KR102012007B1 - Method for Estimating Soil Pollution Area and Soil Pollution Quantity Considering Regional Standards by Land category - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토양의 오염면적과 오염량의 산정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 '토양환경보전법'에서 제시한 토양오염우려기준 항목(예를 들어 현재 기준 22개) 중 1개 이상의 항목에 의한 토양오염 확인 시, 정확한 토양오염면적 및 토양오염량을 산정하는 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the soil area and the amount of pollution, and more specifically, the soil by one or more of the soil pollution concern criteria items (for example, 22 current standards) proposed by the Soil Environment Conservation Act. The present invention relates to a method for estimating soil contamination area and soil pollution amount, taking into account the regional standard for calculating the soil contamination area and soil pollution amount.
이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.This section provides background information related to the present application but is not necessarily prior art.
'토양환경보전법'에서는 토양오염우려기준을 초과하는 항목에 대해서 토양정화를 실시하도록 규정하고 있으며, 토양오염우려기준은 지목 상 지역기준을 통해 1지역, 2지역 및 3지역으로 각각 구분(오염도 기준 : 1지역〈 2지역〈 3지역)하여 제시하고 있다.The 'Soil Environment Conservation Act' stipulates that soil cleanup should be carried out for items that exceed the soil pollution concern standard, and the soil pollution concern standard is divided into 1 region, 2 regions and 3 regions through the regional standards. : 1 area <2 area <3 area).
- 1지역: 「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률」에 따른 지목이 전·답·과수원·목장용지·광천지·대(「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률 시행령」 제58조제8호가목 중 주거의 용도로 사용되는 부지만 해당한다)·학교용지·구거(溝渠)·양어장·공원·사적지·묘지인 지역과 「어린이놀이시설 안전관리법」 제2조제2호에 따른 어린이 놀이시설(실외에 설치된 경우에만 적용한다) 부지.-Region 1: Lands covered by the Act on the Establishment and Management of Spatial Information, Answer, Orchard, Orchard, Ranch Land, Mineral Land, Zone (Article 58 (8) of the Enforcement Decree of the Act on the Establishment and Management of Spatial Information) Among the sites used for residential purposes, school grounds, settlements, fish farms, parks, historic sites, cemeteries, and children's play facilities under Article 2 (2) of the Safety Management Act for Children (Outdoor) Applies only if installed on site).
- 2지역: 「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률」에 따른 지목이 임야·염전·대(1지역에 해당하는 부지 외의 모든 대를 말한다)·창고용지·하천·유지·수도용지·체육용지·유원지·종교용지 및 잡종지(「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률 시행령」 제58조제28호 가목 또는 다목에 해당하는 부지만 해당한다)인 지역.-Region 2: The land covered by the Act on the Establishment and Management of Spatial Information shall be forested, salted, dredged (refers to all units other than the site belonging to region 1), warehouse land, rivers, maintenance, water supply land, and sports land. Areas that are amusement parks, religious lands, and hybrid lands (only applicable to the heading or subparagraph of Article 58, 28 of the Enforcement Decree of the Establishment and Management of Spatial Information, etc.).
- 3지역: 「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률」에 따른 지목이 공장용지·주차장·주유소용지·도로·철도용지·제방·잡종지(2지역에 해당하는 부지 외의 모든 잡종지를 말한다)인 지역과 「국방·군사시설 사업에 관한 법률」 제2조제1호가목부터 마목까지에서 규정한 국방·군사시설 부지.-Region 3: Areas covered by the Act on the Establishment and Management of Spatial Information are areas of factories, parking lots, gas stations, roads, railroads, embankments, and hybrids (referring to all hybrids other than the site corresponding to the two areas). And the site of defense and military facilities as prescribed in
이러한 부지에 대한 토양오염량을 평가하기 위해서는 우선, 토양정밀조사 및 토양환경평가 등에서 부지를 대표할 수 있는 다수의 토양시료를 대상으로 심도별 토양오염면적을 산정한다.In order to evaluate the soil pollution on these sites, first, the soil pollution area by depth is calculated for a large number of soil samples that can represent the site in soil inspection and soil environment evaluation.
여기서, 토양오염면적의 산정은, 지구통계학 기법 중 하나인 크리깅 기법이 내삽된 소프트웨어 프로그램 Surfer를 이용한다.Here, the soil contamination area is calculated using the software program Surfer in which the kriging technique, one of geostatistical techniques, is interpolated.
토양오염우려기준 항목에 의한 토양오염 부지가 지목 상 지역기준에 따른 1지역, 2지역 및 3지역 중 하나의 지역에만 국한되어 있을 시, 토양오염면적의 산정은 그 과정이 단순하기 때문에 문제를 야기하지 않는다.If the soil pollution site by the soil pollution concern criteria item is limited to only one of the 1, 2 and 3 regions according to the regional standard, the estimation of soil pollution area does not cause problems because the process is simple. Do not.
상기 예와는 다르게, 오염된 부지가 다양한 법정지목으로 구성되어 지목 상 지역기준에 따른 토양오염물질 별 토양오염우려기준이 각각 구분되어야 할 시, 정확한 토양오염면적을 산정하는 과정이 복잡해짐에 따라 오류를 범할 가능성이 높아지게 되며, 토양오염면적을 토대로 계산되어지는 토양오염량의 산정까지 그 영향을 미치게 된다.Unlike the above example, when the contaminated site is composed of various statutory lands, and the soil pollution concern standards for each soil pollutant must be classified according to regional standards on land, the process of calculating the exact soil pollution area becomes complicated. The probability of making an error will increase, and it will have an influence on the calculation of soil pollution calculated based on the soil pollution area.
