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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 16(4); 2016 > Article
UI/UX를 고려한 Web-GIS 기반 도심지 토사재해 통합관리 시스템 프로토타입 개발

Abstract

As a result of rapid urbanization and industrialization of surrounding areas with steep slope, low-lying city proper experiences continuously increasing damage due to soil erosion. A recent example of which is the landslide and soil erosion damage from Mt. Umyeonsan which directly swept through one of Seoul’s most affluent areas. However, the system that would integrally develop and manage the database (DB) which can be used to analyze and manage such urban landslides in Korea is still insufficient. This study was performed to develop an integrated urban sediment-related disaster management system based on Web GIS. For the development of the system prototype, the user-driven concept model and customer journey map was created considering the UI/UX (user interface/user experience). The concept model was establish using the essential theories of the system, while the customer journey map was established using the development direction of the system utilization. The system is mainly composed of sediment-related disaster information such as vulnerability assessment, soil characteristics of areas with high potential of landslide occurrence, scenarios of previous rainfall-induced landslides, and 3-dimensional simulation. In addition, the system will provide comprehensive management of the urban disaster facility that would allow maintenance functionality, viewing and downloading of sediment-related disaster DB. The possibility of implementing an integrated management of urban sediment-related disaster and land management administration will be possible with continuous improvement of this system.

요지

최근 우면산 산사태와 같이 토사재해의 피해가 도심지에 직접적으로 발생하고 있으며, 과거 급격한 도시화·산업화로 주거지 및 산업단지가 급경사지에 인접하게 되어 토사재해에 의한 도심지 피해는 지속적으로 증가하고 있는 실정이다. 하지만 현재까지 국내에서 도심지 토사재해를 분석하고 관리하기 위해 활용할 수 있는 DB를 통합적으로 구축하고 관리하는 시스템은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 Web-GIS 기반의 도심지 토사재해 통합관리 시스템 개발을 위해 사용자 중심의 컨셉모델과 고객여정지도를 작성하여 UI/UX를 고려한 시스템 프로토타입을 개발하였다. 컨셉모델을 통해 시스템의 주요개념을 정립하고, 고객여정지도를 통해 시스템 활용 측면의 개발 방향을 수립하였다. 시스템에 탑재되는 주요 컨텐츠는 토사재해 취약성 평가와 토사재해 발생 가능성이 높은 대상지의 토질특성 정보, 과거 토사재해 유발강우 시나리오, 토사재해 발생 3D 시뮬레이션 뷰어 기능 등이다. 또한, 도심방재시설의 종합적인 관리가 가능한 유지관리기능과 토사재해 관련 DB 조회 및 다운로드를 제공하고자 한다. 향후 지속적인 시스템 보완 및 고도화를 통해 도심지 토사재해의 통합관리와 도시계획측면에서 토지관리 행정집행이 가능할 것으로 판단된다.

