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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 16(2); 2016 > Article
AHP기법을 활용한 연안재해 관리시스템 기능 개발 우선순위 선정 및 시스템 설계

Abstract

Due to climate change, coastal areas are expected to be weighted disaster caused by sea level rise, the regional disaster characterized by coastal and river disasters, sea level rise, tsunamis, high tides may occur in combination. For disaster preparing and proactive management taking into account the characteristics of these coastal areas are considered necessary for the development of Coastal Disaster Management System to manage the complex disasters in coastal areas to reflect local characteristics and management. This study was designed to create a Coastal Disaster and Management System that may be beneficial because the expected collective flooding caused by various attention to regional characteristics of coastal cities were considered. It provided evacuation guidance and information over the coastal disaster information service assisting the general public and decision-making organizations. For an effective development of system, functions were identified, given their respective relative importance and development priority, by comparing the internal and external Natural Hazards System case studies and survey questions. These functions were selected through Analytic Hierarchy Process (AHP). Priority rank derived through the AHP, flood maps, evacuation maps, disaster field information, disaster information management function was proposed for Coastal Disaster Management System model, taking into account the individual characteristics and authority. Menu structure was also obtained.

요지

기후변화로 인해 연안지역은 해수면 상승으로 인한 재해가 가중될 것으로 예측되며 해수면상승, 해일, 만조의 해안재해와 하천재해가 복합적으로 발생할 수 있는 지역적 특징이 있다. 이러한 연안지역의 특징을 고려한 재해 대비와 사전예방적 관리를 위해서는 지역적 특성까지 반영된 연안지역의 복합 재난을 관리하기 위한 연안재해 관리시스템의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 연안 도시의 지역적 특성에 주목하여 다양한 원인을 고려한 복합 침수예상도와 그에 따른 대피지도 및 정보를 제공함으로서 대국민 연안재해 정보 제공 서비스 및 의사결정을 지원하는 연안재해 관리시스템을 설계하였다. 효과적 시스템 개발을 위해 국내·외 관련 시스템 사례 분석과 전문가, 연구진 등을 대상으로 한 설문조사를 통해 기능을 도출하였으며, 계층적 분석 기법(AHP)을 통해 기능 간 상대적 중요도를 파악하고 개발의 우선순위를 선정하였다. 우선순위를 통해 도출된 침수예상도, 대피지도, 현장정보, 재해정보 기능을 바탕으로 연안재해 관리시스템 모델을 제시하였으며, 개별 특징과 사용권한을 고려하여 메뉴구조도를 도출하였다. 연안재해 관리시스템의 개발우선순위로 도출된 핵심 기능인 복합 침수예상도는 연안에서 발생 가능한 다중적인 재해 원인이 고려된 결과를 표출하는 것으로서 연안재해 관리에 효율적인 의사결정지원이 가능할 것으로 판단되며, 대피 정보 제공을 통해 재해피해 저감의 효과를 기대할 수 있을 것으로 보인다. 향후 시스템 설계 고도화를 통해 사용자 편의성에 맞도록 개발되어야 할 것이며, 침수예상도, 대피지도 등 표출 정보의 정확도와 신뢰성을 확보하기 위한 추가적인 연구가 병행된다면 재난 관련 업무의 효율성을 확보할 수 있을 것이다.

