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논문

빈도비 모델과 지표 영향 반경을 결합한 GIS 기반의 폐탄광지역지반침하 위험도 분석기법 개발

GIS-based Subsidence Hazard Analysis on Abandoned Coal Mine Sites Combining the Frequency Ratio and Radius of Influence

이승호|서장원|손진|박형동|이희욱
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2015.12|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제52권 제6호|pp. 567-576

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GIS지리정보시스템Frequency ratio광산 지반침하Mining subsidence빈도비 모델영향 반경Radius of influence
주제분류자원공학

초록

본 연구에서는 지리정보시스템 환경에서 주변지역(지표영향반경내)의 특성값을 고려할 수 있는 통계적기법 기반의 광산 지반침하 위험도 평가 모델을 개발하였다. 연구지역의 수치갱내도와 수치지형도로부터 지반침하를 유발시킬 수 있는 지형경사도, 지표수 흐름누적양, 갱도 심도, 갱도 밀집도, 갱도와의 거리 등 5가지 인자를도출하였으며 영향인자와 지반침하 발생이력 자료와의 상관관계를 분석하기 위해 빈도비 모델을 적용하였다. 기존의 통계적 접근법이 영향인자 레이어 별 동일 격자셀에 해당하는 빈도비를 합산함으로써 해당 격자셀의특성값만을 고려하는 한계점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 갱도 심도와 한계각으로부터 영향반경을 산정하여 일정 거리내의 빈도비 합산값의 평균값을 위험도로 산정할 수 있는 기법을 개발하였다. 기존 연구기법과의비교를 위하여 강원도 삼척시에 위치한 폐탄광 지역을 대상으로 현장 적용을 통한 사례 연구를 수행하였다. 두 분석기법으로부터 산정된 지반침하 발생 위험도를 곡선하면적 기법을 이용하여 예측정확도를 비교분석한결과, 영향반경을 고려한 분석방법(75.90%)이 기존 기법(67.49%)에 비해 8.31% 포인트만큼 높은 예측 정확도를보인 것으로 확인되었다.

Abstract

The objective of this research is to design the analysis model to assess mine subsidence hazard with statistical approaches which considering the triggering factors within the radius of influence in geographical information systems (GIS) environment. The triggering factors are selected as slope, flow accumulation, drift depth, drift density and distance to drift, which are induced from digital drift map and digital elevation model. Those factors are adopted to conduct frequency ratio analysis. In order to reinforce preceding statistical approaches, the suggesting method averages the frequency ratio of each grid cell as well as surrounding cells within the radius of influence specified from drift depth and the angle of break. To compare with existing method, we conduct the case study on abandoned coal mine sites in Samcheok, Gangwon province. It is identified that the accuracy of suggesting method (75.90%) has 8.31% higher point than that of existing method (67.49%) when analyze the produced hazard maps with the area under the curve (AUC) method.

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