KR101545998B1 - 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법 및 그 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천 수리분석을 위한 모형 수행의 과정에 있어서, 유출, 수리분석 모형들의 입력 및 출력 결과들을 통합하여 관리함으로써 각 모형들 사이의 데이터 연계와 더불어 그 결과를 저장할 수 있는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, (a) 클라이언트단말기에서 유출모형 또는 수리모형을 실행하는 단계; (b) 상기 클라이언트단말기에서 유출모형 또는 수리모형의 실행시 해당하는 선택모형에 관한 입력데이터를 미들웨어서버로 요청하면 미들웨어서버가 모형 입력데이터를 통합 DB서버에 요청하는 단계; (c) 상기 통합 DB서버는 표준 입/출력DB에서 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시DB에서 원시데이터를 추출하여 미들웨어서버로 전송하는 단계; (d) 상기 미들웨어서버는 통합 DB서버에서 수신된 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시데이터를 내장된 전처리 프로그램을 이용하여 클라이언트단말기에서 요청하는 정형화된 모형 입력데이터 포맷으로 변환하는 단계; (e) 상기 미들웨어서버가 변환된 각 모형별 전용의 입력데이터를 클라이언트단말기로 전송하여 클라이언트단말기에서 수신된 입력데이터를 이용하여 모의 수행을 한 후에 모의 수행한 결과데이터를 저장하는 단계; 및 (f) 상기 클라이언트단말기는 모의 수행한 각 모형별 결과데이터를 미들웨어서버로 전송하고, 미들웨어서버는 수신된 결과데이터를 각 모형의 속성별로 분류하여 표준 DB형식로 변환한 후 통합 DB서버로 전송하며, 통합 DB서버는 변환이 완료된 표준 결과데이터를 표준 입/출력DB에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 수문모형 및 수리모형의 입력 및 출력 데이터를 표준체계로 관리함으로써 각 모형 별로 모의한 내용을 쉽게 관리할 수 있고, 모의한 데이터를 다른 곳에 쉽게 활용할 수 있고, 유역을 통합분석하기 위하여 모의를 통합하여 수행할 시에도 각각의 모형 수행의 정보를 표준화된 체계에 의해 관리함으로써 모형 상호간 연계도 효율적으로 이루어 질 수 있으며, 표준 관리되는 파일을 활용하여 실제 모의프로그램 없이 모의 내용을 분석하고 가시화할 수 있도록 한 것이다.

Description

유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법 및 그 시스템 {Method for Management Integration of Runoff-Hydraulic Model Data and System thereof}

본 발명은 하천 수리분석을 위한 모형 수행의 과정에 있어서, 유출, 수리분석 모형들의 입력 및 출력 결과들을 통합하여 관리함으로써 각 모형들 사이의 데이터 연계와 더불어 그 결과를 저장할 수 있는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유역의 수문 및 수리 현상을 분석하는 것은 자연 현상을 이해하는 것과 더불어 유역의 관리를 위하여 매우 중요하다. 이를 위하여 수리 수문모형이 개발이 되었고 이를 시스템화하여 사용자가 유역의 수리 수문 현상을 분석하는 것이 용이해졌다.

수리 수문을 분석하는 모형들은 매우 다양하여 모형 별로 각각의 입력인자를 필요로 하며, 각각의 표출시스템을 위하여 결과를 처리하고 있다. 하지만, 수리 수문 해석은 강우-유출-수리 해석의 일정한 흐름을 거쳐 진행이 되며, 각각의 모형을 시스템화 한 단일의 해석 시스템으로는 통합적인 수리 수문 분석은 어렵다. 경우에 따라서는 유출해석을 통한 결과를 수리해석에 적용하거나, 1차원 수리해석 결과를 사용하여 2차원 수리해석을 수행하기도 한다. 이러한 방법은 각각의 시스템을 수행하고 수행한 결과를 다시 변환하여 다음 과정을 수행하게 되는데, 이러한 과정에서 앞 과정의 결과를 적용하기 위하여 해당 시스템에서 결과 중 특정 데이터를 추출하여 다음 과정의 시스템에 필요한 형태의 데이터로 변환해야 하는 작업이 필요하다. 또한, 앞 과정의 결과 값만을 사용하게 되면 해당 결과가 어떠한 조건으로 수행되었는지 알기 어렵다.

따라서 이러한 과정을 관리하기 위한 표준 체계가 필요하며 이러한 체계를 도입함으로써 통합적인 분석을 위한 다양한 입력인자 및 각 분석 과정의 효율적인 관리를 수행해야 하는 필요성이 있다.