1. 서론

1.1 연구의 배경 및 필요성

최근 기후변화로 인해 슈퍼엘니뇨, 슈퍼태풍, 폭설, 폭염, 가뭄 등의 자연재난이 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 연안지역의 경우 이러한 기후변화로 인해 해수면 상승으로 인한 재해가 가중될 것으로 예측되며, 연안과 접해있는 도시지역은 해수면이 바로 하류단 기점 수위로 높낮이의 영향을 내륙지역보다 크게 받는다. 이러한 연안지역의 특징을 고려한 재해대비와 사전예방적 관리를 위해서는 해수면상승, 해일, 만조의 해안재해와 하천재해가 복합적으로 발생할 수 있는 지역적 특징이 고려된 정보가 요구된다. 최근에는 재해 예방, 대비, 대응을 위해 IT 기술을 활용하여 재해를 분석하고 정보를 제공하는 다양한 방재 관련 시스템이 구축되고 있는데, 이러한 시스템은 재해피해를 저감하기 위한 고차원적 분석과 시각적 결과 표출이 가능하여 방재관련 의사결정에 도움을 주고, 정보의 수집과 관리가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 기존의 방재 관련 시스템은 재해 대비를 위해 내수침수, 하천범람 등의 분석을 활용하기 때문에 연안지역의 복합적 재해 발생 가능성을 고려하지 못하므로 연안에서 발생하는 해일폭풍, 태풍, 해수위 등으로 야기되는 피해까지 파악하기 어렵다. 따라서 지형적 특성까지 반영된 연안지역의 복합 재난을 예방, 대비하고 관리하기 위한 연안재해 관리시스템의 개발이 필요할 것으로 사료된다.
연안침수에 의한 피해가 나날이 커지면서 연안침수 피해를 최소화하기 위한 노력의 일환으로 연안 침수 지도의 제작 필요성이 증대되고 있고(Won, 2004), 연안지역 침수예상도에서 표출되는 정보를 토대로 주민들은 정확한 대피행동을 취할 수 있으며, 재난관련 의사결정자는 피해 저감을 위한 대비 및 대응 계획을 제시의 기본 자료로 활용할 수 있다. 이와 관련하여 해양수산부에서는 5년마다 폭풍해일에 초점을 맞춰 태풍 내습정보와 강우량, 조위고 등의 정보를 활용하여 빈도별폭풍해일 시나리오를 통해 해안침수예상도를 작성 및 보급하고 있다. 관련 연구로 Won et al.(2004)은 GIS를 활용한 연안침수지도 제작의 필요성을 설명하고, DEM을 이용하여 침수심별 지도를 작성하여 피난경로, 피난장소 등을 상세히 제공할 수 있는 연안침수지도의 프로토타입을 개발하였으며, Moon et al.(2007)은 폭풍해일에 의한 해안침수예상도 시나리오 연구를 진행하였고, Moon et al.(2009)은 특정 규모, 경로, 태풍반경을 가지는 다양한 태풍 내습 시나리오 DB를 구축하여 실제 태풍 내습시 가장 유사한 침수 시나리오를 제공하는 방법을 제시하였다.
연안 침수예상도는 지침에 의해 보급되고 있고, 작성방법에 대한 다양한 연구가 이루어져 왔으나 대부분 폭풍해일 및 태풍을 중심으로 작성된 시나리오 위주이다. 본 연구에서 제시하는 시스템의 침수예상도는 기후변화 시나리오, 해수면 상승, 내수침수, 과거 태풍 자료 등 연안지역의 복합적 재해 원인과 기후변화까지 고려한 시나리오에 의해 작성된 지도를 표출하는 시스템으로서 차별성이 있다.
업무처리의 효율성 및 정보의 원활한 교류를 위해 토목, 방재 등의 분야에서는 IT기술을 활용하여 웹기반의 시스템을 개발하려는 다양한 연구가 진행되고 있다. Kim et al.(2012)은 항만지역의 지진계측 관리 및 피해예측을 위해 GIS를 기반으로한 통합시스템을 구축하였으며, Seok et al.(2014)은지진예측 및 대응을 위해 지하정보를 기반으로 한 국가 지진방재 통합정보 시스템을 제시하여 국토교통부의 국가공간정보 오픈플랫폼인 V-world 타일 맵 기반의 DB 실시간 연계 모듈, 사용자 관리모듈, 실시간 DB 연계 인터페이스 모듈 등의 기능을 갖춘 플랫폼을 웹기반 시스템에 적용하였다. Lee etal.(2015)은 토사재해와 관련한 방재시설을 효율적으로 관리하기 위한 웹기반의 토사재해 통합관리시스템을 개발하고자 하였으며, Joo et al.(2015)은 풍수해저감종합계획 보고서 작성 및 심의 관련 관계자간의 소통공간인 웹기반의 풍수해저감종합계획 운영·관리 시스템을 제시하였다.
또한, 국토해양부, 국민안전처, 해양수산부 등의 정부기관에서는 방재 업무 및 대국민 재난 정보 공유를 위한 시스템을 개발하여 활용하고 있다. 국토교통부의 하천관리지리정보시스템은 국가하천 정보를 표준화하여 지역별 침수심, 침수범위, 홍수위험지도 등 각종 하천에 대한 정보와 하천기본계획보고서를 일반 국민을 대상으로 제공하고 있으며, 국민안전처의 풍수해피해예측시스템은 호우피해위험을 예측하여 전국 시·군단위의 피해예측 결과와 GIS기반의 침수예상지도를 제공한다. 해양수산부의 연안포털은 연안과 관련한 전반적인 정보와 해안침수예상도를 제공하고 있으며, 다양한 형태의 연안지도, 메타데이터, 데이터 실별 정보, 자원연락정보, 포맷, 유지관리정보 등을 웹상으로 제공하여 사용자로 하여금 쉽게 접근할 수 있도록 하였다.
이러한 시스템은 웹기반으로 개발되어 사용자간 빠르고 원활한 정보 공유가 가능하고, V-world, GIS 등을 이용하여 사용자가 원하는 정보를 시각적으로 한눈에 확인할 수 있도록 표출하고 있다. 또한 실시간 DB 연계와 분석 모듈을 통해 상황에 맞게 필요 정보를 제공한다. 따라서 본 연구에서 제시하는 연안재해 관리시스템은 연안지역의 특성에 맞추어 해수위, 강우량 등의 정보와 내수침수, 하천범람, 해수면상승의 복합원인이 다양하게 고려된 복합 침수예상도를 Open GIS를 기반으로 표출하고, 침수예상도에 기반하는 대피경로, 대피소등 주요 정보를 제공하는 대피지도를 표출하는 시스템으로 구성하고자 한다. 연안재해 관리시스템에서 제공하는 다양한 정보는 일반 사용자 및 재난관련 의사결정자가 열람할 수 있으며, 최근 스마트폰과 소셜미디어의 사용량이 증가하고 있는 점에 주목하여 연안재해와 관련한 콘텐츠를 실시간으로 제보하고 공유할 수 있는 접근성이 높고 DB의 관리가 용이한 웹기반 시스템으로 개발하고자 한다.