종래에는 다양한 법정지목으로 구성된 토양오염 부지를 대상으로 토양오염면적을 산정하기 위해 Surfer 프로그램 내 내삽되어 있는 Blank 기능을 활용하고 있다.Conventionally, the blank function embedded in the Surfer program is utilized to calculate the soil contamination area for soil pollution sites composed of various statutory lands.
Blank 기능은 산정된 contour map(여기서 contour map 이라 함은 토양오염우려기준을 초과하는 토양오염물질들의 심도별 단면적을 나타냄)에서 사용자가 지정한 영역에 대해 필요한 부분만을 발췌하는 데 쓰이는 도구로서, 토양환경보전법에서 제시하는 지목 상 지역기준 별 영역에 속하는 오염지역을 분류하는데 효과적이다.Blank function is a tool used to extract only the necessary parts for the area specified by the user from the calculated contour map (where contour map represents the cross-sectional area by depth of soil pollutants exceeding the soil pollution concern standard). It is effective to classify the contaminated areas belonging to the area by regional standard proposed by conservation law.
그러나, 상기와 같은 방법으로 토양오염면적을 산정할 시, 지목 상 지역기준 별로 구분되어진 경계선 부분의 공간 데이터가 삭제(프로그램 상 면적을 갖는 격자 방식에 의해 일부 데이터가 삭제 처리됨)되어 계산되지 않으며, 이는 기존 토양오염면적의 축소 및 나아가, 토양오염면적을 토대로 계산되어지는 토양오염량까지 영향을 미쳐 부정확한 토양오염량이 산정되는 문제를 야기한다.However, when calculating the soil pollution area by the above method, the spatial data of the boundary line divided by the regional criteria on the land area is deleted (some data is deleted by the grid method having the program area) and is not calculated. This affects the reduction of the existing soil pollution area and further, the soil pollution calculated based on the soil pollution area, causing the problem of incorrect soil pollution amount being calculated.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 법정지목으로 구성된 토양오염부지를 지목 상 지역기준으로 구분하고, 토양의 오염물질(예를 들어 법규에서 정한 토양오염우려기준 22개 항목)에 의한 면적과 오염량을 산출하며, 나아가, 지목 상 토양오염우려기준이 서로 다른 지역이 인접한 곳에서 경계선 부분의 토양오염면적을 정확하게 산정하는 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems described above, the soil pollution site consisting of a variety of statutory lands are classified into regional standards on land, and soil contaminants (for example, soil
본 발명에 의한 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법은, 지목 상 토양오염기준이 서로 다른 지역이 인접한 오염 장소에서 오염면적과 오염량을 산정하는 것으로, 상기 오염 장소에서 다수의 토양 시료를 채취한 후 위도와 경도 및 심도에 따른 오염도를 측정하여 데이터베이스를 구축하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 구축한 데이터베이스의 위도와 경도 및 심도에 따른 오염도를 입력으로 하여 래스터 기반 파일의 토양오염 분포도를 작성하되, 상기 오염 장소의 서로 다른 토양오염기준을 근거로 하여 각각의 토양오염 분포도를 작성하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 작성한 각각의 토양오염 분포도에서 상기 오염 장소의 경계선을 기준으로 하여 각각의 토양오염기준에 따른 영역만을 추출하고 지역기준 별 영역에 내삽하는 제3단계와; 상기 제3단계를 통해 상기 지역기준 별로 산정된 심도별 토양오염면적(m2) × 각 심도별 깊이(m)를 계산하여 토양오염량(m3)을 산정하는 제4단계를 포함하고, 상기 제3단계는 상기 제2단계에서 계산된 래스터 기반 파일의 토양오염면적을 벡터기반의 파일로 변환ㆍ저장한 후, 각각의 토양오염기준에 맞는 영역만을 추출하여, 각 지역기준 별 영역에 내삽하는 것을 특징으로 한다.The soil contamination area and soil pollution amount estimation method considering the regional geological criteria according to the present invention is to calculate the pollution area and the amount of pollution at the adjacent pollution places where the different soil pollution standards are different from each other. A first step of collecting a sample and measuring a pollution degree according to latitude, longitude, and depth to establish a database; A soil pollution distribution map of raster-based piles is created by inputting pollution levels according to latitude, hardness, and depth of the database constructed in the first step, and each soil pollution distribution map is based on different soil pollution criteria of the pollution place. Creating a second step; A third step of extracting only the area according to each soil pollution criterion based on the boundary line of the contaminated place from each soil pollution distribution map created in the second step and interpolating the area according to the regional standard; Comprising a fourth step of calculating the soil pollution amount (m 3 ) by calculating the soil contamination area (m 2 ) × depth (m) for each depth calculated by the regional standard through the third step, In the third step, after converting and storing the soil contamination area of the raster-based file calculated in the second step into a vector-based file, extracting only the area that meets each soil pollution standard and interpolating the area according to each area standard. It features.
본 발명에 의한 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법에 의하면, 평가하고자 하는 토양오염부지가 다양한 법정지목으로 구성되어 지목 상 지역기준에 따른 토양오염물질 별 토양오염우려기준을 준용한 평가를 필요로 할 때, 정확한 토양오염면적 및 토양오염물량 산정이 가능하고, 특히, 기존 범용화 되어있는 방법에서 발생하는 오차(서로 다른 토양오염우려기준이 적용되는 서로 다른 지목이 인접한 경계선 부분)를 줄임으로써 보다 정확한 토양오염면적 및 토양오염물량이 산정되는 효과가 있다.According to the method for calculating soil contamination area and soil pollution amount in consideration of geologic regional standards according to the present invention, the soil pollution site to be evaluated is composed of various statutory trees, and the soil pollution concern standards for each soil pollutant according to geologic criteria are applied mutatis mutandis. When one evaluation is required, accurate soil contamination area and soil pollutant volume can be calculated, and in particular, errors occurring in the existing generalized methods (border areas adjacent to different lands to which different soil pollution concern standards are applied). By reducing, the more accurate soil contamination area and soil pollutant volume is calculated.
