본 연구에서는 지상 관측우량계로 측정한 강우량을 실제 지표면에 떨어지는 강우에 근접한 양이 되도록 보정함으로써, 유출해석을 비롯한 기타 수문해석에서 신뢰도 높은 결과를 도출하는데 목적이 있다. 지상우량계에서 관측되는 강우량에 미치는 바람의 영향을 분석하기 위하여, 표준기상관측소인 추풍령기상대에 설치된 바람막이가 있는 우량계와 기준우량계의 자료를 획득하였다. 단순선형회귀 모형과 신경망 모형을 이용하여 강우보정 모델을 구축하였으며, 감천유역의 7개 지점에 대해 지상강우를 보정하였다. VfloTM모형을 이용한 유출모의를 통해 보정된 강우의 신뢰도를 검증하였다. 단순선형회귀 모형을 사용하여 풍속구간별로 보정한 강우량은 실제 강우량보다 5%~18% 큰 강우량을 나타냈으며, 강우획득에서의 바람의 영향은 1.6~3.3m/s의 풍속구간에서 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 풍속구간 5.5이상에서는 자료의 개수가 전체자료의 0.7%로 매우 작고, 이상치가 획득됨으로써 회귀모형의 적용성이 떨어진다고 판단하였다. 반면에 신경망 모형을 이용한 지상 관측강우의 보정에서는 전체적으로 관측 값보다 10%~20% 정도 작은 강우가 추정되었다. 통계오차분석을 실시한 결과, 획득한 강우량의 극치값이 크게 나타날수록 선형회귀 모형의 적용성이 높게 나타났으며, 전체적으로 편차가 크고 평균 강우획득량이 클수록 신경망 모형의 적용성이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 수문해석에 있어 지역별 강우특성에 따라 기준우량계(pit guage)를 이용한 적합한 강우 보정방법을 사용함으로써 신뢰도 높은 수문해석이 이루어질 것으로 기대한다.

강우관측망 평가는 가용한 수자원의 정확한 양을 파악하기 위해, 또한 강우-유출의 해석에 있어서 입력자료로 사용되는 면적평균강우량의 적절한 추정을 위해 중요하다. 따라서 강우관측망의 평가와 보완은 유역의 전반에 걸쳐 내린 면적평균강우량을 산정하기 전에 반드시 고려되어야 할 부분이다. 관측소 설치의 다양한 목적인 면적평균강우량의 정도 있는 추정을 고려하면 강우관측소는 공간적으로 균등하게 설치된 경우가 가장 이상적이다. 이에 본 연구에서는 보다 향상된 유역 면적평균강우량 산정을 위한 평가방법론을 제시하고, 4대강 유역 및 섬진강 유역에 대해 강우관측망의 공간적 특성을 파악하였다. 강우관측소의 공간적 분포 특성은 최근린 지수(nearest neighbor index)를 이용하여 정량화하였다. 아울러 2013년의 강우사상에 대해 산술평균법, 티센법, 추정이론을 이용하여 면적평균강우량을 산정하고 각 경우에 대해 오차를 평가하였다. 그 결과 공간분포가 우수한 유역은 면적평균강우량의 추정오차가 상대적으로 작으며, 반대로 공간분포가 왜곡된 유역의 경우는 상대적으로 추정오차가 큼을 확인하였다.

강우량은 관측소의 설치고도에 따라 관측량의 편차가 심하며, 이로 인해 도시지역과 산지지역의 강우발생 특성이 다르다. 이로 인해 산지 돌발홍수가 자주 발생하고 있으며, 따라서 산악 지역의 경우 강우관측소의 밀도가 높아야 한다. 강우관측소의 고도를 고려한 관측망의 평가는 유역평균강우량 산정 및 레이더 자료의 보정에 있어 중요한 과정이 된다. 이에 본 연구에서는 강우관측소의 설치고도를 고려한 강우관측망을 평가방법론을 제시하였다. 강우관측소의 설치고도를 고려한 강우관측망 평가를 위해 고도별 면적에 해당되는 관측소 설치밀도의 변동계수(CV: Coefficient of Variation)를 이용하였다. 변동계수는 자료의 표준편차와 평균의 비를 의미하며 표준편차를 평균으로 나누어 간단히 산정할 수 있다. 일반적으로 변동계수가 작으면 자료의 분포가 균일(고도별로 설치된 관측소가 일정)하다고 판단하며, 반대로 변동계수가 크면 자료의 편차가 심해 고도별도 설치된 강우관측소의 밀도가 일정하지 않다고 판단할 수 있다.