1. 서론

1.1 연구개요 및 필요성

최근 집중호우, 태풍, 인적요인 등 다양한 원인으로 재난이 발생하고 있으며 점점 다양해지고 대형화되는 재난 피해를 저감시키기 위하여 세계 각국의 기관과 국내 지자체 및 산업계에서는 다양한 재난 관련 시스템을 구축하고 있다. 우리나라의 경우 2011년 7월 서울을 중심으로 중부지방에 3일간 약 500 mm의 국지성 폭우로 인한 산사태로 수많은 인명피해 및 재산 피해가 발생하였으며, 이러한 강우기록은 1908년 이후 역대 1위를 기록하였다. 과거 토사재해의 발생 주요원인은 지진이나 단층운동에 기인한 주변지반의 교란현상에 의한 대규모 거동이 대부분이었으나, 최근 들어 강우에 의한 산사태 발생 빈도가 증가하고 있는 추세이다. 1976년 이래로 우리나라의 연평균 산사태 발생면적은 1980년대 231 ha, 1990년대 350 ha, 2000년대 713 ha로 크게 증가하고 있으며, 최근 도심지역의 산사태로 인한 대규모 인명피해가 발생하고 있다(2014, 국립산림과학원). 우리나라의 경우 국토의 2/3이상이 산지로 이루어져 여름철 장마와 태풍, 집중호우에 의한 토사유출로 해마다 인명피해와 재산피해가 발생하고 있다. 특히 도심지의 인구밀도가 높은 우리나라는 토사재해 발생 시 그 피해 규모가 더욱 크게 발생하고 있으며(국토해양부, 2012), 과거 급격한 도시화·산업화로 주거지 및 산업단지가 급경사지에 인접하게 되어 토사재해에 의한 도심지 피해는 지속적으로 증가하고 있는 실정이다. 실제로, 2011년 우면산 산사태의 경우 사망 16명, 부상 50명, 건물 파손 11채, 침수 3,600건의 피해가 발생하였고 춘천 마적산 산사태의 경우 사망 13명, 부상 26명, 건물 파손 5채의 피해가 발생하였다(한국지반공학회, 2011).
이러한 토사재해를 예측하고 저감하기 위한 노력으로 국토해양부(2013)에서는 산사태 및 토사재해 발생 유형별 피해저감 전략 수립 연구를 통해 국내 산사태 및 토석류 발생 유형과 특성을 분석하여 유형별 기준 및 대책을 제시하였다. 산림청(2003)은 산사태 발생원인 및 예방대책 연구를 통해 강우패턴과 태풍발생 추세 등의 기상학적 분석과 산사태 예방 및 복구를 위한 법적·제도적 현황과 문제점 및 개선 방향을 제시하였다. 한국지질자원연구원(2004)은 산사태 위험도 산정시스템 및 피해저감기술 개발 연구를 통해 광역적 산사태를 확률론적으로 평가하여 산사태 발생위험 등급도 작성하여 위험도산정 시스템을 개발하였다. 국립방재연구소(현 국립재난안전연구원, 2007)에서는 급경사지 인명피해 저감을 위한 예·경보시스템 구축 연구를 통해 강우자료를 수집 및 적용하여 급경사지 재해로 발생되는 인명 및 재산 피해를 최소화하기 위한 예·경보 시스템을 구축하였다. 도심지 토사재해 통합관리 시스템 개발에 앞서 국내의 토사재해 관련 시스템 운영 사례들을 조사하고 각 시스템의 특징 및 문제점을 도출하였다. 임업연구원(현 국립산림과학원)에서는 2003년 산지토사재해방재 시스템을 개발하였으며 산사태의 예측을 통한 위험지역 주민의 피난정보를 제공하고 토사재해 위험지에 산사태를 감지할 수 있는 수분, 간극수압, 기울기, 온도, 음향 센서 등을 매설하여 위험신호가 감지될 때 인근 주민에게 경보 시스템을 운영하고 있으며 센서를 통해 감지된 신호는 데이터서버를 통해DB화하고 있다. 국토교통부에서는 2004년 도로절토사면유지관리시스템을 개발하여 운영 중이며 효율적인 도로 안전관리를 위하여 전국 국도변의 25,000여 개소의 절토사면의 현황관리와 도로대장, 포장, 교량 및 교통량을 제공하고 있다. 산림청에서는 2012년 기존의 산사태위험지관리시스템을 산사태정보시스템으로 개선하여 현재 운영 중이며 산사태예측 정보와 산사태위험지도 및 지질도 등의 산사태 관련 정보를 제공하고 있다. 국민안전처에서는 2015년 Web기반 급경사지위험지도 서비스 구축을 통해 집중호우에 따른 산사태 위험지역과 토석류의 이동경로, 계곡 하류부 토석류 피해예상지역에 대한 정보와 융합하여 피해범위를 예측할 수 있는 지반재해위험지도 서비스를 개발하였다.
도심지 토사재해 통합관리 시스템의 개발을 위해 조사한 국내 관련 연구동향을 살펴보면 주로 중앙담당자와 지자체 담당자를 위한 시스템 개발이 주를 이루었으며 일반인에게 공개되어있는 시스템은 비교적 많지 않은 것으로 나타났다. 또한, 토사재해 방재시설에 대한 법적관리 기준이 미흡하고 도심지에 위치한 시설의 관리대장 등이 마련되어 있지 않은 실정이다(이찬희 외, 2015). 그리고 급경사지나 비탈면의 계측자료기반 재해위험성 평가가 주를 이루고 있어 실시간 토사재해의 예측이 불가능하고 도시지역의 통합적 토사재해 관리시스템은 미흡한 것으로 나타났다. 또한, 토사재해 예방차원의 대책 및 기술개발이 미흡하고 재해예측 위치 식별, 분석 등 재해방지 기술이 분산화되어 운영되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 도심지를 대상으로 한 토사재해 통합관리시스템을 개발하기 위하여 사용자 측면의 UI/UX를 고려한 화면프레임을 작성하고, 도심지 중심의 토사재해 종합정보를 제공할 수 있는 도심지 토사재해 통합관리 시스템 프로토타입을 개발하고자 한다.