도 1은 본 발명에 의한 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법의 공정도.
도 2는 토양오염조사를 통해 오염부지를 대표하는 토양시료를 채취하고, 그 분석 결과를 개념적으로 도시한 도면.
도 3은 지목 상 지역기준을 고려한 오염부지 일대의 지역구분현황을 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4b는 오염 부지 내 TPH 농도가 가장 높은 오염에 노출되어 있는 특정 심도를 대상으로 한 토양오염분포를 도시한 도면.
도 5는 오염 부지 내 TPH 농도가 가장 높은 오염에 노출되어 있는 특정 심도를 대상으로 ArcGIS 프로그램 내 내삽되어 있는 Clip 기능의 활용 예를 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명과 종래 기술에 따라 TPH 농도가 가장 높은 오염에 노출되어 있는 특정 심도를 대상으로 토양오염면적을 추출한 후 지역기준 영역에 내삽한 상태의 도면.
도 7은 본 발명에 따른 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법을 적용해 도출된 결과물을 도시한 도이다.1 is a process chart of the soil contamination area and soil contamination calculation method considering the regional criteria on the land according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram conceptually showing a result of analyzing a soil sample representing a contaminated site through soil pollution investigation.
FIG. 3 is a diagram showing the regional classification status of a contaminated site in consideration of regional standards on land.
4A to 4B show soil contamination distributions for specific depths exposed to contamination with the highest TPH concentration in the contaminated site.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of utilizing a Clip function interpolated in an ArcGIS program for a specific depth that is exposed to contamination having the highest TPH concentration in a contaminated site.
Figures 6a to 6b is a view showing a state in which the soil contamination area is extracted for a specific depth exposed to the highest TPH concentration in accordance with the present invention and the prior art interpolated in the regional reference area.
7 is a diagram showing the results obtained by applying the soil contamination area and soil pollution calculation method considering the regional criteria on the land according to the present invention.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다(관련된 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함). In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators (related definitions should be made based on the contents throughout this specification).
도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법은 오염도 데이터베이스 구축 - 오염토양 분포도 작성 - 토양오염기준에 따른 영역 추출 및 내삽 - 오염량 산출의 공정을 포함한다.As shown in FIG. 1, the soil contamination area and soil contamination calculation method considering the geologic regional criteria according to the present invention includes a process of constructing a pollution degree database-creating a soil distribution map-extracting and interpolating a region according to soil pollution criteria-calculating a pollution amount. do.
본 발명에 따른 방법을 적용하기 위하여 기본적으로 '토양환경보전법' 상 제시하는 토양오염우려기준 항목(예를 들어 22개 항목) 중 조사하고자 하는 토양오염물질 항목을 특정해야 하고, 조사목적에 부합하는 수직적인 심도를 결정해야 하는 등의 기타 조건이 필요하다.In order to apply the method according to the present invention, among the soil pollution concern standard items (for example, 22 items) proposed under the 'Soil Environment Conservation Act', the soil pollutant items to be investigated must be specified and meet the purpose of the investigation. Other conditions are necessary, such as determining the vertical depth.
또한, 토양오염조사 결과 토양시료채취지점의 최외곽 지점 및 최하부 심도의 토양시료가 지목 상 지역기준(1지역, 2지역 및 3지역) 별 토양오염우려기준 농도 미만으로 검출되어야 한다(관련 세부 내용은 '토양정밀조사의 세부방법에 관한 규정' 및 '토양환경평가지침' 을 준용함).In addition, soil contamination survey results indicate that soil samples at the outermost and bottom depths of the soil sample collection point should be detected below the concentration levels of the soil pollution concern standards by regional standards (1, 2, and 3 regions). Applies the 'Regulations on Detailed Method of Soil Inspection' and 'Soil Environment Evaluation Guidance'.
1. 오염도 데이터베이스 구축.1. Build a pollution degree database.
토양오염조사 시 예를 들어 직관 타격식 장비(Air percussion) 및 수동 타격식 장비(Manual probe system, Slider system)를 활용해 조사대상지역을 대표하는 토양시료를 채취하고 분석한다.For soil contamination surveys, for example, soil samples representative of the surveyed area are collected and analyzed using air percussion and manual probe system (Slider system).
도 2는 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법에 앞서 토양시료의 오염도 분석 결과를 도시한 개념도이며, 분석 결과를 토대로 지목상 지역기준에 의거, 토양오염 우려기준을 초과한 지점은 노란색, 토양오염 대책기준을 초과한 지점은 빨간색으로 표기하였다. 2 is a conceptual diagram showing the results of soil contamination analysis prior to the soil contamination area and soil pollution calculation method considering the regional regional criteria, and the point exceeding the soil pollution concern criteria based on the regional regional criteria based on the analysis results. Silver yellow and points exceeding soil pollution control standards are marked in red.
상기와 같은 토양오염조사 수행 도중 최외곽 지점 및 최하부 심도에서 채취된 토양시료가 지목 상 지역기준(1지역, 2지역 및 3지역) 별 농도를 초과 할 시(최하부 심도에서 오염이 검출되었으나, 그 직하부에 암반 출현시 제외) 토양오염조사는 추가로 수행되어야 하며, 이는 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 시 그 범위를 명확히 하는데 있다.When the soil samples collected at the outermost point and the bottom depth during the soil contamination survey were above the concentrations of the regional criteria (1, 2, and 3 regions), contamination was detected at the bottom depth. An additional soil contamination survey should be conducted, except for the appearance of rocks directly below. This is to clarify the extent of soil contamination area and soil contamination estimates taking into account regional standards.
