본 연구에서는 밭가뭄을 선제적으로 대응하기 위한 자료를 구축하고자 충청도 지역 대표 밭작물의 시공간적 부족수량을 파악하였다. 고추 등 5개 대표 밭작물과 충청도의 5개 지역을 선정하였고, 작물별 필요수량과 지역별 공급량을 고려하여 부족수량을 산정하였다. 한국농어촌공사의 HOMWRS (Hydrological Operation Model for Water Resource System) 모형을 이용한 작물의 필요수량과 공공관정과 민간관정의 채수량, 상수도 공급량을 조사하여 지역별 용수공급량을 평가하였다. 2014년부터 2018년까지 5년간의 월별 평균 필요수량과 공급량의 차이에 따른 부족수량 을 기준으로 가뭄수준과 시기를 분석하였다. 공공관정, 민간관정, 상수도 공급량 순으로 필요수량과 차이를 산정한 결과 예산(사과)의 6월 부족수량이 가장 높았고, 괴산(콩)의 8월이 두번째로 나타났다. 그 외 지역에서는 관정과 상수도 공급량을 모두 고려할 경우 대체적으로 안정적인 공급이 가능하였으나, 청양(고추)에서 2018년 7월과 8월에 공급량이 부족한 것으로 나타났다. 시공간적 가뭄수준 분석 결과는 공간적 우선순위 결정과 시기별 공급량 확보를 위한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

최근 기후변화로 가뭄, 홍수 등 재해의 빈도와 강도가 높아지고 있다. 이러한 재해의 피해를 줄이기 위해서는 시공간적 현황 파악을 통한 대비가 필요하다. 본 연구에서는 가뭄의 피해를 최소화하고자 지역별 밭작물의 필요수량과 공급량을 고려하여 밭가뭄 지역 등급화 실시하였고, 월별 비교를 통해 가뭄 취약 시기를 파악하였다. 전국 148개 지역 중 안전지역(Ⅰ), 안전지역(Ⅱ), 우려지역, 상습지역으로 구분한 25개 지역을 선정하였으며, 이 지역의 월별 필요수량 대비 공급량 분석을 하였다. 필요수량 산정의 재배작물은 콩으로 선정하였으며, 공급량은 공공관정, 민간관정, 상수도 자료를 분석하였다. 필요수량 대비 공급량이 봄철은 안전지역(Ⅰ), 안전지역(Ⅱ), 우려지역, 상습지역에서 각 1,281.5%, 667.6%, 729.5%, 316.3%, 가을철에는 각 436.0%, 212.8%, 213.9%, 105.3%로 공급이 충분할 것으로 분석되었으나 여름철에는 각 82.4%, 40.6%, 42.6%, 20.0%로 용수공급 이 부족한 것으로 분석되었다. 콩의 재배 기간인 5~9월에 관정(공공+민간)으로의 공급량은 대부분 지역에서 부족한 것으로 분석되었다. 이러한 분석을 통해 용수 부족이 발생하는 재배기간 동안 용수확보 방안이 필요하다.

본 연구에는 가뭄의 유발 요인으로 강수량, 기온, 상대습도 등의 기상현상을 활용하고 가뭄 피해로 인한 대응 요소로서 대체수원, 제한급수, 운반급수 등의 비상급수를 적용하여 AI기반 가뭄 대응 정보 구축 방안을 구성하였다. AI 머신 러닝 기법 중 널리 사용되는 의사결정나무 모형을 통하여 예측 기법을 수립하였다. 연구 대상 지역은 비상급수 활용 빈도가 높고 종관기상관측소가 존재하는 충주시, 안동시, 의성군을 선정하였다. 자료 기간은 2014년부터 2019년까지의 자료를 이용하였으며, 가뭄 유발 기상요인으로 ASOS의 강수량 및 기온, 습도를 이용하고 가뭄 피해 요소로 국가 가뭄정보 포털의 비상급수 현황 자료를 활용하였다. 모형 학습 결과 정확도가 약 0.97, F1-Score가 약 0.5로 나왔으며, 이는 비상급수가 필요한 상황과 그렇지 않은 상황을 97%의 확률로 예측할 수 있음을 의미하며, 비상급수가 필요했던 표본만을 대상으로 했을 경우 약 50%의 확률로 예측이 가능한 것을 의미한다. 따라서 의사결정나무 모형을 적용하여 예측 정확도를 분석한 결과 가뭄 대응 비상급수 준비지역 예측을 위한 적용성이 높은 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구에서는 기상 조건만을 가뭄 유발 요인으로 반영하였기 때문에, 공급수량 부족 등의 요인을 추가적으로 검토할 필요가 있으므로 가뭄과 연관된 요소인 저수지 용량 등을 추가하고 비상급수 이외의 피해 요소 역시 확장하여 연구를 개선하고자 한다.

