KR20050082053A - System for diagnosing water quality and quantity in a small watershed and method of the same - Google Patents
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Abstract
소수계 물관리 진단시스템 및 방법이 개시된다. 사용자인터페이스부는 사용자에게 경관생태모델링, 수리/수문모델링, 및 수질모델링과 관련한 입력화일에 대한 수정, 자료파일 및 인터페이스파일을 변경하는 수단을 제공한다. GIS데이터저장부에는 유역 및 하천에 대해 작성된 공간정보 및 속성정보가 저장된다. 경관생태모델링부는 경관생태학적 원리를 이용하여 토지이용형태와 조각의 형태를 바꾸거나 옮겼을 때 발생하는 수질의 변화를 예측한다. 수리/수문모델링부는 기상자료에 대한 모델링을 실행하는 RAIN모델, 유역유출모델부분을 담당하는 RUNOFF모델, 및 수문관련 자료를 모의하는 EXTRAN모델을 선택적으로 편집하고 실행할 수 있도록 하는 사용자인터페이스를 제공한다. 수질모델링부는 WASP5의 주요인자를 수정하며, 모델링 결과를 GIS와 연계하여 출력한다. 모델링연계부는 각각의 모델링부들 내에서 중요인자를 목적 또는 주어진 상황에 따라 편집하여 모델링을 실행하고, 모델링의 결과를 출력한다. 운영부는 사용자로부터 입력받은 명령을 기초로 각각의 구성요소를 제어한다. 본 발명에 따르면, 테스트 데이터를 동적으로 생성함으로써 테스트 커버리지를 향상시킬 수 있다.Disclosed are a hydrophobic water management diagnostic system and method. The user interface unit provides a means for the user to modify input files related to landscape ecological modeling, hydro / hydrological modeling, and water quality modeling, and to change data files and interface files. The GIS data storage unit stores the spatial and attribute information created for the watershed and the river. The Landscape Ecology Modeling Department uses landscape ecological principles to predict changes in water quality that occur when the land use form and sculpture form are changed or transferred. The Hydraulic / Hydrogen Modeling section provides a user interface for selectively editing and executing RAIN models for modeling meteorological data, runoff models for watershed models, and EXTRAN models for hydrologic data. The water quality modeling unit modifies the main factors of WASP5 and outputs the modeling results in connection with the GIS. The modeling connection unit executes modeling by editing the important factors in each modeling unit according to the purpose or a given situation, and outputs the modeling result. The operation unit controls each component based on a command received from a user. According to the present invention, test coverage can be improved by dynamically generating test data.
Description
본 발명은 소수계 물관리 진단시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 물관리를 필요로 하는 지자체나 환경단체에서 범용적으로 사용할 수 있는 인터페이스로 구축된 소수계 물관리 진단시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrophobic water management diagnosis system and method, and more particularly, to a hydrophobic water management diagnosis system and method constructed as an interface that can be used universally by local governments and environmental organizations that require water management. .
현재 수자원 공급 및 관리와 관련하여 지리정보시스템(Geographic Information System : GIS) 기반의 다양한 시뮬레이션 프로그램이 제시된 바 있다. 대표적인 시뮬레이션 프로그램으로는 WEAP 21(Water Evaluation And Planning System), MIKE NET 모델링 시스템, WARMF(Watershed Analysis Risk Management Framework) 등이 있다. 이 밖에도 토지이용도의 변화를 모의하기 위한 모델로는 LUCAS(Land Use Change Analysis System)가 있다. 이들은 모두 마이크로컴퓨터상에서 운영이 가능한 도구로 각각의 특성은 다음과 같다.At present, various simulation programs based on Geographic Information System (GIS) have been proposed for water supply and management. Typical simulation programs include WEAP 21 (Water Evaluation And Planning System), MIKE NET Modeling System, and Watershed Analysis Risk Management Framework (WARMF). In addition, there is a Land Use Change Analysis System (LUCAS) as a model to simulate changes in land use. These are all tools that can be operated on a microcomputer, and their characteristics are as follows.
WEAP21은 주로 수자원 정책 결정 및 관리에 이용하기 위해 제작된 모델이다. 미국의 Stockholm Environmental Institute에서 개발된 모델로서 US Army Corps of Engineers의 The hydrologic Engineering Center의 지원으로 개선되고 있으며, World Bank, USAID, Global Infrastructure Fund of Japan 등의 프로젝트에 이용되었다. 현재에는 미국, 멕시코, 중국, 중앙아시아, 이집트, 이스라엘, 인도 등에서 사용되고 있다. WEAP21은 수자원 평가와 계획에 적용하기 위해 제작되었다. 입력되는 자료는 지역에 따른 물수요, 공급원, 물 흐름, 저장, 점 오염원, 수처리, 배출 등이며, WEAP21은 입력된 자료들을 이용하여 최적의 수자원 공급 및 관리 방안을 결정하게 된다. 적용 단계는 연구 정의, 현재의 상황 판단, 미래 예측, 시나리오 운영, 평가 등으로 구성되어 있으며, 프로그램의 보기는 Schematic, Data, Results, Overview, Notes로 구성되어 있다. WEAP21은 사용이 용이한 GIS-based graphic interface를 가지고 있고, 여러 가지 모의가 가능하지만, 기본적으로 수자원 정책 결정을 위해 만들어진 프로그램이므로 몇 가지 단점을 가지고 있다. 즉, 수량 공급 및 배분에 대한 자세한 모사가 가능한 대신, 수질이나 범람과 같은 현상에 대한 고려가 미흡하다. 또한, 점 오염원 중심의 모의로 배경이 되는 토지 이용도의 변화나 지형적인 특성에 대한 고려가 미흡하다.WEAP21 is a model designed primarily for use in water policy decisions and management. The model was developed at the Stockholm Environmental Institute in the United States, and is being improved with support from The Hydrologic Engineering Center of the US Army Corps of Engineers. It was used in projects such as the World Bank, USAID, and Global Infrastructure Fund of Japan. It is currently used in the United States, Mexico, China, Central Asia, Egypt, Israel, and India. WEAP21 is designed to be applied to water assessment and planning. The inputted data are water demand, supply source, water flow, storage, point pollutant, water treatment and discharge according to region, and WEAP21 uses the inputted data to determine the optimal water supply and management. The application phase consists of study definition, current situation judgment, future prediction, scenario operation, and evaluation. The program view consists of Schematic, Data, Results, Overview, and Notes. WEAP21 has an easy-to-use GIS-based graphic interface and can be simulated, but it has some disadvantages because it is basically a program designed to make water policy decisions. In other words, detailed simulations of supply and distribution of water are possible, but consideration of phenomena such as water quality and flooding is insufficient. In addition, due to the simulation of point sources, there are insufficient considerations of land use change and topographical characteristics.
MIKE NET 역시 수자원 공급 및 배분 시스템을 위해 개발된 모의기법이다. 이 프로그램은 Boss International이라는 환경 컨설팅 회사에서 개발한 프로그램으로 GIS 와의 연계성, graphical editing, querying functions, result viewing 등 사용상의 편이성을 가지고 있다. 다른 수질 관련 모델과의 연동이 가능하지만 주요 관심사는 water age, source tracing, chemical concentration 계산 등과 같은 수자원 공급 측면에서의 현상들이다. 따라서, WEAP21과 마찬가지로 토지 이용도나 비점오염원에 의한 현상을 모의하기가 어려운 단점을 가지고 있다. MIKE NET is also a simulation technique developed for water supply and distribution systems. This program was developed by an environmental consulting firm called Boss International. It is easy to use with GIS connectivity, graphical editing, querying functions, and result viewing. Interworking with other water quality models is possible, but the main concern is phenomena in terms of water supply, such as water age, source tracing, and chemical concentration calculations. Therefore, like WEAP21, it is difficult to simulate the phenomenon caused by land use or nonpoint source.