선행기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1094221호는 확률강우량 산정에 필요한 실시간 강우관측자료와 가능최대강수량(PMP) 산정에 필요한 전국 PMP도를 보유하는 강우자료 데이터베이스, 상기 강우자료 데이터베이스에서 독출한 상기 전국 PMP도를 이용하여 PMP산정을 자동으로 수행하는 PMP 산정 자동화부, 상기 강우자료 데이터베이스에서 독출한 상기 실시간 강우관측자료를 이용하여 확률강우량 산정을 자동으로 수행하는 확률강우량 산정 자동화부, 상기 PMP 산정 자동화부 및 상기 확률강우량 산정 자동화부의 결과를 취합하여 홍수 분석을 자동으로 수행하는 홍수 분석 자동화부, 상기 홍수 분석 자동화부의 결과를 이용하여 수리 분석을 자동으로 수행하는 수리 분석 자동화부를 포함하는 수문 및 수리분석 통합시스템을 제공함으로써, 수리수문분석의 일련의 과정을 통합화하고, 홍수량 산정의 수문분석과 홍수위 산정의 수리분석 과정에 대한 자동화 시스템을 개발하고 이들을 서로 통합시스템화하여 입출력 자료의 상호 효율적 제공 및 분석결과의 비교와 검토가 용이하도록 한 것이 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1094221호(2011.12.15., 공고, 발명의 명칭: 수문 및 수리분석 통합시스템)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하천의 수문모형과 수리모형을 연계하여 분석할 수 있도록 다양한 수문모형과 수리모형의 수행에 필요한 입력데이터 및 출력데이터의 통합 관리를 위한 표준 체계의 수립 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명에 따른 수문모형과 수리모형의 입출력 데이터의 통합관리를 위한 방법은 표준 구조로 정의된 하나의 통합 파일로 관리하는 것이 다른 목적이다.

또한, 각 시스템의 입출력 파일들은 다양한 포맷으로 다수 생성되어 통합 해석이 필요할 때 산재된 입출력 결과 파일들로부터 특정 데이터를 추출하여 적용해야 함에 따라 파일들의 관리가 필요하나, 본 발명은 표준 시스템을 적용함으로써 단일 파일 단위로 각 모의에 대한 입출력 데이터의 통합관리가 가능하도록 한 것이 또 다른 목적이다.

또한, 본 발명은 모형 입출력 자료에 추가로 필요한 항목, 즉 GIS 정보 등을 포함한 다양한 형태의 데이터를 통합하여 관리할 수 있으며, 적은 용량으로 기존의 입력 및 출력을 포함한 모형 수행 정보를 체계적으로 저장할 수 있도록 한 것이 또 다른 목적이다.

