KR101658197B1 - 연안 이상현상 경보 발생방법 - Google Patents

연안 이상현상 경보 발생방법 Download PDF

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Abstract

연안 이상현상 경보 발생방법이 개시된다. 본 발명의 연안 이상현상 경보 발생방법은, a) 해당 연안에 육상레이저 측정기가 설치될 육상 기준점 설정하고, 연안에서 만조면과 육지의 경계선인 해안선을 설정하고, 연안의 현재상태 해변면적과 토사량을 산정하여 지형 변화 기준값을 획득하며, 해당 연안의 장기조위관측자료 또는 해당해역에서 한달 이상의 직접관측 조위관측자료로부터 평균해수면을 산정하는 단계; b) 상기 육상 기준점에 육상레이저 측정기를 설치하고, 해당 연안의 해안선에 해안선 변화 측량용 표시구를 설치하며, 해당 연안해역에 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체를 설치하는 단계; c) 조위관측자료로부터 산정한 조석 조화상수로부터 해당 연안의 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값을 획득하고, 주기성경험직교함수(CSEOF) 또는 극치통계분석(Bayesian Network) 기법을 이용하여 기상청 또는 한국해양과학기술원 기상모델 예측자료에 기반한 이상고파 또는 너울성 파랑에 의한 파고, 태풍에 의한 해수면 상승고 또는 해일고에 의한 해수면 이상변화를 통계적으로 예측하여 해수면 이상변화 통계적 예측값을 획득하는 단계; d) 상기 육상레이저 측정기를 이용하여 연안 육상지형과 해안선 변화 측량용 표시구 및 연안해역에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체를 실시간으로 측량 및 관측하는 단계; e) 전술한 d) 단계의 수행으로 얻어진 측량결과로 부터 연안 지형 변화와 해안선 변화 및 해수면 변화로 인한 연안 이상 변화값을 이미지값과 수치값으로 획득하고, 획득된 연안 이상 변화값을, 상기 지형 변화 기준값과 상기 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값과 비교하여, 상기 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값과, 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값 범위에서 벗어난 경우에 연안 이상현상으로 감지하는 단계; 및 f) 상기 e) 단계에 의해 육상레이저 측정기로부터 획득된 연안 이상 변화값이 상기 지형 변화 기준값 및 상기 해수면 변화 기준값 또는 상기 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위를 벗어나면 경보신호를 발생시켜 경보기를 통하여 경보를 발령하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 해당 연안의 해상에 다수개의 부유체를 설치한 후, 육상의 측정점 또는 기준점에서 육상레이저 측정기로 해변에 대한 위치 데이터와 해상의 각 부유체에 대한 위치 데이터를 동시에 실시간으로 측량하고, 이를 토대로 연안의 이상현상을 신속하고 용이하게 파악한 후 연안의 재난재해를 미리 경고할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

연안 이상현상 경보 발생방법{METHOD OF REAL-TIME WARNING FOR COASTAL ANOMALIES}
본 발명은 연안 이상현상 경보 발생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해당 연안의 해상에 다수개의 부유체를 설치한 후, 육상의 측정점 또는 기준점에서 육상레이저 측정기로 해변에 대한 위치 데이터와 해상의 각 부유체에 대한 위치 데이터를 동시에 실시간으로 측량하고, 이를 토대로 연안의 이상현상을 신속하고 용이하게 파악한 후 연안의 재난재해를 미리 경고할 수 있는 연안 이상현상 경보 발생방법에 관한 것이다.
최근 국내외의 해변에서 이안류가 발생하여 해수욕을 하던 사람들이 이안류에 의해 해변에서 깊은 바다 쪽으로 떠내려가서 위험에 처해지는 안전사고가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 인명사고 및 안전사고를 일으키는 이안류는 "돌발성" 이안류로서, 지속시간이 약 5분 이내에 급작스럽게 발생하는 이안류인 것이다. 따라서 먼바다에서 파도가 해안으로 내습할 때, 해안에서 먼바다 방향으로 발생하는 해류의 유속을 분석하여, 이안류의 발생여부를 판단 한 후, 필요한 경우에는 해안에 대해 대피 명령 등의 이안류 경보를 발할 필요가 있다.