WARMF는 미국의 Systech Engineering사가 Electric Power Research Institute의 지원을 받아 만든 시스템으로, 유역관리 계획 수립시 의사결정을 지원하기 위해 제작된 의사결정도구이다. WARMF 역시 Windows GUI로 통합되며, Data, Knowledge, Engineering, TMDL, Consensus 등의 모듈로 구성되어 있다. WARMF은 유역과 하천 모델을 모두 통합했다는 장점을 가지고 있으며, 비점오염원에 대한 고려가 이루어졌으나, 경관생태학적인 원리에 대한 적용은 구현되어 있지 않다는 문제가 있다. WARMF is a system created by Systech Engineering of the United States with the support of the Electric Power Research Institute. It is a decision-making tool designed to assist decision making in watershed management planning. WARMF is also integrated into the Windows GUI and consists of modules such as Data, Knowledge, Engineering, TMDL, and Consensus. WARMF has the advantage of integrating both watershed and river models, and consideration has been given to nonpoint source pollution, but the application of landscape ecological principles is not implemented.
LUCAS는 자연적·사회적인 요인들에 의해 발생하는 토지이용도의 변화를 모사하는 프로그램이다. LUCAS는 Unix Workstations에서 운영되는 시스템으로 원격탐사 이미지, 인구 조사 및 소유주 지도, 지형도, 경제 모델에서 나온 결과물들을 GIS 상에서 통합하여 결과물을 도출한다. 또한, LUCAS는 여러 가지 모의가 가능하여 생물다양성의 보호나 장기적인 경관보호 등에 이용되고 있다. 그러나, LUCAS는 토지이용도의 변화에 대한 자세한 분석이나 모의는 가능하지만, 수질이나 수량 모델과 관련성을 가지고 있지는 않다는 점에서 소수계 물관리 진단시스템에 적용하기에 는 무리가 있다.LUCAS is a program that simulates changes in land use caused by natural and social factors. LUCAS is a system running Unix Workstations that integrates results from remote sensing images, census and owner maps, topographic maps, and economic models into GIS. In addition, LUCAS can be used for the protection of biodiversity and the long-term landscape as it can be simulated in various ways. However, although LUCAS is capable of detailed analysis and simulation of changes in land use, it is not suitable for use in hydrophobic water management diagnostic systems in that they are not related to water quality or water quality models.
상술한 바와 같이, 현재 수자원 공급 및 관리와 관련하여 GIS 기반의 시뮬레이션 프로그램 및 시스템이 다수 제안되거나 실시되고 있으나, 모두 수량의 공급 및 배분과 관련되어 있을 뿐 수질이나 범람과 같은 현상에 대한 고려가 미흡하고 경관생태학적인 원리를 고려하고 있지 아니하여, 소수계 수질관리에 있어서 지속적인 수량 및 수질관리에 적용하기 어렵다는 문제가 있다.As mentioned above, many GIS-based simulation programs and systems have been proposed or implemented in relation to the supply and management of water resources. However, all of them are related to the supply and distribution of water, but there is insufficient consideration of phenomena such as water quality and flooding. In addition, there is a problem that it is difficult to apply to continuous water and water quality management in hydrophobic water quality management without considering landscape ecological principles.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유역 오염원과 토지 이용도 등을 고려하여 소수계의 수량 및 수질관리를 효과적으로 수행할 수 있는 소수계 물관리 진단시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a hydrophobic water management diagnostic system and method capable of effectively performing hydrophobic water quality and water quality management in consideration of watershed pollution sources and land use.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 유역 오염원과 토지 이용도 등을 고려하여 소수계의 수량 및 수질관리를 효과적으로 수행할 수 있는 소수계 물관리 진단방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention can be read by a computer recording a program for executing a hydrophobic water management diagnostic method that can effectively perform water quality and water quality management of hydrophobic systems in consideration of watershed pollution sources and land use. To provide a record carrier.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템은, 사용자에게 경관생태모델링, 수리/수문모델링, 및 수질모델링과 관련한 입력화일에 대한 수정, 자료파일 및 인터페이스파일을 변경하는 수단을 제공하는 사용자인터페이스부; 유역 및 하천에 대해 작성된 공간정보 및 속성정보가 저장되는 GIS데이터저장부; 경관생태학적 원리를 이용하여 토지이용형태와 조각의 형태를 바꾸거나 옮겼을 때 발생하는 수질의 변화를 예측하는 경관생태모델링부; 기상자료에 대한 모델링을 실행하는 RAIN모델, 유역유출모델부분을 담당하는 RUNOFF모델, 및 수문관련 자료를 모의하는 EXTRAN모델을 선택적으로 편집하고 실행할 수 있도록 하는 사용자인터페이스를 제공하는 수리/수문모델링부; WASP5의 주요인자를 수정하며, 모델링 결과를 GIS와 연계하여 출력하는 수질모델링부; 상기 각각의 모델링부들 내에서 중요 인자를 목적 또는 주어진 상황에 따라 편집하여 모델링을 실행하고, 모델링의 결과를 출력하는 모델링연계부; 및 사용자로부터 입력받은 명령을 기초로 각각의 구성요소를 제어하는 운영부;를 구비한다.In order to achieve the above technical problem, the hydrophobic water management diagnosis system according to the present invention provides a user with modifications to input files related to landscape ecological modeling, hydraulic / hydrological modeling, and water quality modeling, and modification of data files and interface files. A user interface unit providing means; A GIS data storage unit for storing spatial information and attribute information created for the watershed and the river; Landscape ecological modeling unit for predicting the change of water quality when changing or moving land use and sculpture using landscape ecological principles; A hydraulic / hydrological modeling unit that provides a user interface for selectively editing and executing a RAIN model for modeling meteorological data, a RUNOFF model for a watershed runoff model portion, and an EXTRAN model for simulating hydrologic data; Water quality modeling unit for modifying the main factors of WASP5, and outputs the modeling results in conjunction with the GIS; A modeling linker which executes modeling by editing an important factor according to a purpose or a given situation in each of the modeling units, and outputs a modeling result; And an operation unit for controlling each component based on a command received from a user.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 소수계 수질관리 방법은, 사용자로부터 시스템에서 제공하는 경관생태모델, 강우모델, 수리모델, 수문모델, 및 수질모델 중에서 하나를 선택받는 단계; 및 상기 경관생태모델이 선택되면 경관생태학적 평가와 주요인자를 도출해 내는 FRAGSTATS, SWMM의 강우모델, 수리모델, 및 수문모델, 그리고, 수질예측모델인 WASP5 모델을 연동하여 토지이용형태와 조각의 형태를 바꾸거나 옮겼을 때 발생하는 수질의 변화를 예측하여 출력하는 제1모델링과정을 수행하고 강우모델, 수리모델, 수문모델, 및 수질모델이 선택되면 각각의 모델에 따른 모델링 결과를 출력하는 제2모델링과정을 수행하는 단계;를 포함하며, 상기 제1모델링과정은 상기 SWMM의 강우모델, 수리모델, 및 수문모델들과 수질예측모델인 WASP5 모델 내에서 중요 인자를 목적 또는 주어진 상황에 따라 편집하여 모델링을 실행하여 모델링의 결과를 출력하고, 상기 제2모델링과정은 기상자료에 대한 모델링을 실행하는 RAIN모델, 유역유출모델링을 실행하는 RUNOFF모델, 수문관련 모델링을 실행하는 EXTRAN모델, 및 WASP5의 주요인자를 수정하며 모델링 결과를 GIS와 연계하여 출력하는 수질모델에 의해 수행된다.In order to achieve the above technical problem, the hydrophobic water quality management method according to the present invention includes: selecting one of a landscape ecological model, a rainfall model, a hydraulic model, a hydrological model, and a water quality model provided by a user from a system; When the landscape ecological model is selected, land use form and sculpture form by linking FRAGSTATS, SWMM rainfall model, hydraulic model, hydrologic model, and WASP5 model, which is a water quality prediction model, to derive landscape ecological evaluation and major factors. Perform a first modeling process that predicts and outputs changes in water quality that occur when the water is changed or moved. The first modeling process includes the rainfall model, the hydraulic model, and the hydrologic models of the SWMM and the WASP5 model, which is a water quality prediction model. Outputting the modeling result by performing a second modeling process, the RAIN model for modeling the weather data, the runoff modeling R It is performed by the UNOFF model, the EXTRAN model that performs hydrological modeling, and the water quality model that modifies the main factors of WASP5 and outputs modeling results in conjunction with GIS.