1.2 연구목적 및 방법

본 연구는 토사재해 취약지역 조회, 토사재해 유발강우 시나리오 조회, 도심방재시설의 유지관리우선순위 조회가 가능한 Web-GIS 기반의 도심지 토사재해 통합관리 시스템 개발을 위한 첫 번째 단계로 프로토타입을 개발하는데 목적이 있다. 프로토타입이란 정보시스템의 미완성 버젼 또는 중요한 기능들이 포함되어있는 시스템의 초기모델이라고 할 수 있다. 개발검증과 양산검증을 거쳐야 시제품이 될 수 있으며 사용자의 모든 요구사항이 정확하게 구현될 때까지 지속적으로 개선·보완된다. 도심지 토사재해 통합관리 시스템 프로토타입 아래 Table 1과 같으며 시스템 개발을 위해 먼저연구동향 조사를 통한 시스템의 개발방향을 수립하였다. 또한, 시스템의 활용도를 높이기 위하여 컨셉모델과 고객여정지도를 작성하여 UI/UX 측면의 시스템 기능설계를 수행하였으며 시스템의 메뉴구조도와 데이터베이스 항목을 도출하고 시스템 프로토타입을 개발하였다. 본 연구에서는 향후 도심지 토사재해 통합관리 시스템의 활용적인 측면과 사용자 중심의 화면구성 등에 초점을 두고 연구를 진행하였다.
Table 1
Flow of Urban Sediment Disaster Integrated Management System Development
 Step  Procedure Specific procedure
1  Research and Analysis  Research trend
2 System Development Direction setting of development
 UI/UX design  Concept model
 Customer journey map 
Derivation of activity diagram
Derivation of DB
3 Derivation of system prototype

2. 도심지 토사재해 통합관리 시스템 프로토타입 개발 방안

2.1 시스템 개발방향 수립

국내 연구 관련 연구동향을 살펴보면 주로 급경사지나 비탈면의 계측자료 기반의 재해위험성 평가가 주를 이루고 있으며 도심지를 대상으로 한 토사재해 관리 시스템은 미흡한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발하고자 하는 도심지토사재해 통합관리 시스템의 기본 개발방향은 토사재해 취약지역 및 위험지역을 조회하고 토사재해 유발강우 시나리오와3D 시뮬레이션 및 도심방재시설 유지관리 기능을 제공하여 도심지를 대상으로 토사재해 관련 종합정보를 제공하는 것으로 시스템 특징을 4가지로 구분하여 개발방향을 수립하였다. 첫째로는 안전율 분석결과와 토석류 흐름방향, 토질특성 등의 토사재해 중점관리지역 정보와 취약지역의 현장조사표, 인구 및 건축물 정보 등의 공간정보를 제공하는 것이다. 두 번째는 미래강우변화양상과 시나리오별 강우, 과거 피해발생 유발강우 등의 강우 정보를 제공하여 실제 강우 시 과거자료와 시나리오 강우자료의 비교·분석이 가능하도록 구성하였다. 세 번째로는 대상지역의 3D 시뮬레이션과 위험등급별 도시계획적 대응전략 정보를 제공하는 것이며, 마지막으로 방재시설의 위치, 상제제원, 사진정보와 다양한 통계정보를 제공할 수 있는 시스템 프로토타입 개발방향을 수립하였다. 토사재해 중점관리 지역의 경우 과거 1999년~2012년 동안 산사태가 발생했던 이력이 있는 전국을 대상으로 사회경제속성정보, 자연재해기초속성정보, 도시계획 속성정보 등을 고려하여 선정하였다(문용희 외, 2015).

