해외사업을위한수문학적지형자료의구축 _153 해외사업을위한수문학적지형자료의구축 4.3 수문학적인자의산정및비교 사업대상지점은인도네시아반둥지역의용수공급

피완섭1) 신재성2) 조현국3) 탁은진4)

1. 서언

2. Aster GDEM의 소개

3. Aster GDEM를 이용한

DEM 자료의수집

4. Aster GDEM 자료의가공

및수문학적인자신청

5. 결과 검토

1) 수공본부 이사([email protected])2) 수공본부 차장([email protected])

3) 수공본부 대리([email protected]) 4) 수공본부 사원([email protected])

148_제20호

Recently, more and more people across the world are interested in the improvement of

living conditions across the underdelopved counties and accordingly, the global demand

for water quality improvement and other water related projects is in increase.

In line with such increased demand for water works, collection of qualitative and quanti-

tative research work itself may be difficult for technicians or engineers concerned,

especailly in case of projects targeted for underdeloped countries.

This study is aimed at introducing an easy way of collecting hydrologic geometric data

for overseas projects at an excavation stage.

In case of Korea, hydrologic geometric data is collected by setting up DEM(Digital

Elevation Model) based on topographical survey and existing numerical map and estimat-

ing basin area, average altitude, inclination, direction, river line, precipitaion-runoff con-

centration time by applying Arc-GIS Tool.

In case of overseas projects, it is difficult to obtain numerical map and conduct topo-

graphical survey at early project stages due to the lack of manpower and financial sources.

해외사업을위한수문학적지형자료의구축Establishment of Hydrologic Geometry Data for Overseas Projects

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www�yooshin�co�kr_ 149

해외사업을 위한 수문학적 지형자료의 구축

1. 서언

최근저개발국가의삶의질향상에대한요구가

증가됨에따라수자원관련사업을넘어서다양한분

야에대한사업수요가증가하고있다. 이에따라해

외신규사업발굴을위한정성적및정량적인기술적

검토업무가가중되고있는실정이며기술자는한정

된자료를이용해정량적결론을내야하는부담감을

갖게된다. 또한해외사업발굴단계에서의재정여건

및저개발국가의자료보유수준을고려할때저비용

으로신뢰성있는자료를구축하는것은더욱어려운

실정이다.

따라서금번기고문을통해해외사업발굴단계에

서손쉽게사업대상지역에대한수문학적지형자료

를구축하는방법에관해소개하기위해실제임의

유역의유역특성치를산정하여기구축된수치지도

자료와비교검토를실시하였다.

2. ASTER GDEM의소개

ASTERGDEM은NASA(National Aeronau-

tics and Space Administration) 및 METI(The

Ministry of Economy, Trade, and Industry

of Japan)에서공동으로위성을이용하여전세계

의DEM자료를구축하였으며, 이를http://gdem.

ersdac.jspacesystems.or.jp/웹사이트를 통해

제공하고있다. 이자료는위치및대상지역의크기

에상관없이무상제공되고있어수자원, 재난, 환경

및에너지측면에서의다양한분석의기초자료로사

용이가능하다.

[그림 1] 홍수위험지도 작성 [그림 2] 수자원 관리

3. ASTER GDEM를이용한DEM

자료의수집

①먼저 ASTER GDEM 자료를이용하기위해

Website 회원 가입을 해야한다. 가입절차는 다음

그림과같이이름, 국가, 이메일주소, 조직명, 주소,

핸드폰번호를입력하면간단히가입이된다.

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150_제20호

유신기술회보 _기술자료

③게시된화면상우측상단의Start 버튼을클릭한

후사각박스모양을클릭하면대상유역지정이가능

하다. 대상구역의지정은상단탭과같이그리드, 폴

리곤, Shape파일, 좌표를이용해지정할수도있다.

④ 사업대상구역 지정이 완료되면 우측 하단의

Next 버튼을클릭한다.

⑤Next 버튼을클릭하면선택된지점의Grid파

일을다운받을수있는웹페이지가생성된다. 여기서다

운받을파일을선택및제외할수있으며다시NEXT

를클릭하면각파일을다운받을수있다.

[그림 3] 회원가입 화면 [그림 4] 그리드 선택

② 회원가입후 http://gdem.ersdac.jspace

systems.or.jp/접속하면아래화면이웹상에 게시

된다.

