In light of recent social concerns related to issues such as water supply pipe deterioration leading to problems like leaks and degraded water quality, the significance of maintenance efforts to enhance water source quality and ensure a stable water supply has grown substantially. In this study, scan statistic was applied to analyze water quality complaints and water leakage accidents from 2015 to 2021 to present a reasonable method to identify areas requiring improvement in water management. SaTScan, a spatio-temporal statistical analysis program, and ArcGIS were used for spatial information analysis, and clusters with high relative risk (RR) were determined using the maximum log-likelihood ratio, relative risk, and Monte Carlo hypothesis test for I city, the target area. Specifically, in the case of water quality complaints, the analysis results were compared by distinguishing cases occurring before and after the onset of "red water." The period between 2015 and 2019 revealed that preceding the occurrence of red water, the leak cluster at location L2 posed a significantly higher risk (RR: 2.45) than other regions. As for water quality complaints, cluster C2 exhibited a notably elevated RR (RR: 2.21) and appeared concentrated in areas D and S, respectively. On the other hand, post-red water incidents of water quality complaints were predominantly concentrated in area S. The analysis found that the locations of complaint clusters were similar to those of red water incidents. Of these, cluster C7 exhibited a substantial RR of 4.58, signifying more than a twofold increase compared to pre-incident levels. A kernel density map analysis was performed using GIS to identify priority areas for waterworks management based on the central location of clusters and complaint cluster RR data.

이 연구는 전염병의 잠재적 확산 가능성이 높은 지역의 탐색을 목적으로, 코로나19 전후의 버스 네트워크 클러스터의 시공간적 변화를 분석한다. 분석방법으로는 Getis와 Ord의  통계를 공간 네트워크로 확장 및 적용한  통계 값을 사용하였다. 이 과정은 서울시 전체 버스 네트워크의 개별 흐름에 대해 각각 적용되기 때문에 대규모 연산을 위해 병렬컴퓨팅 방식을 적용한 슈퍼컴퓨터를 사용하였다. 연구 결과, 첫째, 코로나19 이후 버스 네트워크가 일부 흐름으로 집중된 경향을 보였다. 둘째, 코로나19이 후의 버스 흐름은 주거지, 농업지로의 이동은 증가하고 상업지역, 교통지역으로의 이동은 감소했음을 확인하였다. 셋째, 중심업무 지구 중 여의도 방면의 클러스터, 구로디지털단지역 방면의 클러스터와 달리, 강남일대는 코로나19 전후의 유의미한 변화가 나타나 지 않았다. 이 연구는 국내에서 처음으로 코로나19전후의 버스 네트워크 클러스터를 확인하고 변화 특징을 제시한다는 의미가 있다.

인간의 편의 향상과 경제성을 앞세운 중국은 수십 년 전부터 도시개발에 대한 환경오염, 도시 외곽지역 재개발 등의 문제가 끊임없이 논의되어 왔다. 이러한 녹지단절이나 종 다양성의 문제를 방지하기 위해 광역적 생태 네트워크가 요구되어지며 공간변동의 파악이 필요하다고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 도시 확산이 빠르게 진행되고 있는 중국 중남부지역 ‘녹심’이라는 대도시권 녹지공간을 중심으로 토지피복도 및 경관 생태지수를 이용하여 시공간적 패턴변화와 경관다양성을 분석하고자 하였다. 1978-2019년의 Landsat 위성사진을 이용하여 ENVI 5.3과 ArcGIS 10.2를 통해 시계열의 경관요소를 유형화하였다. 경관 구조적·기능적 측면에서 객관적인 정량화하는 방법으로 FRAGSTATS를 통하여 경관지수를 정량화하여 산출하였다. 연구결과 1)이 지역의 경관은 1978년부터 오랜기간 토지변화에 따라 자연스럽게 형성되었고, 2)1989-2009년에는 택지개발이나 도로건설에 의해 주로 산림패턴에서 심각하게 파편화를 규명하였으며, 3)1999년 이후 시가지역의 경관지수에 따라 더욱 단순해지고 안정된 상태를 보였다. 4)수역이나 나지의 패치고립도가 높게 나타나고, 경관다양성에 부정적인 영향을 초래하였다. 5)2009년 이후 녹심계획과 함께 경관패턴은 전반적으로 규칙성이 있고 정형화되었다. 이와 같은 생태경관의 가치를 회복하는 것이 지속가능한 도시권 환경을 보전하는 데 가장 바람직할 것이며, 본 연구는 향후 녹심지역에 지속적으로 발전할 수 있는 매우 중요한 기초자료로 기대된다.