최근 다양한 공간정보 활용에 대한 인식이 높아지면서 공간정보산업은 상당 수준 발전하고 있으며, 이에 따른 지리정보와 관련된 다양한 웹서비스가 제공되고 웹을 통한 정보 활용이 가능한 환경으로 발전하였다(2007, 장윤섭). 이러한 웹을 통한 정보 유통의 수요가 증가함에 따라 자료 제공측면에서 표준화의 중요성이 갈수록 강조되고 있다. 웹서비스 표준화 관련 분야는 ISO (International Organizatio n for Standard), OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards ), WS-I (Web Services Interoperability Organization) 등 국제 표준화 기구에서 연구가 진행되고 있으며, 특히 2014년 현재 총 505개의 기관이 참여하고 있는 OGC (Open Geospatial Consortium)에서는 Web GIS Service와 관련하여 표준화가 진행되고 있다(http://www.opengeospatial.org). 그러나 우리나라의 경우 공간정보 분야에서 그 필요성에 비하여 아직까지는 표준에 대한 관심과 개발 및 적용을 위한 노력이 다소 미흡한 실정이다(2010, 이기원). 하천공간정보의 표준화 및 웹서비스에 대한 효율적인 제공 체계 구축을 위해서는 공간정보 제공에 적합한 표준 선정과 적용이 필요하다. 국제 표준 중 OGC 표준 기반의 WMS (Web Map Service)는 분산환경에서 지리적으로 등록된 Map Image를 요청하는 표준 프로토콜이며, 별도의 프로그램 없이 웹으로 지리정보를 제공하기 때문에 하천공간정보 웹서비스 표준화에 대하여 WMS 준용을 고려할 필요가 있다. 따라서 OGC 표준 기반의 WMS를 활용하여 하천공간정보에 대하여 효율적인 데이터 처리 및 공간 분석 등을 적용하기 위한 추진 방안을 제시하였다. 이를 통해 표준화된 웹 기반 API(Application Programming interface)를 활용하여 효율적이고 체계적인 하천공간정보를 제공할 수 있는 기틀 마련이 가능할 것으로 사료된다.

2009년 OECD (Organization for Economic Co-operation and Development])는 열린 정부의 실현을 위해 시민 참여를 통한 정책 평가 향상, 신기술과 참여형 웹의 적극적 활용을 통합 지침으로 제시하였다. 공공데이터와 민간데이터의 조합으로 경제 활성화에 기여할 다양한 정책들이 추진되고 있다. 특히 미국, 영국 등은 새로운 웹 기술을 적극적으로 활용하여 정부의 공공데이터를 공개하고 있다. 아울러, 하천 관련 정보의 종류와 양이 다양해지고 있으며, 하천 정보의 중요성 확대로 인해 수요가 증가하면서 한계점으로 지적되고 있는 정보 공유와 관리의 실효성을 향상시키기 위해서는 무엇보다 자료표준화가 선행되어야 하고, 하천 관련 정보 항목의 정의 및 자료 생성기준의 표준화와 더불어 정보공유 프로토콜 등 자료 공유의 표준화된 기법 도입이 필요하다. 본 연구에서는 오픈데이터 기반의 효율적인 하천공간정보의 관리 및 공유를 위한 관련기관 및 대민서비스 정보 제공, 공간분석을 위한 정보 분류 체계 구성, 메타데이터 구축, 네트워크상에서 쉽게 접근이 가능하고 원하는 데이터를 얻을 수 있는 서비스 시스템 등에 대한 국내외 표준현황을 조사하고 분석하여 표준을 준수한 하천공간정보 제공 시스템을 개발하였다.

기후변화 등으로 인해 우리나라를 비롯한 전 세계적으로 물관련 재해 빈도는 지속적으로 증가하고 있으며, 경제발전에 따라 관련 피해 규모도 기하급수적으로 커지고 있는 실정이다. 따라서, 물관련 재해에 대한 국가적 대응 체계 구축 뿐만 아니라 재해예측 정확도를 향상시키기 위한 다양한 노력이 필요하다. 아울러, 정부 3.0 시대를 맞이하여 국가가 수재해 관련 정보를 국민들이 실시간으로 쉽고 간편하게 이용할 수 있도록 하는 정보제공 체계 구축이 필요한 시점이다. 이를 위해서는 국토교통부 및 기상청 등 다양한 정부부처에서 획득되는 자료 뿐만 아니라 미국 등 선진국에서 제공하고 있는 다양한 위성영상을 통합하고 종합적으로 분석할 수 있는 국가적 시스템 구축이 요구된다. 이를 통해 동남아 및 아프리카 등 저개발 국가의 물관련 재해 예측 및 전지구적 차원의 기후변화 대응 노력에 동참함으로써 선진국으로서의 책임과 위상 강화는 물론 글로벌 물산업 진출을 위해 필요한 핵심 정보들을 전략적으로 획득할 수 있는 체계가 마련될 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내외에서 현재 운용 중에 있는 위성영상, 레이더 강우, 자동기상관측소 등에서 획득되는 다양한 물관련 정보들을 융합해 국지 혹은 광역적인 지역에 대한 가뭄이나 하천건천화, 홍수 등과 같은 수재해를 과학적이고 효율적으로 감시, 평가 및 예측하기 위해 필요한 기술들을 제시하고자 한다.