전술한 이안류 뿐만 아니라, 해일이나 너울과 같은 침수범람을 예측할 필요성이 대두 되었다.
이를 감안하여 대한민국등록특허 제10-1191944호(공고일 : 2012.10.17)에는 이안류 경보발생 방법이 개시되어 있다. 이러한 이안류 경보발생 방법은, 이안류의 발생을 모니터링하려는 대상지역에 대한 지형정보 및 가상의 해상조건 시나리오를 이용하여 대상지역에서 이안류가 발생하는 상태에 대한 시뮬레이션을 수행하여 해류의 유속을 산출하는 단계와, 시뮬레이션 결과로부터 도출된 해류의 유속정보를 기초로 하여 가상 해상조건 시나리오에 따라 대상지역에서 이안류가 발생하는 정도를 지수(index)로 정량화하여 이안류 발생지수를 산출하는 단계와, 가상 해상조건 시나리오를 변화시켜가면서 이안류 발생지수를 산출하여 데이터베이스화하는 단계와, 대상지역에서 실시간으로 측정되고 있는 해상조건을 파악하여, 현재 검측된 해상조건과 미리 산출하여 데이터베이스화 해둔 해상조건별 이안류 지수정보 간의 상관관계를 통해서 이안류 발생 경보 발생여부를 판단하는 단계를 포함하여 구성된 것이다.
그러나 이러한 이안류 경보발생 방법은, 가상의 해상조건 시나리오를 토대로 이안류의 발생을 판단하고 경보를 발생시키도록 구성되어 있어서, 연안의 지형변화와 연안해역에서 일어나는 실제 이상현상, 예를 들면, 이안류를 비롯한 이상고파, 너울성 파랑, 해일, 침수범람 등을 실시간으로 관찰할 수 없는 문제점이 있었다.
다른 선행기술로서, 대한민국등록특허 제10-1176901호(공고일 : 2012.10.05)에는 이안류 발생 예측, 경보 장치가 개시되어 있다. 이안류 발생 예측, 경보 장치는, 이안류 발생 예상 지역의 해수면에 설치되는 복수개의 속도 측정용 부표와, 상기 이안류 발생 예상 지역으로 흐르는 지하수의 경로상에 설치되는 복수개의 관측정과, 각각의 관측정 내부에 설치되어 지하수 수압을 실시간을 측정하여 전송하는 수압센서와, 상기 속도 측정용 부표와 상기 수압센서에서 관측되는 해수의 속도와 지하수의 수압을 실시간으로 전달받아 기록하는 검침부를 포함하는 것이다.
그러나 이러한 이안류 발생 예측, 경보 장치는, 수표와 관측정을 설치해야 함으로써 많은 비용이 발생되었고, 해일이나 너울성 파랑과 같은 이상현상을 예측하기에는 한계가 있었다.
다른 선행기술로서, 대한민국등록특허 제10-1153706호(공고일 : 2012.06.05)에는, 연안정밀 폭풍해일 예측 시스템과 연안정밀 폭풍 해일 예측 방법이 개시되어 있다. 연안정밀 폭풍해일 예측 시스템과 연안정밀 폭풍 해일 예측 방법은, 태풍시기와 비태풍시기를 구분하여 기상입력자료를 생산하고 정밀하게 해일고를 산출하여 연안의 폭풍해일을 예측하는 방법에 대한 것이나, 이 방법도 연안의 해일이나 이안류 및 너울성 파랑 등을 실시간으로 관측할 수 없는 문제점이 있었다.
