KR102239394B1

KR102239394B1 - 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치

Info

Publication number: KR102239394B1
Application number: KR1020190150444A
Authority: KR
Inventors: 이창우; 강민정; 김기대; 서준표
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-04-12

Abstract

본 발명에 따르면, 예비조사와 현장조사 결과로 위험도를 판단하며, 위험도가 높을 경우 정밀조사 및 안정해석을 실시하고, 조사 결과에서 위험도가 낮은 경우 응급복구 및 모니터링을 실시하도록 땅밀림 관리체계를 설정하고, 정밀조사 시 위험요인을 제거하고 항구복구를 실시하도록 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치가 개시된다.

Description

땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치 {Slow-moving Landslide Area Investigation System and Monitoring Device Thereof}

본 발명은 땅밀림 발생지 조사 시스템에 관한 것으로, 특히 땅밀림 발생지의 조사체계 관리를 위한 시스템과 이의 모니터링 장치에 관한 것이다.

땅밀림이란 땅속 깊은 곳에 위치한 점토층이나 지하수가 상승하며 토층(土層) 전체가 천천히 이동하는 현상을 말한다.

최근 기후변화로 인한 국지성 집중호우 및 화산, 지진 등의 지각활동, 산지개발에 따른 산지토사재해의 증가로 이에 대한 예방과 대응이 최대의 관심사항이다. 국내 산지토사재해는 크게 표층붕괴, 토석류, 땅밀림 총 3가지로 구분하여 관리하고 있다. 그 중 땅밀림에 관한 논의는 1996년도부터 시작되었고, 이때 땅밀림에 대한 정의는 활동면 위의 토괴가 일체로 미끄러지는 산사태의 한 형태로 이동속도는 0.01~10mm/day의 속도가 느린 특징을 가진다. 특히, 산지개발을 위한 벌채, 토석채취 등의 산지전용 증가는 난개발을 야기하며, 이와 동시에 인위적 훼손지에서 땅밀림 발생이 증가하는 추세이다. 땅밀림 발생지는 대부분 생활권과 인접하여 발생하며, 그 피해규모가 커서 대책 마련이 시급하다.

그러나 국내에서 땅밀림 발생지에 대한 조사체계마련과 지침 및 규정은 전무한 실정이다. 따라서 땅밀림 원인, 발생규모, 원인, 진행상황 등의 기초정보 구축 및 안전 대책마련을 위한 구체적인 조사방법 제시가 우선되어야 한다.

땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치로 예비조사와 현장조사 결과로 위험도를 판단하며, 위험도가 높을 경우 정밀조사 및 안정해석을 실시하고, 조사 결과에서 위험도가 낮은 경우 응급복구 및 모니터링을 실시하도록 땅밀림 관리체계를 설정하고, 정밀조사 시 위험요인을 제거하고 항구복구를 실시하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 관리체계를 수행하는 땅밀림 발생지 조사 시스템에 있어서, 상기 땅밀림 발생지와 근접한 지역의 입지환경, 기상환경 및 사회환경 중 적어도 하나를 포함하는 데이터를 수집하여 예비조사를 수행하는 예비조사 수행부, 상기 예비조사 결과를 기반으로 상기 땅밀림의 발생 범위와 규모를 결정하고, 상기 땅밀림 발생지의 특성을 표출하는 땅밀림 발생지도를 작성하는 현장조사 수행부, 상기 땅밀림 발생지의 각 영역별로 물리적 위험성을 분석하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 1차 위험도를 판정하는 위험도 판정부 및 상기 1차 위험도 판정 여부에 따라 상기 땅밀림 대상지의 일 영역에 대해 모니터링을 실시하는 모니터링부를 포함한다.

여기서, 상기 위험도 판정부에서 1차 고위험군으로 선정된 영역에 대해 상기 예비조사와 현장조사의 결과를 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석하는 정밀조사를 수행하는 정밀조사 수행부를 더 포함한다.