본 연구는 기상청에서 개발한 초단기 강수예측시스템인 KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System)와 KLAPS를 기반으로 생산된 한반도강수합성장(composite precipitation on Korean peninsula)을 비교·분석하여 산사태 위험도 평가를 위한 데이터 활용성과 효과성을 검토하고자 한다. 그리고 GIS기법 및 산사태발생예측식을 이용하여 기상관측자료, KLAPS, 한반도강수합성장의 실제 산사태발생 모의정도를 파악하고자 한다. 이를 통해 KLAPS와 한반도강수합성장이 산사태 예측 및 특성분석을 위한 자료로써 사용될 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

기후변화에 따라서 강수량과 강수의 강도는 지속적으로 증가하여 집중호우의 빈도가 높아질 것으로 예측되고 있으며, 이러한 집중호우에 의한 피해를 최소화하기 위해서는 강수에 대한 지속적인 관측 및 그에 대한 특성 분석이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 집중호우 사례에 대한 종관기상상태에 따라 그 원인을 분류하고, 분류된 사례의 강수율, 수직낙하 속도, 강수입자의 크기 등에 대한 제반 특성을 분석하였다. 본 연구에서 경상남도 김해시를 대상으로 2011년 여름철 기간 동안(총 34일의 강수일) AWS와 2DVD를 이용하여 관측을 수행하였다. 집중호우 사례는 장마전선, 태풍, 기압골, 고기압 가장자리의 4가지 원인으로 분류되었다. 각 사례에 대한 대표사례일의 강수율, 빗방울 크기분포, 강수의 침강속도, 강수직경에 따른 입자의 편평도를 분석해본 결과, 강수 입자크기와 입자에 따른 수직 낙하 속도와 편평도의 변화를 알 수 있었다. 또한 각 시간대의 강수율은 평균 강수율이 아닌 수 차례의 peak를 나타내었는데 이를 10분 단위로 세분화 시켜 분석해본 결과, 시간 강수량의 강수율과 강수입자의 분포와 거의 유사하게 나타났으며, 10분 간격으로 나타나는 강수량의 편차가 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이는 강수에 의한 재해는 짧은 시간에 많은 비가 내리는 것이기 때문에 기후변화에 따른 집중호우의 특성을 밝히고, 대비책을 수립하는데 기초자료를 제시해 줄 것으로 판단된다. 향후 보다 장기적인 관측을 통해 많은 사례에 대한 분석이 이루어진다면 기후변화로 인해 변화하고 있는 강수의 특성에 대해 이해할 수 있을 것이며, 향후 집중 호우 등에 의한 재해를 예방하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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.

강우관측소 설치의 다양한 목적 중 면적평균강우량의 정도 있는 추정을 고려하면 강우관측소는 공간적으로 균등하게 설치된 경우가 가장 이상적이다. 아울러 산지효과를 파악하기 위해서는 강우관측소의 고도별 설치밀도 파악이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 강우관측소의 공간적 분포특성과 강우관측소의 고도별 특성을 동시에 고려하기 위해 유클리디언 거리를 이용하여 2개의 목적함수를 통합하였다. 강우관측소의 공간적 특성은 최근린지수를 이용하여 정량화하였으며, 관측소의 고도별 설치밀도의 특성은 변동계수를 이용하여 평가하였다. 이를 4대강 유역에 대해 적용하여 유역별 강우관측망을 평가 및 비교하였다.

