Ⅰ. 과제명
GIS와 3D 오염 모델링을 결합한 지하수 자원 통합관리기술

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
GIS를 이용한 지하수 관리시스템은 수질, 유정특성, 토지의 사용용도, 지리학적 특 징, 행정구역, 오염정도 등에 대한 다양한 형태의 자료가 데이터베이스화 되어 관리된다.

 

그러나 이러한 현상적인 데이터들의 획득, 분석, 관리만으로는 시간에 따라 복잡하게 거동하는 지하수 오염문제에 신속하고 효율적으로 대응할 수 없다. 현재의 데이터들로부터 미래의 오염거동을 예측 및 분석하여 적절한 대응방안을 마련하고 신속하게 오염문제를 제어할 수 있어야 한다.

 

 따라서 빠르고 효율적인 지하수오염 모델링이 GIS 관리 시스템에 결합되어 지하수시스템 관련자료를 지속적이고 효율적으로 관리 및 제어하는 동적 GIS-지하수모델링 통합시스템 구축이 요구되고 있다.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1. 지하수자원의 입체적 관리를 위한 GIS 구축
기존연구들에서 다루어 온 지하수 오염원정보 외에 행정․관리정보, 지반정보, 모델 링정보 등을 동시에 동일시스템 내에 축적하여 체계적으로 관리하기 위한 GIS 관리시
스템을 구축하였다. 자료의 중복성, 일관성, 안정성, 확장성 등을 고려하여 최적화된 GIS 데이터베이스를 15개 단위항목으로 구축하고, GIS의 기본 분석기능과 지구통계학적 분석기법 및 모델링 결과에 대한 시계열분석 등의 다양한 분석기능을 구현하였다. 구축된 GIS는 지하수자원의 지속적 관리를 위한 운영자의 의사결정지원시스템
(decision support system)으로 활용될 수 있다.

2. 유선 시뮬레이션 기반의 3차원 지하수모델 개발
오염물의 거동모사를 위해 유선 시뮬레이션 기반의 3차원 지하수모델을 개발하였다주유소나 지하저장탱크에서 지하수를 오염시킬 수 있는 유출사고가 일어날 때, 3차원
지하수모델을 이용하여 시간에 따른 오염물의 전파양상과 오염규모를 정확하게 평가하고 예측할 수 있다. 또한 유선 시뮬레이션을 이용하여 기존 모델들 보다 오염물질거동을 빠르고 정확하게 모델링할 수 있다.

3. GIS와 지하수모델링이 연계된 통합관리시스템 구축
GIS에서 구축되어 있는 2차원 레이어 자료를 3차원 지하수모델에 전송하고, 모델링 결과를 다시 GIS로 전송 할 수 있도록 최적 자료변환방식을 구현하였다. 3차원 지하수 모델링을 활용하여 예측된 지하수유동과 오염물질 전파양상에 대한 자료는 GIS시스템에 데이터베이스로 체계화하여 지속적으로 활용하고 관리할 수 있도록 하였다. 또한, GIS의 분석기능을 확장하여 지하수모델링의 3차원 기능 구현을 지원하도록 하였다. 최종적으로 GIS와 지하수모델링이 유기적으로 결합된 지하수 통합관리시스템을 완성하였다.

Ⅳ. 연구개발결과
GIS와 지하수모델링의 연계를 통해 지하수자원 통합관리시스템을 구축하고, 사용자 중심의 인터페이스를 제공하여 관련 행정기관 및 지자체 담당부서에서 실질적인 활용이 가능하도록 하였다. 유선 시뮬레이션 기술을 사용하여 기존의 3차원 지하수모델링 기술보다 1,000배 이상 빠르게 오염물질 거동모사가 가능한 모델을 개발하였다.

 

상용프로그램과 현장자료를 사용한 비교를 통하여 예측결과의 정확도 역시 신뢰할 만한 수준으로 검증하였다. 3차원 자료변환 기술개발을 통해 GIS의 2차원적 자료관리의 한계를 극복하고, 3차원 모델링과의 결합을 가능하도록 하였다. 3차원 입체적 시각화 프로그램 개발을 통해 보다 합리적인 정보분석 및 의사결정을 지원하였다.

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
통합관리시스템은 지자체 지하수 관리업무 난이도를 개선시키고, 모델링 예측정확도 를 향상시킬 수 있다. 따라서 지자체 및 공공기관 지하수 관련 자료와 행정자료를 통 합 관리하는 기능을 제공할 수 있다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]