여기서, 상기 정밀조사 수행부의 상기 1차 고위험군으로 선정된 땅밀림 발생지의 실태조사 및 지층구조 해석의 결과에 따라 땅밀림의 원인 및 지층구조를 해석하고, 상기 1차 고위험군으로 선정된 땅밀림 발생지의 각 영역별로 안정해석을 통하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 2차 위험도를 판정하는 안정해석부 및 상기 안정해석 결과 2차 고위험군으로 선정된 대상지에 따라 항구복구를 실시하는 복구 시행부를 포함한다.

여기서, 상기 모니터링부는, 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는 상태 정보 입력부, 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부 및 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 토층 밀림 판단부를 포함한다.

여기서, 상기 상태 감지부는, 상기 토층의 내측과 외측에 기 설정된 이격 거리로 설치되어 지반의 변위를 측정하기 위한 다수의 변위 센서들을 포함하며, 상기 변위 센서들은, 상기 토층의 내측을 지표면을 중심으로 지층 구조로 구분하였을 때, 각 층 마다 하나 이상 설치된다.

여기서, 상기 상태 감지부는, 제1 변위 센서와 상기 제1 변위 센서에 대해 기 설정된 이격 거리로 설치된 제2 변위 센서를 전기적으로 연결하는 연결부 및 상기 연결부로 연결되되, 상기 제1 변위 센서와 상기 제2 변위 센서 각각에 함께 배치되는 커패시터들을 포함하여 상기 변위 센서들의 연결 상태를 감지하는 연결 감지부를 더 포함한다.

여기서, 상기 토층밀림 판단부는, 상기 연결 감지부의 상기 커패시터들의 연결 상태에 따른 정전 용량값을 입력 받아, 상기 정전 용량값의 변화에 따라 토층 밀림을 판단하는 연결 감지 판정부를 포함한다.

여기서, 상기 토층밀림 판단부는, 상기 변위 센서들로부터 측정된 지반의 변위값을 입력 받아, 상기 지반의 변위값에 따라 토층 밀림을 판단하는 변위 감지 판정부를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치는, 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는 상태 정보 입력부, 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부 및 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 토층 밀림 판단부를 포함하며, 상기 지형 상태 정보는, 상기 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형, 지질, 지층 구조, 토양 상태 및 산림 상태로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.

여기서, 상기 변위 센서들은, 상기 토층의 지층 구조에서, 제1 층에 기 설정된 이격 거리로 n×n(여기서 n은 자연수이다.) 배열 된다.

여기서, 상기 지형 상태 정보에서 이상 상태를 감지하고, 상기 상태 감지부로 상기 토층의 이동을 센싱하는 명령을 전송하는 센싱 명령부를 더 포함하며, 상기 센싱 명령부는, 상기 지형 상태 정보에서 상기 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 고도의 변화를 감지하거나, 기 촬영된 영상에서 지형, 지질, 지층 구조의 변화를 감지하는 경우, 토양 또는 산림을 구성하는 임목의 비율의 변화를 감지하는 경우 이상 상태로 판단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 예비조사와 현장조사 결과로 위험도를 판단하며, 위험도가 높을 경우 정밀조사 및 안정해석을 실시하고, 조사 결과에서 위험도가 낮은 경우 응급복구 및 모니터링을 실시하도록 땅밀림 관리체계를 설정하고, 정밀조사 시 위험요인을 제거하고 항구복구를 실시할 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템을 이용한 땅밀림 발생지 조사체계를 나타낸 도면이다.
도 3은 땅밀림 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치의 상태 감지부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치의 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명에 관련된 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템(1)은 예비조사 수행부(20), 현장조사 수행부(30), 위험도 판정부(40), 모니터링부(10), 정밀조사 수행부(50), 안정해석부(60), 복구 시행부(70)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템(1)은 땅밀림 발생지 관리체계를 수행하는 시스템으로써, 땅밀림 발생지의 면밀한 조사를 위해 개발되었으며, 알고리즘을 바탕으로 개발된 땅밀림 발생지의 발생규모, 입지특성을 파악 및 체계적인 관리를 위한 현장조사와 정밀조사 체계를 수행하기 위한 시스템이다. 구체적인 땅밀림 발생지 조사체계는 하기 도 2에서 구체적으로 설명한다.

