All Issue

2021 Vol.14, Issue 1 Preview Page

Original Article

Detection of Levee Displacement and Estimation of Vulnerability of Levee Using Remote Sening

원격탐사를 이용한 하천 제방 변위량 측정과 취약지점 선별

Young Jun Bang1
,
Hyo Jun Jung2
,
Seung Oh Lee3*
방 영준1
,
정 효준2
,
이 승오3*
1Master Course Student, Dept. of Civil Engineering, Hongik Univ.
2Master Course Student, Dept. of Civil Engineering, Hongik Univ.
3Professor, Dept. of Civil Engineering, Hongik Univ.
1홍익대학교 토목공학과 석사과정
2홍익대학교 토목공학과 석사과정
3홍익대학교 토목공학과 교수
*Corresponding Author
31 March 2021. pp. 41-50
PDF XML Citation
Abstract

As a method of predicting the displacement of river levee in advance, Differential Interferometry (D-InSAR) kind of InSAR techniques was used to identify weak points in the area of the levee collapes near Gumgok Bridge (Somjin River) in Namwon City, which occurred in the summer of 2020. As a result of analyzing the displacement using five images each in the spring and summer of 2020, the Variation Index (V) of area where the collapse occurred was larger than that of the other areas, so the prognostic sysmptoms was detected. If the levee monitoring system is realized by analyzing the correlations with displacement results and hydrometeorological factors, it will overcome the existing limitations of system and advance ultra-precise, automated river levee maintenance technology and improve national disaster management.

Keywords
Climate change
levee displacement
In-SAR
Sentinel-1
SNAP

하천 제방 변위를 사전에 예측하는 방안으로 본 연구에서는 InSAR 기법 중 Differential Interferometry(D-InSAR) 기법을 이용하여 2020년 여름 발생한 남원시 금곡교(섬진강) 인근의 제방 붕괴 지역에서 취약지점을 확인하였다. 2020년 봄과 여름 각각 5장의 sentinel-1 영상과 위성 영상 전처리 도구인 SNAP을 사용하여 2020년 8월 8일 제방 붕괴 전까지의 발생한 변위를 분석한 결과, 붕괴 발생 지역의 변위 변동성지수(Variation Index), V가 상대적으로 크게 발생하였으며 이를 통해 붕괴 전조증상을 확인할 수 있었다. 향후에 산출한 변위를 분석한 결과와 유역의 지하수위, 기온, 수위, 토양도 및 토양 수분도와 같은 수문기상학적 요인과 상관관계를 분석하여 하천 제방의 모니터링 시스템을 구축할 수 있다면 기존의 하천 제방 유지·보수 점검 시스템의 많은 한계점을 극복하고 초정밀, 자동화된 하천 제방 유지관리 기술 고도화와 국가 재난관리의 향상이 가능할 것으로 기대한다.

키워드
기후변화
제방 변위
In-SAR
Sentinel-1
SNAP
References
1
ESA (2015). TOPS Interferometry Tutorial. pp.2-8.
2
Jung, J. H., Sohn, H. G.,Kim J. H., and Kim, S. M. (2008). Monitoring of Landslide using InSAR Coherence Image. Proceedings of Korean Society for Geospatial Information Science. 6: 301-305.
3
Kim, C. O. and Kim, J. W. (2005). Generation and Assessment of DEM from InSAR and Differential InSAR. Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography. 23(2): 147-156.
4
Kim, H. B.,Yoon, H. S.,Youm, M. K., and Lee, W. E. (2017). Land Subsidence Analysis for the High-speed Railway Line of Honam using D-InSAR Technique. Journal of the Korean Society for Geospatial Information Science. 25(3): 35-41. 10.7319/kogsis.2017.25.3.035
5
Korea Water Resources Association (2020). 2020 August Flood Symposium Report.
6
Lee, H. Y. (2017). Application of KOMPSAT-5 SAR Interferometry by using SNAP Software. Korean Journal of Remote Sensing. 33(6-3): 1215-1221.
7
Lee, W. E., Yoon, H. S., Youm, M. K., and Kim, H. B. (2017). A Study on Enhanced D-InSAR Technique Considering Spatial and Temporal Coherence. Journal of the Korean Society for Geospatial Information Science. 25(2): 67-74. 10.7319/kogsis.2017.25.2.067
8
Malenovský, Z., Rott, H., Cihlar, J., and Schaepman, M. E. (2012). Sentinels for Science: Potential of Sentinel-1,-2 and-3 Missionsfor Scientific Observations of Ocean, Cryosphere, and Land. Remote Sensing Of Environment. 120: 91-101. 10.1016/j.rse.2011.09.026
9
Ministry of Land, Infrastructure and Transport of Republic of Korea (2016). River Maintenance Manual.
10
Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs of Republic of Korea (2009). Seomjingang River Master Plan Report. Iksan Regional Construction Mangement Office.
11
Rosen, P. A., Hensley, S., Joughin, I. R., Li, F. K., Madsen, S. N., Rodriguez, E., and Goldstein, R. M. (2000). Synthetic Aperture Radar Interferometry. Proceedings of the IEEE. 88(3): 333-382. 10.1109/5.838084
12
Seo, M. J., Kim, D. K., Ahmad, W., and Cha, J. H. (2019). Estimation of Stream Flow Discharge using the Satellite Synthetic Aperture Radar Images at the Mid to Small Size Streams. Journal of Korea Water Resources Association. KWRA. 51(12): 1181-1194.
13
Ullo, S. L. (2019). Application of DInSAR Technique to High Coherence Sentinel-1 Images for Dam Monitoring and Result Validation through in Situ Measurements. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 12(3): 10-11. 10.1109/JSTARS.2019.2896989
14
Yoon, K. S. (2003). Stability Evaluation according to the Cause of River Levee Collapse. Journal of Korea Water Resources Association : Water for Future. 36(5): 25-31.
15
Yun, H. W., Choi, Y. S., Yoon, H. S., Ko, J. S., and Cho, S. K. (2014). The Application of InSAR Signature Time Series for Landcover Classification. Journal of Korea Spatial Information Society. 22(1): 27-33. 10.12672/ksis.2014.22.1.027