다른 선행기술로서, 대한민국공개특허 제10-2010-138038호(공개일 : 2010.12.31)에는 침수범람 예측 및 재해도 작성을 위한 육도-해도 접합 정밀 지형도 제작방법이 개시되어 있다. 침수범람 예측 및 재해도 작성을 위한 육도-해도 접합 정밀 지형도 제작방법은, 고해상도와 수cm 정확도를 갖는 육도-해도 접합을 통한 정밀한 연안지역의 정보 취득을 위해서 육상용 3차원 레이저 스캐너를 통한 지형측량 및 다중빔음향측심기를 이용한 수심측량을 사리, 간조, 만조시 함께 실시하고, 또한 얻어진 측점들의 GRS80 타원체 기준 WGS84 좌표계의 실세계 수평좌표로의 매칭을 위해 실시간 위치측량기(Network- RTK)를 통한 정밀 좌표측량 및 조위보정을 위한 조위관측 및 목측을 실시하며, 수직좌표계는 인천평균해수면인 측지기준면을 기준으로 단일화하는 것이다. 이와 같은 과정으로 얻은 측량 및 보정된 자료를 통해 연안지역 고정밀도 육도-해도 접합 지형도를 얻을 수 있고, 이를 토대로 수치표고모델(DEM : digital elevation model) 및 수치표면모델(DSM : digital surface model)을 작성하고, 이렇게 얻어진 수치표면모델(DSM : digital surface model) 자료는 침수범람 예측모델의 입력자료 및 재해도 작성에 사용될 수 있었으나, 실시간 관측이 곤란한 문제점이 있었고, 육상용 3차원 레이저 스캐너로 얻은 자료와 수심측량 자료 및 조위자료를 결합해야 하는 복잡한 과장을 거쳐야 하는 문제점이 있었다.
. 대한민국등록특허 제10-1191944호(공고일 : 2012.10.17) . 대한민국등록특허 제10-1176901호(공고일 : 2012.10.05) . 대한민국등록특허 제10-1153706호(공고일 : 2012.06.05) . 대한민국공개특허 제10-2010-138038호(공개일 : 2010.12.31)
본 발명의 목적은, 해당 연안의 해상에 다수개의 부유체를 설치한 후, 육상의 측정점 또는 기준점에서 육상레이저 측정기로 해변에 대한 위치 데이터와 해상의 각 부유체에 대한 위치 데이터를 동시에 실시간으로 측량하고, 이를 토대로 연안의 이상현상을 신속하고 용이하게 파악한 후 연안의 재난재해를 미리 경고할 수 있는 연안 이상현상 경보 발생방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, a) 해당 연안에 육상레이저 측정기가 설치될 육상 기준점 설정하고, 연안에서 만조면과 육지의 경계선인 해안선을 설정하고, 연안의 현재상태 해변면적과 토사량을 산정하여 지형 변화 기준값을 획득하며, 해당 연안의 장기조위관측자료 또는 해당해역에서 한달 이상의 직접관측 조위관측자료로부터 평균해수면을 산정하는 단계; b) 상기 육상 기준점에 육상레이저 측정기를 설치하고, 해당 연안의 해안선에 해안선 변화 측량용 표시구를 설치하며, 해당 연안해역에 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체를 설치하는 단계; c) 조위관측자료로부터 산정한 조석 조화상수로부터 해당 연안의 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값을 획득하고, 주기성경험직교함수(CSEOF) 또는 극치통계분석(Bayesian Network) 기법을 이용하여 기상청 또는 한국해양과학기술원 기상모델 예측자료에 기반한 이상고파 또는 너울성 파랑에 의한 파고, 태풍에 의한 해수면 상승고 또는 해일고에 의한 해수면 이상변화를 통계적으로 예측하여 해수면 이상변화 통계적 예측값을 획득하는 단계; d) 상기 육상레이저 측정기를 이용하여 연안 육상지형과 해안선 변화 측량용 표시구 및 연안해역에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체를 실시간으로 측량 및 관측하는 단계; e) 전술한 d) 단계의 수행으로 얻어진 측량결과로 부터 연안 지형 변화와 해안선 변화 및 해수면 변화로 인한 연안 이상 변화값을 이미지값과 수치값으로 획득하고, 획득된 연안 이상 변화값을, 상기 지형 변화 기준값과 상기 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값과 비교하여, 상기 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값과, 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값 범위에서 벗어난 경우에 연안 이상현상으로 감지하는 단계; 및 f) 상기 e) 단계에 의해 육상레이저 측정기로부터 획득된 연안 이상 변화값이 상기 지형 변화 기준값 및 상기 해수면 변화 기준값 또는 상기 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위를 벗어나 연안 이상현상으로 감지되면 경보신호를 발생시켜 경보기를 통하여 경보를 발령하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연안 이상현상 경보 발생방법에 의해 달성된다.