또한, 본 발명은 각 모형별 구조 체계를 정의하여 정의된 관리체계에 따라, 유출모형의 입력자료 및 결과자료로부터 필요 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 표준구조 형식으로 변환하며, 수리모형의 입력자료 및 결과자료로부터 필요 데이터를 추출함과 더불어 추출된 데이터를 표준구조 형식으로 변환하기 위한 것이 또 다른 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, (a) 클라이언트단말기에서 유출모형 또는 수리모형을 실행하는 단계; (b) 상기 클라이언트단말기에서 유출모형 또는 수리모형의 실행시 해당하는 선택모형에 관한 입력데이터를 미들웨어서버로 요청하면 미들웨어서버가 모형 입력데이터를 통합 DB서버에 요청하는 단계; (c) 상기 통합 DB서버는 표준 입/출력DB에서 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시DB에서 원시데이터를 추출하여 미들웨어서버로 전송하는 단계; (d) 상기 미들웨어서버는 통합 DB서버에서 수신된 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시데이터를 전처리모듈을 이용하여 클라이언트단말기에서 요청하는 정형화된 모형 입력데이터 포맷으로 변환하는 단계; (e) 상기 미들웨어서버가 변환된 각 모형별 전용의 입력데이터를 클라이언트단말기로 전송하여 클라이언트단말기에서 수신된 입력데이터를 이용하여 모의 수행을 한 후에 모의 수행한 결과데이터를 저장하는 단계; 및 (f) 상기 클라이언트단말기는 모의 수행한 각 모형별 결과데이터를 미들웨어서버로 전송하고, 미들웨어서버는 수신된 결과데이터를 표준 DB변환모듈을 이용하여 각 모형의 속성별로 분류하여 표준 DB형식로 변환한 후 통합 DB서버로 전송하며, 통합 DB서버는 변환이 완료된 표준 결과데이터를 표준 입/출력DB에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어진 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법을 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 유출모형의 입력데이터는 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM), 유수방향(Flow Direction), 유역면적의 산출(Flow Accumulation), 토지피복도, 티센망도, 매개변수 중 어느 하나이상을 포함하고, 상기 수리모형은 1차원 수리모형과 2차원 수리모형을 포함하며, 상기 1차원 수리모형 입력데이터는 하천단면도, 단면 매개변수, 지형자료, 지점유량, 지점수위, 측입류, 마찰경사도, 비정상류(유출량 포함) 중 어느 하나이상을 포함하고, 2차원 수리모형 입력데이터는 지형자료, 지점강우량, 지점유량, 지점수위, 단면 매개변수, 메쉬망 중 어느 하나이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 클라이언트단말기는 유출모형의 모의 수행 후 1차원 수리모형과 2차원 수리모형을 순차적으로 모의 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 클라이언트단말기에서 모의 수행한 유출모형의 결과데이터는 유출량, 유사량 및 강우량 중 어느 하나이상을 포함하고, 1차원 수리모형의 결과데이터는 구간 수위별 유량 또는 수면단면도를 포함하며, 2차원 수리모형의 결과데이터는 종단면과 횡단면을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 클라이언트단말기에서 모의 수행한 유출모형의 유출량에 관한 결과데이터는 1차원 수리모형의 모의 수행 때에 입력데이터로 재활용하고, 1차원 수리모형의 지점유량과 지점수위에 관한 입력데이터와, 유출모형의 강우량에 관한 결과데이터와 1차원 수리모형의 구간 수위별 유량에 관한 결과데이터는 2차원 수리모형의 모의 수행 때에 입력데이터로 재활용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 유출모형(C-SEM), 1차원 수리모형(HEC-RAS) 및 2차원 수리모형(FASTMECH) 각각의 입력데이터와 결과데이터를 이용하여 순서대로 연계하여 모의 수행한 후 통합적인 결과를 저장 및 제공하는 클라이언트단말기; 상기 클라이언트단말기에서 수행하고자 하는 모형 수행에 필요한 데이터를 분석하여 통합 DB서버의 해당 DB에 저장된 데이터 속성 가운데 일치하는 데이터를 검색한 후 전처리모듈에서 전처리 과정(입력데이터의 정형화)을 수행하여 해당 클라이언트단말기로 전송하고, 클라이언트단말기에서 수신된 결과데이터를 표준 DB변환모듈에서 각 모형의 속성별로 분류를 통한 표준 DB형식으로 변환하여 통합 DB서버에 전송하는 미들웨어서버; 및 각 모형의 모형 수행 결과데이터를 상기 미들웨어서버에서 각각 시계열, 공간 및 비공간의 속성으로 재분류한 것을 표준 입/출력DB에 저장하고, 유출량 계산을 위하여 원시DB에 저장된 원시데이터를 요구하는 통합 DB서버;를 포함하여 이루어진 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템을 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 클라이언트단말기에는 데이터를 입력받거나 처리된 결과를 저장하는 유출모형, 1차원 수리모형, 2차원 수리모형이 접속되거나 유출모형, 1차원 수리모형, 2차원 수리모형이 클라이언트단말기 내에 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면, 수문모형 및 수리모형의 입력 및 출력 데이터를 표준체계로 관리함으로써 각 모형 별로 모의한 내용을 쉽게 관리할 수 있고, 모의한 데이터를 다른 곳에 쉽게 활용할 수 있고, 유역을 통합분석하기 위하여 모의를 통합하여 수행할 시에도 각각의 모형 수행의 정보를 표준화된 체계에 의해 관리함으로써 모형 상호간 연계도 효율적으로 이루어 질 수 있으며, 표준 관리되는 파일을 활용하여 실제 모의프로그램 없이 모의 내용을 분석하고 가시화할 수 있고, 시간의 효율성을 구현할 수 있다.

또한, 체계적인 수리-수문모형의 입/출력 자료를 통합적으로 관리할 수 있다. 즉 각 모형을 통합하여 공통으로 활용되는 입/출력 자료를 통합 관리함으로써 이전 결과데이터의 결과 도출 과정인 입력데이터, 사용 모형을 추적할 수 있고, 이전 단계의 모형 수행 결과를 자동으로 적용할 수 있으며, 유출모형, 1차원 수리모형 및 2차원 수리모형의 연계를 통하여 종합적인 분석결과를 확인할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법에서 입출력 데이터를 나타낸 도표이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템의 그래픽사용자인터페이스(GUI)를 나타낸 예시도이다.