예비조사 수행부(20)는 상기 땅밀림 발생지와 근접한 지역의 입지환경, 기상환경 및 사회환경 중 적어도 하나를 포함하는 데이터를 수집하여 예비조사를 수행한다.

현장조사 수행부(30)는 상기 예비조사 결과를 기반으로 상기 땅밀림의 발생 범위와 규모를 결정하고, 상기 땅밀림 발생지의 특성을 표출하는 땅밀림 발생지도를 작성한다.

위험도 판정부(40)는 상기 땅밀림 발생지의 각 영역별로 물리적 위험성을 분석하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 1차 위험도를 판정한다.

모니터링부(10)는 상기 1차 위험도 판정 여부에 따라 상기 땅밀림 대상지의 일 영역에 대해 모니터링을 실시한다.

모니터링부(10)는 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는 상태 정보 입력부, 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부 및 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 토층 밀림 판단부를 포함한다.

모니터링부(10)는 하기 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

정밀조사 수행부(50)는 상기 위험도 판정부에서 1차 고위험군으로 선정된 영역에 대해 상기 예비조사와 현장조사의 결과를 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석하는 정밀조사를 수행한다.

안정해석부(60)는 상기 정밀조사 수행부의 상기 1차 고위험군으로 선정된 땅밀림 발생지의 실태조사 및 지층구조 해석의 결과에 따라 땅밀림의 원인 및 지층구조를 해석하고, 상기 1차 고위험군으로 선정된 땅밀림 발생지의 각 영역별로 안정해석을 통하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 2차 위험도를 판정한다.

복구 시행부(70)는 상기 안정해석 결과 2차 고위험군으로 선정된 대상지에 따라 항구복구를 실시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템을 이용한 땅밀림 발생지 조사체계를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템은 땅밀림 발생지의 면밀한 조사를 위해 개발되었으며, 알고리즘을 바탕으로 개발된 땅밀림 발생지의 발생규모, 입지특성을 파악 및 체계적인 관리를 위한 현장조사 체계와 항목 등의 내용을 포함하고 있다.

자연재해는 다양한 조건에서 발생하기 때문에 체계적인 알고리즘이 기반 되어야만 대응 및 관리가 용이하다. 따라서 도 2에 나타낸 바와 같은 땅밀림 관리체계를 설정하고, 각 조사체계에 해당하는 자세한 조사항목을 포함한다.

땅밀림 발생지 관리체계는 공간적 범위는 전국 산지에 위치한 땅밀림 발생지를 정하며, 내용적 범위는 도 2에 나타난 조사체계 및 각 조사체계별 세부항목에 따라 실시한다.

여기서, 조사 체계는 예비조사, 현장조사, 정밀조사, 안정해석 순서대로 이루어지며, 땅밀림 발생지 모니터링 장치는 예비조사와 현장조사 이후 위험도 판정과 정밀조사 과정에서 사용되어 예비조사, 현장조사의 결과를 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석하는데 이용된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템을 이용한 땅밀림 발생지 관리체계는 별도의 땅밀림 발생 관리 시스템에서 구축된 서버에서 수행되는 것이 바람직하며, 구체적으로 상기 도 1에 나타난 각 프로세서에 의해 수행되거나, 통합된 프로세서에서 수행되는 것이 가능하다.

구체적으로, 단계 S11에서 땅 밀림이 발생하면, 단계 S12에서 예비조사를 시행한다. 예비조사는 현장조사에 앞서 땅밀림 발생지와 주변의 지형·지질, 토양, 산림의 상태 등의 입지환경과 이에 영향하는 기상환경, 사회환경 등을 파악하는 것을 목적으로 한다. 본 조사는 대부분 문헌조사로 실시하며, 현장정보를 파악하는데 있어 단서가 된다. 또한, 예비조사 결과는 현장조사 등 각종 조사의 방향을 결정하는데 있어 매우 중요하다.

예비조사 시 조사항목은 입지환경(지형, 토양, 지질, 식생, 유역개황), 기상환경(강우량, 기온 및 지온) 및 사회환경(재해 및 훼손이력 및 위험도, 토지이용 및 주변시설)인 것이 바람직하다.