본 연구는 합천호에서 2002~2017년까지 16년간의 장기간 동안 수질변수를 이용하여 부영양화 특성, 경험적 모델분석 및 몬순강도에 따른 수질변이 특성을 분석하였다. 장기간의 연별 수질 분석에서 합천호는 중영양 ~부영양 상태로 분석되었고, 계절별 수질분석에서 부영양화 현상은 하절기 이후 심화되는 것으로 나타났다. 장기간의 수질변이 특성은 유역의 점오염원 및 비점 오염원이 크게 변하지 않는 상황 하에서 매년 강우 사상 (집중 강우 vs. 약한 강우) 및 계절적인 강우강도에 의해 조절되는 것으로 분석되었다. 총인(TP), 총질소(TN), 생물학적 산소요구량(BOD) 및 이온 농도변화는 건기해(Dry year)와 홍수해 (Wet year)의 비교분석에서 뚜렷한 차이를 보여 영양염류, 유기물 농도 및 이온농도 변동에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히, 수질 변수 중 매년 영양염 지표(TP, TN), 유기물 지표(BOD, COD), 총 부유물질 농도 및 1차생산력의 지표 (Chl-a)는 강수량과 정상관관계를 보였다. 녹조의 지표인 Chl-a 농도는 총인, 총질소, 및 BOD와 높은 상관관계를 보여, 타 호수처럼 영양염의 과도한 증가시기에 Chl-a농도가 낮아지는 특성과는 차이를 보였다. Log-전환된 총질소, 총인 및 Chl-a에 대한 경험적 모델(Empirical model) 분석에 따르면, Chl-a 농도는 인(phosphorus) 농도에 의해 1차적으로 조절되며, 질소(N)농도는 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 Log10TN, Log10TP, Log10CHL의 상류, 중류, 하류구간에 대한 공간적 회귀분석에서 총인과 Chl-a는 p <0.005의 유의적인 상관관계를 나타내었으나 총질소와 Chl-a는 p > 0.005의 결과를 보여, 녹조번성에 대해 인(P)이 핵심역할을 하는 것으로 분석 되었다. 또한, 총질소와 총인 모두 Chl-a와 댐에 가까운 하류구간(Lacustrine zone)에 비해 상류구간(Riverine zone)에서 더 유의적인 결과를 보여, 상류역에서 무기성 부유물의 농도의 영향에 의한 광제한 효과(Light limitation)가 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다.