[그림 5] 그리드 내려받기

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4. ASTER GDEM 자료의가공및

수문학적인자산정

ASTER GDEM 자료는 확장자명이 *.tif인 이

미지로되어있으며이를지형분석에적용하기위해

서는 이미지를 Arc View에서 이용 가능한 DEM

(Digital Elevation Model) 형태로 변환시켜야

한다. GDEM 자료의변환및수문학적인자산정을

위해서는 아래와 같은 Arc-View Extension이

필요하다.

- Projection Utility Wizard[shp파일좌표변

환]

- Grid Analyst Extension[GDEM가공 및

grid 좌표변환]

- Hydrologic Modeling v1.1[그리드가공]

- Basin1[유역작업]

- Xtools Extension[중첩, 클립, 병합]

4.1 GDEM 자료의 변환

① Arc view의 단위계 설정을 위해 [View]-

[VewProperties]를 선택한 한 후 demical

degrees, meter로 설정한다(GDEM의 좌표체계

는WGS84).

②싸이트에서다운받은GDEM자료를Arc view

상에열기위해 Add Theme를 선택한후데이터

타입을Image로하여*.tif 이미지를연다.

[그림 6] View Properties [그림 7] Add Theme

③이미지를열게되면검은화면이나타나게되는

데이것을[Grid Analyst]-[Convert Image to

Grid theme]를실행하여Grid로변환한다.

변환이 완료된그림은다음 [그림 8], [그림 9]와

같다.

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152_제20호


4.2 GDEM 좌표체계 변환

금번기고문에서GDEM의신뢰성을비교하기위

한 대상지역은 인도네시아 반둥지역으로 ASTER

GDEM의 좌표계는 WGS84(World Geodetic

System 1984)로제공된다.

금번 기고문에서 비교할 수치지도의 좌표계는

[Batavia/UTMzone48S]으로 용이한 비교를 위

해 GDEM의 좌표를 수치지도와 동일한 좌표계로

변경하였다.

① [GridAnalyst]-[Project Grid from one

projection to another projection]를 선택한

뒤단위는meter로입력한다.

②“Projection Properties”창에변환할좌표계

에맞춰특성값을입력한다. 금회사용된수치지도

Batavia/UTM zone 48S의특성값은아래와같다.

[그림 8] Added TIF [그림 9] TIF to GRID

[표 1] Projection Details

•Name

•Conversion method

•Central Meridian

•Reference Latitude

•Scale Factor

•False Easting

•False Northing

UTM zone 48S

Transverse Mercator

105

0

0.9996

500000

10000000

참고) http://georepository.com/crs_21148/BataviaUTM-zone-48S.html [그림 10] 좌표변환

③좌표를변경하고Arc View의 [viewproperties]를 meter/meter로수정한다.

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4.3 수문학적인자의 산정 및 비교

사업대상지점은인도네시아반둥지역의용수공급

을위한댐건설지점이며GDEM 자료를이용해유

역경계선및수문학적인자를산정하였다. 사업대상

지점의개요도는아래그림과같으며수문학적인자

를간략히소개하면아래와같다.

[그림 11] 사업지역

①유역면적: 유역은하천의임의단면을통과하는

유량에직접적인공헌을하는지역의한계이며

유역면적은유역의한계선으로둘러싸인면적

이다.

②평균경사: 지형도상에서인접한두등고선간의

주어진표고차를측정한등고선간의평균거리

로나눈값

③유역평균폭: 유역면적을본류의유로연장으로

나눈값(B=A/L)

④형상계수: 유역평균폭을본류의유로연장으로

나눈값(SF=A/L2)

⑤주유로연장: 유역출구로부터본류하천을따라

지도상에표시된하천시작점까지의거리

⑥도달시간: 유역의최원점에서하도종점까지의

유하시간

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GDEM과수치지도의비교분석에앞서유역경계

를작성하였다. 이때동일한지점을유역의출구점으

로잡고수치지도는등고선을따라유역계를그렸으

며, GDEM은 [Basin1], [Basin Delineate] 기능

을사용하여유역계를작성했다. 아래그림과같이

거의같은형태로유역계가작성되었다.

154_제20호


GDEM 자료및수치지도를이용해산정한수문

학적인자값을 비교한 결과 오차율은 0.4~8.2%까

지다양하게나타났다. 여기서직접유출에기여되는

인자는유역면적, 평균경사, 주유로연장, 표고및도

달시간으로이값들은오차율이5% 내외로비교적

유사한것으로판단되며산정값은아래표와같다.