이후, 단계 S13에서 현장조사를 실시한다. 현장조사는 예비조사 결과를 토대로 땅밀림의 발생 범위와 규모를 결정하고, 이를 기반으로 지형·지질, 토양, 산림상태 등의 입지환경, 사회환경 등 땅밀림 발생지의 정확한 특성파악을 목적으로 한다. 또한, 현장조사 결과를 바탕으로 발생지의 특성을 표출하는 땅밀림 발생지도를 작성한다. 이후 예비조사와 현장조사 결과를 종합하여 위험성평가를 실시한다.

현장조사 시 조사항목은 입지환경(지형, 토양 및 지질, 식생, 수문)인 것이 바람직하며, 조사결과를 토대로 땅밀림 발생지도를 작성하게 된다.

단계 S14에서 위험도를 판정한다. 위험도 판정은 현재 발생한 땅밀림 중 어떤 대상지가 물리적 위험성이 높은지를 분석한 후, 한정된 예산과 인력으로 땅밀림 대상지의 효과적인 관리를 하기 위함이다.

단계 S15에서 위험도 판정으로 고위험군으로 선정된 대상지는 응급복구를 실시하고 이후 정밀조사와 정밀조사해석(안정해석)을 통해 모니터링 또는 항구복구를 실시한다.

비교적 낮은 위험성을 내포하고 있거나, 현재 위험성이 거의 제거된 대상지의 경우 계측기 모니터링을 실시한다. 땅밀림 대상지 모니터링 중 변위가 감지될 경우 정밀조사를 실시하여 위험성을 판단하고 복구 또는 지속적인 모니터링을 실시해야한다.

단계 S16에서는 정밀조사를 실시한다. 정밀조사에서는 예비조사, 현장조사의 결과의 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석한다. 정밀조사는 지층의 구성 상태 및 지반 공학적 특성을 파악하고, 그 결과를 종합적으로 검토하여 안정적인 대책을 강구할 수 있는 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다.

정밀 조사 시 조사항목은 지형조사, 토양 및 지질조사, 지하수조사이다.

단계 S17에서 정밀조사 해석은 실태조사 및 지층구조 해석의 결과에 따라 해당 땅밀림의 원인 및 지층구조를 종합적으로 해명하여 땅밀림 피해저감 대책의 계획을 수립하는데 기초자료로 활용한다. 정밀조사 해석은 앞선 현장조사 및 정밀조사 등의 결과를 활용하여 땅밀림의 토질도건, 발생원인 및 이동특성을 규명하는데 목적이 있다. 그리고 땅밀림 피해저감 대책 시공계획이나 땅밀림 방지 효과검증의 결과로부터 새로운 내용이 조사된 경우 그 결과를 포함하여 재해석하도록 한다. 한편, 땅밀림 방지공은 경험적으로 필수적인 수로공 등을 제외하고 안정해석을 통하여 계획, 설계하기 때문에 적절한 계획을 위해서는 해석을 정확하게 할 필요가 있다.

단계 S18에서 정밀조사 해석 결과 고위험군으로 선정된 대상지는 전문가의 추천공법에 따라 항구복구를 실시한다.

단계 S19에서 정밀조사 해석 결과 비교적 낮은 위험성을 내포하고 있거나, 현재 위험성이 거의 제거된 대상지의 경우 계측기 모니터링을 실시한다. 땅밀림 대상지 모니터링 중 변위가 감지될 경우 정밀조사를 실시하여 위험요인을 제거하고 항구복구를 실시해야한다.

도 3은 땅밀림 현상을 설명하기 위한 도면이다.

땅밀림이란 땅속 깊은 곳에 위치한 점토층이나 지하수가 상승하며 토층(土層) 전체가 천천히 이동하는 현상을 말한다. 발생 규모가 산사태보다도 커서 적절한 대처가 필요하다.

땅밀림은 땅속 깊은 곳에서 점토층이나 지하수의 영향으로 인해 토층이 밀려 올라오면서 산 아래로 천천히 이동하는 현상을 가리킨다.