본 연구의 목적은 앙상블 칼만필터링 기법과 연속형 강우-유출모형을 연계한 SURF 모형과 Auto ROM을 결합한 실시간 댐 수문량 예측모형(DHVPM)을 개발하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 충주댐 상류유역을 선정하였으며 2006∼2009년 동안 연최대 유입량이 발생한 4개 사례를 선정하였다. 관측유량 자료동화 적용에 따른 선행시간 1시간 유입량에 대한 첨두유량 상대오차, 평균제곱근오차, 모형효율성계수를 산정한 결과, 2007년 첨두유량 상대오차 결과를 제외한 모든 사례에서 자료동화기법을 적용한 결과가 우수한 것으로 나타났다. 현시점으로 가정한 가상시점에서 예측선행시간 10시간에 대해 유입량을 예측한 결과에서, 유역평균강우량의 오차가 큰 경우에 대해 자료동화기법을 적용함으로써 예측 유입량의 오차가 줄어드는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 실시간 예측유입량의 정확도를 향상시키기 위해서는 관측유입량의 실시간 활용이 가능한 환경에서 자료동화기법을 연계한 유입량 예측모형을 이용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

해운대 해수욕장 이안류 안전사고의 예방을 목적으로, 다양한 해상조건에 따른 시뮬레이션을 기반으로 정량화된 이안류 발생가능성으로부터 추정된, 따라서 실시간 관측자료에 따라 경보할 수 있도록 하는 이안류 경보지수 함수를 연구하였다. 이안류 발생정도를 정량화하기 위해 Choi et al. (2011, 2012b)의 Boussinesq 모델링과 이안류 발생 가능계수의 정의를 사용하였고, 이안류관련 파랑특성과 같은 관측물리량에 대하여 발생가능 시나리오를 수립하여 광범위하고 정도높은 시뮬레이션을 수행하므로 그에 따른 이안류 발생가능 정도의 분포를 추정하였다. 이 추정된 분포에 부합하는 적절한 경험함수를 도출하고, 그 함수를 현실적으로 관측가능 해상조건에 따라 지수화 하였다. 본 연구에서 2011년 6월부터 9월까지 운영된 해운대 파랑부이 관측자료를 제시한 이안류 위험지수 함수에 적용하고, 몇 차례 CCTV를 통해 확인된 이안류 발생시점에 대하여 적용한 결과를 제시하고 고찰한다. 더불어 문제점과 향후 개선방향에 대하여 논의한다.

기후변화로 야기될 수 있는 태양복사에너지의 공간적인 불균형은 수자원을 포함한 전반적인 생태 시스템에서의 에너지 불균형을 초래한다. 따라서 정확한 에너지의 흐름을 이해하기 위하여 정량적인 관측을 목적으로 하는 플럭스 타워가 세계 곳곳에 설치되어 운영되고 있다. 국내의 주요 지역에서도 플럭스 타워를 통안 관측이 실시되고 있는 데, 본 연구에서는 이 중 설마천과 청미천 유역의 플럭스 타워의 자료를 대상으로 수문기상 및 생태학적으로 중요한 역할을 하는 에너지원인 하향 단파 및 장파 복사량과 순복사량을 기존의 연구에서 제안된 물리식을 기반으로 계산하고, 산정된 순복사량과 관측 자료를 비교·검증하였다. 이를 통하여 관측이 미흡한 수문기상인자에 대해 기존의 물리적인 방법의 사용 가능성 및 관측 자료의 활용 가능성을 확인하였다.

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.