1.2 연구의 목적 및 방법

본 연구에서는 현재의 기상, 재해발생 현황 등의 정보를 바탕으로 연안도시 지역의 재해 원인에 따라 범람을 모의하여 복합 침수예상도를 표출하고, 침수예상도에 맞는 대피경로와대피소를 안내하여 재해에 따른 피해의 저감 및 의사결정을 지원하는 연안재해 관리시스템의 설계, 기능 개발의 우선순위도출을 통해 시스템 구조를 제시하는데 목적이 있다.
연안재해 관리시스템 기초설계 및 기능 개발 우선순위 선정, 시스템 구조 설계는 다음 Fig. 1에서 제시한 절차와 같다. 시스템 기초 설계를 위해서는 핵심기능 도출, 계층적 분석 기법적용, 기능의 우선순위 및 중요도 도출, 개발방향 설정의 4단계로 구성되며, 기능 개발 및 구조 설계를 위해서는 시스템핵심 기능 개발, 시스템 구조 설계, 메뉴 구조도 작성의 3단계로 구성된다.
Fig. 1
Flow of System Development.
KOSHAM_16_02_149_fig_1.gif
연안재해 관리시스템에서 활용될 수 있는 핵심 기능을 도출하기 위해서 1차적으로 기 개발된 국내·외 관련 시스템의 주요기능을 검토하였으며, 2차적으로 전문가, 연구자 등 시스템이용자를 대상으로 설문조사를 실시하여 요구하는 기능을 수집하였다. 사례 분석과 설문조사를 통해 수집한 기능 요구사항을 바탕으로 기능 개발의 우선순위를 도출하기 위해 쌍대비교에 의해 중요도를 결정하는 계층적 분석 기법(AHP, Analytic Hierarchy Process)을 활용하였으며, 분석을 위해 다양한 기능을 계층화, 군집화 하였다. AHP 분석은 다양한 경로로 수집된 각각의 기능별로 상대적 중요도를 도출할 수 있을 뿐만 아니라 개발의 우선순위, 사용자가 원하는 시스템의 개발 방향도 도출할 수 있는 장점이 있다. 기능간 AHP 분석결과를 통해 시스템에서 필요한 기능과 우선순위를 도출하고 개발방향을 설정하였다.
시스템 기능 및 구조 설계를 위해서 AHP 분석으로 가장 중요도가 높게 나타난 기능을 우선으로 하여 핵심 기능을 개발하였고, 이를 바탕으로 하여 연안재해 관리시스템 모델을 제시하였다. 제시된 모델을 바탕으로 개별 특징과 사용권한을 고려하여 메뉴구조도를 최종적으로 도출하였다.