이하 본 발명에 따른 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수리모형 및 수문모형을 수행하기 위해서는 공간정보와 시계열정보의 데이터를 각 모형의 엔진에서 요구하는 정형화된 입력데이터 형식으로 변환하는 작업이 필요하다. 이러한 일련의 과정은 전처리 과정이다. 통합적인 수리 수문 분석을 위해서는 유출해석을 통한 결과를 수리해석에 적용하거나, 1차원 수리해석 결과를 사용하여 2차원 수리해석을 수행하기도 하는 등 각각의 모형에서 수행하는 결과를 다시 변환하여 다음 과정을 수행하기도 한다. 이처럼 각 모형을 개별적으로 사용하게 되면 사용자는 각 모형에 맞는 전처리 과정을 일일이 직접 설정해야 하므로, 수리 수문 분석에 많은 시간이 요구된다. 더욱이 이전에 활용했던 입력데이터를 다른 모형에서 사용할 경우에도 동일한 전처리 과정을 거쳐야 하므로 비효율적이라고 할 수 있다.

도 1에서, 본 발명에서 제시하는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템은 수리모형 수행 이전의 불필요한 절차를 제거함으로써 모형 수행 절차를 표준화하고 간소화하기 위하여 미들웨어서버(20)와 통합 DB서버(30)를 바탕으로 표준화된 모형 수행 절차를 제공함으로써 절차 혼동으로 인한 오류 발생 요소를 제거할 수 있다. 모형 데이터 통합 관리시스템은 각 클라이언트단말기(10)와 통합 DB서버(30), 미들웨어서버(20)를 포함한다.

클라이언트단말기(10)는 유출모형(C-SEM), 1차원 수리모형(HEC-RAS) 및 2차원 수리모형(FASTMECH)을 순서대로 연계하여 통합적인 결과를 제공한다. 사용자는 단일 프로그램을 실행하여 3개의 모형 작업을 순차적으로 수행하고, 각각의 결과 생성 과정을 추적할 수 있다. 3개의 모형 사용 목적 및 모형 수행을 위해 필요한 입력인자는 다음과 같다.

첫 번째, 유출모형(C-SEM)으로, 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM), 유수방향(Flow Direction), 유역면적의 산출(Flow Accumulation), 토지피복도, 티센망도(강우분포), 매개변수 등을 포함한다. 두 번째, 1차원 수리모형(HEC-RAS)으로 하천단면도, 단면 매개변수, 지형자료, 지점유량, 지점수위, 측입류, 마찰경사도, 비정상류 (유출량 포함) 등을 포함한다. 세 번째, 2차원 수리모형(FASTMECH)으로 지형자료, 지점강우량, 지점유량, 지점수위, 단면 매개변수 및 메쉬망 등을 포함한다. 여기서, 유출모형(C-SEM)의 입력데이터는 모두 원시DB(32)에 저장되어 있고, 수리모형(HEC-RAS, FASTMECH)의 입력데이터는 표준 입/출력DB(31)와 원시DB(32)에 저장되어 있게 된다.

각 모형별 기능 특징은 다음과 같다.

즉 유출모형(C-SEM)의 특징은 분포형 강우-유사-유출모형으로 유역에서의 강우에 따른 유출과 강우 및 유출에 의한 유사의 거동을 모의한다. 수치표고모델(DEM)로부터 얻어진 정보를 이용하여 각각의 그리드 셀에서 강우에 따른 유출을 계산하고, 경사 그리드 셀을 통해 유사의 침식과 퇴적을 계산하여 하천 그리드 셀에 이송한다. 각각의 셀에서 흐름의 이송능력(TC)을 통해 그 셀에서 침식과 퇴적을 물리적으로 계산한다. 이송능력(TC)는 단위 소류력(Unit Stream Power) 이론을 기반으로 구하며, 수치표고모델(DEM)로부터 유도된 유수방향(Flow Direction)에서 경사 셀에 따라 발생한 유사는 하천 그리드 셀로 이송되어지고, 유사량이 계산되게 된다. 유출모형(C-SEM)은 별도의 그래픽사용자인터페이스(GUI)가 제공되지 않고 분포형 모의 시스템으로 지리정보시스템(GIS) 자료의 전처리가 필요하다. 또한 전처리 과정을 수동으로 진행하므로 자동화가 필요하다.

