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지형의 비밀 탐구: 유역을 수동으로 구분하는 전통적인 방법은 무엇입니까?
집수지 묘사는 유류지, 배수 유역 또는 강 유역이라고도 알려진 집수 지역의 경계를 결정하는 과정입니다. 환경과학, 공학, 경영을 포함한 여러 분야에서 이는 홍수, 수생 서식지 또는 수질 오염과 같은 문제를 연구하는 데 중요한 단계입니다. 이 활동은 일반적으로 지리학자, 과학자 및 엔지니어가 수행합니다.
역사적으로 집수 지역 묘사는 현장 조사를 통해 보완된 종이 지형도의 수동 작업에 주로 의존했습니다. 1980년대에는 컴퓨터와 전자 데이터의 발달로 자동화된 유역 묘사 방법이 등장하기 시작하여 널리 사용되었습니다.
컴퓨터화된 유역 묘사 방법은 지구 표면의 높이를 나타내는 데이터 세트인 수치 고도 모델(DEM)을 사용합니다.
오늘날 유역 묘사는 일반적으로 WMS, 지리 정보 시스템 소프트웨어(ArcGIS 또는 QGIS 등)와 같은 특수 수문 모델링 소프트웨어 또는 Python 또는 R과 같은 프로그래밍 언어를 사용하여 수행됩니다. 수문학의 기본 지리적 단위인 유역은 지구상 물의 이동, 분포 및 관리를 포함합니다.
수집 지역의 수동 묘사
유역 경계를 계산하는 전통적인 방법은 종이 지형도에 수동으로 그리는 것입니다. 때로는 투명 필름을 사용하기도 합니다. 그런 다음 거리 측정기를 사용하여 면적을 추정하거나 결과를 디지털화하여 매핑 소프트웨어에 사용할 수 있습니다. 전자 시대에도 수동으로 유역을 묘사하는 기술은 소프트웨어를 사용하여 생성된 유역의 정확성을 확인할 수 있기 때문에 여전히 매우 유용합니다.
미국 지질조사국(U.S. Geological Survey)에 따르면 유역을 수동으로 지정하는 단계에는 지도에서 유역 출구 지점 식별, 낮은 지역으로 흐르는 지표수 라인 상상 또는 그리기, 높은 구호 지점 위치 표시, 흐름 지점 식별 등이 포함됩니다. 유역에 연결하고 이 지점을 연결하여 집수 지역을 묘사합니다.
경계를 묘사하는 몇 가지 기본 규칙은 다음과 같습니다. 유역 경계는 등고선을 가로지르는 등고선과 수직이어야 하며 출구를 제외하고 강이나 하천을 건너서는 안 됩니다. 유역 경계는 능선을 따라야 하며 높은 지점을 연결해야 합니다.
수기 기술의 단점은 개인적인 판단에 따라 다르며 일정한 오류율이 있다는 점입니다. 일리노이 환경 보호국은 "유역을 구분하는 것은 부정확한 과학입니다. 두 명의 전문가라도 약간 다른 경계에 도달할 수 있습니다."라고 말합니다. 더 작은 유역의 경우, 특히 정확한 결과가 중요한 경우에는 유역에 표시되지 않은 특징을 발견하기 위해 현장 견학이 필요할 수 있습니다. 지도.
자동 집수 지역 구분
컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 유역을 묘사하는 것은 분석가의 주관성을 제거하므로 수동 방법보다 더 빠르고 일관성이 있는 경우가 많습니다. 자동화된 유역 묘사 방법은 1980년대부터 널리 사용되었으며 과학 및 공학 커뮤니티에서 널리 사용됩니다.
연구원들은 화성의 저수지 지역을 묘사하기 위해 컴퓨터 방법을 사용하기도 합니다.
자동 유역 묘사 방법은 디지털 표고 모델(DEM)을 사용하며 일반적으로 흐름 방향을 계산하기 위해 '가장 가파른 경사' 접근 방식을 사용합니다. 이 프로세스는 대부분의 최신 알고리즘과 마찬가지로 일반적으로 직사각형 그리드에서 수행됩니다. 보다 정확한 결과를 얻으려면 현실적인 수문학적 결과를 생성할 수 있도록 데이터를 처리하고 "조정"해야 합니다.
DEM을 기반으로 집수 지역을 묘사하는 과정에서 알고리즘은 지형의 저지대, 흐름 경로 및 기타 요인을 고려한 다음 다양한 계산 방법을 사용하여 물 흐름 방향을 결정합니다. . 보다 일반적으로 사용되는 D8 알고리즘에는 물 흐름이 8개 방향으로 제한되어 있어 비현실적인 흐름 패턴이 발생할 수 있습니다.
유역 묘사에 사용되는 소프트웨어
CATCH 및 DEDNM과 같은 초기 유역 묘사 소프트웨어 중 일부는 FORTRAN으로 작성되었습니다. 오늘날 ArcGIS, QGIS, GRASS GIS와 같은 많은 지리 정보 시스템 소프트웨어(GIS) 패키지에는 유역 묘사 도구가 포함되어 있습니다. 또한 TauDEM과 같은 독립형 유역 묘사 애플리케이션도 사용할 수 있습니다.
일부 소프트웨어는 수문학적 시뮬레이션에 사용될 수 있으며 유역을 묘사하는 기능을 가지고 있습니다. 여기에는 WMS(수문학 소프트웨어), SWAT 모델 및 BASINS 등이 포함됩니다.
기타 사용 가능한 데이터 세트 및 리소스
GIS나 기타 소프트웨어로 표시하고 분석할 수 있는 유역을 나타내는 벡터 데이터 세트가 많이 있습니다. 이러한 데이터 세트는 전체 지표면을 "소유역" 또는 "단위 유역"으로 나눕니다. 개별 단위 유역을 결합하여 더 큰 유역을 생성할 수 있으며 흐름 경로와 연결은 네트워크 분석을 통해 결정될 수 있습니다.
과학 기술의 지속적인 발전으로 유역 묘사 기술과 방법은 여전히 발전하고 있습니다. 이러한 보다 정확한 데이터와 새로운 알고리즘은 묘사 정확도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. 환경 변화와 인간 활동의 영향을 고려할 때, 유역의 묘사는 우리의 삶과 생태계에 어떤 영향을 미칩니까?
