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.
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.