이에 의해, 테스트 데이터를 동적으로 생성함으로써 테스트 커버리지를 향상시킬 수 있으며, 다양한 테스트 데이터를 생성할 수 있으므로 테스트 장치의 오류 검출 능력을 향상시킬 수 있다.As a result, test coverage can be improved by dynamically generating test data, and various test data can be generated, thereby improving error detection capability of the test apparatus.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a hydrophobic water management diagnostic system and method according to the present invention.
소수계 물관리 진단시스템은 ArcView GIS 3.2a 프로그램과 수리수문모델, 수질모델, 경관생태학 모델을 유기적으로 연계하여 만들어진 시스템이다. 이와 같은 소프트웨어와 모델링을 원활하게 사용하기 위해서는 표 1에 기재된 바와 같은 사양이상의 컴퓨터 사양이 요구된다.The hydrophobic water management diagnostic system is an organic link between the ArcView GIS 3.2a program, the hydrological model, the water quality model, and the landscape ecology model. In order to use such software and modeling smoothly, computer specifications beyond those shown in Table 1 are required.
NGIS 수치지도를 기반으로 기본도를 구축하고, 지형도, 토질도, 토지이용도의 구조화 편집을 수행하여 연구개발지에 적합한 유역모델과 수질모델 특성을 고려한 GIS 데이터베이스를 구축하며, 각종 정보분석 및 의사결정을 지원하는 모델링 분석을 위한 기초정보로 활용한다. Construct base map based on NGIS digital map, structured edit of topographic map, soil map, land use map, GIS database considering watershed model and water quality model suitable for research and development site, and various information analysis and decision making It is used as the basic information for modeling analysis that supports.
도 1은 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a detailed configuration of a hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템은 사용자인터페이스부(110), GIS데이터저장부(120), 데이터관리부(130), 경관생태모델링부(140), 수리/수문모델링부(150), 수질모델링부(160), 모델링연계부(170), 및 운영부(180)를 구비한다.1, the hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention is a user interface unit 110, GIS data storage unit 120, data management unit 130, landscape ecological modeling unit 140, repair / hydrological modeling unit 150, a water quality modeling unit 160, a modeling connection unit 170, and an operation unit 180 are provided.
사용자인터페이스부(110)는 사용자에게 경관생태모델링, 수리/수문모델링, 및 수질모델링과 관련한 입력화일에 대한 수정, 자료파일 및 인터페이스파일을 변경하는 수단을 제공한다. 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템은 경관생태모델로 FRAGSTATS를 사용하고, 수리/수문모델로 SWMM을 사용하며, 수질모델로 WASP5를 사용한다. 수리/수문모델인 SWMM은 기상자료에 대한 모델을 실행하는 RAIN모델, 유역유출부분을 담당하는 RUNOFF모델, 수문관련 자료를 모의하는 EXTRAN으로 구성된다. 사용자인터페이스부(110)는 사용자에게 이러한 각각의 모델에 대한 접근, 수정, 및 변경수단을 제공한다.The user interface unit 110 provides a user with a means for modifying input files related to landscape ecological modeling, hydro / hydrological modeling, and water quality modeling, data files, and interface files. The hydrophobic water management diagnosis system according to the present invention uses FRAGSTATS as a landscape ecological model, SWMM as a hydraulic / hydrological model, and WASP5 as a water quality model. SWMM, a hydraulic / hydrological model, consists of a RAIN model that implements a model for meteorological data, a RUNOFF model for watershed runoff, and EXTRAN, which simulates hydrologic data. The user interface unit 110 provides a user with means for accessing, modifying, and changing each of these models.
GIS데이터저장부(120)에는 유역 및 하천에 대해 작성된 공간정보 및 속성정보가 저장된다. The GIS data storage unit 120 stores spatial information and attribute information created for the watershed and the river.
도 2는 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템의 GIS데이터저장부(120)에 저장되는 데이터베이스의 구축공정의 일예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 전체 작업공정은 공간정보 DB구축공정과 속성정보 DB구축공정으로 구성된다.2 is a view showing an example of the construction process of the database stored in the GIS data storage unit 120 of the hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention. Referring to FIG. 2, the entire work process includes a spatial information DB construction process and an attribute information DB construction process.
GIS DB 구축 범위는 경안천 발원지에서 경안 수위관측소(경안교)이며, 표 2에는 GIS DB 구축 범위가 기재되어 있다. 해당 유역의 전체 면적은 278.8 km2 이다.The scope of GIS DB construction ranges from the Gyeongan Stream Source Station (Gyeongan Bridge) to the source of the GIS DB. The total area of the watershed is 278.8 km 2 .
또한, 표 3에는 GIS DB 구축 목록의 일 예가 기재되어 있다.In addition, Table 3 shows an example of the GIS DB construction list.
GIS DB는 유역과 하천의 특성에 따라 총 115개의 Point Feature로 제작되었으며, 도 3에는 구축된 GIS DB상의 노드들이 도시되어 있다. 속성으로 자신을 포함하고 있는 노드와 수로명을 포함한다. 또한, 도 4에는 NGIS 수치지도에서 추출한 하천도를 수리수문모델에 사용할 수 있도록 모식화한 수로레이어가 도시되어 있다. 속성정보는 ID, 하천명, 및 수로명을 포함한다.GIS DB was produced with a total of 115 Point Features according to the characteristics of the watershed and the river, Figure 3 shows the nodes on the constructed GIS DB. It contains the node and channel name that contains it as an attribute. In addition, FIG. 4 illustrates a waterway layer that is modeled so that the river map extracted from the NGIS numerical map can be used for the hydrological model. Attribute information includes ID, river name, and channel name.