2.2 UI/UX를 고려한 시스템 화면 프레임 기획

도심지 토사재해 통합관리 시스템의 개발 방향을 수립함에 따라, 사용자가 시스템을 사용하는데 있어 상호교감적인 모델을 개발하기 위하여 UI/UX를 고려한 심지 토사재해 통합관리 시스템의 설계방향을 설정함으로써 사용자 맞춤형 시스템을 개발하고자 하였다. UI Design(User Interface Design)이란 사용자가 시스템 또는 프로그램에서 필요로 하는 요소를 정확하고 빠르게 찾을 수 있도록 해주며, 이미지나 문서 등의 제작 및 작성을 효과적으로 설계하는 것을 의미한다. UX Design(User Experience Design)은 사용자가 제품이나 서비스 등을 사용할 때 발생하는 제품과의 상호작용을 고려하여 사용자의 요구를 벗어나는 요소를 최소화하도록 사용자 인터페이스를 디자인하는 것을 의미한다. 활용성과 완성도가 높은 시스템을 개발하려면 Table 2와 같이 UI/UX 측면에서 Needs(요소), Motive(동기), Attitude(태도), Behavior(행동)의 4가지 요소를 충족시킬 수 있어야 한다(Brown, 2012). Need의 경우시스템으로 만족감을 얻으려는 기대를 의미하며, 사용자의 경험을 좌우하는 일정한 범주가 존재한다. Motives는 시스템을 사용하는 사용자의 행동을 불러일으키는 직접적인 동기가 되며 이는 사용자의 업무연관성과 밀접한 관련이 있다. 세 번째로 Attitudes는 사용자가 시스템에 대한 경험적인 개인취향과 선호도를 의미하며 이는 시스템에 그대로 반영되기도 한다. 마지막으로 Behavior의 경우 시스템을 이용하는 과정에서 보이는 습관화된 행동패턴을 의미하며 숙련도, 이용환경에 따라 차이가 발생한다. 이러한 4가지 요소가 반영된 UI/UX를 고려한 기능설계는 사용자가 시스템을 활용하는 경우 상호교감적인 모델을 창조하고 개발할 수 있도록 지원하며 시스템 개발의 완성도를 향상시키는 역할을 한다.
Table 2
Four Factors of UI/UX (Dan M. Brown, 2012)
Type Description
Need  - Expected to be obtained a sense of satisfaction from the system
 - There are certain categories that affect the user experience
Motive  - Direct synchronization evoke user behavior
 - There are based directly on business
Attitude  - Personal preferences with respect to the system
 - There are also be reflected in the system
Behavior  - Behavioral patterns seen in the process of using the system
 - There is a difference between the initial user and skilled user and depending on the usage environment
이처럼 사용자가 시스템을 사용하는데 있어 상호교감적인 모델을 개발하기 위한 방법으로 페르소나, 컨셉모델, 고객여정지도, 사이트 맵 등의 기법이 있다. 본 연구에서는 UI/UX를 고려한 도심지 토사재해 통합관리 시스템 개발을 위해 컨셉모델과 고객여정지도를 작성하였으며 이를 프로토타입 개발에 반영하였다.

2.2.1 컨셉모델(Concept Model)