도 3에 나타난 바와 같이, 기존의 영역(S1)에서 일부가 산 아래로 천천히 이동하여 어긋난 영역(S2)을 확인할 수 있다.

산사태나 토석류와 달리 땅밀림은 비가 오지 않는 경우에도 발생할 수 있으며, 이동속도가 매우 늦어 평소에는 그 발생을 감지하지 못하는 경우도 있다.

더군다나 땅밀림은 발생 규모가 가장 크고, 그 피해 또한 산사태나 토석류에 비해　대규모로 발생할 수 있으므로, 발생 현상이 확인되는 즉시 적절한 대처가 필요하다. 무인원격감시시스템이 필요한 이유다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치는 땅밀림 발생지 관리체계에서 예비조사와 현장조사 이후 위험도 판정과 정밀조사 과정에서 원격으로 상시 모니터링 할 수 있도록 이용되어 예비조사, 현장조사의 결과를 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치를 나타낸 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치(10)는 상태 정보 입력부(100), 센싱 명령부(200), 상태 감지부(300), 토층밀림 판단부(400), 통신부(500)를 포함한다.

땅밀림 발생지 모니터링 장치는 땅밀림 발생지 관리체계에서 예비조사와 현장조사 이후 위험도 판정과 정밀조사 과정에서 원격으로 상시 토층 밀림 상태를 모니터링 할 수 있도록 이용되어 예비조사, 현장조사의 결과를 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석할 수 있도록 하는 장치이다.

상태 정보 입력부(100)는 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는다.

여기서, 지형 상태 정보는, 상기 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형, 지질, 지층 구조, 토양 상태 및 산림 상태로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.

구체적으로, 지형 상태 정보는 예비 조사와 현장조사 과정에서 수집된 데이터인 것이 바람직하다.

센싱 명령부(200)는 상기 지형 상태 정보에서 이상 상태를 감지하고, 상기 상태 감지부로 상기 토층의 이동을 센싱하는 명령을 전송한다.

센싱 명령부(200)는 상기 지형 상태 정보에서 상기 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 고도의 변화를 감지하거나, 기 촬영된 영상에서 지형, 지질, 지층 구조의 변화를 감지하는 경우, 토양 또는 산림을 구성하는 임목의 비율의 변화를 감지하는 경우 이상 상태로 판단한다.

구체적으로, 시간순서대로 촬영된 영상에서 제1 촬영 영상의 POC(Picture Order Count)와 제2 촬영 영상의 POC 간의 차이와 제1 촬영 영상의 POC와 제3 촬영 영상의 POC 간의 차이의 비를 기반으로 땅밀림 지역을 구분한 블록의 땅밀림 벡터(Slow-moving Landslide vector)를 도출하고, 도출한 땅밀림 벡터를 기반으로 상기 현재 블록 내 각 화소 별로 화소 단위의 인터 예측을 적용하여 상기 현재 블록 내 각 화소 별 예측값(predictor)을 도출하여 땅밀림의 발생 상태와 움직임의 방향을 예측할 수 있다.

상태 감지부(300)는 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송한다.

구체적으로, 상태 감지부(300)는 상기 토층의 내측과 외측에 기 설정된 이격 거리로 설치되어 지반의 변위를 측정하기 위한 다수의 변위 센서들을 포함하며, 상기 변위 센서들은, 상기 토층의 내측을 지표면을 중심으로 지층 구조로 구분하였을 때, 각 층 마다 하나 이상 설치된다.

이외에도, 상태 감지부(300)는 와이어신축계, 지중경사계, 지하수위계 및 강우량계로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함한다.

상태 감지부(300)의 계측센서는 와이어신축계와 지중경사계 그리고 지하수위계 및 강우량계 등으로 구성되는 것이 바람직하며, 계측 값이 권고기준을 초과하면 지자체 또는 알림 대상으로 위험 알림 메시지가 전송된다.

토층밀림 판단부(400)는 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단한다.

토층밀림 판단부(400)는 변위 감지 판정부(410)와 연결 감지 판정부(420)를 포함한다.