지난 90년대 후반 국가적 차원에서 진행된 각종 정보화 사업으로 인해 다양한 분야에서 많은 양의 정보가 데이터베이스로 구축되어 활용되고 있으며, 이를 통해 수자원 분야에서도 하천관리지리정보시스템(RIMGIS) 및 국가수자원관리종합정보시스템(WAMIS) 등이 개발되었다. 수자원과 관련된 각종 정보시스템들은 효율적인 수자원의 관리 및 이용을 위해 필수적이고 핵심적인 정보들을 중심으로 방대한 양의 데이터베이스가 구축되었다. 이러한 관련 시스템들은 이수, 치수, 환경생태 및 시설물 관리 등 국민의 안전과 직결되는 매우 중요한 자료들을 기반으로 하고 있다.<br>현재 운용되고 있는 물 관련 시스템들은 최근 빈번하게 발생하고 있는 홍수, 가뭄 및 수질오염 사고 등에 대응할 수 있는 각종 정책을 수립하는데 많은 기여를 하고 있다. 그러나 보다 더 효율적이고 과학적인 수재해 대응을 실현하기 위해서는 IT 기술을 적극적으로 활용해 현재 운영되고 있는 물관리 시스템에 대한 효율성을 극대화시킬 필요가 있다. 특히, 다양한 정부부처 및 공공기관에서 구축한 많은 양의 하천정보를 국가적 차원에서 종합적으로 이용하기 위해서는 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 기술, 링크드데이터 기술 등 서비스 지향 아키텍처(SOA)를 기반으로 하는 정보제공 서비스 연구가 필요하다. 이는 다양한 정부부처 및 공공기관에서 구축한 하천정보를 데이터 통합, 연계 및 분산된 데이터를 쉽게 서비스 할 수 있으며, 타 시스템들과 실시간으로 데이터를 교환하여 융복합 서비스 제공이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 수재해에 즉각적으로 대응할 수 있는 하천정보의 접속, 교환, 저장 등 서비스 지향 아키텍쳐 기반의 하천정보 제공 서비스를 제시하고자 한다.

본 연구에서는 RHESSys (Regional Hydro-Ecologic Simulation System) 모형과 관측 자료를 이용하여 유출량, 증발산량, 토양수분량, 총일차생산량과 순광합성량을 평가하고자 한다. 수문생태모형인 RHESSys는 물, 탄소 및 질소 순환과 지형공간적 변화에 따른 물질이동을 모의할 수 있다. 대상유역은 설마천 유역(8.5 km2)으로 우리나라 북서쪽에 위치하고 있다. 유역의 90% 이상이 산림유역이고, 토양은 대부분 사양토이다. 2007～2009년의 관측 일유출량을 이용하여 유출량을 검·보정하였고, 증발산량은 에디 공분산 방법에 의한 플럭스 타워로부터 관측되었으며 토양수분은 신뢰할만한 실측자료를 바탕으로 모형의 보정(2007～2008) 및 검증(2009)을 실시하였다. 또한 지구의 탄소순환을 규명할 수 있는 식생의 순광합성량과 총일차생산량에 대한 모형의 검·보정은 Terra 위성의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 센서를 이용한 산출물인 순광합성량과 총일차생산량 자료를 바탕으로 모형의 보정(2007) 및 검증(2008)을 실시하였다. 모의 결과 보정기간 동안의 상관계수와 Nash-Sutcliffe 모형 효율은 유출량은 0.74와 0.63이었고, 증발산량과 총일차생산량의 상관계수는 각각 0.54와 0.93이었다. 모형 검정결과 유출량의 상관계수와 Nash-Sutcliffe 모형 효율 각각 0.92와 0.84였으며, 총일차생산량의 상관계수는 0.93이었다.

본 연구는 충주댐 유역을 대상으로 SLURP 모형에서 RS, GIS를 이용한 융설매개변수 적용 및 영향을 평가하고자 한다. 모형의 음설 관련 매개변수 준비를 위해 3 set (1998-1999, 2000-2001, 2001-2002)의 NOAA AVHRR 위성영상을 분석하였다. 적설분포면적은 채널 1번, 3번, 4번을 이용하여 추출하였고, 적설심은 지상기상관측소의 적설심 자료를 이용하여 공간적으로 내삽하여 추출하였다. 융설 매개변수와 DEM, 토지피복도

융설 모형을 이용하여 융설 기간 동안의 하천유출량을 모의하기 위해서는 융설 관련 매개변수의 정립이 반드시 필요하다. 우리나라의 경우 관측 자료의 부족으로 인하여 적설분포면적, 적설심, 적설분포면적 감소곡선과 같은 융설 관련 매개변수의 추출이 불가능하였다. 본 연구에서는 1997년부터 2003년까지의 겨울철(11월-4월) NOAA/AVHRR 위성영상을 이용하여 한반도의 적설분포도를 추출하고 기상청의 69개소 유인지상기상관측소의 기상자료 중 최심적설심 자료