본 발명에 의하면, 해당 연안의 해상에 다수개의 부유체를 설치하고, 육상의 측정점 또는 기준점에서 육상레이저 측정기로 해변에 대한 위치 데이터와 해상의 각 부유체에 대한 위치 데이터를 동시에 실시간으로 측량 및 관측하여 이를 토대로 연안의 이상현상을 신속하고 용이하게 파악한 후 연안의 재난재해를 미리 경고할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법을 설명하기 위한 개략적 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법을 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 육상레이저 측량기 및 해안선 변화 측량용 표시구의 설치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법을 수행하기 위하여 해운대의 건물 옥상에 육상 기준점을 설정하고 육상 레이저 측량기를 설치하는 과정을 설명하기 위한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법을 수행하기에 앞서 육상 레이저 측량기가 설치될 육상 기준점을 설정하고, 육상 기준점의 정지측량을 측량하는 상태를 설명하기 위한 이미지이다.
도 6 및 도 7은 국가 기준점이 없는 경우를 가정하여 해당 연안지역의 소정위치를 육지 기준점으로 설정하고 육지 기준점의 정지측량을 수행하는 상태를 설명하기 위한 이미지이다.
도 8은 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법에 따라 부산 해운대의 해변 및 해상을 육상레이저 측정기로 측량한 결과를 표현한 이미지이다.
도 9는 도 8과 동일한 측량 결과를 하늘에서 지상으로 바라본 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법을 설명하기 위한 개략적 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법을 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법은, 해당 연안에 육상레이저 측정기(10)가 설치될 육상 기준점(P, P1,P2) 설정하고, 연안에서 만조면과 육지의 경계선인 해안선을 설정하고, 연안의 현재상태 해변면적과 토사량을 산정하여 지형 변화 기준값을 획득하며, 해당 연안의 장기조위관측자료 또는 해당해역에서 한달 이상의 직접관측 조위관측자료로부터 평균해수면을 산정하는 단계(S1)와, 육상 기준점(P, P1,P2)에 육상레이저 측정기(10)를 설치하고, 해당 연안의 해안선에 해안선 변화 측량용 표시구(30)를 설치하며, 해당 연안해역에 해상 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체(20)를 설치하는 단계(S2)와, 조위관측자료로부터 산정한 조석 조화상수로부터 해당 연안의 조위 예측값을 획득하고, 주기성경험직교함수(CSEOF) 또는 극치통계분석(Bayesian Network) 기법 등을 이용하여 기상청 또는 한국해양과학기술원 기상모델 예측자료에 기반한 이상고파 또는 너울성 파랑에 의한 파고, 태풍에 의한 해수면 상승고 또는 해일고에 의한 해수면 이상변화를 통계적으로 예측하여 해수면 이상현상 통계적 예측값을 획득하는 단계(S3)와, 육상레이저 측정기(10)를 이용하여 연안 육상지형과 해안선 변화 측량용 표시구(30) 및 연안해역에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체(20)를 실시간으로 측량 및 관측하는 단계(S4)와, 전술한 단계(S4)로부터 얻어진 측량결과로 부터 연안 지형 변화와 해안선 변화 및 해수면 변화로 인한 연안 이상 변화값을 획득하여 연안 이상현상을 감지하는 단계(S6)와, 전술한 단계(S6)로부터 이미지값과 수치값으로 감지된 연안 이상 변화값을, 전술한 과정으로 획득된 지형 변화 기준값과 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값과 비교하고, 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값과, 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값 범위에서 벗어난 경우에 연안 이상현상에 해당하는 다양한 경보신호 즉, 주의, 경계, 위험 등에 해당하는 경보신호를 발생하는 단계(S7)를 포함한다.