하천도는 NGIS 수치지도에서 추출하여 구축되며, 하천의 특성과 유역의 특성에 따라 45개로 구분하여 구축된다. 도 5 및 도 6에는 각각 경안천의 하천도를 NGIS 수치지도에서 추출하여 구축된 하천도 및 경안천의 수로를 하천의 특성과 유역의 특성에 따라 45개로 구분하여 구축한 하천구획도가 도시되어 있다. 소유역도는 22개의 유역 안에 114개의 소유역으로 다시 세분화되어 구축되며, 토양도는 총 63개의 토양분류에 따라 GIS 소프트웨어상에 표시된다. 도 7 및 도 8에는 각각 경안천의 소유역도 및 토양도가 도시되어 있다. 또한, 해당 지역의 행정구역동리가 표시된 행정구역도 및 Baresoil, Campus Area, Dry Field, Forest, Golf, Paddy field, Suburban, Urban, Water 등의 9가지 분류를 기준으로 토지이용도가 작성된다. 도 9 및 도 10에는 각각 경기도 광주시, 용인시 2개 시군구와 316개의 읍면동으로 이루어진 행정구역도 및 해당 지역에 대한 토지이용도가 도시되어 있다.The streams are extracted from the NGIS digital map and are divided into 45 groups according to the characteristics of the rivers and the watershed. 5 and 6 show the river block diagrams constructed by dividing the river channels and the water channels of the Gyeongan stream, which are constructed by extracting the river maps of Gyeongan stream from the NGIS numerical map, respectively, according to the characteristics of the rivers and the watersheds. Subwatersheds are subdivided into 114 subwatersheds in 22 basins, and soil plots are displayed in the GIS software according to a total of 63 soil classifications. 7 and 8 show the watershed and soil map of Gyeongancheon, respectively. In addition, land use maps are prepared based on the administrative district maps showing the administrative constituencies of the area and nine classifications: Baresoil, Campus Area, Dry Field, Forest, Golf, Paddy field, Suburban, Urban, Water. 9 and 10 show an administrative district map consisting of two municipalities and 316 eupmun-dong, Gwangju-si, Yongin-si and Gyeonggi-do, respectively, and land use for the region.
토지이용형태에 따른 경안천에서의 토지이용비율이 표 4에 기재되어 있으며, 도 11에는 표 4에 기재되어 있는 토지이용비율에 대한 그래프가 도시되어 있다.The land use ratio in the Gyeongan stream according to the land use type is shown in Table 4, and FIG. 11 shows a graph of the land use ratio shown in Table 4.
데이터관리부(130)는 사용자에게 GIS데이터저장부(120)에 저장되어 있는 데이터의 편집, 레이어의 조작 등의 수단을 제공한다. 이를 위해 데이터관리부(130)는 레이어 조작기능, 화면조작기능, 속성정보 편집기능, 심볼 편집기능 등의 기능을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템은 ArcView를 기반으로 수행되는 시스템이므로, ArcView가 제공하는 모든 기능을 수행할 수 있다.The data management unit 130 provides a user with a means of editing data, manipulating layers, and the like stored in the GIS data storage unit 120. To this end, the data management unit 130 provides functions such as a layer manipulation function, a screen manipulation function, an attribute information editing function, and a symbol editing function. In addition, since the hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention is a system performed based on ArcView, all functions provided by ArcView can be performed.
레이어 조작기능은 레이어의 순서를 바꾸어 사용자가 효과적으로 GIS DB를 살펴볼 수 있는 기능이다. 이 때, 레이어의 활성화/비활성화 조작이 자유로워야 하며, 레이어의 명칭등과 Visible Scale 조절 등이 가능하여야 한다. 화면조작기능은 GIS 레이어를 활성화한 뒤 확대, 축소, 이동, 전체보기, 선택한 레이어나 Feature에 대한 확대, 바로 전의 Extent로의 전환 등의 기능을 포함한다. GIS Feature 편집기능은 GIS 레이어의 수정과 편집, 추가 등에 관한 기능이다. 이러한 편집기능은 사용자가 알기 쉬운 인터페이스로 구성되어있어야 하며, 점, 선, 면 등의 추가 편집이 가능하고, Snap을 통하여 구조화편집이 가능하여야 한다. 속성정보 편집기능은 GIS 속성정보의 수정과 편집, 데이터 추가, Field 추가 등과 관련된 기능이다. GIS 편집기능은 사용자 편의에 맞춰 제공되어야 하며, 속성 Query를 통한 편집이 자유로워야 한다. 심볼 편집기능은 포인트, 라인, 다각형에 따라 각각 여러 가지 색과 크기, 선두께, 스타일 등에 대한 편집기능이다. 레이어의 속성에 따라 Single Value, Unique Value, Graduate Value 등에 따라 각각 레이어의 심볼을 변동시킬 수 있어야 한다.Layer manipulation function is to change the order of layers so that the user can effectively look at the GIS DB. At this time, the activation / deactivation of the layer should be free, and the name of the layer and the Visible Scale should be adjustable. Screen manipulation functions include activating the GIS layer and then zooming in, zooming out, moving, viewing all, zooming in on the selected layer or feature, and switching to the previous extent. GIS Feature editing function is to modify, edit, and add GIS layer. This editing function should be composed of easy-to-understand user interface, additional editing of points, lines, faces, etc., and structured editing through Snap. Attribute information editing function is related to editing and editing GIS attribute information, adding data, adding field, etc. GIS editing function should be provided for user's convenience and editing through property query should be free. The symbol editing function is to edit various colors, sizes, headlines, and styles according to points, lines, and polygons. According to the property of the layer, it should be possible to change the symbol of each layer according to Single Value, Unique Value, Graduate Value, etc.
경관생태모델링부(140)는 경관생태학적 원리를 이용하여 토지이용형태와 조각의 형태를 바꾸거나 옮겼을 때 발생하는 수질의 변화를 예측하는 구성요소이다. 경관생태모델링부(140)는 FRAGSTATS을 직접 실행할 수 있는 모듈로 구현된다. 경관생태모델링부(140)는 FRAGSTATS의 3가지 결과파일(예를 들면, *.Land, *.Class, *.Patch)를 불러와서 산출한 지수를 기초로 표 5에 기재되어 있는 것과 같은 테이블을 생성하여 GIS데이터저장부(120)에 저장한다. Landscape ecological modeling unit 140 is a component for predicting the change in water quality that occurs when changing or moving the land use form and sculpture using landscape ecological principles. Landscape ecological modeling unit 140 is implemented as a module that can directly execute FRAGSTATS. The landscape ecological modeling unit 140 generates a table as shown in Table 5 based on the index calculated by importing three result files of FRAGSTATS (for example, * .Land, * .Class, * .Patch). It generates and stores in the GIS data storage unit 120.
수리/수문모델링부(150)로는 SWMM가 사용된다. 수리/수문모델링부(150)는 SWMM에서 기상자료에 대한 모델링을 실행하는 RAIN모델, 유역유출모델부분을 담당하는 RUNOFF모델, 및 수문관련 자료를 모의하는 EXTRAN모델을 선택하여 이를 쉽게 편집하고, 실행할 수 있도록 하는 사용자인터페이스를 제공한다. 또한 각 모델들의 결과를 다른 모델에 사용할 수 있도록 중간 모듈을 두어 사용자가 다른 연계작업이나 편집 작업을 위해 다른 프로그램을 사용하지 않아도 가능하도록 한다. SWMM is used as the repair / hydro modeling unit 150. The hydraulic / hydraulic modeling unit 150 selects a RAIN model for modeling weather data in SWMM, a RUNOFF model for watershed outflow model, and an EXTRAN model for simulating hydrologic data and easily edits and executes it. Provide a user interface that allows you to do this. In addition, an intermediate module is provided so that the results of each model can be used in other models so that users do not have to use other programs for other linking or editing work.