위성항법중앙사무소는 다수의 DGNSS 기준국을 운영하고 있으며 이 중 일부 기준국은 타 기준국에 비해 TEQC 품질평가 결과가 저조하다. 이에 이 연구에서는 GPS 관측자료의 품질향상을 위해 품질을 저하시키는 요인을 찾아 규명하고자 한다. 비교실험 대상은 TEQC 품질평가가 상대적으로 저조한 충주기준국을 대상으로 진행하였다. 현장조사를 통해 GPS 신호를 차단 또는 방해하는 장애물은 존재하지 않는 것으로 확인되었다. 비교실험은 주변의 환경적 요인을 고려한 동시관측 비교실험과 관측장비의 이상요인을 고려한 장비교체 비교실험으로 진행하였다. 동시관측 비교실험 결과에서는 실험용 관측기기에서 양질의 데이터가 기록되어 충주기준국 주변의 환경적인 부분은 품질저하의 주된 요인이 아님을 확인하였다. 기준국의 주요 관측장비를 하나씩 교체하며 진행한 장비교체 비교실험에서는 실험용 수신기에 기록된 데이터의 품질이 가장 양호함을 확인하였다. 상위 2가지 비교실험을 통해 수신기의 이상이 GPS 관측자료의 품질을 저하시키는 주된 요인임을 확인하였다.

본 연구에서는 미계측 강수자료를 생성하여 공간 해석함으로써 제주도의 정확한 수문총량을 산정하였다. 미계측 강수자료는 본 연구에서 제시된 수정된 다중회귀선형 모형으로 생성하였으며 공간강수량은 PRISM을 적용하여 구하였다. 수정된 다중선형회귀 모형에 의한 미계측 강수자료의 추정 값들은 기존의 강수 패턴과 유사한 양상을 나타내어 모형의 정확도가 우수한 것으로 나타났으며, 공간강수량의 해석 결과는 Case 1(원자료)과 Case 2(미계측 강수자료를 보완한 자료)의 연평균 강수량이 약 1.5%의 미미한 차이를 나타내었으나 고도별 연평균 강수량 차이는 최대 37.4%가 증가하는 것으로 산정되었다. 따라서 본 연구에서 제안한 미계측 관측 자료 생성방법은 현재 관측소의 밀도가 낮은 곳과 국지적으로 강수량의 변화가 큰 곳에서의 수문총량의 산정시 유용할 것으로 판단된다.

The effect of elevation and meteorological elements is analyzed in Jeju Island for analysis of evapotranspiration with two different height observation station during 3 years data. The slope of temperature gradient recorded 1.30 ℃/100 m from the analysis of temperature data. There is much difference evapotranspiration between low elevation and high elevation station because of decrease solar radiation and wind speed with height increase. The evapotranspiration is observed by mini lysimeter at Hankukgonghang. The result of observation is presented 34.2% of global solar radiation changed into evapotranspiration during 4 clear days.

이 연구에서는 약 12km 해상도의 관측값을 이용하여 1km 해상도의 격자자료를 추정할 수 있는 MK(Modified Korean)-PRISM(Parameter-elevation Regressions an Independent Slopes Model)을 개발하였다. 이 방법은 추정하고자 하는 격자점과 영향반경 안에 있는 여러 관측지점사이에 고도, 사면방향, 해양도 해양효과를 해안선과의 거리, 해발고도를 고려하여 지수화 한 수치, 거리의 유사성을 기초하여 가중치를 부여하는 방식으로 모든 격자점의 값을 독립적으로 결정하는 방법이다. 이 연구에서는 이 방법을 이용하여 2000년부터 2010년까지의 일별 기온(일최고, 일평균, 일최저)과 강수량 격자 자료를 생산하였으며, 앞으로 이 자료는 기후변화의 영향, 적응, 취약성 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 해안과 접해있는 하천 하구부의 하상변화를 분석하기 위해 하상토의 입도분포 변화를 조사하였다. 연구 대상지역인 호산천/가곡천의 하구부는 하천 흐름에 영향을 주는 방파제가 건설되고 있고, 하구부의 개폐현상이 발생하는 지역이다. 따라서 이로 인한 하천유황의 변화가 하상변동에 영향을 끼칠 것으로 예상되며 이에 대한 조사가 필요한 실정이다. 하상변화를 관측하기 위해 각 하천 상·중·하류 지점에서 홍수기 전과 후의 하상토입도분포를 비교하였다. 홍수기 전 평수기에 하상토 시료를 채취하고 GPS로 채취지점의 좌표를 획득하고, 태풍 덴빈(Tembin)과 태풍 볼라벤(Bolaven) 그리고 태풍 산바(Sanba)가 상륙한 후 기존 채취지점의 좌표를 이용하여 하상토 시료를 재채취 하였다. 체가름실험을 통한 홍수기 전·후의 하상토 입도분포를 비교한 결과 대표단면에서의 하상변화를 일부 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과는 하구부의 개발에 따른 상류하천의 하상변동을 예측하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 또한 추후 하천의 유량관측과 더불어 하상변동에 대한 수치해석이 수행된다면 하천의 지형변화와 이로 인한 위험지역의 발생에 대해 효율적으로 대비할 수 있을 것으로 판단된다.