2. 연안재해 관리시스템 기초 설계

2.1 사례 분석 및 설문조사를 통한 시스템 기능 도출

연안재해 관리시스템 기능을 도출하기 위해 우선적으로 국내·외 웹기반 재해 관련 시스템 사례를 바탕으로 주요기능을 조사하였으며, 이를 분석하여 기능도출에 활용하였다. 국내시스템 사례는 국토교통부 하천관리지리정보시스템(RIMGIS, RIver Management Geographic Information System), 해양수산부 연안포탈서비스, 산림청 산사태정보시스템을 조사하였으며, 국외는 미국 지도서비스센터(MSC, Map Service Center), 홍수재해평가툴(FHAT, Flood Hazard Assessment Tool), 연안재해 응급위험평가툴(CERA, Coastal Emergency Risks Assessment), UN과 EC의 재난관리 정보 교환 및 조정을 위한 국제재난경보시스템(GDACS, Global Disaster Alert and Coordination System), 독일 보험협회의 홍수지역 분류툴(ZÜRS, Zonierungssystem fur Uberschwemmung, Hochwasser and Ruckstall), 오스트리아의 GIS기반 홍수위험지역평가시스템(HORA, Natural Hazard Overview&Risk Assessment Austria), 스위스 RE보험사의 재난정보시스템(CatNet)을 조사하였다. 각 시스템별로 주요 기능과 착안점을 정리하여 Table 1에 나타내었다.
Table 1
Results of Comparison Internal and External Natural Hazards System
Institution/Nation System Operating environment Core functions Point of the System
Ministry of Land, Infrastructure and Transport RIMGIS Web  - Providing Digital Map
- Providing Flood Risk map and related river/stream information
- Providing Facility Current state
 - Linkage related Flood Risk Map
Ministry of Oceans and Fisheries Coastal portal service Web  - Expressing related coastal information (meta, source, resources, resolution, etc)  - Absence Coastal flooding information
 - DB Expression method
Korea Forest Service Landslide information system Web C/S  - Providing real-time landslide prediction information
 - Search function(location, map, related information)
 -Search function(location, map, Address, related information)
The US MSC/FHAT Web  - Map download
 - Providing SHP, metadata, REDME file
 - Providing Research Results
 - Construct Metadata
 - Providing Research Results
CERA Web  - Linkage Google Map
 - Hurricane Tracking function
 - SHP, NetCDF file download
 - Linkage Map(satellite image, topographic, contour)
 - Download function
GDACS Web  - Providing Current Disaster Information
 - Providing Analyzed disaster informa-tion and news
 - Providing Mobile contents
 - Providing Analyzed disaster informa-tion and news
 - Providing information by mobile
Germany ZÜRS Web  - Providing Disaster Information (Flood, Storm, Earthquake, etc)
 - Converting to personalized map
 - Printing information
 - Providing Disaster Information(Flood, Storm, Earthquake, etc)
 - Personalized Map printing function
 - Personalized Reporting Tool
Austria HORA Web  - Providing Disaster Map
 - Real-time Monitoring
 - Download function
 - Download function
 - Monitoring function
Switzerland CatNet Web  - Providing Disaster Information
 - Linkage Google Map(satellite)
 - Linkage Map(satellite image, topographic, contour)
국내 시스템은 홍수위험지도, 관련 시설물 현황 등 다양한 자료를 GIS기반으로 표출하고 메타데이터를 제공하고 있었으나, 연안도시지역의 침수정보 및 복합원인에 대한 정보가 부재하였다. 이를 통해 홍수위험지도와의 연계, 위치기반 자료 검색 기능을 참조하였고, 지도에 대한 정보를 추가적으로 관리할 수 있는 연안지역 침수지도 및 DB관리 기능을 착안하였다. 국외 시스템 분석 결과, 미국의 MSC와 FHAT는 맵 다운로드 기능과 지도 정보 자료 및 지도 표출시 활용한 다양한 연구 자료를 제공하고 있으며, CERA는 구글맵과 연동하여 위성지도, 지도 정보 태풍경로추적 기능을 탑재하여 지도를 기반으로 표출하고 있다. GDACS는 재해와 관련한 다양한 미디어 자료 및 자체 재해 통계분석 결과를 제공하며, 모바일로도 확인이 가능하다. 독일의 ZÜRS는 다양한 재해 정보의 제공뿐 아니라 사용자가 원하는 방식의 지도 정보 표출 및 인쇄가 가능하도록 되어있으며, 오스트리아의 HORA는 실시간 모니터링과 자료 다운로드 기능, 스위스의 CatNet은 위성지도와 위치기반의 각종 재해정보를 제공하고 있다. 이에 착안하여 지도 표출시 활용한 방법론 및 연안재해 맞춤형 통계분석자료 제공 기능과 지도 표출시 사용자 맞춤형으로 원하는 정보만을 표출할 수 있는 기능, 이러한 자료를 레포팅 툴을 통해 사용자가 다운로드 할 수 있는 기능을 도출하였다. 또한 국외의 실시간 연계 및 모니터링 기능과 DB 다운로드 기능, 맵 연동기능 등에 착안하여 위치기반 자료 표출시 위성지도, 지형도, 혼합형의 맵 연동기능과 메타데이터 및 각종 DB, 연구결과 다운로드 기능, 지도 모니터링 기능을 도출하였다.
연안재해 관리시스템 기능 수집을 위해 두 번째로 전문가, 연구자 등 시스템 이용자를 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 결과는 Fig. 2에 나타내었다. 기능 요구사항 설문조사를 통하여 도출한 기능은 총 52개였으며, 이를 시스템 구축, DB관리, 표출방법, 기타의 네 가지로 재분류하였다. 주요기능 도출 결과 시스템 구성과 관련해서는 6개 기능, DB 관리 2개 기능, 표출방법 4개 기능으로 총 12개 필수 기능이 도출되었으며, 일부 기타로 분류하였다. 도출된 주요 기능으로는 영상, 텍스트, 사진 등 재해현장을 제보할 수 있는 기능, 침수예상도에 따른 대피경로 자동 생성 기능, 침수예상도 GIS 기반 지도표출 기능이 가장 중요한 것으로 나타났고, 이러한 DB들의 구축 및 관리 기능이 필요한 기능으로 분석되었다.
Fig. 2
Results of Survey.
KOSHAM_16_02_149_fig_2.gif