SWMM-RAIN: RAIN의 입력파일에서 B1라인에 해당하는 자료를 수정할 수 있는 인터페이스를 구축하고, RAIN 입력파일에 인터페이스 파일로 사용되는 "*.DAT" 파일에서 강수량을 편집할 수 있도록 편집기를 연계하고 그 안에서 직접 수정할 수도 있도록 한다. 표 6에는 RAIN 입력 파일의 B1라인 자료가 기재되어 있다.SWMM-RAIN: Construct interface to modify data corresponding to line B1 in RAIN input file, and link editor to edit precipitation in "* .DAT" file used as interface file in RAIN input file. You can also modify it directly. Table 6 lists the B1 line data in the RAIN input file.
SWMM-RUNOFF: 유역유출모델인 RUNOFF의 입력파일의 인터페이스에서 구축되어야하는 목록은 표 7에 기재되어 있다. SWMM-RUNOFF: The list that must be constructed at the interface of the input file of the runoff runoff model RUNOFF is shown in Table 7.
SWMM-EXTRAN: 수문모델인 EXTRAN의 인터페이스에서 수정되어야 할 목록은 표 8에 기재되어 있다.SWMM-EXTRAN: The list of modifications to the interface of the hydrological model EXTRAN is given in Table 8.
수질모델링부(160)로는 WASP5 및 WASP5-NPS가 채용된다. 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템은 SWMM모델과 WASP5 모델을 연결하는 인터페이스를 구비하며, WASP5의 주요 인자를 수정할 수 있는 인터페이스를 갖는다. 또한 결과 파일을 GIS와 연계하여 보여줄 수 있다. 표 9에는 WASP5 수질 모델 입력 항목이 기재되어 있다.WASP5 and WASP5-NPS are employed as the water quality modeling unit 160. The hydrophobic water management diagnosis system according to the present invention has an interface connecting the SWMM model and the WASP5 model, and has an interface capable of modifying the main factors of the WASP5. You can also show the result file in conjunction with GIS. Table 9 lists the WASP5 water quality model entries.
WASP5-NPS는 WASP5의 입력파일에서 필요한 NPS(Non-Point Source) 형식의 파일을 제작하기 위하여 RUNOFF.out과 EXTRAN.inp을 이용하여 필요한 포맷으로 저장한다. 표 10에는 비점오염원 연계 파일 입력 항목이 기재되어 있다.WASP5-NPS uses RUNOFF.out and EXTRAN.inp to create the NPS (Non-Point Source) format file required by the input file of WASP5 and save it in the required format. Table 10 lists nonpoint source linked file entries.
모델링연계부(170)는 수량 및 수질 관리를 위해 경관생태모델링부(140), 수리/수문모델링부(150), 및 수질모델링부(160)를 유기적으로 연결한다. 모델링연계부(170)는 사용자에게 각각의 모델링부(140, 150, 160)들 내에서 중요 인자를 목적에 따라 또는 주어진 상황에 따라 손쉽게 편집하여 모델을 실행하고 그 결과를 GIS S/W안에서 살펴볼 수 있는 수단을 제공한다. The modeling connection unit 170 organically connects the landscape ecological modeling unit 140, the repair / hydrologic modeling unit 150, and the water quality modeling unit 160 to manage water quantity and water quality. The modeling connection unit 170 allows the user to easily edit important factors in each modeling unit 140, 150, and 160 according to a purpose or a given situation, execute the model, and examine the result in the GIS S / W. It provides a means to.
운영부(180)는 사용자로부터 입력받은 명령을 기초로 각각의 구성요소를 제어한다. 또한, 운영부(180)는 시나리오모듈의 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 시나리오모듈은 토지이용변화, 설계강우분석, 수리시설물 등의 변화에 따라 수리, 수문, 수질 결과가 어떻게 달라지는가를 나타낸다. 이를 위해 시나리오모듈은 경관생태학적인 원리를 이용하여 토지이용형태가 변화되었거나 조각을 이동하였을 때 나타나는 수질의 예측값을 알아내기 위해 모델을 전체적으로 재작성하고 그에 따라 세부적으로 변화되는 모델 내부의 값들을 조절할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공한다.The operator 180 controls each component based on a command input from a user. In addition, the operation unit 180 may perform a function of a scenario module. At this time, the scenario module shows how the results of repair, hydrology, and water quality change according to changes in land use, design rainfall analysis, and repair facilities. To this end, the Scenario module uses landscape ecological principles to rewrite the model as a whole to determine the predicted values of water quality when land use patterns change or move fragments, and adjust the values within the model that change in detail accordingly. Provides an interface that allows
한편, 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템은 GIS모듈, 모델링모듈, 및 시나리오모듈로 구성될 수 있다. 이 경우 GIS모듈은 GIS데이터생성수단, GIS데이터저장수단, 및 GIS데이터관리수단으로 구성되며, 모델링모듈은 경관생태모델링수단, 수리/수문모델링수단, 수질모델링수단, 및 모델링연계수단으로 구성된다. Meanwhile, the hydrophobic water management diagnosis system according to the present invention may be composed of a GIS module, a modeling module, and a scenario module. In this case, the GIS module is composed of GIS data generation means, GIS data storage means, and GIS data management means, and the modeling module is composed of landscape ecological modeling means, hydraulic / hydrological modeling means, water quality modeling means, and modeling linkage means.
모델링연계기능은 경관생태학적 평가와 주요 인자를 도출해 내는 FRAGSTATS, SWMM의 강우 모델, 수리모델, 및 수문모델, 그리고, 수질예측모델인 WASP5 모델을 연동한다. 도 12는 전체적인 흐름과 결과파일, 입력파일 등 모델의 수행과정을 도시한 흐름도이다. 경관생태모델링기능은 FRAGSTATS에 의해 구현된다. 한편, FRAGSTATS 프로그램의 입력자료를 형성하기 위해 Spatial Analyst가 활용된다. Spatial Analyst는 ArcView 상에서 격자형태의 자료를 다룰 수 있도록 만들어주는 extension으로, 토지 이용도에 대한 자료를 격자 형태로 형성하여 FRAGSTATS의 입력자료를 형성하는데 활용된다. FRAGSTATS는 경관생태학적인 해석과 이에 대한 시나리오를 설계하고 변동할 수 있는 FRAGSTATS를 실행하면 도 13에 도시된 바와 같은 프로그램이 실행된다. 경관생태학적 모델에 대한 결과는 각 유역별로 도출되며, 같은 이름에 다른 확장자를 가진 3개의 파일이 생성된다. "*.Land", "*.class", "*.patch"등은 각각 확장자에 따른 정보를 포함하고 있으며, 이에 대한 결과는 GIS S/W 상에서 도 14에 도시된 바와 같이 나타난다. The modeling linkage function integrates FRAGSTATS, SWMM rainfall model, hydraulic model, hydrologic model, and WASP5 model, which is used to derive landscape ecological evaluation and major factors. 12 is a flowchart showing the overall flow, the execution process of the model, such as a result file, an input file. Landscape ecological modeling is implemented by FRAGSTATS. On the other hand, Spatial Analyst is used to form the input data of the FRAGSTATS program. Spatial Analyst is an extension that makes it possible to handle grid data on ArcView. It is used to form data on land use in grid form to form FRAGSTATS input data. FRAGSTATS is a landscape ecological analysis, and the design and scenarios for the implementation of the FRAGSTATS that can be changed by running a program as shown in FIG. Results for landscape ecological models are derived for each watershed and three files with the same name and different extensions are generated. "* .Land", "* .class", "* .patch" and the like each include information according to the extension, and the result is shown on the GIS S / W as shown in FIG. 14.