강우관측소로부터 수집된 강우량 자료는 강우-유출 해석모형, 다양한 재해 예경보 시스템(disaster forecasting and warning system)등의 입력자료로 이용된다. 현재 여러 관할기관(the competent authorities?)에서는 악기상의 감시(Monitoring of severe weather), 홍수 예경보(flood forecasting and warning system), 다목적댐(multipurpose dam)의 관리 및 운영을 목적으로 강우관측소를 설치 운영중에 있다. 강우관측망을 평가하는 기법들로는 엔트로피 이론, 주성분회귀분석(principle component regression anlysis), 상관성 분석(correlation analysis), 평균제곱근오차 분석(RMSE analysis) 등이 있으며, 주로 엔트로피 이론에 의해 평가되고 있다. 그러나 엔트로피 이론을 통한 강우관측망 평가는 정보전달량(total information)의 크기만을 이용하여 강우관측망을 평가하는 방법으로, 단순히 관측자료의 특성만이 고려되는 한계가 있다. 그러나 경우에 따라 중요한 관측소가 단지 정보전달량이 작다는 이유로 최적 관측망에서 배제(exclusion) 될 가능성이 있다. 관측소 설치의 다양한 목적 중 면적평균강우량(area average rainfall)의 정도 있는 추정을 고려하면 강우관측소는 공간적으로 균등(uniform)하게 설치된 경우가 가장 이상적이다. 따라서 관측자료의 특성과 면적평균강우량을 산정을 위한 공간적 특성이 동시에 반영된 경우가 최적의 관측망이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 낙동강 임하댐 유역을 대상으로 엔트로피 이론(혼합분포 적용, mixed distribution)과 관측소의 공간적 분포를 동시에 고려하여 강우관측망을 평가하였다. 혼합분포를 이용하는 강우관측망 평가는 연속분포(continuous distribution)를 이용하는 경우 비해 강우의 시공간적 간헐성(rainfall intermittency in time and space)을 고려할 수 있다는 장점이 있다. 아울러 강우관측소(raingauge station)의 공간적 분포 특성(spatial distribution characteristics)은 최근린 지수(nearest neighbor index)를 이용하여 정량화(quantification)할 수 있으며, 최근린 지수는 임의의 점에 가장 가까운 인접 점들 간의 거리 특성을 이용하는 방법으로 점의 분포를 보다 지리적(geographically)으로 파악할 수 있다. 최근린 지수를 이용하여 강우관측소의 공간적 특성을 파악한 후, 이를 바탕으로 강우관측소의 등급을 결정하였다. 엔트로피의 최대 정보전달량(maximum amount of total information of entropy) 및 강우관측소의 공간적 특성(spatial characteristics)을 동시에 고려하기 위해 유클리디언 거리(euclidean distance)를 이용하여 2개의 목적함수(objective functions)를 통합하였으며, 이를 MOGA(Multi Objective Genetic Algorithm)를 이용하여 최적관측망(optimal raingauge network)을 선정하였다. 그 결과 MOGA를 이용하여 관측망을 평가한 경우, 엔트로피 이론만을 적용했을 때보다 선정된 최적관측소가 보다 공간적으로 분산됨을(dispersed) 확인하였다. 이는 강우관측소의 공간적 분포와 자료의 특성이 동시에 반영된 결과이다.

