폐광산지역의 광역적 지반침하 위험도 평가를 위한 빈도비모델과 계층분석기법의 적용
Application of Frequency Ratio and Analytic Hierarchy Process to Subsidence Hazard Assessment around Abandoned Coal Mine
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초록
본 연구에서는 빈도비모델과 계층분석기법을 이용하여 폐탄광 지역의 광역적 지반침하 위험도를 평가할 수 있는 GIS 분석모델을 제시하였다. 분석모델은 지반침하에 영향을 미치는 8가지 요인(갱도의 심도, 갱도의 밀도, 갱도로부터의 거리, 도로로부터의 거리, 지하수위, RMR, 경사도, 강우 누적 흐름량)을 복합적으로 고려하여 폐광산 지역의 상대적 지표침하 위험도를 평가할 수 있다. 통계 기반의 빈도비 모델을 이용하여 침하와 영향 인자간의 상관관계를 분석하였으며, 전문가 판단에 기반을 둔 계층분석기법을 이용하여 영향인자별 가중치를 산정하고 정량화하였다. 강원도 정선의 폐광산 지역을 대상으로 구축된 공간데이터베이스에 분석 모델을 적용하여 광역적 범위의 상대적 지반침하 위험도 평가를 수행하였으며, 현장조사를 통해 관찰된 실제 침하지역과 비교 검증하여 예측 정확도를 평가하였다. 빈도비 모델과 계층분석기법 결합 모델의 예측 정확도는 각각 89.7%, 87.4%로 나타났으며, 제시된 분석모델은 광해관리 대책수립을 위한 기초 분석 도구로서 효과적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
Abstract
This study provides GIS analysis model combined with Frequency Ratio (FR) and Analytic Hierarchy Process (AHP) that evaluates and predicts subsidence hazard around abandoned coal mine. A spatial database was compiled based on data from topographical map, borehole data and mine drift map including the locations of past subsidences. Eight factors (i.e., drift depth, drift density, distance from drift, distance from road, groundwater level, rock mass rating, slope, flow accumulation) were extracted from the database to assess the relationship between each factor and subsidence events based on the frequency ratio model (statistical method). Analytic hierarchy process model was used to weight each factor affecting subsidence occurrences. As a result, subsidence hazard mapping using different models were performed and verification of prediction accuracy was implemented based on the area under curve (AUC) technique. The proposed GIS model in the study gives a measure of subsidence initiation localities and can be useful tool for mine planners and developers for their effective mine reclamation planning.
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