유출모형(C-SEM)을 통합 관리시스템에 적용하였을 때의 특징으로 기존 수동으로 순차적으로 진행된 입력자료 부분을 전면 자동화하여 적용하였으며 아크-지리정보시스템(Arc-GIS) 기반으로 지형자료 전처리 기능을 지원하고, 해당 기능을 수행하기 위한 그래픽사용자인터페이스(GUI)를 제공한다.

다음으로, 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 특징은 가장 범용적으로 사용되는 하천해석 모형으로, 현재 다양한 기관 및 연구에 사용되고 있으며 그 사용성과 신뢰성을 인정받은 모형으로 하도 해석 및 유사해석 등의 결과를 얻기 위하여 사용한다.

1차원 수리모형(HEC-RAS)을 통합 관리시스템에 적용하였을 때의 특징으로 지리정보시스템(GIS) 기반으로 지형 입력자료 부분에 대해 자동화 구현과 더불어, 1차적 결과 표출을 위한 별도의 그래픽사용자인터페이스(GUI)를 개발하고 적용할 수 있다.

또한, 다음으로 2차원 수리모형(FASTMECH)의 특징은 미국의 미국지질조사소(United States Geological Survey, USGS)와 일본의 RIC에서 공동으로 개발한 iRIC 내에 탑재된 2차원 흐름해석 모형이다. 메쉬망 생성, 모형 기본자료 생성, 결과 표출 및 연계기능으로 구성되어 순차적으로 모형 수행을 진행한다.

2차원 수리모형(FASTMECH)을 통합 관리시스템에 적용하였을 때의 특징으로 전차 분석단계인 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 수행 결과를 자동으로 적용하여 입력데이터로 활용할 수 있다.

또한, 클라이언트단말기(10)에는 데이터를 입력받거나 처리된 결과를 출력하는 유출모형(11), 1차원 수리모형(12), 2차원 수리모형(13)이 접속된다. 유출모형(11), 1차원 수리모형(12), 2차원 수리모형(13)은 클라이언트단말기(10) 내에 포함될 수 있다.

미들웨어서버(20)는 클라이언트단말기(10)에서 수행하고자 하는 모형 수행에 필요한 데이터를 분석하여 통합 DB서버(30)의 해당 DB에 저장된 데이터 속성 가운데 일치하는 데이터를 검색, 클라이언트에 전송하여 기존에 사용자가 직접 수행하거나 각 프로그램 별로 진행하던 전처리 과정(입력데이터의 정형화)을 자동으로 수행한다. 즉, 시/공간으로 구분된 표준 DB를 각 모형에서 필요한 정형화된 입력데이터로 재구성한다. 또한, 미들웨어서버(20)는 각 모형별로 도출된 결과데이터를 시/공간 속성으로 분류하여 표준 DB형식으로 변환한다.

통합 DB서버(30)는 각 모형, 즉 C-SEM(유출모형), HEC-RAS(1차원 수리모형), FASTMECH(2차원 수리모형)의 모형 수행 결과데이터를 미들웨어서버(20)에서 각각 시계열, 공간, 비공간의 속성으로 재분류한 것을 통합 관리한다. 시계열, 공간, 비공간 등의 속성은 모든 수리 수문모형들의 공통적인 속성이므로 해당 속성으로 분류하여 통합 관리 시 특정 모형에 구속 받지 않는다는 장점이 있다.

이처럼 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템에서 제공하는 클라이언트단말기(10)를 활용할 경우 각 모형 엔진을 탑재한 개별 프로그램을 사용하여 순차적으로 수행하는 것보다 체계적인 수리-수문모형 입/출력 자료 통합 관리과 시간의 효율성을 구현할 수 있다.

이와 같이 이루어진 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템으로부터 본 발명의 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법에 관하여 도 2의 흐름도를 참조하여 설명한다.

도 2에서, 클라이언트단말기(10)에서 유출모형(11) 또는 수리모형에 관한 1차원 수리모형(12) 또는 2차원 수리모형(13)을 실행한다(S11).

즉, 도 3에서, 유출모형(C-SEM)의 입력데이터는 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM), 유수방향(Flow Direction), 유역면적의 산출(Flow Accumulation), 토지피복도, 티센망도(강우분포), 매개변수를 포함한다. 유출모형(C-SEM)의 상기 입력데이터는 미들웨어서버(20)에서의 전처리 과정(입력데이터의 정형화)을 통해 각각 도 4a 내지 도 4f와 같이 그래픽사용자인터페이스(GUI)로 나타낼 수 있다. 상기 매개변수의 데이터속성은 비공간이고, 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM), 유수방향(Flow Direction), 유역면적의 산출(Flow Accumulation), 토지피복도, 티센망도(강우분포)의 데이터속성은 공간에 해당한다.