상기 내용에 대한 이해를 높이고자 00주유소 부지 일대를 대상으로 토양정밀조사를 수행한 현장을 적용 예로 하였으며, 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법에 대한 일련의 과정을 아래와 같이 기술한다.In order to improve the understanding of the above contents, we applied the site that conducted the soil survey on the area of 00 gas station, and describes the process of soil contamination area and soil pollution calculation method considering regional criteria as follows. do.
주유소는 '토양환경보전법' 상 특정토양오염관리대상시설에 속하는 시설로서, 일정한 주기의 검사를 통해 지속적인 관리ㆍ감시가 요구된다(관련 세부 내용은 '토양환경보전법' 에서 명시하고 있으며, 이하 구체적인 설명은 생략함).Gas stations are facilities belonging to specific soil pollution control facilities under the 'Soil Environment Conservation Act' and require continuous management and monitoring through inspections at regular intervals. Is omitted).
00주유소 일대를 대상으로 기초조사(자료조사, 청취조사, 현장조사)를 수행하고, 토양오염우려기준 22개 항목 중 TPH(석유계 총 탄화수소) 및 BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌) 항목을 특정하였다.Conduct basic survey (data survey, listening survey, field survey) targeting 00 gas stations, and TPH (petroleum-based total hydrocarbon) and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) items among 22 items of concern about soil pollution Was specified.
또한, 00주유소 일대 법정지목 분포 현황을 조사한 결과, 00주유소는 주유소용지로서 3지역, 주변 지역 일대는 답으로서 1지역으로 분류하였으며, 지목 상 지역기준을 고려한 00주유소 일대의 지역구분현황을 도 3에 도시하였다.In addition, as a result of examining the status of legal land distribution around the 00 gas stations, 00 gas stations were categorized into 3 regions as gas stations and 1 area as the answer as the answer area, and the regional classification status of the 00 gas stations considering the regional criteria on FIG. Shown in
00주유소 일대 기초조사 결과를 바탕으로 '토양정밀조사의 세부방법에 관한 규정'의 유류 및 유독물 저장시설에 준하는 토양의 수평/수직적 조사지점 선정을 계획하였고, 조사도중 현장조사자의 지점/시료별 직관적 판단에 따라 조사수량 및 물량을 변경하는 등 기타 요인을 고려하여 '토양정밀조사'를 완료하였다(이때, 00주유소 일대에서 채취한 토양시료 1개는 심도 1m를 대표함).Based on the basic survey results of 00 gas stations, we planned the selection of horizontal and vertical survey points of soils corresponding to the oil and toxic substance storage facilities in the Regulation on Detailed Method of Soil Investigation. The Soil Survey was completed in consideration of other factors, such as changes in survey volume and volume, as determined. (At this time, one soil sample from a 00 gas station represents a depth of 1m).
2. 오염토양 분포도 작성.2. Create a map of contaminated soils.
채취된 토양시료를 분석한 결과 TPH 항목에 의한 단일오염이 확인되었으며, 토양시료채취지점의 최외곽 지점 및 최하부 심도의 TPH 토양오염이 지목상 지역기준 별 토양오염우려기준 농도 미만으로 검출되어 토양오염면적 및 토양오염량 산정 시 그 범위를 한정할 수 있는 조건을 충족하고 있다.As a result of analyzing the collected soil samples, single contamination by TPH items was confirmed, and TPH soil contamination at the outermost point and the lowest depth of the soil sample collection point was detected below the concentration level of concern about soil pollution by regional standards. When calculating the area and soil pollution, it meets the requirements to define the range.
여기서, TPH 항목에 대한 1지역 토양오염우려기준의 농도는 500mg/kg, 3지역의 경우 2,000mg/kg이며(1지역 토양오염대책기준의 농도는 2,000mg/kg, 3지역의 경우 6,000mg/kg), 이는 지목 상 지역구분에 따른 토양오염우려기준이 '토양환경보전법' 제4조의2 에서 명시하는 바와 같이 사람의 건강ㆍ재산이나 동물ㆍ식물의 생육에 지장을 줄 우려가 있는 정도에 따라 차이를 두고 있음을 의미한다.Here, the concentration of the soil pollution concern standard in the 1 area for the TPH item is 500 mg / kg and 2,000 mg / kg in the 3 areas (the concentration of the soil pollution control standard for the 1 area is 2,000 mg / kg and 6,000 mg / for the 3 areas). kg), which is based on the extent to which soil pollution concern standards according to the regional classification can interfere with human health, property or growth of animals and plants, as specified in Article 4-2 of the Soil Environment Conservation Act. It means that there is a difference.
00주유소 일대 토양오염우려기준 초과지점은 3지역 기준인 주유소용지 및 1지역 기준인 답 모두에서 확인되고 있다. The points exceeding the 00 gas station soil pollution concern criteria were identified in both the gas station area (the
00주유소 일대의 TPH 오염은 토양오염우려기준이 지역기준 별로 각기 다르게 적용됨에 따라 3지역에서는 오염되지 않은 것으로 취급되는 토양오염의 농도가 1지역에서는 오염으로 취급될 수 있으며, 이를 크리깅 보간법이 내삽된 프로그램인 Surfer를 통해 구현할 수 있다.TPH contamination in the area of 00 gas stations can be treated as pollution in one region because the soil pollution concern standards are applied differently according to regional standards. You can do this through the program Surfer.