강우, 수리, 수문에 대한 정보 및 모델변경은 Model 메뉴에서 RAIN, RUNOFF, EXTRAN 등 각각의 필요한 모델에 대한 인터페이스를 호출하면 된다. For rainfall, repair, hydro information and model changes, call the interface for each required model, such as RAIN, RUNOFF, or EXTRAN, in the Model menu.
① SWMM - RAIN: RAIN 입력화일에 대한 수정과 자료파일, 인터페이스파일을 변경할 수 있는 사용자 인터페이스이다. 도 15a 및 15b에는 각각 RAIN 부분 및 RAIL Data 부분에 관련된 화면의 일 예가 도시되어 있다.① SWMM-RAIN: User interface to modify RAIN input file, change data file and interface file. 15A and 15B show examples of screens related to a RAIN part and a RAIL data part, respectively.
② SWMM - RUNOFF: RUNOFF 입력화일에 대한 수정과 인터페이스파일을 변경할 수 있는 사용자 인터페이스이다. 도 16a 내지 도 16e에는 각각 SWMM 기상 부분, SWMM Control 부분, SWMM 수로 인자 부분, SWMM 유역 인자 부분, 및 SWMM 수질 인자 부분에 관련된 화면의 일 예가 도시되어 있다.② SWMM-RUNOFF: User interface to modify the RUNOFF input file and change the interface file. 16A to 16E show examples of screens related to the SWMM weather portion, the SWMM Control portion, the SWMM channel printing portion, the SWMM basin printing portion, and the SWMM water quality printing portion, respectively.
③ SWMM - EXTRAN: EXTRAN 입력화일에 대한 수정, 인터페이스파일을 변경할 수 있는 인터페이스이다. 도 17a 내지 도 17g에는 각각 EXTRAN Control 부분, EXTRAN 수로 인자 부분, EXTRAN 연결점 인자 부분, EXTRAN 수질 모델 연계 부분, 및 EXTRAN 모델 결과 부분에 관련된 화면의 일 예가 도시되어 있다. 또한, 도 17f 및 도 17g에는 각각 Surchage 버튼 실행시 총 범람 시점과 그 시점에서의 수심이 표시된 EXTRAN 모델 범람 결과 화면 및 Flooding 버튼 실행시 총 범람시간이 표시된 EXTRAN 모델 범람 시간 결과 화면이 도시되어 있다. SWMM의 EXTRAN 모델을 실행하면 도 17h에 도시된 바와 같은 화면에서 모델링이 실행된다.③ SWMM-EXTRAN: It is an interface that can modify EXTRAN input file and change interface file. 17A to 17G show examples of screens related to an EXTRAN Control part, an EXTRAN channel parameter part, an EXTRAN connection point factor part, an EXTRAN water quality model linkage part, and an EXTRAN model result part, respectively. 17F and 17G show an EXTRAN model flooding result screen displaying the total flooding time and the depth of water at the time of executing the Surchage button, and an EXTRAN model flooding time result screen displaying the total flooding time when the Flooding button is executed. When the EXTRAN model of the SWMM is executed, modeling is executed on the screen as shown in FIG. 17H.
수질모델링시 WASP5의 10가지 인자 중 사용자가 변동가능하고 재조정 가능한 인자를 선택하여 그에 대한 인터페이스를 호출한다. 도 18a 내지 도 18e에는 각각 WASP5 Control 부분, WASP5 Volume 부분, WASP5 경계 조건 부분, WASP5 오염원 부분, 및 WASP5 초기 조건 부분 화면에 관련된 화면의 일 예가 도시되어 있다. 또한, 도 18f 및 도 18g에는 각각 RUNOFF 결과와 EXTRAN의 입력자료를 이용하여 WASP5에서 필요로 하는 NPS 파일을 생성하기 위한 Converter 화면이 도시되어 있다. WASP5를 실행하면 도 18f에 도시된 바와 같은 화면을 통하여 WASP5 모델링이 실행된다. 또한, 도 18h에는 WASP5 모델을 실행한 결과에 해당하는 그래프가 도시되어 있다. During the water quality modeling, the user selects a variable and resizable factor out of 10 factors of WASP5 and calls the interface for it. 18A to 18E illustrate examples of screens related to a WASP5 control part, a WASP5 volume part, a WASP5 boundary condition part, a WASP5 pollutant source part, and a WASP5 initial condition part screen, respectively. 18F and 18G show a Converter screen for generating an NPS file required by WASP5 using the RUNOFF result and the input data of EXTRAN, respectively. When the WASP5 is executed, the WASP5 modeling is executed through the screen as shown in FIG. 18F. In addition, FIG. 18H shows a graph corresponding to the result of executing the WASP5 model.
시나리오모듈은 토지이용변화에 따른 변화를 알아보는 부분과 설계 강우에 대한 예측시나리오를 변동하거나, 수리시설물의 추가, 삭제 등에 대한 시나리오 부분과 그에 따른 결과를 현재 기준으로 비교하여 볼 수 있는 시나리오 결과부분으로 나뉜다. 도 19a 및 도 19b에는 각각 시나리오 토지 이용 변화 부분 화면 및 수리 시설물이 추가되거나 변동, 삭제되었을 때 이에 대한 계수와 개수 등을 변동할 때 사용하는 사용자 인터페이스와 관련된 시나리오 수리 시설물 부분 화면의 일 예가 도시되어 있다. 각각의 토지이용변화, 설계 강우분석, 수리시설물 등 사용자의 환경과 앞으로 정책에 따라 시나리오를 설계하여 분석하게 되면 원본 데이터와 마찬가지로 모델의 결과를 얻을 수 있다. 이 때 시나리오 이전과 이후에 대한 비교분석을 위해서 시나리오 결과 분석 모듈이 필요하다. 도 19c 및 도 19d에는 각각 시나리오 결과 부분 화면 및 시나리오 결과 부분 데이터 보이기 화면의 일 예가 도시되어 있다.The scenario module shows the changes in land use change and scenarios for changing the forecast scenario for design rainfall, adding or deleting repair facilities, and comparing the results with the current standards. Divided into 19A and 19B show an example of a scenario land use change partial screen and a scenario repair facility partial screen related to a user interface used when the repair facility is added, changed, or deleted when the coefficient and number thereof are changed. have. If the scenario is designed and analyzed according to the user's environment and future policy such as land use change, design rainfall analysis, repair facility, etc., the model results can be obtained like the original data. At this time, the scenario result analysis module is needed for the comparative analysis before and after the scenario. 19C and 19D show examples of a scenario result partial screen and a scenario result partial data display screen, respectively.