그리고 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 입력데이터는 하천단면도, 단면 매개변수, 지형자료, 지점유량, 지점수위, 측입류, 마찰경사도, 비정상류(유출량 포함)를 포함한다. 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 상기 입력데이터는 미들웨어서버(20)에서의 전처리 과정(입력데이터의 정형화)을 통해 각각 도 5a 내지 도 5h와 같이 그래픽사용자인터페이스(GUI)로 나타낼 수 있다. 상기 하천단면도와 지형자료의 데이터속성은 공간이고, 단면 매개변수, 마찰경사도의 데이터속성은 비공간이며, 지점유량, 지점수위 및 측입류와 비정상류(유출량 포함)의 데이터속성은 시계열에 해당한다.

또한, 2차원 수리모형(FASTMECH)의 입력데이터는 지형자료, 지점강우량, 지점유량, 지점수위, 단면 매개변수 및 메쉬망을 포함한다. 2차원 수리모형(FASTMECH)의 상기 입력데이터는 미들웨어서버(20)에서의 전처리 과정(입력데이터의 정형화)을 통해 각각 도 6a 내지 도 6f와 같이 그래픽사용자인터페이스(GUI)로 나타낼 수 있다. 상기 지형자료와 메쉬망은 데이터속성이 공간이고, 단면 매개변수의 데이터속성은 비공간이며, 나머지 지점강우량, 지점유량 및 지점수위의 데이터속성은 시계열에 해당한다.

클라이언트단말기(10)에서 유출모형 또는 1차원 수리모형(HEC-RAS)이나 2차원 수리모형(FASTMECH)의 실행시 해당하는 선택모형에 관한 상기 입력데이터를 미들웨어서버(20)로 요청한다(S12). 클라이언트단말기(10)로부터 선택모형에 관한 입력데이터를 요청받은 미들웨어서버(20)는 통합 DB서버(30)로 해당하는 모형 입력데이터를 요청한다(S13).

미들웨어서버(20)의 모형 입력데이터 요청에 따라 통합 DB서버(30)는 표준 입/출력DB(31)에서 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시DB(32)에서 원시데이터를 각각 추출하여 미들웨어서버(20)로 전송한다(S14). 통합 DB서버(30)는 미들웨어서버(20)에서 각 모형별 출력데이터를 공간, 비공간, 시계열 속성으로 분류한 것을 표준 입/출력DB(31)에 표준 DB로 구성하여 저장한다. 그리고 통합 DB서버(30)는 유출량 계산을 위한 입력데이터로 원시DB(32)에 외부DB 또는 계측데이터 또는 측량데이터로부터의 원시데이터를 구성하여 저장한다. 여기서, 표준 입/출력DB(31)의 표준 포맷의 DB는 미들웨어서버(20)에서 각 모형별 출력데이터를 공간, 비공간, 시계열 속성으로 분류한 DB이므로, 유출모형과 1차원 수리모형 및 2차원 수리모형의 순차적 모형 수행시 유출모형의 입력데이터 요청에 따른 미들웨어서버(20)로 전송되는 입력데이터는 원시DB(32)에서만 추출된 것이다.

미들웨어서버(20)는 통합 DB서버(30)에서 수신된 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시데이터를 전처리 프로그램인 전처리모듈(21)을 이용하여 클라이언트단말기(10)에서 요청하는 정형화된 모형 입력데이터 포맷으로 변환한다(S15). 미들웨어서버(20)는 시/공간으로 구분된 표준 DB를 각 모형에서 필요한 정형화된 입력데이터로 재구성한다. 미들웨어서버(20)는 변환된 각 모형별 전용의 입력데이터를 클라이언트단말기(10)로 전송한다(S16).

클라이언트단말기(10)는 미들웨어서버(20)에서 수신된 각 모형별 전용의 입력데이터를 이용하여 모의 수행을 한다(S17). 클라이언트단말기(10)는 모의 수행으로 생성된 결과데이터를 기록 및 저장한다(S18). 그리고 클라이언트단말기(10)는 모의 수행한 각 모형별 결과데이터를 미들웨어서버(20)로 전송하고(S19), 미들웨어서버(20)는 수신된 결과데이터를 표준 DB변환모듈(22)을 이용하여 각 모형의 속성별로 분류하여 표준 DB형식로 변환한다(S20). 즉 각 모형별로 도출된 결과데이터를 시/공간 속성으로 분류하여 표준 DB형식으로 변환한다. 표준 DB로 변환된 데이터는 통합 DB서버(30)로 전송한다(S21). 통합 DB서버(30)는 변환이 완료된 표준 결과데이터를 표준 입/출력DB(31)에 저장한다.