대부분의 토양오염조사 및 토양환경평가 기관에서는 토양오염면적의 산정 시 크리깅 보간법이 내삽된 프로그램인 Surfer를 활용하고 있으며, 크리깅 보간법은 관심있는 지점에서의 특성치를 알기 위해 알고 있는 주위 측정 값들을 선형 조합하여 예측해 내는 지구통계학적 기법이다.Most soil pollution surveys and soil environmental assessment agencies use Surfer, a program that interpolates kriging interpolation to estimate soil contamination area. Kriging interpolation uses linear combinations of known ambient measurements to determine characteristics at points of interest. Is a geostatistical technique that predicts
수학식 1
상기의 수학식 1에서,In
Ｚ*(χ0) : 위치가 알려진 지점에서 크리깅을 이용한 THP의 농도 예측치Ｚ * (χ 0 ): Prediction of THP concentration using kriging at a location
Ｚｉ : 이미 그 위치와 값을 알고 있는 주위의 THP의 농도 값 Ｉ ｉ : concentration value of surrounding THP that already knows its position and value
λｉ : 각 자료의 크리깅 가중치(λ1+λ2+λ3+λ4+ ……=1)
n : 크리깅 예측을 위해 사용한 TPH 분석 시료의 총 수량λ i : Kriging weight of each data (λ 1 + λ 2 + λ 3 + λ 4 + …… = 1)
n: total quantity of TPH assay samples used to predict kriging
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수학식 1 은 00주유소 일대에서 채취된 토양시료의 TPH 농도를 활용하여 조사되지 않은 구간의 TPH 농도를 예측할 수 있음을 의미한다(크리깅 보간법의 방법 자체는 이미 널리 알려져 있으며, 이하 구체적인 설명은 생략함).
Surfer는 불규칙한 XYZ(위도, 경도, 특성치) 데이터 파일을 규칙적인 간격을 갖는 Grid(그리드, 그리드로 구성된 형태를 래스터 구조라 하며, 추후 설명할 '토양오염기준에 따른 영역 추출 및 내삽' 부분에서 자세히 설명토록 함) 파일로 만든 후, Contour Map(여기서 Contour Map 이라 함은 등농도분포, 즉, 토양오염면적을 의미함)을 생성하게 된다.Surfer refers to the irregular XYZ (latitude, longitude, characteristic value) data file in the form of a grid with grids at regular intervals and is described in detail in the section on extracting and interpolating areas based on soil pollution standards. After creating the file, Contour Map (where Contour Map is the equidistant distribution, ie soil pollution area) is created.
우선, Grid 파일의 생성 방법으로, 토양시료 채취지점의 TPH 농도값을 엑셀파일 형식의 심도별 XYZ(위도, 경도, 특성치) 데이터베이스로 구축하고, Surfer 프로그램을 통해 데이터베이스 파일을 "불러오기"한 후, X, Y, Z 셀을 지정하며, Gridding Method 선택 시 Kriging 메뉴를 지정하며, Grid 파일의 범위 및 셀 간격을 지정하며, Z Transform 선택 시 Linear 메뉴를 지정하는 등, 일련의 과정을 거쳐 Grid 파일을 생성하게 된다. First, as a grid file generation method, the TPH concentration value of the soil sample collection point is constructed as an XYZ (latitude, longitude, characteristic value) database for each depth in the form of Excel file, and the database file is "loaded" through the Surfer program. Specify the X, Y, and Z cells, specify the Kriging menu when selecting the Gridding Method, specify the range and cell spacing of the Grid file, and specify the Linear menu when selecting the Z Transform. Will generate
다음 과정으로, 생성된 Grid 파일을 Surfer 프로그램의 'New Contour Map' 기능을 통해 "불러오기" 한 후, Contour Map(등농도 분포)을 생성하며, Contour Map의 대화상자에서 Contour Level 값의 정함은 TPH 함목의 지목 상 지역기준 별 농도 값으로 하며, Fill 메뉴에서 '토양환경보전법' 상에서 지시하는 색으로 구분하는 등, 일련의 과정을 거쳐 Contour Map, 즉 토양오염면적을 산정하게 된다.In the next step, the "Grid" is created using the 'New Contour Map' function of the Surfer program, and then a Contour Map is created.The contour level is determined in the Contour Map dialog box. Contour map, ie soil contamination area, is calculated through a series of processes, such as the concentration value for each regional standard on the TPH lumber, and color classification indicated in the 'Soil Environment Conservation Act' in the Fill menu.
이 때, 00주유소 부지 일대의 지목 상 지역기준에 따른 심도별 토양오염면적 산정 시, 우선 전체 부지를 하나의 지역에 국한된 것으로 가정하고, 대상 부지를 구성하는 3지역 및 1지역 기준에 의한 토양오염 평가가 개별적으로 이루어져야 한다. At this time, when calculating the soil pollution area by depth according to the regional standard on the site of 00 gas station site, it is assumed that the entire site is limited to one area, and the soil pollution based on the 3 areas and 1 area standard constituting the target site Evaluations should be made individually.
이는, 크리깅 기법을 통해 계산된 심도별 TPH contour map(등농도 분포)에서 각 지역 별 토양오염우려기준을 초과하는 영역을 산정하기 위한 사전작업이다.This is a preliminary work to estimate the area exceeding the soil pollution concern standard of each region in the depth-based TPH contour map calculated by the kriging technique.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 대한 이해를 돕고자 00주유소 부지 내 TPH 농도가 가장 높은 오염에 노출되어 있는 5심도(G.L(-) 4m~5m)를 대상으로 한 토양오염 분포도이다. 4A to 4B are soil pollution distributions targeting 5 depths (G.L (−) 4m to 5m) where TPH concentrations in the 00 gas station site are exposed to the highest pollution for better understanding of the present invention.