2.2 AHP를 이용한 기능 우선순위 도출

앞서 수행된 시스템 사례 분석을 통한 기능 착안점과 시스템 이용자 대상의 설문조사 시 수집한 기능을 바탕으로 시스템 기능 개발 우선순위를 도출하고자 한다. 이에 기능들을 계층화하여 쌍대비교(paired comparisons method)에 의해 중요도를 결정하는 계층적 분석 기법(AHP)을 적용하였다. 이 방법은 1970년대 초 Thomas. L. Saaty에 의해 개발된 이후 정성적(qualitative), 다기준(multi-criteria) 의사결정에 널리 사용되는 분석기법으로, 설문을 통해 계층적으로 구조화된 요소의 상대적 중요도를 평가하는데 적합하다.
다음 Fig. 3은 본 연구의 기능 개발 우선순위 도출을 위한AHP 분석 기법의 적용 절차를 나타낸 것이다. 본 연구에서 AHP 분석은 수집된 기능을 대상으로 특성에 맞게 군집화하여 계층구조를 설계하고, 설문조사를 실시하였다. 설문에서는 기능 간 쌍대비교를 통해 상대적 가중치를 도출하였으며, 응답자의 일관성을 나타내는 일관성 지수(Consistency Index)를 확인하여 신뢰할 수 있는 수준인 0.1이하로 분석되면 기능의 우선순위를 결정한다. 일관성 지수가 0.1 이상일 경우는 신뢰도가 적다고 판단하여 일관성 있는 결과를 도출하기 위해 설문을 재실시 하게된다.
Fig. 3
Application Procedures of AHP.
KOSHAM_16_02_149_fig_3.gif
설문조사를 위해 수집한 기능을 주제별로 묶어 군집 및 계층화 하였으며, 상위항목으로 침수예상도, 대피지도, 연안관련 DB, 현장정보, 학습정보, 시스템 안내, 재해정보 7개로 구분하였으며, 상위항목에 맞게 하위항목을 구분하였다. 요구사항에 따라 하위기능 간에는 중복되는 기능도 존재한다. 1차적으로 상위부문을 쌍대비교하여 중요도를 도출하였으며, 2차적으로 하위 기능 간 쌍대비교를 통해 우선순위를 도출하는 방식으로 진행하였다. 다음 Fig. 4는 수집된 기능 구분과 그에 따른 세부 항목의 계층구조를 도식화 한 것이다.
Fig. 4
Hierarchy of System functions.
KOSHAM_16_02_149_fig_4.gif
AHP 분석을 위한 설문조사는 학계, 산업계, 연구소 등의 수자원 및 방재 시스템 관련 전문가를 대상으로 실시하였다. 설문방법은 해당 부서 직접 방문 및 이메일을 통한 시스템 개발의 취지와 평가항목을 상세 설명 후 설문지를 회수하였으며, 설문 대상 및 내용은 다음 Table 2와 같다.
Table 2
Contents of Survey
Contents Description
Survey Objects Experts of Water Resources and Disaster Prevention System
Number of Target 25 People
Return Rate 92% (23 respondent)
Survey Purpose Deduction of system function priority for Development of Coastal Disaster Management System
Survey period Jan. 2016
연안재해 관리시스템 기능 우선순위 도출을 위한 종합 평가결과는 Table 3과 같다. 상위항목 간 우선순위를 도출한 결과, 침수예상도가 24.7%로 1순위, 대피지도가 18.9%로 2순위, 현장정보가 14.9%로 3순위, 재해정보가 11%로 4순위로 나타났고, 그 뒤로 시스템 안내, 연안관련 DB, 학습정보로 분석되었다. 이들 항목별 일관성 지수는 모두 0.1 이하이기 때문에 답변이 양호한 것으로 나타났다. 연안재해 관리시스템에서는 침수예상도 정보와 대피지도 정보가 중요한 기능으로 도출되어 우선개발이 필요한 핵심 기능이며, 현장정보 및 재해정보 등 실시간 정보공유 기능을 시스템의 주요 기능으로 설정하였다.
Table 3
Results of AHP Weight Value
Items AHP Importance Priority Subitems AHP Importance Priority
Flood Inundation Map 0.247 1 Expression based GIS 0.130 1
Map Download 0.064 8
Reporting function 0.043 13
Expression of Building and Facility 0.086 4
Legend On/off 0.077 5
District Select function 0.111 2
Linkage Real-time DB 0.061 9
Inquiry of Analyzed Flood Inundation Map by frequency 0.100 3
Linkage various map 0.071 6
3D expressive function 0.035 14
Search function 0.045 12
Map Overlapping function 0.053 11
Map printing function 0.069 7
Expression of Observatory information 0.054 10
Evacuation Map 0.189 2 Automatic Mapping function 0.151 1
Expression of Shelter 0.098 3
Expression of evacuation route 0.075 5
Map download 0.034 14
Reporting function 0.034 15
