자연하천의 드론영상 활용 홍수관리 데이터 취득과 수리특성 분석

• 영문명: Analysis of Hydraulic Characteristics and Acquisition of Flood Management Data Using D-HSI in Natural Streams
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김시철(Kim, Si-Chul) 이종석(Lee, Jong-Seok)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』24권 4호, 231~238쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.08.31

국문 초록

자연재해 예방은 기상이변에 따른 가뭄과 집중호우 발생에 의한 하천 이치수의 순기능 유지관리는 물론, 신속하고 정확한 예측을 통해 피해를 최소화하는 것이 필요하다. 본 연구는 이를 위한 관련 데이터를 신속⋅정확하게 수집⋅분석하는데 드론 라이다(D-LiDAR)의 지형데이터와 드론 초분광 이미지(Drone Hyperspectral Image, D-HSI) 데이터의 활용으로 수리특성을 분석하였다. HEC-RAS 모형은 본 연구의 D-LiDAR 지형 데이터와 하천기본계획의 조도계수 사용 결과와 정규식생지수 (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)의 추가에 의한 매개변수 적용 결과를 비교 분석하였다. 그 결과 100년 빈도 계획홍수량의 경우 평균유속은 NDVI에 의한 구역별 저항계수 적용에서 평균 2.23 m/s 감소, 홍수위는 평균 0.30 m 상승, 통수 단면적은 평균 20.17 m2 증가하였다. 이는 자연하천의 흐름특성 변화에 식생인자의 영향이 큼을 확인하였다. 본 연구에 의한 자료구축⋅분석방법은 홍수 시 신속한 하천 흐름특성의 측정⋅분석과 가뭄⋅홍수예방의 예측기법⋅경보관련 시스템 개발에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

영문 초록

Natural disaster prevention requires the maintenance of the proper function of river flow during droughts and heavy rains caused by abnormal weather as well as the minimization of damage via rapid and accurate predictions. This study analyzed hydraulic characteristics by utilizing D-LiDAR (Drone LiDAR) topographic data and D-HSI (Drone Hyperspectral Image) data to quickly and accurately collect and analyze related data. The HEC-RAS model was used to compare and analyze the results obtained via the D-LiDAR topographic data of this study, the roughness coefficient of the river master plan, and the results of applying parameters by adding NDVI. As a result, in the case of a 100-year frequency flood discharge, the average velocity decreased by an average of 2.23 m/s when applying the resistance coefficient by area, based on NDVI. Moreover, the flood level increased by an average of 0.30 m, and the cross-sectional area of the flow capacity increased by an average of 20.17 m2. These results confirms that vegetation has a significant influence on the flow characteristics of natural streams. Hence, the data construction and analysis method used in this study can provide useful information regarding the rapid measurement and analysis of river flow characteristics during floods as well as and the development of prediction techniques and warning-related systems for drought and flood prevention.

키워드

NDVI Heavy Rainfall D-HSI Natural Stream Flood Management 정규식생지수 집중호우 드론초분광 자연하천 홍수관리