도 4a는 전체부지에 대한 토양오염 평가 시 3지역으로 가정한 TPH 토양오염 분포도, 도 4b의 경우 1지역으로 가정한 토양오염 분포도이며, '토양환경보전법' 상 3지역 기준보다 보수적인 기준을 준용하는 1지역 기준의 적용 시 토양오염면적이 과대하게 산출되는 것을 알 수 있다.FIG. 4a is a distribution map of TPH soil contamination assumed as three regions in the soil pollution evaluation of the entire site, and a diagram of soil pollution distribution assumed as one region in FIG. 4b. It can be seen that the soil pollution area is excessively calculated by applying the regional 1 standard.
다음 과정으로, 도 4a 내지 도 4b에 해당하는 토양오염면적을 지목 상 지역기준 영역에 내삽하는 작업을 수행토록 한다(도 4a와 도 4b에 오염물의 기준에 따라 붉은색(대책기준 초과)과 노란색(우려기준 초과)으로 구분되었으나 이들의 구분은 무시될 수 있음).In the following process, the soil contamination area corresponding to FIGS. 4A to 4B is interpolated into the regional reference area (see FIGS. 4A and 4B) according to the standards of contaminants. (Except for concerns), but their distinction may be ignored).
상기 작업을 수행하기 이전, Surfer 프로그램이 래스터(raster) 및 벡터(vector) 기반의 파일에 접근하는 방식에 대해 이해가 필요하다.Before doing this, you need to understand how the Surfer program accesses raster and vector-based files.
Surfer 프로그램은 불규칙적인 간격을 둔 XYZ 데이터를 균일한 래스터 파일로 변환하는데 최적화 된 프로그램이다.Surfer program is optimized for converting irregularly spaced XYZ data into uniform raster files.
변환된 래스터 파일은 벡터기반의 파일로 변환하여 저장할 수 있으나, XYZ 데이터를 벡터기반의 파일로 바로 변환할 수 없는 특징을 지니고 있다.The converted raster file can be converted to a vector-based file and stored, but has a feature of not being able to directly convert XYZ data to a vector-based file.
래스터 파일은 픽셀이라 불리는 일정한 크기를 갖는 사각형의 분포로 이루어진 파일로써, 독특한 구조를 가지는 형상을 무수한 사각형으로 표현하는 방식에 따라, 형상의 경계면을 대상으로 한 편집이 어려운 단점이 있다.The raster file is a file having a distribution of squares having a constant size called a pixel, and according to a method of expressing a shape having a unique structure in a myriad of squares, it is difficult to edit the boundary of the shape.
벡터 파일은 레스터 파일과는 달리, 픽셀 대신 패스를 사용함에 따라, 독특한 구조를 가지는 형상을 하나의 도형으로 인식해, 경계면에 대한 공간 사상과 속성을 손쉽게 편집, 추가, 삭제 등이 가능한 장점이 있다.Unlike a raster file, a vector file uses a path instead of pixels to recognize a shape having a unique structure as a shape, and thus, it is possible to easily edit, add, and delete spatial ideas and attributes on an interface. .
Surfer 프로그램 내 내삽되어 있는 Blank 기능은 사용자가 지정한 영역에 대한 필요한 부분만을 발췌하는 데 유용한 도구이지만, 이 기능을 활용할 시, 경계면에 인접하여 있는 사각형 형태의 픽셀을 개별 도형으로 인식함과 동시에 분할하여 처리하지 못하고 삭제 처리하게 된다.The Blank function embedded in Surfer program is a useful tool to extract only the necessary parts for the area specified by the user.However, when using this function, the rectangular pixels adjacent to the boundary are recognized as separate shapes and divided. It will not be processed, it will be deleted.
다시 말하면, Surfer 프로그램을 통해 계산된 지역기준에 따른 토양오염면적을 지목 상 지역기준 영역에 내삽하는 과정에서, Surfer 자체 내제된 기능을 활용할 시, 경계면(지목 상 지역기준 영역이 맞닿는 구간)에 인접한 레스터 데이터(지역기준에 따른 토양오염면적)가 삭제됨에 따라 실제 토양오염면적이 축소되는 문제가 발생하게 된다는 것이다.In other words, in the process of interpolating the soil contamination area according to the regional standard calculated by the Surfer program into the regional reference area, when using Surfer's own intrinsic function, it is adjacent to the boundary (the area where the regional reference area meets the area). The deletion of Leicester data (contaminated soil area according to local standards) causes a problem that the actual soil contamination area is reduced.
이는 Surfer 프로그램이 데이터를 가공하거나 수정할 때, 벡터기반의 파일을 직접 사용하는 것이 아니라, 래스터 형식의 파일만을 다루는 Surfer 프로그램의 한계에서 비롯된다.This is due to the limitations of the Surfer program, which only deals with raster-format files, rather than directly using vector-based files when processing or modifying data.
3. 토양오염기준에 따른 영역 추출 및 내삽.3. Extraction and interpolation according to soil pollution standards.
이에 따른 문제를 해결하고자, Surfer 프로그램을 통해 계산된 지역기준 별 토양오염면적을 벡터기반의 파일인 Shp 포맷의 형태로 저장한 후, Shp 포맷 형태의 수치지적도(00주유소 일대 지목 상 지역기준 영역, 1지역, 2지역 및 3지역)(예를 들어 국토교통부에서 운영하는 웹 사이트인 '국가공간정보포털' 에서 무상으로 제공) 내 내삽하는 방법으로 토양오염량을 산정한다.In order to solve this problem, the soil pollution area calculated by the Surfer program is stored in the form of Shp format, which is a vector-based file, and then the numerical map of the Shp format (regional reference area on the gas station area, Soil pollution is calculated by interpolation within
상기에서 언급하는 Shp 파일은 에스리(ESRI)에서 90년대에 개발한 GIS 프로그램인 ArcGIS 에 사용되는 표준 포맷 파일로서, 지리현상에 대한 기하학적 위치와 속성정보를 저장, 제공하는 데이터 포맷을 말한다.The Shp file mentioned above is a standard format file used for ArcGIS, a GIS program developed by ESRI in the 90's. It is a data format that stores and provides geometric position and attribute information about geography.
