 위험수준은 범례를 통해 출력된다.
도 22는 도 5의 정보조회 메뉴 중 “산사태/토사발생예측도” 항목을 선택하였을 경우의 각 세부목록으로 하위에는 산사태예측도, RUSLE 토사발생예측도, GeoWEPP 토사발생예측도에 대한 정보를 출력할 수 있다.
도 23은 도 22의 항목 중 “산사태예측도”를 조회한 화면으로 대상지역 내 일부지역에 한하여 산사태를 예측한 정보를 출력하며 가능성을 0~30, 30~50, 50~75, 75~90, 90~ 의 퍼센테이지(%)로 색깔로 구분하여 표시한다.
도 24는 도 22의 항목 중 “RUSLE 토사발생예측도”를 선택하였을 경우 출력 되는 화면으로 수정범용토양유실공식인 RUSLE를 이용하여 산출한 토사발생예측도이다.
도 25는 도 22의 항목 중 “GeoWEPP 토사발생예측도”를 조회하였을 경우 출력되며 GeoWEPP 모델링 기법을 이용해 산출한 토사발생예측도를 조회한 화면이다.
본 발명은 다양하게 변형실시 가능하다. 예컨대, 현재의 웹 시스템에서 보여지는 대상 지역 외에 다른 지역에 대해서도 현재 구축된 프로토타입으로 도형DB 및 속성DB로 변환/구축하게 될 경우 현재의 틀과 기능을 유지한 채 다른 지역에 대해서도 현 웹 시스템과 같은 웹서비스가 제공 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템은 대상지역의 기본도 및 주제도 구축, 대상지역의 다양한 오염원 데이터베이스 구축으로 홍수방재와 별도로 지역 오염원의 특성 분석이 가능하고, 과거 홍수실적정보와 강우모의 및 홍수모의자료를 통해 대상 지역에 홍수 발생 시 정보 취득이 용이하고 Hazard Map의 홍수위험지표와 위험수준을 고려하여 관리기관에서의 해당 지역 관리에 효율적으로 이용 가능하므로, 홍수방재 웹 시스템으로의 기능을 충실히 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 지리정보시스템을 기반으로 하는 홍수방재정보 웹 시스템으로서, 상기 홍수방재정보 웹 시스템에 접속하여 특정 지역의 지리도형 데이터 및 속성데이터의 출력 요청신호를 발생시키며, 해당 데이터를 화면 출력하는 Client 단말기와; 상기 지리정보시스템의 지리도형정보가 구비되는 지리도형DB(171); 상기 지리도형DB의 각 속성정보로서, 대상지의 리동별 인구, 축산, 양식, 산업, 토지에 따른 오염원 현황, 수질관측지점설ㆍ유량관측지점ㆍ수위관측소에 대한 속성, 그리고 이를 모두 연계하는 연계성 등을 구비하는 속성DB(172); 상기 지리도형DB와 속성DB로부터 지리정보와 함께 출력할 수 있도록 기능하는 GUI(130); 상기 Client 단말기(200)로부터 전송된 특정 자료 요청신호에 의해, 해당 자료조회가 요청된 영역범위에 대한 지리도형 데이터를 추출하고, 해당 검색지역의 속성데이터를 각 DB(171,172)로부터 추출하여 Client 단말기(200)로 전송처리하는 시스템 구동유닛(120)과; 상기 DB들(171,172)과 시스템 구동유닛(120) 및 GUI(130)와 전기적으로 연결되어 이들을 총괄 제어하는 중앙제어처리장치(110); 및 상기 Client(200)가 정보 요청시 해당 정보를 시스템구동유닛(120)으로부터 얻은 정보를 GUI(130)를 통해 웹서비스해주는 웹서버(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 있어서,
    상기 시스템 구동유닛(120)은 상기 Client 단말기(200)로부터 전송된 특정 자료 요청신호에 의해, 해당 자료조회가 요청된 영역범위에 대한 지리도형 데이터를 추출하고, 도형 변경신호에 의해 도형데이터를 연산/처리하며, 해당 자료조회를 실행하는 조회모듈을 구동 제어함으로써, 지리도형 데이터와 연동된 속성데이터를 추출하여 Client 단말기(200)로 전송처리하는 연산/처리모듈(124)과; Client 단말기(200)로부터 지정된 영역의 기본도 및 주제도의 지리도형 정보를 상기 지리도형 DB(171)로부터 추출하는 기본도/주제도조회모듈(121)과; 유역 측정자료를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 유역측정자료속성조회모듈(122), Client 단말기(200)로부터 지정된 영역의 홍수실적 정보를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 홍수실적정보조회모듈(123), Client 단말기(200)로부터 지정된 영역의 강우량 정보를 토대로 구축된 강우모의 정보를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 강우모의정보조회모듈(125), 홍수모의 정보를 추출하는 홍수모의정보조회모듈(126), Hazard Map자료를 상기 속성DB(172)로부터 추출하는 Hazard Map자료조회모듈(127)로 구성된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 지리도형DB(171)는 행정경계, 유역경계, 도로, 시설물, 하천도를 포함한 기본적인 지리적 도형정보로 구축된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 속성DB(172)는 인구현황, 축산현황, 토지이용현황, 산업현황, 양식현황을 포함한 리동별 오염원 현황과, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측소에 의해 분류저장된 수질현황 정보로 구축된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템.
  4. 지리정보시스템을 기반으로 하는 홍수방재정보 웹 시스템으로서, 상기 홍수방재정보 웹 시스템에 접속하여 특정 지역의 지리도형 데이터 및 속성데이터의 출력 요청신호를 발생시키며, 해당 데이터를 화면 출력하는 Client 단말기와; 상기 지리정보시스템의 지리도형정보가 구비되는 지리도형DB(171); 상기 지리도형DB의 각 속성정보로서, 대상지의 리동별 인구, 축산, 양식, 산업, 토지에 따른 오염원 현황, 수질관측지점설ㆍ유량관측지점ㆍ수위관측소에 대한 속성, 그리고 이를 모두 연계하는 연계성 등을 구비하는 속성DB(172); 상기 지리도형DB와 속성DB로부터 지리정보와 함께 출력할 수 있도록 기능하는 GUI(130); 상기 Client 단말기(200)로부터 전송된 특정 자료 요청신호에 의해, 해당 자료조회가 요청된 영역범위에 대한 지리도형 데이터를 추출하고, 해당 검색지역의 속성데이터를 각 DB(171,172)로부터 추출하여 Client 단말기(200)로 전송처리하는 시스템 구동유닛(120)과; 상기 DB들(171,172)과 시스템 구동유닛(120) 및 GUI(130)와 전기적으로 연결되어 이들을 총괄 제어하는 중앙제어처리장치(110); 및 상기 Client(200)가 정보 요청시 해당 정보를 시스템구동유닛(120)으로부터 얻은 정보를 GUI(130)를 통해 웹서비스해주는 웹서버(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템에 있어서,
    상기 속성DB(172)는 대분류와 중분류 및 소분류항목으로 각각 구분되고, 상기 대분류 항목의 속성형태는 오염원 현황과, 수질현황으로 구분되며, 중분류 항목의 속성형태는 인구현황, 가축현황, 토지이용현황, 산업현황, 양식현황, 수질관측지점, 유량관측지점, 수위관측소로 구분되고, 소분류 항목은 상기 중분류 항목의 상세 속성형태로 구분되어 구축된 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 홍수방재정보 제공시스템.
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