Expression of Building and Facility 0.063 7
Legend On/off 0.037 13
District Select function 0.037 12
Linkage Real-time DB 0.100 2
Linkage various Map 0.054 10
3D expressive function 0.045 11
Search function 0.058 9
Map printing function 0.060 8
Expression of Observatory information 0.071 6
Expression based GIS 0.083 4
Related Coastal DB 0.100 6 Inquiry of Research Result 0.055 8
District select function 0.245 1
Weather information 0.189 2
River/Stream information 0.046 9
Coastal information 0.067 7
Reporting function 0.081 5
DB Download 0.073 6
Search function 0.137 3
DB Building situation 0.107 4
Disaster Field information 0.149 3 Real-time Disaster Report function 0.188 1
Timeline function 0.045 10
Tag function 0.057 9
Search function 0.115 5
Sorting function of Untested information 0.064 7
News/Media data 0.075 6
Reporting function 0.062 8
Disaster Field Download function 0.140 2
Location upload 0.131 3
Media upload 0.122 4
Learning information 0.096 7 Action Manual 0.365 1
Preparation Plan 0.206 2
Related Disaster Information 0.077 5
Evacuation Facility information 0.152 4
Standard Action Procedure 0.200 3
System Introduction 0.109 5 System guidance 0.278 1
System using method 0.206 2
Video explanation function 0.062 6
Question and Answer 0.086 5
Frequently Asked Question and Answer 0.164 4
System Manual 0.204 3
Disaster Information 0.110 4 Inquiry Annual Disaster Report 0.045 9
Recent Disaster Statistics analysis 0.067 8
Disaster Damage situation by district 0.245 1
Real Inundation Situation 0.172 2
Reporting function 0.076 7
Download function 0.083 6
District select function 0.097 5
Search function 0.106 4
Expression of Inundation mark Map 0.109 3
세부항목별 우선순위를 분석한 결과, 침수예상도 기능에 속하는 하위 항목 중, GIS 기반 지도 표출 기능이 가장 높게 분석되었고, 그 뒤로 행정구역 선택, 시나리오별 침수예상도 열람, 주요 건물 및 시설물 표출, 범례 On/Off기능 등으로 나타났다. 따라서 침수예상도는 시군구 선택이 가능한 GIS 기반지도 표출 기능을 우선적으로 개발해야 하는 것으로 나타났으며, 내수침수, 해일범람 등 다양한 원인별 침수예상도 조회기능과 지도 내 주요 건물 및 시설물을 함께 표시할 수 있도록 하는 기능이 우선적으로 도출되었다. 대피지도 기능에 속하는 하위 항목의 분석 결과, 지도 자동 생성, 실시간 연계 기능, 대피소 및 대피경로 표출, GIS 기반 지도 표출 기능 등이 우선순위가 높은 것으로 나타났다. 대피지도 개발은 침수예상도와 동일하게 시군구 선택이 가능한 GIS 기반 지도를 표출하고, 침수예상도 결과에 따라 실시간으로 대피지도가 자동적으로 생성되는 기능을 우선적으로 개발해야 하는 것으로 분석되었다. 대피지도 생성 시 대피소, 대피경로가 표출되도록 한다. 현장정보 기능은 실시간 재해 제보 기능이 가장 중요한 것으로 나타났으며, 다음으로 현장정보 업로드 및 다운로드기능, 동영상 전송 기능, 검색 기능 등이 중요한 기능으로 도출되었다. 현장정보 기능은 사용자가 연안재해 상황을 실시간으로 제보할 수 있도록 해야 하며, 정보의 원활한 공유를 위해 업로드, 다운로드 및 검색 기능을 개발해야 할 것으로 나타났다. 특히, 텍스트, 이미지, 위치정보 제보뿐만 아니라 동영상형식도 지원할 수 있는 기능이 중요한 것으로 분석되었다. 재해정보 기능의 하위 항목 분석 결과, 지역별 재해 피해 현황, 실제 침수 현황, 침수흔적도 표출, 검색 기능 등이 중요한 기능으로 도출되었다. 실제 재해 피해 현황과 침수 현황에 대한정보 요구가 높은 것을 알 수 있으며, 재해연보 열람, 재해 통계 분석 등 과거자료를 기반으로 한 정보보다 현재 현황 정보가 더 중요하다는 것을 의미한다.