Shp 파일은 주로 ArcGIS 프로그램에서 사용하지만 최근에는 Q-GIS, AutoCAD, Surfer 및 Visual MODFLOW 등의 기타 공간정보ㆍ수치해석 프로그램에서 표준 포맷으로 사용될 만큼 광범위한 사용자층을 확보하고 있는 GIS 포맷이다.Shp files are mainly used in ArcGIS programs, but recently, they are a GIS format that has a broad user base that is used as a standard format in other spatial information and numerical analysis programs such as Q-GIS, AutoCAD, Surfer, and Visual MODFLOW.
Shp 파일은 Point, Line, Polygon으로 구현된 공간정보를 담고 있으며, Shp 파일 중, 토양오염면적의 정보를 포함하는 형태는 Polygon 만이 유일하다.Shp file contains spatial information implemented by Point, Line, and Polygon, and Polygon is the only form that contains soil pollution area information among Shp files.
따라서, Surfer 프로그램을 통해 계산된 토양오염면적을 저장할 시, Polygon으로 구현된 공간정보 포멧인 Shp 파일로 저장한다(point 나 line 형태로 저장할 경우 토양오염면적이 계산되지 않음).Therefore, when saving the soil contamination area calculated by Surfer program, save it as Shp file which is a spatial information format implemented by Polygon (soil contamination area is not calculated when stored in point or line form).
즉, Surfer 프로그램을 통해 계산된 Contour Map(등농도 분포, 토양오염면적)을 Shp 파일로 저장한 후 ArcGIS 프로그램에서 저장된 Shp 파일을 불러오는 것이다.In other words, the contour map calculated by the Surfer program (same concentration distribution, soil contamination area) is saved as a Shp file, and the saved Shp file is loaded from the ArcGIS program.
토양오염기준에 따른 영역 추출 및 내삽을 하는 방법으로, Surfer 프로그램을 통해 산출된 지역기준 별 토양오염면적(Shp 파일) 및 Shp 포맷 형태의 00주유소 일대 지목 상 지역기준 영역을 ArcGIS에서 "불러오기"한 후, Clip 기능의 활용에 있어서; Clip 메뉴에서 토양오염면적 Shp 파일을 입력 피처(Input Features)로 선택, 지목 상 지역기준 영역을 클립 피처(Clip Features)로 선택, 상기 두 과정에 따른 결과 피처클래스(Output Features Class) 경로를 지정해 준 후 확인 버튼 클릭; 의 상기 절차를 따르면, 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적, 즉, 토양오염면적(전체지역)에서 지목 상 지역기준 영역(관심이 있는 지역)에 대한 새로운 피처클래스로의 생성이 가능케 된다.The method of extracting and interpolating the area according to the soil pollution standard is to "Import" ArcGIS from the soil reference area (Shp file) calculated by the Surfer program and the area of the 00 gas station area in the Shp format. Then, in utilizing the Clip function; In the Clip menu, select the soil contaminated area Shp file as the input feature, select the regional reference region as the clip feature, and specify the path of the resulting output class according to the above two steps. After confirm button click; Following the above procedure, it is possible to create a new feature class for the soil contamination area, ie the soil contamination area (the whole area), from the soil contamination area (the whole area), taking into account the geographical area criteria.
도 5는 오염 부지 내 TPH 농도가 가장 높은 오염에 노출되어 있는 특정 심도를 대상으로 ArcGIS 프로그램 내 내삽되어 있는 Clip 기능의 활용 예를 도시한 도이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of utilizing a Clip function interpolated in an ArcGIS program for a specific depth exposed to the highest TPH concentration in a contaminated site.
Clip 기능은 특정 지역에서 관심이 있는 지역만을 추출하는데 특화된 기능으로서 도 4a 내지 도 4b에서 산출된 토양오염면적을 각 지역기준 별 영역에 내삽하는데 유용한 도구로서 작용하게 된다. The Clip function is a function specialized for extracting only areas of interest in a specific area, and serves as a useful tool for interpolating the soil contamination area calculated in FIGS. 4A to 4B into regions for each regional standard.
즉, 1지역 기준으로 생성한 오염도 분포도에서 1지역만을 추출(3지역을 삭제한 형태), 3지역 기준으로 생성한 오염도 분포도에서 3지역만을 추출(1지역을 삭제한 형태)한다.That is, only one region is extracted from the pollution degree distribution map generated based on one region (three regions are deleted), and only three regions are extracted from the pollution degree distribution map generated based on three regions (one region is deleted).
도 6a는 종래에 사용하는 방법인 Surfer 프로그램 내 내삽되어 있는 Blank 기능을 통해 도 4a 내지 도 4b에 해당하는 토양오염면적을 00주유소 일대 지목 상 지역기준 영역에 내삽한 도이며, 도 6b는 ArcGIS 프로그램 내 내삽되어 있는 Clip 기능을 활용하여 산정된 도이다.FIG. 6A is a diagram in which the soil contamination area corresponding to FIGS. 4A to 4B is interpolated into a regional reference region on a 00 gas station area through a blank function embedded in a Surfer program, which is a conventional method, and FIG. 6B is an ArcGIS program. This figure is calculated using the interpolated Clip function.