본 연구에서 적용한 UI/UX기법 중 하나인 컨셉모델은 시스템이나 제품의 곳곳에 스며있는 다양한 아이디어들을 시각화하여 표현하는 방법으로, 시스템 구조를 묘사하여 각 개념의 연계체계를 보여주고, 사이트에 표출되는 다양한 정보를 담는 기법이다. 추상적인 개념의 관계를 그림으로 보여주며 웹 사이트의 다양한 측면을 설명하는데 사용된다. 각 페이지의 템플릿이 링크되는 경로를 표현해주며, 여러 컨텐츠나 기능의 상대적 우선순위를 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 시스템 기획 초기에 컨셉모델을 작성하게 되면 개발자와의 원활한 커뮤니케이션이 가능하다는 장점이 있다. 도심지 토사재해 통합관리 시스템의 컨셉모델은 다음 Fig. 1과 같으며 시스템의 주요 기능별 연계체계를 시각화하여 주요기능의 우선순위를 파악할 수 있도록 구성하였다.
Fig. 1
System Concept Model
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취약지역정보, 토사재해유발정보, 3D 시뮬레이션 조회, 도심방재유지관리, 자료실은 본 시스템의 최우선위의 개념으로 설정하였으며 지도기본기능은 공통개념, 시스템 소개 및 게시판, 관리자 기능은 부가 개념으로 구성하였다. 취약지역 정보의 토사재해 중점관리지역에서는 토사재해 취약지역의 안전율 분석결과와 토질특성정보를 제공한다. 공간정보에서는 토사재해 취약지역의 사회·경제적 취약성 지도와 현장조사표, 인구 및 건축물 정보를 제공한다. 토사재해유발 강우정보에서는 과거피해발생유발강우, 미래강우변화양상, 시나리오별 강우정보를 제공하며, 3D 시뮬레이션 조회에서는 토사재해 발생 후 3D 모의영상과 토사재해 대응전략정보를 제공한다. 또한, 도심방재시설 유지관리에서는 방재시설물 현황과 유지관리 우선순위를 제공하며, 자료실에서는 토사재해 관련 DB를 제공하는 것으로 도심지 토사재해 통합관리 시스템의 컨셉모델을 구성하였다.

2.2.2 고객여정지도(Customer Journey Map)

도심지 토사재해 통합관리 시스템의 컨셉모델을 작성하여 시스템 내의 최우선 순위개념과 공통개념, 부가개념 등 추상적인 개념의 관계를 설정하였으며 최우선순위 개념을 중심으로 시스템의 접속부터 로그아웃까지 일련의 과정을 가시화할 수 있는 고객여정지도를 작성하였다. 고객여정지도란 사용자가 시스템이나 제품에 접근하여 수행하는 이용흐름을 선형으로 표현하는 방법으로써 시스템 내의 주요 서비스에 도달하는 접점이나 이용 빈도를 나타낼 수 있는 기법이다. 고객여정지도의 작성을 통해 사용자의 경험을 시각화하여 각각의 순간을 개별적으로 평가하고 향상시킬 수 있으며 사용자의 편의성을 증대시키는데 목적이 있다. 개발하고자 하는 시스템의 사전 분석을 통하여 시스템 개발 후 예상되는 사용자 이용패턴의 모형화가 가능하며 서비스 이용을 단계별로 구분하여 작성함으로써 각 이용흐름을 일정하게 유지시키고, 사용자의전체 경험을 한눈에 볼 수 있도록 하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 고객여정지도를 통해 시스템 사용자의 관점에서 시스템 경험에 관한 수평적 분석을 수행하였다. 재난대응단계를 고려하여 토사재해 우려 및 피해발생 시(대비/대응), 취약지역 개발사업 및 정책 수립 시(예방), 토사재해 유용정보제공측면의 고객여정지도를 Fig. 2와 같이 작성하였으며 시스템의주요 기능별 연계체계를 시각화하여 주요기능의 우선순위를 파악할 수 있도록 구성하였다. 먼저, 대비/대응 측면에서 토사재해 피해 우려 시 토사재해 유발강우정보를 통해 현재관측강우와 과거피해발생강우를 비교 분석하여 유사 시 피해규모 및 취약지역을 판단하고 3D 시뮬레이션 영상을 통해 토석류물질의 이동경로를 예측하여 주민 대피지원 등의 의사결정지원이 가능하다. 또한, 토사재해피해 발생 시 취약지역의 인구 및 건축물 정보를 바탕으로 피해규모 파악 및 업무지원이 가능하고, 기초자료 제공을 통해 피해원인 조사 시 토질특성정보를 기초자료로 활용할 수 있다. 예방 측면에서는 시나리오별 확률강우정보를 통해 R&D 및 각종 용역사업 수립 시 기초자료로서 활용이 가능하고, TRIGRS 분석을 통해 안전율이 낮게 나타나는 취약지역의 보강대책 및 개발 사업 수립 시 활용이 가능하다. 또한, 토사재해 대응전략 수립을 통해 도시계획 정책 수립 시 활용할 수 있으며 도심방재시설 유지관리를 통해 지자체 담당자의 효율적인 업무지원 및 시설물의 장기간 사용을 도모할 수 있다.
Fig. 2
System Customer Journey Map
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2.5 UI/UX 방법론을 통한 시스템 주요 기능 도출