본 연구는 플리커에 게시된 사진 게시물에 대한 공간적 분석을 통하여 서울을 방문한 관광객의 주요 관광지와 문화권별 관광 특성을 분석하였다. 서울 시내에 2013년 1월 1일부터 2017년 12월 31일 사이에 플리커의 지오태깅된 데이터를 수집하고, 전체 사용자를 관광객과 거주자로 분류하였다. 이후, 관광객이 주로 방문하는 지역인 RoA를 도출하여 RoA 방문 경향을 분석하였다. 아울러 서울 시내 문화권별 관광객이 많이 방문하는 핫스팟 지역 또한 분석하였다. 분석에 사용된 데이터는 총 167,410건 이였으며, 사용자 수는 3,921명이었다. 이후 RoA를 도출하기 위하여 DBSCAN 알고리즘을 통하여 서울 전체에 11개, 종로 내부에 12개의 RoA를 도출하였다. 서울 전체에 종로, 홍대, 남산, 신촌, 강남역, 코엑스, 이태원, 잠실, 가로수길, 전쟁기념관, 대학로 RoA가 도출되었으며, 종로 내부의 경우에는 경복궁, 명동, 광화문, 동대문, 북촌, 시청, 창덕궁, 인사동, 남대문, 광장시장, 창경궁, 감고당길에서 RoA가 도출되었다. 이후 문화권별 관광객의 관광 경향의 차이를 확인하기 위하여 아시아권, 미주권, 유럽권 관광객의 관광 추이를 확인하였으며, 문화권별로 각각 상이한 핫스팟 지역이 나타난 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 발생핫스팟(EHSA)를 통하여 관광객 추이의 시공간적 변화를 확인하였다.

국내에서 2009년 처음 발생이 보고된 미국선녀벌레는 다양한 작물에 심각한 피해를 야기하고 있다. 농경지에서 미국선녀벌레의 효율적인 관리 전략을 제시하기 위해서, 2년간 6개의 포장에서 시간에 따른 농경지내 분포를 조사하였다. 미국선녀벌레 약충은 6월말에서 7월초 사이에 농경지에서 최대 밀도를 보였고, SADIE를 이용하여 분포 패턴을 분석한 결과, 조사된 모든 시기에 집중분포 하였다. 미국선녀벌레 약충의 공간 분포는 선형의 분포 경향성을 보였고, 그 방향성은 월동처에서 포장으로의 방향과 유사하였다. 분포의 변화의 경향성 역시 약충의 분포 경향성과 유사하여, 월동처를 중심으로 지속적인 유입과 확산이 일어나는 것으로 추정되었다. 이 결과들을 바탕으로, 집중 분포 패턴과 분포 변화의 경향성을 이용한 최적의 방제시기와 방제 범위를 제시하였다.

본 연구는 모바일 기기를 활용한 현장체험학습에서 수집된 로그데이터를 STP(Space Time Path)로 시공간 시각화하여 현장체험학습에서 학생들의 이동특성을 파악하고, 머무름이 있던 지점에서의 활동특성을 분석하고자 하였다. 탐구활동 로그데이터 분석결과 이동과 머무름의 패턴이 연속적으로 나타나며, 조사활동의 유형에 따라 머무른 장소와 시간이 다름을 확인할 수 있었고, 머무름이 나타나는 장소는 관찰지점 뿐 아니라 관찰지점이 아닌 곳도 나타남을 확인하였다. 현장체험학습의 경우 공간 및 시간적으로 제한된 범위 내에서 이루어지는 활동이기 때문에 머무른 지점에서의 활동에 대한 추가 분석이 필요함을 알 수 있었다. STP를 이용한 이동 로그의 시각화는 복잡한 구조를 가진 로그데이터를 탐색하여 패턴을 발견하는 기초 자료로 활용할 수 있으며, 이는 다양한 유형의 로그데이터 분석에 응용될 수 있을 것으로 판단되었다.

DMSP OLS 영상은 도시의 가로등과 건물과 같은 인공조명시설로부터 방출되는 야간 빛 에너지 세기 정보를 제공하는 것으로 알려져 있다. 이 자료는 대상 지역의 시가화 건조지역의 면적과 공간 범위를 추정하는 연구에 활용되어왔다. 본 연구는 DMSP OLS 연간 영상자료를 활용하여 중국 랴오닝 성의 시가지의 시계열 변화, 도시개발의 특성, 그리고 도시개발의 방향성을 분석하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 야간 인공위성 영상에서 도출된 랴오닝 성 시가지의 공간적 확산은 이성의 경제수준을 향상시키기 위한 경제발전 정책을 잘 반영하였다. 선양과 다롄 등 대도시는 지속적인 도시 성장을 경험하고 있으나, 대부분의 도시들은 최근에 이르러 도시개발이 이루어진 것을 알 수 있었다. 선양, 안산, 다롄 등 랴오닝 성의 대도시는 북동-남서 방향의 축 선상에 위치한다. 이러한 도시발달 축은 연도별 시가화 중심점의 공간 분포에서도 확인되었다. 이와 같은 결과에 따르면, DMSP OLS 영상자료는 도시화 관련 연구를 수행하기 위한 공간적 대안 자료로서 활용 가능성이 클 것으로 기대된다.