2.3 시스템 개발방향 설정

AHP 분석 기법을 통한 시스템 기능의 우선순위와 시스템개발 목적을 바탕으로 한 시스템의 주요 특징은 크게 3가지로 구분할 수 있다. 첫째, 사용자가 원하는 지역을 대상으로 침수예상도와 대피지도를 GIS를 통해 표출함으로서 연안재해 관련 정보를 제공한다. 둘째, 웹 기반으로 대상 사용자 맞춤형의 다양한 재해 정보를 제공함과 동시에 이용자의 제보가 가능하여 양방향 정보 공유가 가능하다. 셋째, 다양한 연안재해정보의 열람뿐만 아니라 시스템에 사용되는 모든 콘텐츠 및 DB의 최신화, 수정, 삭제 등을 통해 연안재해 관련 DB의 축적과 관리가 가능하다.
따라서, 연안재해 관리시스템은 다양한 원인을 고려한 복합침수예상도와 그에 따른 대피지도 및 정보를 제공함으로서 대국민 연안재해 정보 제공 서비스 및 의사결정 지원을 위한 시스템으로 개발방향을 설정하였다.

3. 연안재해 관리시스템 기능 개발 및 구조

3.1 시스템 기능 개발

시스템 개발 목적과 기능 우선순위 분석 결과를 바탕으로Table 4와 같이 연안재해 관리시스템에서 제공해야 할 필수적인 핵심 기능을 제시하였다. 첫 번째, 시스템에서 가장 중요한 기능으로서 시나리오별, 재해원인별(해일, 범람, 내수침수) 침수예상도를 웹상의 지도를 배경으로 보여주는 침수예상도 표출 기능이다. 두 번째, 대피지도 표출은 침수예상지역에서부터 대피소까지의 대피경로를 지도상에 보여주는 기능으로 지역별 대피소의 위치와 다중 대피경로를 보여주며, 사용자의선택에 따라서 대피할 수 있도록 가이드라인을 제시하는 기능이다. 대피지도의 경우 침수예상도 및 재해상황 제보에 따라 경로 및 대피소 위치 안내가 실시간으로 변경되도록 한다. 세 번째는 실시간 재해정보 제공 기능으로서 이용자가 직접 발생된 재해를 제보하여 해당 재해에 대한 정보를 지도상에 표출함으로서 양방향으로 사용자에게 정보를 수집하는 동시에 제공하는 기능이다. 네 번째, 관리자에 의하여 시스템에서 사용되는 모든 DB의 최신화, 수정, 삭제 등의 역할을 수행할 수 있는 연안재해 관련 DB 관리 기능이다. 다섯 번째, 침수예상도 표출을 위한 시나리오 선정 및 지도 작성 모듈이다. 침수예상도 및 대피지도를 단순하게 사용자의 시나리오 선택에 따라 표출되는 것이 아닌 현재의 강우, 해수위, 태풍, 지형 등의 복합적인 DB들의 현황 분석을 통하여 최적의 시나리오를 도출하고 그에 맞는 지도를 작성하여 표출할 수 있도록 하는 기능이다.
Table 4
Core Functions of System
Core Functions Description
Expression of Flood Map  - Expression of Flood Map by frequency(30, 50, 80, 100, 200yr)
 - Expression of Flood Map linked with combined Disaster cause (tsunami, overflow, inland inundation flooding)
Expression of Evacuation Map  - Expression of evacuation map and route by frequency according to flood Map
Providing Real-time disaster information  - Providing Real-time information according to reporting disaster state and occurrence
Coastal disaster information DB Management  - Coastal disaster Map DB(flooding expectation map, evacuation map) Management
 - Complex disaster contents DB Management
Selection of Scenario flooding map  - Selection of optimum Scenario by current rainfall and sea level situation
and drawing module  - Making a Detailed Flooding and Evacuation map by selected scenario

3.2 시스템 구조

연안재해 관리시스템 기능 구현을 위해 기본적으로 기초GIS 공간 DB, 과거 침수피해자료, 대피정보 및 시설 DB, 기상정보, 재해별 행동요령, 사용방법 및 해설 등의 학습콘텐츠, 통계 DB 정보가 기본적으로 활용된다. 기능 우선순위 분석으로 가장 중요도가 높게 나타난 침수예상도 및 대피지도의 표출을 최종 결과물로 하며, 내수침수, 하천범람, 해수면 상승에 따른 복합 침수예상도와 대피지도, 강우, 해수위, 지형 등의 시나리오의 Input DB를 바탕으로 시나리오 선택 알고리즘에 의해 현재 재해 상황에 따른 최적의 시나리오가 선정된다. 선정되어진 시나리오에 해당되는 빈도에 맞추어 지도 작성 알고리즘에 따라 침수예상도와 그에 맞는 대피지도가 시스템상에 표출되어진다. 다음 Fig. 5는 연안재해 관리시스템의 기능별 구성도를 나타낸 것이다.
Fig. 5
Coastal Disaster Management System Model.
KOSHAM_16_02_149_fig_5.gif
시스템 사용자는 일반이용자, 재난관련 업무 활용자, 시스템 관리자로 구분하여 구성하였으며, 앞서 도출한 기능 우선순위 분석 결과를 기반으로 분류에 맞게 재정리 하여 사용자 별 상세 메뉴구조도를 Fig. 6에 나타내었다.
Fig. 6
Functions of Coastal Disaster Management System.
KOSHAM_16_02_149_fig_6.gif
메뉴는 기능 우선순위 분석 결과에 따라 크게 침수예상도, 대피지도, 재해정보 제보, 시스템 안내로 구분하였으며, 복합재해정보 메뉴는 우선순위 도출시 상위부문인 연안관련 DB, 학습정보, 재해정보를 통합한 메뉴로 AHP 분석 결과 중요도가 높은 정보제공 기능만을 추린 것이다. 연안재해 관리시스템은 대국민 서비스를 지향하고 있으나 사용자 분류에 따른 기능 열람 권한이 있어 로그인 기능이 존재하게 된다. 로그인을 통하여 재난관련 업무 활용자와 시스템 관리자를 분류하게 되며, 일반 이용자의 경우 로그인 없이 시스템 개요, 재해현장 제보, 대피지도 및 매뉴얼, 대피소, 대피경로 등을 이용할 수 있다.
시스템의 가장 중요한 기능인 복합 침수예상도 표출은 일반이용자는 열람이 불가하며, 재난관련 의사결정자의 경우 일반이용자의 열람 기능과 더불어 지자체의 재해위험지구 선정 등의 방재정책 활용을 위하여 침수예상도 기능의 열람 권한을 추가로 가지게 된다.
대피지도는 모든 사용자가 접근할 수 있는 서비스로 구성하였다. 대피지도 메뉴는 지도 표출뿐만 아니라 대피 매뉴얼, 표준행동절차를 함께 확인할 수 있도록 하였다. 복합재해정보는 실제 침수 및 피해 현황, 침수 흔적도 열람, 대피 시설 정보 열람, 학습콘텐츠로 구성되어 있으며, 이 중 침수흔적도 및 기타침수예상과 관련한 정보는 재난관련 의사결정자만 열람할 수 있도록 권한을 부여하였다. 추가적으로 시스템 관리자가 접근할 수 있는 DB관리 메뉴를 구성하여 시스템 내 모든 DB에 대한 조회, 등록, 삭제, 다운로드의 관리가 가능하도록 하였다.