이를 구체적으로 설명하기로 한다.
a) 단계
해당 연안에 육상레이저 측정기(10)가 설치될 육상 기준점(P) 설정하고, 연안에서 만조면과 육지의 경계선인 해안선을 설정하고, 연안의 현재상태 해변면적과 토사량을 산정하여 지형 변화 기준값을 획득한다. 그리고 해당 연안의 장기조위관측자료 또는 해당해역에서 한달 이상의 직접관측 조위관측자료로부터 평균해수면을 산정한다.(S1)
육상 기준점(P)은, 국가 기준점이 존재하는 경우에 국가 기준점을 육상 기준점(P)으로 설정하고, 국가 기준점이 존재하지 않는 경우에는 소정의 위치에 육상 기준점(P1,P2)을 설정한 후 설정된 육상 기준점(P1,P2)에 대하여 정지측량과 수준측량을 실시하여 육상 기준점(P1,P2)의 위경도와 표고자료를 획득한다.
국가 기준점은 이미 이에 대한 위치정보가 있는 지점이나, 이를 육상 기준점(P)으로 활용하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이 국가 기준점을 활용한 육상 기준점(P)의 정지측량을 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 국가 기준점이 없거나 활용하기 곤란한 경우에는 소정의 위치를 육상 기준점(P1,P2)로 설정하고, 이 육상 기준점(P1,P2)에 대하여 지피에스(GPS)로 정지측량과 함께 RTK-GPS 나 Network-GPS로 수준측량(표고측량)을 실시하여 위경도와 표고자료를 획득한다.
이러한 육상 기준점(P,P1,P2)은 육상레이저 측정기(10)가 설치되기 위한 것으로, 육상레이저 측정기(10)가 육상 기준점(P)에 설치됨으로써, 지형의 측량시 그 기준이 될 수 있다.
그리고 해당 연안의 장기조위관측자료 또는 해당해역에서 한달 이상의 직접관측 조위관측자료로부터 평균해수면을 산정한다.
이와 같은 a) 단계는, 후술할 단계에서 획득되는 자료를 판단하기 위한 기준자료로서 활용하기 위한 것으로, 연안 관측시 해변이나 해수면의 이상변화를 판단하기 위한 기준자료를 획득하기 위한 것이다.
이러한 과정으로 설정된 각 육상 기준점(P,P1,P2)에 대하여 정지측량과 수준측량을 실시하여 각 육상 기준점(P,P1,P2)의 위경도 좌표와 표고값을 얻는 것이다. 이를 위해서, 지피에스가 구비된 육상레이저 측정기(10)가 사용될 수도 있고, 전술한 바와 같은 별도의 위치측량기를 통하여 지피에스(GPS) 측량을 실시하여 각 육상 기준점(P,P1,P2)의 위경도 좌표와 표고값을 얻을 수도 있다.
b) 단계
전술한 육상 기준점(P)에 육상레이저 측정기(10)를 설치하고, 해당 연안의 해안선에 해안선 변화 측량용 표시구(30)를 설치하며, 해당 연안해역에 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체(20)를 적어도 하나 이상 설치하는 한다.(S2)
육상레이저 측정기(10)는, 각 육상 기준점(P,P1,P2) 중에서 가장 높은 곳에 위치한 육상 기준점(P)에 설치한다. 이는 육상레이저 측정기(10)가 높은 곳에 위치하여야만 해변과 해상의 부유체를 한꺼번에 동시에 측량할 수 있기 때문이다. 만약, 낮은 지역에 설치되는 경우에 해변 전체가 측량되지 않을 수도 있다.