국내 사례조사를 통한 시스템 개발방향을 수립하고 UI/UX측면의 도심지 토사재해 통합관리 시스템 컨셉모델과 고객여정지도를 바탕으로 시스템의 메뉴구조도를 Fig. 3과 같이 작성하였으며 시스템의 주요메뉴는 8개, 기능 18개, 세부기능은총 31개로 도출되었다. 주요메뉴는 취약지역정보, 토사재해유발 강우정보, 3D 시뮬레이션 조회, 도심방재시설 유지관리, 자료실 기능이며 그 외에 시스템 소개, 게시판, 관리자 기능을 구성하였다. 도시계획 연계·표출을 위하여 3D 시뮬레이션 조회 메뉴에 토사재해 대응전략 수립기능을 구성하였으며, 강우시나리오조회와 과거피해발생 강우를 연계하여 비교·분석이 가능하도록 구성하였다. 또한, 토사재해 관련 DB의 조회 및 다운로드를 제공하는 자료실을 구성하였다.
Fig. 3
System Menu Structure
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2.6 시스템 주요 DB 항목 도출

도심지 토사재해 통합관리 시스템 DB 항목은 주요 서비스항목에 따라 GIS DB, 동영상 DB, 이미지 DB와 텍스트 DB로 구분할 수 있으며 아래 Table 3과 같이 도출하였다. 자료실의 경우, 주요 서비스 항목의 DB를 연계하여 조회 및 다운로드 받을 수 있도록 구성하였다. GIS DB에는 분석위치와 안전율 및 토사발생량, 토석류 흐름 및 AWS 관측소 위치, 시설물위치가 있으며 현장사진과 현장 조사표 등의 이미지 DB와 상세주소, 인구 및 건축물 정보, IDF 곡선, 토사재해 대응전략 및 유지관리 우선순위 등의 텍스트 DB가 있으며 끝으로 3D 시뮬레이션 동영상을 주요 데이터베이스 항목으로 도출하였다.
Table 3
Major DB of Urban Sediment Disaster Integrated Management System
DB Type Sediment Disaster Vulnerable Area Sediment Disaster Inducing Rainfall 3D Simulation Management of Disaster Prevention Facilities
GIS DB Location of Area Safety Factor Direction of fLow Location of AWS Location of Area Location of Facilities
Video DB - - 3D Video -
Image DB Site Image Survey Chart A Rainfall Chart Simulation Image Counter Strategy of Sediment Disaster Facilities Image
Text DB Detailed Address Population & Structure Soil Profile Detailed Address Model of Rainfall IDF Curve Detailed Address Counter Strategy of Sediment Disaster Detailed Facilities Classification of Disaster Risk Management Priorities

3. 도심지 토사재해 통합관리 시스템 화면 설계

3.1 시스템 메인 인터페이스

도심지 토사재해 통합관리 시스템의 프로토타입은 Web 기반의 포털형 사이트의 형태로 서비스를 제공한다. 시스템 메뉴 구조도에서 제시한 주요메뉴 중 자료실을 제외한 4개의 주요 메뉴를 중심으로 화면을 설계하였으며 로그인 후 화면은 Fig. 4와 같이 구성하였다. 시스템에 로그인 후 중앙의 지도화면에는 현재 구축되어 있는 취약지역 정보와 TRIGRS 분석지역, 강우정보, 3D 시뮬레이션, 시설물 정보확인이 가능하고 휠업 시 지도가 확대되며 분석지역의 위치정보를 조회 할 수 있도록 클러스터링 기법으로 표현하였다. 또한, 화면상단에 시스템 소개, 취약지역 정보, 토사재해 유발강우 정보, 3D 시뮬레이션 조회, 도심방재시설 유지관리, 자료실, 게시판 등의 주요 메뉴와 시스템 공지사항, 자료실과 시설물의 현황을 조회하는 화면을 구성하였으며, 자주 사용하는 메뉴 바로가기 기능을 구성하여 사용자의 편의성을 고려하였다.
Fig. 4
System Main Page
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3.2 시스템 주요 화면