변위 감지 판정부(410)는 상기 변위 센서들로부터 측정된 지반의 변위값을 입력 받아, 상기 지반의 변위값에 따라 토층 밀림을 판단한다.

변위 센서는 대상물의 물리 변화량을 다양한 소자로 검지하여 그 변화량을 거리로 환산함으로써 센서에서 대상물의 거리를 계측한다. 사용하는 소자에 따라 광학식 변위 센서, 리니어 근접 센서, 초음파 변위 센서 등을 사용할 수 있다.

변위 센서로부터 토층의 이동 변화량을 감지하여 토층 이동 변화량이 설정된 임계 변위값보다 크게 측정될 경우, 위험도를 판정하고, 단순한 토사의 이동인지 땅밀림 현상에 따른 것인지를 확인하기 위해 연결 감지부의 커패시터들의 연결 상태를 확인하여 땅밀림 현상을 확인하게 된다.

연결 감지 판정부(420)는 연결 감지부의 상기 커패시터들의 연결 상태에 따른 정전 용량값을 입력 받아, 상기 정전 용량값의 변화에 따라 토층 밀림을 판단한다.

통신부(500)는 상기 위험도 판정부에서 판단한 판정 결과를 외부로 전송한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치는의 상태 감지부를 나타낸 도면이다.

도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치의 상태 감지부가 각 층별로 배열되여, 도 5의 (b)에 나타난 바와 같이, 땅 밀림으로 인해, 지층이 어긋날 경우 상태 감지부의 각 센서의 연결이 끊어짐에 따라 토층 밀림의 위치와 상황을 감지할 수 있다.

도 5에 나타난 바와 같이, 상태 감지부(300)는 제1층(L1)과 제2층(L2)에 각각 배열되며, 제1 변위 센서(311, 321)와 상기 제1 변위 센서에 대해 기 설정된 이격 거리로 설치된 제2 변위 센서를 전기적으로 연결하는 연결부(313, 323) 및 상기 연결부로 연결되되, 연결 감지부(314, 324)는 상기 제1 변위 센서와 상기 제2 변위 센서 각각에 함께 배치되는 커패시터들(312, 322)을 포함하여 상기 변위 센서들의 연결 상태를 감지한다.

예를 들어, 커패시터들이 전부 연결되었을 때를 임계 정전 용량값으로 설정한 후, 정전 용량값의 변화에 따라 땅 밀림을 감지하며, 또한 정전 용량값에 따라 연결 감지부로부터 가까이 위치하는 연결부의 끊어짐인지, 멀리 위치하는 연결부의 끊어짐인지를 감지할 수 있으므로, 땅밀림의 위치를 파악하는 것도 가능하다.

도 6의 (a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 땅밀림 발생지 모니터링 장치의 상태 감지부가 각 층의 평행한 위치로 배열되여, 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이, 땅 밀림으로 인해, 일층과 상단에 위치한 상층이 어긋날 경우 상태 감지부의 각 센서의 연결이 끊어짐에 따라 토층 밀림의 위치와 상황을 감지할 수 있다.

도 6에 나타난 바와 같이, 상태 감지부(300)는 제1층(L3), 제2층(L4), 제3층(L5)에 각각 평행하게 배열되며, 제1 변위 센서(331, 341)와 상기 제1 변위 센서에 대해 기 설정된 이격 거리로 설치된 제2 변위 센서를 전기적으로 연결하는 연결부(333, 343) 및 상기 연결부로 연결되되, 연결 감지부(334, 344)는 상기 제1 변위 센서와 상기 제2 변위 센서 각각에 함께 배치되는 커패시터들(332, 342)을 포함하여 상기 변위 센서들의 연결 상태를 감지한다.

지상측의 수신부는 연결 감지부로부터 송신된 신호를 수신하고 어긋난 위치를 판별한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 변위 센서들은, 상기 토층의 지층 구조에서, 제1 층에 기 설정된 이격 거리로 n×n(여기서 n은 자연수이다.) 배열 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 변위 센서들은, 상기 토층의 지층 구조에서, 제1 층에 배열되는 변위 센서들과 상기 제1층의 상단에 위치하는 제2 층에 배열되는 변위 센서들이 기 설정된 이격 거리로 각각 평행하게 놓여진다.