[그림 12] 유역계

Digital map

[표 2] GDEM 및 수치지도 비교

GDEM

앞서각수문학적인자별평균값을검토하였으며보

다세부적인검토를위해경사및표고의구간별산정

값을비교하였다. 구간별표고의오차율을비교한결

과0.3~36.9%까지비교적오차율이큰것으로나

타났으나전체비율의약85%이상을차지하는EL.

1,600m~2,200m구간의 오차율은 0.3~6.2%로

비교적유사한것으로나타났다. 또한구간별경사의

오차율을비교한결과3.3~45.6%까지비교적오차

율이큰것으로나타났으나전체비율의약90% 이

상을차지하는경사0~60%구간의오차율은 3.3~

9.0%로 비교적 유사한 것으로 나타났으며 구간별

표고및경사를비교한표및그림은다음과같다.

구 분유역면적(㎢)

평균경사(%)

유역 평균폭(km)

형상계수(A/L2)

주 유로연장(km)

평균표고(EL.m)

최대표고(EL.m)

도달시간(hr)

Digital map

GDEM

차이

오차율(%)

55.74

55.99

-0.25

0.4

27.99

26.60

1.39

5.0

3.77

3.93

-0.16

4.3

0.25

0.28

-0.02

8.2

14.80

14.26

0.54

3.6

1908.00

1916.00

-8.00

0.4

2638.00

2620.00

18.00

0.7

1.58

1.60

-0.02

1.3

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순 번 표고 범례(EL.m)Digital map GDEM

차이(㎢) 오차율(%)면적(㎢) 비율(%) 면적(㎢) 비율(%)

1

2

3

4

5

6

7

8

1,450~1,600

1,600~1,750

1,750~1,900

1,900~2,050

2,050~2,200

2,200~2,350

2,350~2,500

2,500~2,700

1.3

16.0

13.4

8.7

10.3

4.4

1.3

0.3

2.3

28.8

24.0

15.7

18.6

7.9

2.3

0.5

1.1

16.0

13.3

8.2

10.5

5.1

1.4

0.4

2.0

28.5

23.8

14.7

18.7

9.1

2.5

0.7

0.2

0.1

0.0

0.5

-0.1

-0.7

-0.1

-0.1

15.8

0.4

0.3

6.2

-1.4

-16.3

-10.6

-36.9

[그림 13] 표고 비교 분석

[표 3] 표고 비교분석

Digital map

Digital map

GDEM

[그림 14] 경사 비교 분석

GDEM

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156_제20호


5. 결과검토

Digital Map과 GDEM 자료를 비교·검토한

결과주요수문학적인자별오차율은 5%내외로유

사하게산정되었다. 또한, 더욱구체적인검토를위

해구간별표고및경사의오차율을검토한결과주

요구간에서의 오차율이 10%내로 유사하게 산정되

었으며금번사업대상지점의유역현황검토및수문

학적인자산정시GDEM 자료를이용하는데무리

가없는것으로판단된다.

특히금번기고문은해외사업수행시기본적인유

역현황검토및수문학적인자산정을위해GDEM

자료를손쉽게구득및가공하는방법을중점적으로

소개하는 것으로 추가적인 이용가능성을 검토하기

위해서는더욱다양한수문학적인자및위치별검토

가수행되야할것으로판단된다.

참고문헌

•수자원설계실무

•수문학

•GIS 기법을 이용한 금강 유역의 지형학적 특성분석

•Arc-View를 이용한 수문학적 지형분석방법(Ⅰ)

•Arc-View를 이용한 수문학적 지형분석방법(Ⅱ)

•Note. “Original data of ASTER GDEM is the prop-

erty of METI and NASA”

순 번 경사 범례(%)Digital map GDEM

차이(㎢) 오차율(%)면적(㎢) 비율(%) 면적(㎢) 비율(%)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0~15

15~30

30~45

45~60

60~75

75~90

90~105

105~120

120~135

18.6

15.6

10.0

6.5

3.4

1.3

0.4

0.1

0.0

33.4

28.0

17.9

11.6

6.0

2.3

0.7

0.1

0.0

19.2

16.8

10.3

5.9

2.7

0.9

0.2

0.0

0.0

34.3

29.9

18.4

10.5

4.8

1.5

0.4

0.1

0.0

-0.6

-1.1

-0.3

0.6

0.7

0.4

0.2

0.0

0.0

-3.3

-7.3

-3.4

9.0

20.3

31.1

45.6

36.9

-6.0

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