도 6a 내지 도 6b를 상세히 살펴보면, 도 6a는 Surfer 프로그램에서 레스터 파일에 대한 계산을 수행하는 특징에 따라, 각 토양환경보전법 상 지역기준을 구분한 영역이 맞닿아 있는 경계면에서의 토양오염면적이 삭제된 흔적을 볼 수 있으며, 도 6b의 경우, 경계면에서의 토양오염면적이 원형 그대로 유지하는 것을 볼 수 있다.6A to 6B, FIG. 6A illustrates the soil contamination area at the boundary surface where the area divided by the regional standard is in contact with each soil environment preservation method according to the feature of calculating the raster file in the Surfer program. 6b, it can be seen that in the case of Figure 6b, the soil contamination area at the interface remains intact.
상기 예에 따라 도출된 도 6a 내지 도 6b의 토양오염면적을 계산한 결과, 도 6a는 635.6m2, 도 6b의 경우 651.8m2 로 산출되었으며, 레스터 데이터가 경계면 부근에서 삭제된 도 6a의 토양오염면적이 실제 토양오염면적이 계산된 도 6b보다 과소평가 되었음을 알 수 있다.Was calculated, the Soil contaminated area of Figure 6a-Figure 6b derived according to the above example, Figure 6a is the soil of 635.6m 2, the case of Fig. 6b was calculated to 651.8m 2, raster data is removed from the vicinity of the interface Figure 6a It can be seen that the soil area is underestimated from the calculated soil contamination area of FIG. 6b.
4. 오염량 산출.4. Pollutant output.
도 7은 본 발명에 따른 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법을 적용해 오염심도 별로 계산한 결과를 도시한 도이다.7 is a view showing the results calculated by the depth of pollution by applying the soil contamination area and soil pollution calculation method considering the regional criteria on the land area according to the present invention.
도 7에서 최상부에 위치한 도면은 TPH에 의한 각 심도별 토양오염면적을 중첩시켜 구현한 결과물이며, 토양오염중첩면적은 744.84m2 로 산정되었다. The topmost figure in FIG. 7 is a result obtained by superimposing soil contamination areas of each depth by TPH, and the soil contamination overlap area was calculated as 744.84m 2 .
또한, 심도별 토양오염면적(m2) × 각 심도별 깊이(m)를 계산하여 산정된 토양오염량은 1,453.6m3 로 최종 산출되었다.In addition, the soil pollution area (m 2 ) × depth (m) for each depth was calculated to be 1,453.6 m 3 .
Claims (3)
상기 오염 장소의 위도와 경도 및 심도별 오염도로 데이터베이스를 구축하는 제1단계와;
상기 제1단계에서 구축한 데이터베이스의 위도와 경도 및 심도에 따른 오염도를 입력으로 하여 토양오염면적을 산출하고 래스터 기반 파일의 토양오염 분포도를 작성하되, 상기 오염 장소의 서로 다른 토양오염기준을 근거로 하여 각각의 토양오염 분포도를 작성하는 제2단계와;
상기 제2단계에서 작성한 각각의 토양오염 분포도에서 상기 오염 장소의 경계선을 기준으로 하여 각각의 토양오염기준에 맞는 영역만을 추출하고 지역기준 별 영역에 내삽하는 제3단계와;
상기 제3단계를 통해 상기 지역기준 별로 산정된 심도별 토양오염면적(m2) × 각 심도별 깊이(m)를 계산하여 토양오염량(m3)을 산정하는 제4단계를 포함하고,
상기 제3단계는 상기 제2단계에서 계산된 래스터 기반 파일의 토양오염면적을 벡터기반의 파일로 변환 저장하고, 각각의 토양오염기준에 맞는 영역만을 추출한 후, 각 지역기준 별 영역에 내삽하는 것을 특징으로 하는 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법.It is to calculate the area of contamination and the amount of pollution at adjacent polluted sites with different land pollution standards.
A first step of constructing a pollution road database by latitude, longitude, and depth of the pollution place;
The soil contamination area is calculated by inputting the pollution degree according to the latitude, hardness, and depth of the database constructed in the first step, and the soil contamination distribution map of the raster-based pile is prepared, but based on the different soil pollution criteria of the pollution place. A second step of preparing each soil pollution distribution map;
A third step of extracting only an area that meets each soil pollution criterion based on the boundary line of the contaminated place from each soil pollution distribution map created in the second step and interpolating it into an area for each regional standard;
Comprising a fourth step of calculating the soil pollution (m 3 ) by calculating the soil contamination area (m 2 ) × depth (m) for each depth calculated by the regional standard through the third step,
The third step is to convert and store the soil contamination area of the raster-based file calculated in the second step into a vector-based file, extract only the area that meets each soil pollution criterion, and then interpolate the area according to each regional standard. A method for estimating soil contamination area and soil pollution amount considering local geographical criteria.
Ｚ*(χ0) : 위치가 알려진 지점에서 크리깅을 이용한 오염물질의 농도 예측치
Ｚｉ : 이미 그 위치와 값을 알고 있는 주위의 오염물질의 농도 값
λｉ : 각 자료의 크리깅 가중치(λ1+λ2+λ3+λ4+ ……=1)
n : 크리깅 예측을 위해 사용한 오염물질 분석 시료의 총 수량
상기의 수학식을 통해 토양오염면적을 산출하는 것을 특징으로 하는 지목 상 지역기준을 고려한 토양오염면적 및 토양오염량 산정 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the second step
Ｚ * (χ 0 ): Prediction of contaminant concentration using kriging at a location
Ｉ ｉ : concentration value of surrounding pollutant that already knows its position and value
λ i : Kriging weight of each data (λ 1 + λ 2 + λ 3 + λ 4 + …… = 1)
n: total quantity of contaminant analysis samples used to predict kriging
Soil pollution area and soil pollution amount calculation method considering the geologic area criteria, characterized in that to calculate the soil pollution area through the above equation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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