구조물과 지반상호간의 동적 특성을 보다 신뢰성 있게 분석하여 지진재해로부터 구조물을 효과적으로 보호하기 위해 지반의 증폭특성은 반드시 고려되어야 하는 요소이다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 있으나 본 연구에서는 Nakamura(1989)에 의해 제시된 방법을 적용하였다. 본 방법은 얕은 지반의 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 제시되었으나. 최근 S파 및 Coda파 등에 적용되어 지반의 동적인 증폭 특성연구에 많이 이용되고 있어 본 연구에서 S파 에너지에 적용하였다. 2005년 3월 20일 발생한 후쿠오카 본진을 포함하여 규모 3.0이상의 모두 12개 중규모의 후속 지진으로부터 국내 관측소에 관측된 255 여개의 지반진동 자료를 분석하였다. 이를 이용하여 8개 주요 국내 지진관측소 지반의 동적인 증폭특성을 분석하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수, 고진동수 특성, 관측소 고유의 우월진동수기 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 본 연구의 결과를 다른 분석방법을 적용하여 얻어진 결과와 비교하면 국내 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 줄 수 있다.

최근 도시는 지구온난화와 도시열섬효과의 가중으로 기온상승이 뚜렷하며, 지표면의 대부분이 아스팔트나 콘크리트 재질의 불투수층으로 녹지에 비해 많은 열을 흡수 및 방출하므로 도시에 거주하는 대다수의 시민은 고온 환경에 노출될 가능성이 증가하고 있다. 하지만 현재 국내는 고온 환경에서 인체가 받는 열부하량에 대한 연구가 활발하지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 고온 환경에서 발생할 수 있는 인명피해를 저감하고자 하는 방재적인 측면에서 인체가 받을 수 있는 열부하량을 간접적으로 평가할 수 있는 흑구온도 관측을 실시하였다. 2012년 하계 집중관측을 통해 흑구온도의 특성 및 표준흑구온도계와 자동관측장비로 개발된 WBGT-K200에서 관측된 흑구온도를 비교분석함으로써 방재적인 측면에서 효율성이 높은 장비를 파악하고자 하였다. 본 연구의 주요결과는 다음과 같다. 첫 번째, 흑구온도는 일사량이 강할수록 강수량이 적을수록 풍속이 약할수록 증가하는 특성을 보였으며, 그 중에서도 일사량에 가장 민감하게 반응하였다. 두 번째, 관측 장비의 특성 상 흑구 내에 물을 채우지 않는 WBGT-K200은 흑구 내에 물을 채우는 표준흑구온도계에 비해 열전도율이 높으며, 비열이 낮은 특성을 보였다. 세 번째, 일사량이 급증하는 11～14 LST사이에 WBGT-K200의 흑구온도가 비교적 높게 나타났다. 이와 같은 결과를 바탕으로 하계 고온 환경에서 발생할 수 있는 인명피해를 저감하기 위한 방재적인 측면에서 흑구 내에 물을 채우지 않고, 일사량이 증가하는 시간대에 흑구온도가 상대적으로 높게 나타난 WBGT-K200을 사용하는 것이 적합하다고 판단된다.

In spite of the difficulties and uncertain characteristic of cable driven method, surgical robot instrument has adopted it as driving mechanism for various reasons. To overcome the problem of cable system, previous research applied SMCSPO (sliding mode control with sliding perturbation observer) algorithm as robust controller to control the instrument and found that the value of SPO (sliding perturbation observer) followed force disturbance, reaction force loaded on the tip very similarly. Thus, this paper confirms that the perturbation observer is sufficient estimator which finds out the mount of loaded force on the surgical robot instrument. To prove the proposition, simulation using the similar model with an actual instrument and experimental evaluation are performed. The results show that it is possible to substitute SPO for sensors to measure the reaction force. This estimated reaction force will be used to realize haptic function by sending the reaction force to a master device for a surgeon. The results will contribute to create surgical benefit such as shortening the practice time of a surgeon and giving haptic information to surgeon by using it as haptic signal to protect an organ by making force boundary.