This study was conducted to determine the micro-hotspot for bird habitats in Yeongheung Island. We analyzed the spatio-temporal changes in the distribution based on species diversity, species richness at the 13 focal areas, which was classified in five categories depending on the types of habitats, using Analysis of Variance Test for four years (2006~2009). The distribution of birds was different depending on areas, seasons but not years. The forests of two areas of 13 areas were determined as the micro-hospot in three season (spring, summer, autumn), which is consistent for 4 years. This study provides the new analytical method that habitats for birds are systematically characterized through micro-hotspot using the spatio-temporal analysis.

Water quality is characterized by various complex factors. Therefore, a systematic understanding of water quality trends is required to carry out a proper evaluation. In this study, we analyzed the spatio-temporal water quality characteristics of the Nakdong River using five-year data from 2012 to 2016. Data was collected on the pH, DO, BOD, COD, SS, TN, TP, TOC, WT, EC, NH3-N, NO3-N, PO4-P, Chl-a, rainfall, and total and fecal coliforms. A total of 38 water quality measurement stations, from Andong1 to Gupo, were considered. Statistical analyses including trend, cluster, and factor analyses were conducted to identify the dominant water quality components affecting the Nakdong River. The Nakdong River was spatially classified into three groups for up-stream (Andong1 to Sangju1), mid/up-stream (Donam to Dalseong), and mid/down-stream (Hwawonnaru to Gupo) data collection, and temporally into two groups for summer/fall (7~10), and the rest of the season (11~6) data. The water quality of the entire Nakdong River showed trends similar to the mid/down-stream section, which indicates the importance of water quality management in this section. Suspended solids, phosphorus, and coliform groups were established as important factors to be considered in the summer/fall season across the river, especially in the mid/down-stream section. Nitrogen and organic matter were identified as important factors to be considered in the rest of the season, especially in the mid/up-stream section. This study could help determine the water quality components that should be intensively monitored in the Nakdong River.

Temporal and spatial characteristics of the frequency of several weather types and the change in air pollutant concentrations according to these weather types were analyzed over a decade (2007-2016) in seven major cities and a remote area in Korea. This analysis was performed using hourly (or daily) observed data of weather types (e.g., mist, haze, fog, precipitation, dust, and thunder and lighting) and air pollutant criteria (PM10, PM2.5, O3, NO2, CO, and SO2). Overall, the most frequent weather type across all areas during the study period was found to be mist (39%), followed by precipitation (35%), haze (17%), and the other types (≤ 4%). In terms of regional frequency distributions, the highest frequency of haze (26%) was in Seoul (especially during winter and May-June), possibly due to the high population and air pollutant emission sources, while that of precipitation (47%) was in Jeju (summer and winter), due to its geographic location with the sea on four sides and a very high mountain. PM10 concentrations for dust and haze were significantly higher in three cities (up to 250 μg/m3 for dust in Incheon), whereas those for the other four types were relatively lower. The concentrations of PM2.5 and its major precursor gases (NO2 and SO2) were higher (up to 69 μg/m3, 48 ppb, and 16 ppb, respectively, for haze in Incheon) for haze and/or dust than for the other weather types. On the other hand, there were no distinct differences in the concentrations of O3 and CO for the weather types. The overall results of this study confirm that the frequency of weather types and the related air quality depend on the geographic and environmental characteristics of the target areas.