도심지 토사재해 통합관리 시스템의 주요기능 중 토사재해 취약지역, 토사재해 유발강우 정보, 3D 시뮬레이션 조회, 도심방재 시설유지관리 메뉴의 화면을 Fig. 5~8과 같이 작성하였다. 주요 서비스 항목 중 취약지역 정보 메뉴에서 TRIGRS분석을 통한 취약지역별 안전율 분석결과 및 초기토사량 조회 화면과 토사재해 유발강우 정보에서 분포모형과 재현기간, 지속시간에 따른 시나리오별 강우 분포 조회 화면을 도출하였다. 또한, 3D 시뮬레이션 조회에서는 3D 시뮬레이션 영상 및 이미지 조회 화면과 도심방재시설 유지관리 메뉴에서 도심방재시설의 점검진단일, 차기 점검 예정일과 유지관리 우선순위를 조회할 수 있는 화면을 구성하였다.
Fig. 5
Sediment Disaster Vulnerable Area Page
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Fig. 6
Sediment Disaster Inducing Rainfall Page
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Fig. 7
3D Simulation Page
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Fig. 8
Page of Strategies for sediment disaster
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3.2.1 취약지역 정보

취약지역 정보에는 토사재해 중점관리 지역과 취약지역의 공간정보를 제공하며 시스템 화면은 Fig. 5와 같이 구성하였다. TRIGRS 분석결과는 토사재해 중점관리 지역을 대상으로 현장 토양 특성 및 강우 특성 등을 고려하여 사면안전율 해석프로그램을 통해 예측된 토사재해발생 위험지를 나타낸 것이다. 위험 등급은 안전율 범위에 따라 총 4등급으로 구분할 수 있으며, 안전율이 1.0 이하로 분석되는 지역을 토사재해 발생예측 위험지로 분류하고 그에 따른 초기발생 토사량을 예측하여 표출한다. 또한, 현장토양시료의 실내 및 현장시험을 통하여 액성한계와 내무 마찰각, 첨착력 등의 토질정수 정보를 제공한다. 현장조사표는 조사일자, 행정구역, 주변 지형, 건축물 및 인구수 등의 일반현황과 지질학적 특성, 과거피해 발생이력, 피해저감조치 및 조사자 의견으로 구성되어 있다.

3.2.2 토사재해 유발강우 정보

토사재해 유발강우 정보에는 미래강우 변화양상과 시나리오별 강우조회, 과거 피해발생 유발강우 정보를 제공하며 Fig. 6과 같이 구성하였다. 미래강우 변화 양상의 경우 우리나라의 현재, 50년 후, 100년 후, 200년 후의 등우선도를 제공하여 미래의 강우패턴을 가시적으로 조회 할 수 있다. 시나리오별 강우의 경우 토사재해 중점관리 지역의 강우빈도, 지속시간에 따른 확률강우량, IDF곡선, 강우의 시간분포(Huff, Mononobe)곡선 정보를 제공한다. 과거 피해발생 유발강우는 토사재해발생 위치별 토사재해 유발강우의 공간분포, 발생강우량, 발생시점, 선행 일누적 강우량, 시간최대 강우량 정보를 제공하여 강우 시나리오와 비교·분석이 가능하도록 구성하였다.