이외에도, 토층의 구조와 어긋남을 감지하고자 하는 상황에 따라 변위 센서의 배열을 다르게 하여 각각 다른 토층의 구조에 따라 땅 밀림 상황을 감지하는 것이 가능하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 땅밀림 발생지 조사 시스템 및 이의 모니터링 장치의 모니터링 방법을 나타낸 흐름도이다.

단계 S110에서 상태 정보 입력부(100)는 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는다.

단계 S120에서 센싱 명령부(200)는 상기 지형 상태 정보에서 이상 상태를 감지하고, 상기 상태 감지부로 상기 토층의 이동을 센싱하는 명령을 전송한다.

단계 S130에서 토층밀림 판단부(400)의 임계 변위값과 임계 정전 용량값을 설정한다.

단계 S141 내지 S143에서 상태 감지부(300)는 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송한다.

단계 S150에서 변위 감지 판정부(410)는 상기 변위 센서들로부터 측정된 지반의 변위값을 입력 받아, 단계 S160에서 상기 지반의 변위값에 따라 토층 밀림을 판단한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 상태 감지부(300)는 강우량계, 와이어 신축계, 지중경사계, 지하수위계, 텐시오미터, 토양수분계를 적용하는 것이 가능하며, 이외에도 광학식 변위 센서, 리니어 근접 센서, 초음파 변위 센서를 이용하는 것도 가능하다.

단계 S170에서 연결 감지 판정부(420)는 연결 감지부의 상기 커패시터들의 연결 상태에 따른 정전 용량값을 입력 받아, 단계 S180에서 상기 정전 용량값의 변화에 따라 토층 밀림을 판단한다.

단계 S190에서 통신부(500)는 상기 위험도 판정부에서 판단한 판정 결과를 외부로 전송한다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims

땅밀림 발생지 관리체계를 수행하는 땅밀림 발생지 조사 시스템에 있어서,
상기 땅밀림 발생지와 근접한 지역의 입지환경, 기상환경 및 사회환경 중 적어도 하나를 포함하는 데이터를 수집하여 예비조사를 수행하는 예비조사 수행부;
상기 예비조사 결과를 기반으로 상기 땅밀림의 발생 범위와 규모를 결정하고, 상기 땅밀림 발생지의 특성을 표출하는 땅밀림 발생지도를 작성하는 현장조사 수행부;
상기 땅밀림 발생지의 각 영역별로 물리적 위험성을 분석하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 1차 위험도를 판정하는 위험도 판정부; 및
상기 1차 위험도 판정 여부에 따라 상기 땅밀림 발생지의 일 영역에 대해 모니터링을 실시하는 모니터링부;를 포함하며,
상기 모니터링부는, 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는 상태 정보 입력부; 상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부; 및 상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 토층 밀림 판단부;를 포함하고,
상기 상태 감지부는, 상기 토층의 내측과 외측에 기 설정된 이격 거리로 설치되어 지반의 변위를 측정하기 위한 다수의 변위 센서들을 포함하며,
상기 변위 센서들은, 상기 토층의 내측을 지표면을 중심으로 지층 구조로 구분하였을 때, 각 층 마다 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위험도 판정부에서 1차 고위험군으로 선정된 영역에 대해 상기 예비조사와 현장조사의 결과를 확인하고 땅밀림 발생과 특성을 기구를 통해 해석하는 정밀조사를 수행하는 정밀조사 수행부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템.
제2항에 있어서,
상기 정밀조사 수행부의 상기 1차 고위험군으로 선정된 땅밀림 발생지의 실태조사 및 지층구조 해석의 결과에 따라 땅밀림의 원인 및 지층구조를 해석하고, 상기 1차 고위험군으로 선정된 땅밀림 발생지의 각 영역별로 안정해석을 통하여, 상기 물리적 위험성이 높은 순서대로 2차 위험도를 판정하는 안정해석부; 및
안정해석의 결과 2차 고위험군으로 선정된 대상지에 따라 항구복구를 실시하는 복구 시행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 상태 감지부는,
제1 변위 센서와 상기 제1 변위 센서에 대해 기 설정된 이격 거리로 설치된 제2 변위 센서를 전기적으로 연결하는 연결부; 및
상기 연결부로 연결되되, 상기 제1 변위 센서와 상기 제2 변위 센서 각각에 함께 배치되는 커패시터들을 포함하여 상기 변위 센서들의 연결 상태를 감지하는 연결 감지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템.
제6항에 있어서,
상기 토층 밀림 판단부는,
상기 연결 감지부의 상기 커패시터들의 연결 상태에 따른 정전 용량값을 입력 받아, 상기 정전 용량값의 변화에 따라 토층 밀림을 판단하는 연결 감지 판정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템.
제7항에 있어서,
상기 토층 밀림 판단부는,
상기 변위 센서들로부터 측정된 지반의 변위값을 입력 받아, 상기 지반의 변위값에 따라 토층 밀림을 판단하는 변위 감지 판정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 조사 시스템.
토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 상태 정보를 입력 받는 상태 정보 입력부;
상기 토층의 내측과 외측에 일정 간격 또는 특정 지점에 하나 이상 설치되어 토층의 이동을 센싱 후 전송하는 상태 감지부; 및
상기 상태 감지부가 센싱한 데이터를 입력 받고, 상기 토층이 기 설정된 범위보다 초과하여 이동한 경우에 토층 밀림을 판단하는 토층 밀림 판단부;를 포함하며,
상기 지형 상태 정보는, 상기 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형, 지질, 지층 구조, 토양 상태 및 산림 상태로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하고,
상기 상태 감지부는, 상기 토층의 내측과 외측에 기 설정된 이격 거리로 설치되어 지반의 변위를 측정하기 위한 다수의 변위 센서들을 포함하며,
상기 변위 센서들은, 상기 토층의 내측을 지표면을 중심으로 지층 구조로 구분하였을 때, 각 층 마다 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 모니터링 장치.
삭제
제9항에 있어서,
상기 상태 감지부는,
제1 변위 센서와 상기 제1 변위 센서에 대해 기 설정된 이격 거리로 설치된 제2 변위 센서를 전기적으로 연결하는 연결부; 및
상기 연결부로 연결되되, 상기 제1 변위 센서와 상기 제2 변위 센서 각각에 함께 배치되는 커패시터들을 포함하여 상기 변위 센서들의 연결 상태를 감지하는 연결 감지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 모니터링 장치.
제11항에 있어서,
상기 변위 센서들은,
상기 토층의 지층 구조에서, 제1 층에 기 설정된 이격 거리로 n×n(여기서 n은 자연수이다.) 배열 되는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 모니터링 장치.
제11항에 있어서,
상기 토층 밀림 판단부는,
상기 연결 감지부의 상기 커패시터들의 연결 상태에 따른 정전 용량값을 입력 받아, 상기 정전 용량값의 변화에 따라 토층 밀림을 판단하는 연결 감지 판정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 모니터링 장치.
제11항에 있어서,
상기 토층 밀림 판단부는,
상기 변위 센서들로부터 측정된 지반의 변위값을 입력 받아, 상기 지반의 변위값에 따라 토층 밀림을 판단하는 변위 감지 판정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 모니터링 장치.
제9항에 있어서,
상기 지형 상태 정보에서 이상 상태를 감지하고, 상기 상태 감지부로 상기 토층의 이동을 센싱하는 명령을 전송하는 센싱 명령부;를 더 포함하며,
상기 센싱 명령부는, 상기 지형 상태 정보에서 상기 토층의 밀림을 판단하고자 하는 영역의 지형 고도의 변화를 감지하거나, 기 촬영된 영상에서 지형, 지질, 지층 구조의 변화를 감지하는 경우, 토양 또는 산림을 구성하는 임목의 비율의 변화를 감지하는 경우 이상 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 땅밀림 발생지 모니터링 장치.