홍수시 하천의 유속을 효율적이고 안전하게 측정할 수 있는 방법의 하나로 제시된 것이 표면 영상 유속 측정법이다. 일반적인 표면영상유속계(SIV)는 두장의 정지영상에서 영상 조각을 잘라낸 뒤 여기에 상호상관법을 적용하여 유속을 산정한다. 이 방법은 짧은 시간간격의 유속분포 측정에 매우 효율적이다. 그러나 장시간의 평균 유속장을 산정하는 데는 많은 시간이 소요되며, 순간 유속장을 산정하기 때문에 흐름 조건이나 촬영 조건에 따라 생기는 잡음이나 불확실성의 영향을 많이 받게 된다. 이를 개선하고자 개발된 방법이 시공간 영상을 이용하여 일정 시간동안의 유속의 평균을 한번에 산정하는 시공간영상유속계측법(STIV)이다. 시공간영상유속계측법 중의 하나인 휘도경사텐서법은 일정 시간동안의 시공간 영상을 한 번에 분석하기 때문에, 유속 산정 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 하천의 일방향 유속만을 계산할 수 있기 때문에 구조물 주변이나 만곡이 있는 경우의 2차원 흐름 측정은 불가능하다는 한계가 있다. 이를 개선하기 위해서 본 연구에서는 상호상관법을 이용하여 2차원적으로 시공간 영상을 분석하는 방법(상호상관 시공간영상유속계측법)을 개발하였다. 이 방법은 시공간영상에서 시간축 방향으로 상관분석을 통해 영상변위를 산정하는 방법이다. 기존의 시공간영상분석기법 중 하나인 휘도경사텐서법이 주흐름 방향만 분석이 가능하였던 데 비하여, 상호상관 시공간 영상분석법은 2차원 유속분포 측정이 가능하고, 시간적인 평균을 취하기 때문에, 공간 해상도가 높으며, 전체적인 유속 분석시간이 매우 짧아지는 장점이 있다. 또한 공동 흐름에 대한 인공 영상을 이용한 오차 분석결과 최대 10% 이내, 평균적으로 5% 이하의 오차를 보여 상당히 정확하게 2차원 유속분포 측정이 가능한 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 삽교천 유역에서 하천수 사용 허가량 뿐만 아니라 허가이외 수리권을 모두 고려한 시공간적 물부족을 분석하는 것이다. 분석 결과, 전체 용수이용량 중 농업용수 이용량은 98%를 차지하고 있으며, 이중 허가이외 농업용수의 비율이 83%로 해당유역에서 농업용수가 차지하는 비율이 매우 높은 것으로 나타났다. 2001∼2011년간의 물수급에서는 삽교천 16개 표준유역 중 곡교천 상류에서만 물부족이 예측되었으며, 2009년 관개기 농업용수 사용으로 인한 물부족량이 가장 많은 것으로 분석되었다. 특히 강수량이 부족하고 이앙용수가 많이 사용되는 4∼5월에 집중되는 것으로 나타났다. 그러나 허가이외 수리권을 제외하였을 경우에는 물부족이 발생하지 않아, 허가이외 수리권 관리의 시급함을 알 수 있다.