이러한 육상레이저 측정기(10)(LiDAR : Light Detection And Ranging - RIEGL VZ-6000)는, 레이저를 이용하여 대상물(육상이나 해상의 부유체)을 3차원으로 스캔하도록 된 것으로, 최대 6km 이내의 지형을 1.5cm 이하의 정밀도로 높은 지대에서 정지상태로 지형을 측량할 수 있고, 이를 모니터로 출력가능하며, 데이터 출력도 가능하다. 즉, 이러한 육상용 레이저측량기(10)는 발사된 다량의 레이저 파가 해변에 반사되어 돌아온 반사파의 시간을 측정하여 측량지점으로부터 대상 해변의 상대적인 거리와 높이 값을 구하고, 이를 3차원 영상으로 얻도록 구성된 것이다.
따라서, 육상레이저 측정기(10)는 실시간으로 육상에 설치된 해안선 변화 측정용 표시구(30)와 해수면에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체(20)의 위치정보(지형의 위경도 및 표고자료, 부유체의 위경도 및 해발고도 또는 수위자료, 파고자료 등)을 동시에 측정하고, 측정된 데이터를 출력할 수 있는 것이다.
해상에 설치되는 부유체 또는 지피에스 부유체(20)는, 해저면의 중량물과 로프로 연결되며, 로프의 길이는 부유체(20)가 전후, 좌우 그리고 상하로 이동할 수 있도록 충분한 길이를 갖는다. 예를들면, 수심보다 2 - 3배 정도 더 긴 길이로 형성하는 것이 바람직하다. 지피에스 부유체(OCEANENG OE400)(20)는 내장된 지피에스로 파고와 주기를 실시간으로 측정하고 위성통신으로 바로 전송하여 레이저 측정기로 측량한 부유체의 해발고도 또는 수위자료에서 파고를 제거하여 정확한 수면변위를 산출할 수 있는 것이다.
그리고 부유체 또는 지피에스 부유체(20)는, 전술한 육상레이저 측정기(10)로부터 방사되는 레이저를 용이하게 반사할 수 있는 재질로 이루어지거나 반사도료가 도포되는 것이 바람직하다.
한편, 육상레이저 측정기(10)는 해변과 해수면을 동시에 측정할 수 있도록 전술한 바와 같이 높은 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 부유체(20)는 일렬로 배치될 수도 있고, 지그재그로 배치될 수도 있다. 그리고, 부유체(20)의 수는 연안의 크기에 비례한 수로 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 해변(해안선)의 변화를 보다 명확하게 파악할 수 있도록 해변에 설치되는 다수개의 해안선 변화 측량용 표시구(30)에 의해 해안선의 변화를 보다 명확하게 관측할 수 있고, 이를 이미지나 데이터(숫자)로 출력할 수 있을 것이다.
c) 단계
전술한 과정으로 육상레이저 측정기(10)가 설치되고 해안선 변화 측량용 표시구(30)가 설치되며 해당 연안해역에 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체(20)가 각각 설치 되면, 조위관측자료로부터 산정한 조석 조화상수로부터 해당 연안의 조위 예측에 기반한 해수면 변화 기준값을 획득하고, 주기성경험직교함수(CSEOF) 또는 극치통계분석(Bayesian Network) 기법을 이용하여 기상청 또는 한국해양과학기술원 기상모델 예측자료에 기반한 이상고파 또는 너울성 파랑에 의한 파고, 태풍에 의한 해수면 상승고 또는 해일고에 의한 해수면 이상변화를 통계적으로 예측하여 해수면 이상변화 통계적 예측값을 획득한다.(S3)
이와 같이 조위를 예측하고 해수면 이상변화 통계적 예측값을 주기성경험직교함수(CSEOF) 또는 극치통계분석(Bayesian Network) 기법을 이용하여 기상청 또는 한국해양과학기술원 기상모델 예측자료에 기반한 이상고파 또는 너울성 파랑에 의한 파고, 태풍에 의한 해수면 상승고 또는 해일고에 의한 해수면 이상변화를 통계적으로 예측하는 것은, 해수면 이상변화의 기준값을 설정하기 위한 것이다. 즉, 육상레이저 측정기(10)로 측량한 해수면 변화값의 비교대상을 설정한 후, 이를 토대로 육상레이저 측정기(10)로 측량한 해수면 변화값이 해수면 이상변화의 기준값인 조위값과 태풍 해일고, 또는 파고 및 너울성 파랑 등 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위 내에 있는지 또는 범위를 벗어나는지를 판단하기 위한 것이다.