한편, 클라이언트단말기(10)는 유출모형(C-SEM)의 모의 수행 후, 1차원 수리모형(HEC-RAS)과 2차원 수리모형(FASTMECH)을 순차적으로 모의 수행한다. 따라서 클라이언트단말기(10)는 유출모형(C-SEM), 1차원 수리모형(HEC-RAS) 및 2차원 수리모형(FASTMECH)를 순차적으로 한 번에 수행한다.

더욱이 도 3의 도표에서, 클라이언트단말기(10)에서 모의 수행한 유출모형(C-SEM)의 결과데이터는 유출량, 유사량 및 강우량을 포함한다. 유출모형(C-SEM)의 결과데이터는 도 7a 내지 도 7c와 같이 그래픽사용자인터페이스(GUI)로 각각 나타낼 수 있다. 유출량, 유사량 및 강우량의 데이터속성은 시계열이다. 여기서, 상기 결과데이터는 상술한 바와 같이 표준 DB형식으로 변환된다.

1차원 수리모형(HEC-RAS)의 결과데이터는 구간 수위별 유량 또는 수면단면도를 포함한다. 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 결과데이터는 각각 도 8a 내지 도 8b와 같이 그래픽사용자인터페이스(GUI)로 나타낼 수 있다. 구간 수위별 유량의 데이터속성은 시계열이고, 수면단면도의 데이터속성은 공간이다. 여기서도, 상기 결과데이터는 상술한 바와 같이 표준 DB형식으로 변환된다.

또한, 2차원 수리모형(FASTMECH)의 결과데이터는 종단면과 횡단면을 포함하는 최종 결과를 포함한다. 2차원 수리모형(FASTMECH)의 결과데이터는 각각 도 9a 내지 도 9b와 같이 그래픽사용자인터페이스(GUI)로 나타낼 수 있다. 종단면과 횡단면의 데이터속성은 공간이다. 여기서도, 상기 결과데이터는 상술한 바와 같이 표준 DB형식으로 변환된다.

상기 클라이언트단말기(10)에서 모의 수행한 유출모형(C-SEM)의 유출량에 관한 결과데이터는 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 모의 수행 때에 입력데이터로 재활용한다. 그리고 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 지점유량과 지점수위에 관한 입력데이터와, 유출모형(C-SEM)의 강우량에 관한 결과데이터와 1차원 수리모형(HEC-RAS)의 구간 수위별 유량에 관한 결과데이터는 2차원 수리모형(FASTMECH)의 모의 수행 때에 입력데이터로 재활용한다.

이와 같이 수리-수문모형을 수행하고자 하면 각기 다른 형태의 원시데이터, 즉 외부 DB, 계측 데이터, 측량 데이터 등에서 수행하고자 하는 수리-수문모형이 요구하는 정형화된 형태로 변환이 필수적이다. 모형 종류에 따라 전처리 절차 및 전처리 방법은 천차만별이 될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템은 단일 모형으로 끝나는 작업이 아니라, 유사-유출, 1차원 수리 분석 및 2차원 수리 분석 등과 같이 유기적이고 복합적인 수리-수문 분석 작업 시에는 이전의 결과데이터 활용이 가능하고, 복잡한 전처리 과정을 자동으로 수행하는 시스템에서 유용할 것이다. 다시 말해, 이전에 활용했던 입력/결과데이터를 다른 모형에서 사용할 경우에는 동일한 전처리 과정과 시/공간 속성으로 분류하는 과정을 다시 거칠 필요가 없는 것이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 클라이언트단말기 11: 유출모형 12: 1차원 수리모형 13: 2차원 수리모형 20: 미들웨어서버 21: 전처리모듈 22: 표준 DB변환모듈 30: 통합 DB서버 31: 표준 입/출력DB 32: 원시DB

Claims (7)