Korean References Translated from the English

1
국토교통부 (2016). 하천 유지보수매뉴얼.
2
국토해양부 (2009). 섬진강 하천 기본계획 보고서. 익산 지방 국토관리청.
3
김창오, 김정우 (2005). 영상 레이더 간섭기법 및 차분간섭기법을 이용한 수치고도모델 생성과 정확도 평가. 한국측량학회지. 23(2): 147-156.
4
김한별, 윤홍식, 염민교, 이원응 (2017). D-InSAR 기법을 이용한 호남선 고속철도 구간 지반 침하 분석. 대한공간정보학회지. 25(3): 35-41. 10.7319/kogsis.2017.25.3.035
5
서민지, 김동균, Ahmand Waqas, 차준호 (2018). 합성개구레이더 인공위성 영상을 활용한 중소규모 하천에서의 유량 추정. 한국수자원학회논문집. 51(12): 1181-1194.
6
윤광석 (2003). 하천제방 붕괴원인에 따른 안정성 평가. Water for Future(물과 미래). 36(5): 25-31.
7
윤혜원, 최윤수, 윤하수, 고정식, 조성길 (2014). InSAR Signature 시계열 분석을 통한 토지피복분류. 한국공간정보학회. 22(1): 27-33. 10.12672/ksis.2014.22.1.027
8
이원응, 윤홍식, 염민교, 김한별 (2017). 공간적 시간적 긴밀도를 고려한 개선된 D-InSAR 기법에 관한 연구. 한국지형공간정보학회. 25(2): 67-74. 10.7319/kogsis.2017.25.2.067
9
이훈열 (2017). SNAP 소프트웨어를 이용한 KOMPSAT-5 SAR 간섭기법 구현. 대한원격탐사학회지. 33(6-3): 1215-1221.
10
정재훈, 손홍규, 김정환, 김상민 (2008). InSAR Coherence 영상을 이용한 산사태 탐측. 한국GIS학회 공동춘계학술대회. 2008: 301-305.
11
한국수자원학회 (2020). 2020년 8월 홍수 심포지엄 보고서.
Information
  • Publisher :Korean Society of Disaster and Security
  • Publisher(Ko) :한국방재안전학회
  • Journal Title :Journal of Korean Society of Disaster and Security
  • Journal Title(Ko) :한국방재안전학회 논문집
  • Volume : 14
  • No :1
  • Pages :41-50
  • Received Date : 2021-02-01
  • Revised Date : 2021-03-04
  • Accepted Date : 2021-03-21
  • DOI :https://doi.org/10.21729/ksds.2021.14.1.41
Journal Informaiton Journal of Korean Society of Disaster and Security Journal of Korean Society of Disaster and Security
Online submission
  • KISTI Current Status
  • KISTI Cited-by
  • KCI 문헌 유사도 검사
  • orcid
  • open access
  • ccl
Journal Informaiton Journal Informaiton - close