SWMM의 수리 및 수문 모델의 실행결과는 강우설계변화에 따라 변동된다. 이때 결과 중 범람지역에 대한 예측결과가 표현된다. 이를 GIS DB 상에서 표출함으로써 이를 수리시설물의 확충이나 신설 등의 정책에 적극적으로 활용 할 수 있다. 범람예측기능은 Surcharged 표시, Overflow 표시, 및 범람유역 simulation 등의 기능을 구비한다. The results of the SWMM hydrology and hydrologic model implementations vary with rainfall design changes. At this time, the forecast result for the flooded area is expressed. By expressing this on the GIS DB, it can be actively used for policies such as expanding or establishing repair facilities. The overflow prediction function includes functions such as surcharged display, overflow display, and overflow basin simulation.
범람지역에 대한 분석결과가 EXTRAN 모델의 결과를 읽어서 가져오게 되면 이를 GIS 소프트웨어에서 표시하여 준다. 도 20a에 도시된 Surcharged 표시 화면에서 절점의 색이 다르게 표시되면서 이 지역으로 확대하여 표시된다. 또한, 범람지역에 대한 분석결과가 EXTRAN 모델의 결과를 읽어서 가져오게 되면 이를 GIS 소프트웨어에서 표시하여 준다. 도 20b에 도시된 Overflow 표시 화면에서 절점의 색이 다르게 표시되면서 이 지역으로 확대하여 표시된다. 나아가, 범람되는 지역을 클릭하게 되면 그 유역에서 범람시 모의가 어떻게 진행될 것인지에 대한 자료화면이 나타나 사용자에게 보여준다. 도 20c 및 도 20d에는 각각 범람예측지점의 범람 전 및 범람 후 3차원 영상이 도시되어 있다.If the analysis result of flood area is read from the EXTRAN model, it is displayed by GIS software. In the Surcharged display screen shown in FIG. 20A, the color of the nodes is displayed differently and is enlarged to this region. In addition, when the analysis result of flood area is read and imported from EXTRAN model, it is displayed by GIS software. In the overflow display screen illustrated in FIG. 20B, the colors of the nodes are displayed differently while being enlarged to this area. In addition, clicking on a flooded area will bring up a data screen showing the user how the simulation will work in the watershed. 20C and 20D show three-dimensional images before and after flooding of the overflow prediction point, respectively.
이하에서는 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템의 사용방법에 대해 설명한다. Hereinafter will be described a method of using a hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention.
소수계 물관리 진단시스템 Version 1.0의 설치파일을 통해 소수계 물관리 진단시스템 운용소프트웨어를 설치하게 되면 인스톨화면이 출력되며, 운용자는 화면에 출력된 지시사항에 의해 소수계 물관리 진단시스템 운용소프트웨어를 설치한 후 경로를 설정한다. If you install the hydrophobic water management diagnosis system operating software through the installation file of hydrophobic water management diagnosis system Version 1.0, the installation screen is displayed.The operator installs the hydrophobic water management diagnosis system operating software according to the instructions displayed on the screen. Set the path.
기존 DOS 모드의 모델들을 실행하기 위해서 Windows 시스템 안에 경로를 실행해야만 한다. <내컴퓨터 - 등록정보 - 고급 - 환경변수>로 접근하여 시스템 내의 모델 경로인 경로에 "C:\Frontier\swmm;C:\Frontier\wasp;"을 추가시켜주고 리부팅해야 프로그램이 정상적으로 실행된다. 다음으로, 환경변수를 설정하여 인스톨을 완료한다.In order to run existing models of DOS mode, you must run the path in the Windows system. Go to <My Computer-Properties-Advanced-Environment Variables> and add "C: \ Frontier \ swmm; C: \ Frontier \ wasp;" to the path of the model in the system and reboot the program. Next, set up the environment variables to complete the installation.
인스톨의 완료 후 시스템의 보안과 사용자 제한을 위한 로그인을 수행하여 시스템을 구동한다. 도 21에는 시스템의 구동시 출력되는 메인화면이 도시되어 있다.After the installation is completed, run the system by logging in for system security and user restriction. 21 illustrates a main screen output when the system is driven.
메인화면은 ArcView GIS 3.2의 기본 기능과 소수계 물관리 진단시스템에서 필요에 의해 추가한 메뉴와 버튼, 그리고, Toolbar로 구성된다. 시스템 메뉴구성과 기능은 표 11에 기재되어 있다.The main screen consists of the basic functions of ArcView GIS 3.2, menus and buttons added as needed in the hydrophobic water management diagnostic system, and a toolbar. The system menu configuration and functions are listed in Table 11.
도 22는 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.22 is a flowchart illustrating a process of performing a preferred embodiment of the hydrophobic water management diagnosis method according to the present invention.
도 22를 참조하면, 사용자는 소수계 물관리 진단시스템을 구동하고 시스템에서 제공하는 메뉴에 포함되어 있는 모델링기능과 시나리오기능 중에서 하나를 선택한다(S2200). 만약, 사용자가 모델링기능을 수행하고자 한다면(S2210), 사용자는 추가적으로 경관생태모델, 강우모델, 수리모델, 수문모델, 및 수질모델 중에서 하나를 선택한다(S2220). 경관생태모델링부(140), 수리/수문모델링부(150), 및 수질모델링부(160) 중에서 사용자가 선택한 모델에 대응하는 모델링부는 사용자가 선택한 모델에 따른 모델링을 수행한다(2230). 수리/수문모델링부(150)는 강우모델, 수리모델, 수문모델에 대한 정보 및 모델변경을 수행하며, 모델링 결과를 출력한다. 수질모델링부(160)는 WASP5의 주요 인자를 수정하며, 모델링 결과를 GIS와 연계하여 출력한다. 경관생태모델링부(140)는 경관생태학적 평가와 주요 인자를 도출해 내는 FRAGSTATS, SWMM의 강우 모델, 수리모델, 및 수문모델, 그리고, 수질예측모델인 WASP5 모델을 연동한다. 경관생태모델링부(140)에 의해 수행된 경관생태학적 모델에 대한 결과는 각 유역별로 도출되며, 같은 이름에 다른 확장자를 가진 3개의 파일이 생성된다. 만약, 사용자가 시나리오기능을 선택하면(S2210), 운영부(180)는 사용자의 선택에 따라 토지이용변화에 따른 변화분석과 강우/수리시설물의 변화에 의한 결과분석을 수행한다(S2240).Referring to FIG. 22, a user drives a hydrophobic water management diagnosis system and selects one of a modeling function and a scenario function included in a menu provided by the system (S2200). If the user wants to perform a modeling function (S2210), the user additionally selects one of the landscape ecological model, rainfall model, hydraulic model, hydrological model, and water quality model (S2220). The modeling unit corresponding to the model selected by the user from the landscape ecological modeling unit 140, the hydraulic / hydrological modeling unit 150, and the water quality modeling unit 160 performs modeling based on the model selected by the user (2230). The hydraulic / hydrologic modeling unit 150 performs information and model changes on the rainfall model, the hydraulic model, the hydrological model, and outputs the modeling result. The water quality modeling unit 160 modifies the main factors of WASP5 and outputs the modeling results in connection with the GIS. The landscape ecological modeling unit 140 integrates FRAGSTATS, SWMM rainfall model, hydraulic model, and hydrological model, and WASP5 model, which is a water quality prediction model, to derive landscape ecological evaluation and major factors. The result of the landscape ecological model performed by the landscape ecological modeling unit 140 is derived for each watershed, and three files having different extensions in the same name are generated. If the user selects the scenario function (S2210), the operation unit 180 performs a change analysis according to the land use change and the result analysis by the change of rainfall / repair facilities according to the user's selection (S2240).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 장치에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer device is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer devices so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템 및 방법에 의하면, 테스트 데이터를 동적으로 생성함으로써 테스트 커버리지를 향상시킬 수 있으며, 다양한 테스트 데이터를 생성할 수 있으므로 테스트 장치의 오류 검출 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 테스트 스크립트와 테스트 데이터를 분리하여 제공함으로써 테스트 스크립트의 재사용이 가능하다. According to the hydrophobic water management diagnosis system and method according to the present invention, test coverage can be improved by dynamically generating test data, and various test data can be generated, thereby improving error detection capability of the test apparatus. In addition, test scripts can be reused by providing separate test scripts and test data.