본 연구에서는 새로운 시공간적 가뭄해석 방법을 제안하기 위해, 강우관측지점별 가뭄사상을 추출하여 가뭄사상의 시작 시점이 동일한 강우관측지점을 선정하여 CASE를 구분하였다. 그 결과 SPI3 에서는 36개, SPI6 에서는 38개, SPI9에서는 40개, SPI12 에서는 39개의 CASE가 분석대상으로 선정되었으며, 이를 이용한 연구방법의 적용성을 검토하기 위해, 과거 우리나라의 대표적 가뭄사상으로 알려진 장기가뭄과 단기가뭄에 대한 시공간적 가뭄발생특성을 재현하여 비교분석한 결과, 실제 과거가뭄사상에 잘 부합하는 것으로 확인되었다. 또한, 가뭄의 이동경로 및 전이특성을 분석하기 위한 방안으로 질량모멘트 개념을 이용하여 가뭄의 중심 및 영향권을 결정하는 새로운 가뭄해석 기법을 제안하였다. 그 결과 시간의 흐름에 따라 가뭄이 발생한 지역의 순서를 확인할 수 있었으며, 시공간적 가뭄패턴분석을 수행하기 위해서는 크게 두 가지로 구분되는 가뭄의 중심 및 영향권의 변화양상을 선행적으로 고려해야 함을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 기상학적 가뭄지수인 SPI(Standardized Precipitation Index)를 이용한 가뭄 빈도해석을 통하여 남한지역에서 발생했던 과거가뭄사상의 시, 공간적 분포 특성을 정량적으로 평가하고자 한다. 가뭄의 심도별, 지역별 발생빈도를 추정하기 위하여 Drought Spell 분석을 실시하였고, 또한 남한지역을 대상으로 심한 가뭄에 대한 가뭄우심지역의 공간적 분포특성을 평가하기 위하여 가뭄의 지속기간별 가뭄빈도해석을 통해 기상관측소별 SDF (severity-duration-frequency) 곡선을 작성하고 이를 이용하여 남한지역을 대상으로 하는 가뭄우심도(Potential Drought Hazard Map)를 작성하였다. 가뭄단계별 과거의 발생빈도를 분석한 결과, 금강, 낙동강, 섬진강 유역에서 심한가뭄과 극한가뭄단계의 발생빈도가 매우 큰 것으로 나타났으며 가뭄빈도해석을 통해 작성된 SDF 곡선에서도 한강유역에 위치한 서울관측소에 비해 금강, 낙동강, 섬진강 유역에 위치한 대전, 대구, 광주 관측소의 재현기간별 가뭄심도가 심하게 나타났다. 가뭄빈도해석을 통해 작성된 가뭄우심도에서는 한강 유역과 낙동강 유역의 상류 지역에 비해 금강, 섬진강, 영산강 유역이 가뭄에 취약했던 지역으로 분석되었으며 가뭄단계별 발생빈도와 유사한 결과를 나타내었다. 계절별 가뭄우심도의 경우 봄철에 가장 자주 가뭄이 발생하였으며 짧은 지속기간의 가뭄이 자주 발생했던 것으로 나타났다.

본 연구에서는 우리나라 가뭄의 공간적인 특성을 파악하고 가뭄의 진행에 따른 피해규모를 산정하기 위하여 가뭄 심도-영향면적-생기빈도 곡선을 작성하여 제시하였다. 이를 위하여 전국의 기상관측소 지점별로 SPI를 산정하였으며, 산정된 지점별 SPI 자료를 이용하여 EOF 분석을 실시하였다. EOF 분석으로부터 추출된 핵심 공간패턴자료들은 다시 공간적으로는 Kriging 기법을 이용하여 보다 세밀한 공간정보를 갖는 자료로 확장되었으며, ARMA 모형을 이용하여

As a frontier of Sustainable Basin Research Initiative, we commenced a scenario-driven planning and evaluation research project which is to identify the strategic policy scenarios. As a part of the project, this study attempts to estimate the ecological impacts of land cover changes using landscape indices at the whole basin level. We analyzed spatio-temporal characteristics of natural area including forest, agricultural land, water area, barren which play an important role in nature-friendly sustainable watershed management. The results of analysis showed that the size and diversity of natural area have been reduced, while patch number and isolation have been increased in proportion to urbanization in 1974, 1995 and four future scenarios in the Ara River Basin. Also, we estimated that the natural area could be conserved to some degree in the SD or DE scenarios with a concept of environment-friendly development and lifestyle. Various strategic environment policies may be evaluated and designed on the basis of the method, that is, scenario approach and landscape ecological analysis suggested in this study.