d) 단계
육상레이저 측정기(10)가 설치되고 해안선 변화 측량용 표시구(30)가 설치되며 해당 연안해역에 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체(20)가 각각 설치 되면, 육상레이저 측정기(10)를 이용하여 연안 육상지형과 해안선 변화 측량용 표시구(30) 및 연안해역에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체(20)를 실시간으로 측량 및 관측한다.(S4)
다시 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 육상레이저 측정기(10)로 해당 연안지역의 해변과 해상을 동시에 실시간으로 측량하여, 해변의 지형자료로서 육상 지형의 위경도 및 육상 표고자료를 획득하고, 해상에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체(20)의 위경도 및 해발고도 또는 수위자료를 통하여 해수면의 변화자료를 실시간으로 획득하는 것이다.
즉, 육상 레이저 측량기(10)는, 해당 연안의 해변에 설치된 해안선 변화 측량용 표시구(30) 및 해상에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체(20)에 동시에 레이저를 방사하고, 해안선 변화 측량용 표시구(30)와 지피에스 부유체(30)에 반사되어 돌아온 반사파의 시간을 측정하여 측량지점으로부터 대상 해변에 설치된 해안선 변화 측량용 표시구(30)의 상대적인 거리와 높이 값 및 부유체 또는 지피에스 부유체(20)의 위치(위경도 및 해발고도 또는 수위자료)값을 구하고, 이를 3차원 영상으로 얻는 것이다.
이와 같이 육상레이저 측량기(10)가 해변에 설치된 해안선 변화 측량용 표시구(30)와 해상의 부유체(20)를 동시에 실시간으로 측량하므로, 해당 연안의 해변과 해수면의 이상 변화를 실시간으로 동시에 관측이 가능하게 된다.
육상 레이저 측량기(10)가 측량한 자료가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 이와 같이 육상 레이저 측량기(10)는 측량 결과를 사진과 같은 이미지 데이터로 출력하거나 도면에 도시되지 않았으나 수치 데이터로 출력할 수 있다. 따라서 이러한 데이터를 토대로 해안선의 변화 및 해수면의 변화를 동시에 실시간으로 측량하고 관측하여 해안선 변화 및 연안 이상 변화값을 획득할 수 있게 된다.
e) 단계
전술한 d) 단계의 수행으로 얻어진 측량결과로 부터 연안 지형 변화와 해안선 변화 및 해수면 변화로 인한 연안 이상 변화값을 이미지값과 수치값으로 획득하고, 획득된 연안 이상 변화값을, 전술한 과정으로 획득한 지형 변화 기준값과 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값과 비교하여, 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값과, 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값 범위에서 벗어난 경우에 연안 이상현상으로 감지한다.(S5)
즉, 육상레이저 측정기(10)로부터 획득된 연안 이상 변화값을, 지형 및 해안선의 변화값인 지형 변화 기준값과 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값과 비교하여 연안의 이상현상여부를 판단하는 것이다.
예를 들어, 연안 이상 변화값이 지형과 해안선 변화값으로 획득한 지형 변화 기준값, 그리고 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위 내에 있으면 연안의 이상현상이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 범위를 벗어나면 연안 이상현상으로 판단한다.
f) 단계
전술한 e) 단계에 의해 육상레이저 측정기(10)로부터 획득된 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값 및 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위를 벗어나면 주의, 경계, 위험 등에 해당하는 경보신호를 발생시켜 경보기(50)를 통하여 경보를 발령한다.(S6)
이때, 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값 및 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위를 벗어난 정도에 따라 재해주의경보, 재해경계경보, 재해위험경보 등으로 세분화하여 경보신호를 발생시킬 수 있다.