1. (a) 클라이언트단말기에서 유출모형 또는 수리모형을 실행하는 단계;
   (b) 상기 클라이언트단말기에서 유출모형 또는 수리모형의 실행시 해당하는 선택모형에 관한 입력데이터를 미들웨어서버로 요청하면 미들웨어서버가 모형 입력데이터를 통합 DB서버에 요청하는 단계;
   (c) 상기 통합 DB서버는 표준 입/출력DB에서 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시DB에서 원시데이터를 추출하여 미들웨어서버로 전송하는 단계;
   (d) 상기 미들웨어서버는 통합 DB서버에서 수신된 표준 포맷의 모형 입력데이터와 원시데이터를 전처리모듈을 이용하여 클라이언트단말기에서 요청하는 정형화된 모형 입력데이터 포맷으로 변환하는 단계;
   (e) 상기 미들웨어서버가 변환된 각 모형별 전용의 입력데이터를 클라이언트단말기로 전송하여 클라이언트단말기에서 수신된 입력데이터를 이용하여 모의 수행을 한 후에 모의 수행한 결과데이터를 저장하는 단계; 및
   (f) 상기 클라이언트단말기는 모의 수행한 각 모형별 결과데이터를 미들웨어서버로 전송하고, 미들웨어서버는 수신된 결과데이터를 표준 DB변환모듈을 이용하여 각 모형의 속성별로 분류하여 표준 DB형식로 변환한 후 통합 DB서버로 전송하며, 통합 DB서버는 변환이 완료된 표준 결과데이터를 표준 입/출력DB에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어진 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유출모형의 입력데이터는 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM), 유수방향(Flow Direction), 유역면적의 산출(Flow Accumulation), 토지피복도, 티센망도, 매개변수 중 어느 하나이상을 포함하고,
   상기 수리모형은 1차원 수리모형과 2차원 수리모형을 포함하며, 상기 1차원 수리모형 입력데이터는 하천단면도, 단면 매개변수, 지형자료, 지점유량, 지점수위, 측입류, 마찰경사도, 비정상류(유출량 포함) 중 어느 하나이상을 포함하고, 2차원 수리모형 입력데이터는 지형자료, 지점강우량, 지점유량, 지점수위, 단면 매개변수, 메쉬망 중 어느 하나이상을 포함하는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 클라이언트단말기는 유출모형의 모의 수행 후 1차원 수리모형과 2차원 수리모형을 순차적으로 모의 수행하는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 클라이언트단말기에서 모의 수행한 유출모형의 결과데이터는 유출량, 유사량 및 강우량 중 어느 하나이상을 포함하고, 1차원 수리모형의 결과데이터는 구간 수위별 유량 또는 수면단면도를 포함하며, 2차원 수리모형의 결과데이터는 종단면과 횡단면을 포함하는 최종 결과를 포함하는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 클라이언트단말기에서 모의 수행한 유출모형의 유출량에 관한 결과데이터는 1차원 수리모형의 모의 수행 때에 입력데이터로 재활용하고,
   1차원 수리모형의 지점유량과 지점수위에 관한 입력데이터와, 유출모형의 강우량에 관한 결과데이터와 1차원 수리모형의 구간 수위별 유량에 관한 결과데이터는 2차원 수리모형의 모의 수행 때에 입력데이터로 재활용하는 유출-수리모형 데이터 통합 관리 방법.
   
6. 유출모형(C-SEM), 1차원 수리모형(HEC-RAS) 및 2차원 수리모형(FASTMECH) 각각의 입력데이터와 결과데이터를 이용하여 순서대로 연계하여 모의 수행한 후 통합적인 결과를 저장 및 제공하는 클라이언트단말기;
   상기 클라이언트단말기에서 수행하고자 하는 모형 수행에 필요한 데이터를 분석하여 통합 DB서버의 해당 DB에 저장된 데이터 속성 가운데 일치하는 데이터를 검색한 후 전처리모듈에서 전처리 과정(입력데이터의 정형화)을 수행하여 해당 클라이언트단말기로 전송하고, 클라이언트단말기에서 수신된 결과데이터를 표준 DB변환모듈에서 각 모형의 속성별로 분류를 통한 표준 DB형식으로 변환하여 통합 DB서버에 전송하는 미들웨어서버; 및
   각 모형의 모형 수행 결과데이터를 상기 미들웨어서버에서 각각 시계열, 공간 및 비공간의 속성으로 재분류한 것을 표준 입/출력DB에 저장하고, 유출량 계산을 위하여 원시DB에 저장된 원시데이터를 요구하는 통합 DB서버;를 포함하여 이루어진 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 클라이언트단말기에는 데이터를 입력받거나 처리된 결과를 저장하는 유출모형, 1차원 수리모형, 2차원 수리모형이 접속되거나 유출모형, 1차원 수리모형, 2차원 수리모형이 클라이언트단말기 내에 포함된 유출-수리모형 데이터 통합 관리 시스템.
   

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