4. 결론

본 연구에서는 연안도시 지역의 복합재해 원인에 따라 범람을 모의하여 복합 침수예상도를 표출하고, 침수예상도에 따라 적절한 대피경로와 대피소를 안내하여 재해에 따른 피해의 저감 및 의사결정을 지원하고자 연안재해 관리시스템을 설계하였다. 또한 개발에 필요한 기능의 우선순위를 도출하였으며, 본 연구의 결과는 다음과 같다.
(1) 기 개발된 국내·외 관련 시스템을 분석을 통해 핵심 기능을 도출하고, 전문가, 연구진 등을 대상으로한 기능 요구사항 설문조사를 통해 총 68개 기능을 도출하였다.
(2) AHP 분석을 위해 상위항목 7개, 하위항목 68개 기능으로 군집화와 계층화를 실시하였으며, AHP 분석 결과 개발 우선순위로 침수예상도, 대피지도, 현장정보, 재해정보 기능이 분석되었다.
(3) 분석된 기능 개발의 우선순위에 따라 복합 침수예상도와 그에 따른 대피지도 및 정보를 제공하는 의사결정 지원을 위한 시스템으로 개발방향을 설정하였다.
연안재해 관리시스템의 개발 우선순위로 도출된 핵심 기능인 복합 침수예상도는 연안에서 발생 가능한 다중적인 재해원인이 고려된 결과를 표출하는 것으로서 연안재해 관리에 효율적인 의사결정지원이 가능할 것으로 판단되며, 대피 정보제공을 통해 재해피해 저감의 효과를 기대할 수 있을 것으로 보인다.
향후 시스템 설계 고도화를 통해 사용자 편의성에 맞도록 개발되어야 할 것이며, 침수예상도, 대피지도 등 표출 정보의 정확도와 신뢰성을 확보하기 위한 추가적인 연구가 병행된다면 재난 관련 업무의 효율성을 확보할 수 있을 것이다.

감사의 글

본 연구는 국민안전처 자연재해저감기술개발사업단(자연피해예측및저감연구개발사업)의 지원으로 수행한 ‘기후변화 적응을 위한 연안도시지역별 복합원인의 홍수 취약성 평가기술개발 및 대응 방안 연구’ [MPSS-자연-2015-77]과제의 성과입니다.

References

1. Coastal Emergency Risks Assessment (CERA) (http://nc-cera.renci.org/.
crossref
2. Joo, J.S, Jung, D.J, and Kim, Y.T (2015) Development of Operation·Management System of Comprehensive Plan for Storm and Flood Damage Reduction. Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, No. No. 15, Vol. 3, pp. 131-139. 10.9798/KOSHAM.2015.15.3.131.
crossref
3. Kim, H.S, Kim, K.R, Jang, I.S, and Jung, C.K (2012) Integrated system for seismic monitoring and damage estimation for harbor sites based on GIS. The Korean Society for Marine Environment and Energy, pp. 2065-2068. 22589332.
crossref
4. Lee, C.H, Lee, H.S, Sim, W.B, Kim, W.H, and Yang, D.M (2015) Development of the Integrated Management System Prototype of Sediment Disaster Prevention Facilities Considering the Life-Cycle. Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, No. No. 59, Vol. 3, pp. 125-130. 10.9798/KOSHAM.2015.15.3.125.
crossref
5. Lee, H.S (2014) A Study on Analysis of Importance Weights of Riverfront Assessment Items Using Analytic Hierarchy Process -Focused on the Gyeong-An Stream in Gyeonggi Province. Journal of the Korean Society of Rural Planning, Vol. 20, No. No. 1, pp. 27-36. 10.7851/ksrp.2014.20.1.027.
crossref
6. Moon, S.R, Kang, T.S, Nam, S.Y, and Hwnag, J (2007) A Study on Scenario to establish Coastal Inundation Prediction Map due to Storm Surge. Journal of Korean Society of Coastal and Ocean enggineers, No. No. 19, Vol. 5, pp. 492-501.
crossref
7. Moon, S.R, Kang, T.S, Nam, S.Y, and Lim, C.H (2009) A Study on the Framing Plan of Coastal Inundation Prediction Map Against Typoon. Water and Future, No. No. 42, Vol. 5, pp. 87-90.
crossref
8. Soek, C.H, Jang, Y.G, Song, J.H, and Kang, I.J (2014) Development on Integrated Information System for Preventing National Earthquake based on Real-Time Connection of Underground Informations. Journal of Korean Geo-Environmental Society, No. No. 10, Vol. 10, pp. 43-51. 10.14481/jkges.2014.15.10.43.
crossref
9. Won, D.H, Kim, K.H, Park, T.W, Choi, H.W, and Kwak, T.S (2004) A Study on Generating a Coastal Flood Hazard Map Using GIS. Journal of the Korean Society for Geo-Spatial Information System, No. No. 12, Vol. 1, pp. 69-77.
crossref
10. Yeo, W.K, Lee, J.K, Shim, J.H, and Kim, J.S (2000) Effective Manhole for Runoff Reduction in Urban Catchments. Journal of the Korean Society of Civil Engineers, No. No. 20, Vol. 6, pp. 795-800.
crossref


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