경보기(50)는, 해당 연안에 설치되는 다양한 수단들로 이루어질 수 있는 것으로, 재난재해상황실을 통하여 다양 방법으로 재난 경보를 실시간으로 발령할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 연안 이상현상 경보 발생방법은, 육상레이저 측정기(10)로 연안에 설치되는 부유체 또는 지피에스 부유체(20) 및 해안선 변화 측량용 표시구(30)를 실시간으로 측량 또는 관측하고, 이러한 과정으로 획득된 연안 이상 변화값을 기 설정된 지형 변화 기준값 및 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위를 벗어난 정도에 따라 연안의 재난재해 발생여부를 실시간으로 정확하고 신속하게 파악할 수 있음으로써, 연안에서 발생하는 재난재해에 능동적으로 대처할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 육상레이저 측정기 20 : 부유체
30 : 해안선 변화 측량용 표시구 50 : 경보기
P, P1,P2 : 육상 기준점

Claims (1)

  1. a) 해당 연안에 육상레이저 측정기가 설치될 육상 기준점을 설정하고, 연안에서 만조면과 육지의 경계선인 해안선을 설정하고, 연안의 현재상태 해변면적과 토사량을 산정하여 지형 변화 기준값을 획득하며, 해당 연안의 장기조위관측자료 또는 해당해역에서 한달 이상의 직접관측 조위관측자료로부터 평균해수면을 산정하는 단계;
    b) 상기 육상 기준점에 육상레이저 측정기를 설치하고, 해당 연안의 해안선에 해안선 변화 측량용 표시구를 설치하며, 해당 연안해역에 부유체 또는 파고관측 가능한 지피에스(GPS) 부유체를 설치하는 단계;
    c) 상기 a)단계로 얻어진 조위관측자료로부터 산정한 조석 조화상수로부터 해당 연안의 조위예측에 기반한 해수면 변화 기준값을 획득하고, 주기성경험직교함수(CSEOF) 또는 극치통계분석(Bayesian Network) 기법을 이용하여 기상청 또는 한국해양과학기술원 기상모델 예측자료에 기반한 이상고파 또는 너울성 파랑에 의한 파고, 태풍에 의한 해수면 상승고 또는 해일고에 의한 해수면 이상변화를 통계적으로 예측하여 해수면 이상변화 통계적 예측값을 획득하는 단계;
    d) 상기 육상레이저 측정기를 이용하여 연안 육상지형과 해안선 변화 측량용 표시구 및 연안해역에 설치된 부유체 또는 지피에스 부유체를 실시간으로 측량 및 관측하는 단계;
    e) 전술한 d) 단계의 수행으로 얻어진 측량결과로 부터 연안 지형 변화와 해안선 변화 및 해수면 변화로 인한 연안 이상 변화값을 이미지값과 수치값으로 획득하고, 획득된 연안 이상 변화값을, 상기 지형 변화 기준값과 상기 해수면 변화 기준값 또는 상기 해수면 이상변화 통계적 예측값과 비교하여, 상기 연안 이상 변화값이 지형 변화 기준값과, 해수면 변화 기준값 또는 해수면 이상변화 통계적 예측값 범위에서 벗어난 경우에 연안 이상현상으로 감지하는 단계; 및
    f) 상기 e) 단계에 의해 육상레이저 측정기로부터 획득된 연안 이상 변화값이 상기 지형 변화 기준값 및 상기 해수면 변화 기준값 또는 상기 해수면 이상변화 통계적 예측값의 범위를 벗어나 연안 이상현상으로 감지되면 경보신호를 발생시켜 경보기를 통하여 경보를 발령하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는,
    연안 이상현상 경보 발생방법.


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