도 1은 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템의 상세한 구성을 도시한 블록도,1 is a block diagram showing a detailed configuration of a hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단시스템의 GIS데이터저장부에 저장되는 데이터베이스를 구축하는 공정의 일예를 도시한 도면,2 is a view showing an example of a process for building a database stored in the GIS data storage unit of the hydrophobic water management diagnostic system according to the present invention,
도 3은 구축된 GIS DB상의 노드들을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating nodes on a constructed GIS DB;
도 4는 NGIS 수치지도에서 추출한 하천도를 수리수문모델에 사용할 수 있도록 모식화한 수로레이어를 도시한 도면,FIG. 4 is a diagram illustrating a waterway layer modeled to use a river map extracted from a NGIS numerical map for a hydrological model;
도 5 및 도 6은 각각 경안천의 하천도를 NGIS 수치지도에서 추출하여 구축된 하천도 및 경안천의 수로를 하천의 특성과 유역의 특성에 따라 45개로 구분하여 구축한 하천구획도, 5 and 6 are respectively divided into 45 streams according to the characteristics of the river and the watershed basin of the river map and the Gyeongan stream extracted by extracting the river map of the Gyeongan stream from the NGIS numerical map,
도 7 및 도 8은 각각 경안천의 소유역도 및 토양도,7 and 8 is a watershed and soil diagram of Gyeongancheon, respectively,
도 9 및 도 10은 각각 경기도 광주시, 용인시 2개 시군구와 316개의 읍면동으로 이루어진 행정구역도 및 해당 지역에 대한 토지이용도,9 and 10 are respectively the administrative map of Gwangju-si, Yongin-si, 2 Sigun-gu and 316 Eupmyeon-dong, and land use map for the region,
도 11은 표 4에 기재되어 있는 토지이용비율에 대한 그래프,11 is a graph of the land use ratio shown in Table 4,
도 12는 모델링기능과 관련된 전체적인 흐름과 결과파일 및 입력파일 모델의 수행 흐름도,12 is a flowchart showing the overall flow related to the modeling function and the result file and the input file model;
도 13은 FRAGSTATS의 실행시 출력되는 프로그램 실행화면,13 is a program execution screen output when executing FRAGSTATS,
도 14는 FRAGSTATS의 실행시 출력되는 경관생태학적 모델에 대한 결과보기화면, 14 is a view showing the results of the landscape ecological model output when the execution of the FRAGSTATS,
도 15a 및 15b는 각각 RAIN 부분 및 RAIN Data 부분에 관련된 화면의 예를 도시한 도면,15A and 15B show examples of screens related to a RAIN portion and a RAIN Data portion, respectively;
도 16a 내지 도 16e는 각각 SWMM 기상 부분, SWMM Control 부분, SWMM 수로 인자 부분, SWMM 유역 인자 부분, 및 SWMM 수질 인자 부분에 관련된 화면의 일 예를 도시한 도면,16A to 16E are diagrams showing examples of screens related to the SWMM weather portion, the SWMM Control portion, the SWMM channel printing portion, the SWMM basin printing portion, and the SWMM water quality printing portion, respectively;
도 17a 내지 도 17e는 각각 EXTRAN Control 부분, EXTRAN 수로 인자 부분, EXTRAN 연결점 인자 부분, EXTRAN 수질 모델 연계 부분, 및 EXTRAN 모델 결과 부분에 관련된 화면의 일 예를 도시한 도면,17A to 17E illustrate examples of screens related to an EXTRAN Control part, an EXTRAN channel parameter part, an EXTRAN connection point factor part, an EXTRAN water quality model linkage part, and an EXTRAN model result part, respectively;
도 17f 및 도 17g는 각각 Surchage 버튼 실행시 총 범람 시점과 그 시점에서의 수심이 표시된 EXTRAN 모델 범람 결과 화면 및 Flooding 버튼 실행시 총 범람시간이 표시된 EXTRAN 모델 범람 시간 결과 화면,17F and 17G show an EXTRAN model flooding result screen showing total flooding time and depth at the time of executing the Surchage button, and an EXTRAN model flooding time result screen showing total flooding time when the Flooding button is executed;
도 18은 SWMM의 EXTRAN 모델을 실행시 출력되는 화면,18 is a screen output when executing the EXTRAN model of SWMM,
도 19a 내지 도 19e는 각각 WASP5 Control 부분, WASP5 Volume 부분, WASP5 경계 조건 부분, WASP5 오염원 부분, 및 WASP5 초기 조건 부분 화면에 관련된 화면의 일 예를 도시한 도면,19A to 19E are diagrams showing examples of screens related to a WASP5 control part, a WASP5 volume part, a WASP5 boundary condition part, a WASP5 pollutant source part, and a WASP5 initial condition part screen, respectively;
도 19f는 RUNOFF 결과와 EXTRAN의 입력자료를 이용하여 WASP5에서 필요로 하는 NPS 파일을 생성하기 위한 Converter 화면을 도시한 도면,19F is a diagram showing a converter screen for generating an NPS file required by WASP5 using the RUNOFF result and input data of EXTRAN;
도 19g는 WASP5의 실행시 출력되는 WASP5 모델링 화면,19G is a WASP5 modeling screen output when WASP5 is executed;
도 19h는 WASP5 모델을 실행한 결과에 해당하는 그래프,19h is a graph corresponding to a result of executing a WASP5 model;
도 20a 및 도 20b는 각각 시나리오 토지 이용 변화 부분 화면 및 수리 시설물이 추가되거나 변동, 삭제되었을 때 이에 대한 계수와 개수 등을 변동할 때 사용하는 사용자 인터페이스와 관련된 시나리오 수리 시설물 부분 화면의 일 예를 도시한 도면,20A and 20B show an example of a scenario land use change partial screen and a scenario repair facility partial screen related to a user interface used when the repair facility is added, changed, or deleted when the coefficient and number thereof are changed. One drawing,
도 20c 및 도 20d는 각각 시나리오 결과 부분 화면 및 시나리오 결과 부분 데이터 보이기 화면의 일 예를 도시한 도면,20C and 20D illustrate examples of a scenario result partial screen and a scenario result partial data display screen, respectively;
도 21a 및 도 21b는 각각 Surcharged 표시 화면 및 Overflow 표시 화면의 일 예를 도시한 도면,21A and 21B illustrate an example of a surcharged display screen and an overflow display screen, respectively;
도 21c 및 도 21d는 각각 범람예측지점의 범람 전 및 범람 후 3차원 영상을 도시한 도면, 그리고,21C and 21D show three-dimensional images before and after flooding, respectively, of an overflow prediction point; and
도 22는 본 발명에 따른 소수계 물관리 진단방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.22 is a flowchart illustrating a process of performing a preferred embodiment of the hydrophobic water management diagnosis method according to the present invention.
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