3.2.3 3D 시뮬레이션 조회

3D 시뮬레이션 조회 기능은 3D 시뮬레이션 분석결과와 도시계획적 측면의 토사재해 대응전략수립 정보를 제공하며 아래 Fig. 7과 같이 화면을 구성하였다. 3D 시뮬레이션은 강우 강도별 토사재해 모의 영상과 이미지를 제공하며 위험등급에 따른 도시계획 측면의 토사재해 대응전략을 표출한다. 도심지 토사재해 대응을 위한 도시계획 전략은 산지부 격자와 도심지 격자가 중첩하는 격자를 대상으로 토사재해 영향범위의 등급화를 수행하고 등급에 따른 용도지역 및 지구지정여부, 이주대책, 개발행위 허가 및 방재시설 설치여부 등의 도시계획적 전략을 제시하였다(Fig. 8).

3.2.4 도심방재시설 유지관리

도심방재시설 유지관리 기능은 시설물 현황과 소하천 정보, 생애주기를 고려한 시설물의 유지관리 우선순위 정보를 제공하며 다음 Fig. 9와 같이 화면을 구성하였다. 시설물의 위치정보와 상세제원, 사진, 위치 등의 시설물 현황을 제공하고 소하천 정보와 생애주기를 고려한 시설물의 유지관리 우선순위정보를 제공한다. 도심방재시설 유지관리 기능을 통해 예방측면에서 각 지자체별 시설물 관리 담당자의 방재시설 유지관리 업무를 지원하고 방재시설의 장기간 사용을 도모할 수 있다.
Fig. 9
Management of Disaster Prevention Facilities Page
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4. 결론

본 연구에서는 도심지를 대상으로 한 토사재해 통합관리 시스템을 개발하기 위하여 국내외 운영 중인 산사태 관련 시스템 사례조사를 수행하고 UI/UX를 고려한 도심지 토사재해 통합관리 시스템의 프로토타입을 개발하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
(1) 국내외 다양한 기관에서 산사태발생 가능지역을 조회하고 피해저감을 위한 연구를 수행하고 있지만 도심지 토사재해 통합 관리 시스템의 경우 토사재해 발생범위나 시스템 개발 목적의 차이가 있으며 취약성 평가 결과와 3D 시뮬레이션결과의 탑재로 도시계획적 측면의 활용이 가능하다.
(2) UI/UX를 고려하여 도심지 토사재해 통합관리 시스템의 주요기능과 세부기능을 가시화한 컨셉모델을 작성하여 시스템의 개념을 가시화 하였으며 대비/대응, 예방측면의 시스템활용방안과 토사재해 유용정보제공 등 시스템 주요 기능별 고객여정지도를 작성하였다.
(3) 작성된 시스템의 컨셉모델과 고객여정지도를 바탕으로 8개의 메뉴구성과 18개의 기능, 31개의 세부기능을 도출하고 시스템의 주요 DB 항목을 GIS DB, 동영상 DB, 이미지 DB, 텍스트 DB로 구분하여 도출하였다.
(4) 향후 도심의 토사재해 위험지역과 토사재해 발생가능 위험지구에 대한 도시방재 행정추진의 근거자료로 활용할 수 있고 토지이용의 가장 상위법인 도시계획 및 관리계획 단계에서의 일관된 토사재해 대비 토지관리 행정의 집행이 가능할 것이다.
본 연구에서 이루어진 프로토타입의 개발을 통해 토사재해관련 정보의 조회기능 뿐만 아니라 분석모듈 탑재와 토사재해 관련 유용정보, 현장조사 결과의 비교·분석, 최신 기술 동향 등 지속적인 개발과 보완을 통해 시스템의 완성도를 높일 수 있도록 할 것이다. 또한 시스템 설계 시 주요 서비스 항목의 실현 가능성에 대한 검토가 필요하며, 향후 일반인 사용자에게는 토사재해 관련 유용한 정보를 제공하고 전문가에게는 토사재해 관련 업무 지원시스템으로 활용될 수 있도록 시스템을 고도화할 필요가 있다고 판단된다. 본 시스템의 개발을 통해 재난복구·대응체계의 표준화 마련하고 도심지 토사재해 재해예방 및 피해저감 측면에서 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.

감사의 글

본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원 건설기술연구사업의 연구비지원(13SCIPS04)에 의해 수행되었습니다. 이에 감사드립니다.

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