수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템 및 평가 방법
ENVIRONMENTAL ECOLOGICAL DROUGHT EVALUATION SYSTEM AND ITS METHOD
특허 요약
본 발명에 따른 환경 생태 가뭄 평가 시스템은, 소정 서식지의 소정 측정 지점에 설치된 생물 측정 모니터를 통해 전송되는 영상 데이터 중 서식지 군집데이터를 생성하고, 저장부에 저장된 수생태룩업테이블과 대비하여 서식지 군집데이터로부터 상기 서식지에 서식하는 천연기념물 및 멸종위기종을 선별하여 어류 및 저서동물을 추출하고, 어류 데이터 및 저서동물 데이터를 출력하며, 소정 측정 지점에 설치된 수질 측정 센서로부터 출력되는 수질 측정 데이터를 수신하는 데이터 수신부; 상기 데이터 수신부로부터 출력되는 어류 데이터 및 저서동물 데이터에 기반하여 수생태가뭄지수를 산정하고, 수질 측정 데이터에 기반하여 환경가뭄지수를 산정하는 가뭄지수산정부; 상기 수생태가뭄지수와 상기 환경가뭄지수를 저장부에 저장된 가뭄지수룩업테이블과 대비하여 수생태가뭄단계와 환경가뭄단계를 평가하는 가뭄단계평가부; 상기 수생태가뭄단계와 상기 환경가뭄단계를 이용하여 필요유량을 계산하는 필요유량계산부; 및 주변의 저수지 및/또는 댐별 확보가능유량을 획득하고, 상기 필요유량과 상기 확보가능유량을 비교하며, 상기 확보가능유량이 상기 필요유량보다 많으면 모든 가뭄유형에 대하여 가뭄 단계를 상향시킬 수 있는 물공급계획을 마련하고, 상기 확보가능유량이 상기 필요유량보다 적으면 상대적으로 열악한 가뭄유형에 대하여 가뭄 단계를 상향시킬 수 있는 물공급계획을 ...(이하생략)
청구항
번호청구항
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소정 서식지의 소정 측정 지점에 설치된 생물 측정 모니터를 통해 전송되는 영상 데이터 중 서식지 군집데이터를 생성하고, 저장부에 저장된 수생태룩업테이블과 대비하여 상기 서식지 군집데이터로부터 상기 서식지에 서식하는 천연기념물 및 멸종위기종을 선별하여 어류 및 저서동물을 추출하고, 어류 데이터 및 저서동물 데이터를 출력하며, 소정 측정 지점에 설치된 수질 측정 센서로부터 출력되는 수질 측정 데이터를 수신하는 데이터 수신부;상기 데이터 수신부로부터 출력되는 어류 데이터 및 저서동물 데이터에 기반하여 수생태가뭄지수를 산정하고, 수질 측정 데이터에 기반하여 환경가뭄지수를 산정하는 가뭄지수산정부;상기 수생태가뭄지수와 상기 환경가뭄지수를 저장부에 저장된 가뭄지수룩업테이블과 대비하여 수생태가뭄단계와 환경가뭄단계를 평가하는 가뭄단계평가부; 상기 수생태가뭄단계와 상기 환경가뭄단계를 이용하여 필요유량을 계산하는 필요유량계산부; 및주변의 저수지 및/또는 댐별 확보가능유량을 획득하고, 상기 필요유량과 상기 확보가능유량을 비교하며, 상기 확보가능유량이 상기 필요유량보다 많으면 모든 가뭄유형에 대하여 가뭄 단계를 상향시킬 수 있는 물공급계획을 마련하고, 상기 확보가능유량이 상기 필요유량보다 적으면 상대적으로 열악한 가뭄유형에 대하여 가뭄 단계를 상향시킬 수 있는 물공급계획을 마련하는 물공급계획부 를 포함하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템.

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청구항 1에 있어서, 상기 가뭄지수산정부는,상기 데이터 수신부로부터 출력되는 어류 데이터 및 저서동물 데이터에 대하여 생태계 기능 모델을 활용하여 생태유량을 산정하고, 산정된 생태유량을 수리모형 HEC-GeoRAS에 적용시켜 하천 및 어류/저서동물별 서식지 면적을 계산하는 기능; 및 전체 하천 대비 계산된 하천 및 어류/저서동물별 서식지 면적 비율을 계산하는 기능을 수행하여 수생태가뭄지수를 산정하는 것을 특징으로 하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템.

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청구항 2에 있어서, 상기 가뭄지수산정부는,수신되는 유량 데이터와 강우 데이터에 기반하여 임계유량, 무강우일수, 누적강우량, 및 SPI1지수를 산정하는 기능; 산정된 상기 임계유량, 무강우일수, 누적강우량, 및 SPI1지수를 이용하여 환경가뭄(수질)지수를 산정하는 기능; 및 산정된 환경가뭄(수질)지수를 이용하여 환경가뭄(수질)단계를 구분하는 기능을 수행하여 환경가뭄(수질)지수를 산정하는 것을 특징으로 하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템.

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청구항 3에 있어서, 상기 SPI1지수는 다음의 수학식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템.여기서, fs(x)는 감마누가확률분포값, mean{fs(x)}는 감마누가확률분포값의 평균치, 는 감마누가확률분포값의 표준편차이고, 상기 감마누가확률분포값 fs(x)는 수학식 이고, 여기서, 규모변수 는 이고, 형상변수 는 이며, x는 1개월치 누적강우량이고, mean{x}는 1개월치 누적강우량의 평균, s2은 1개월치 누적강우량의 분산이며, 감마함수 는 수학식 , 로 결정되고, 여기서, a1=-0.577192, a2=0.988206, a3=-0.897057, a4=0.918207, a5=-0.576704, a6=0.482199, a7=-1.193528, a8=0.035868 임.

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청구항 3에 있어서, 상기 환경가뭄(수질)지수(X(WQI)))는 다음의 수학식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템. 여기서, F1(범위)은 , F2(빈도)는 , F3(규모)는 , nse는 임.

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청구항 5에 있어서, 상기 필요유량 계산부는 수생태가뭄지수 관련 필요유량을 정상단계시작유량에서 실제유량을 감산하여 산정하는 것을 특징으로 하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 시스템.

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소정 서식지의 소정 측정 지점에 설치된 생물 측정 모니터를 통해 전송되는 영상 데이터 중 서식지 군집데이터를 생성하고, 저장부에 저장된 수생태룩업테이블과 대비하여 상기 서식지 군집데이터로부터 상기 서식지에 서식하는 천연기념물 및 멸종위기종을 선별하여 어류 및 저서동물을 추출하고, 어류 데이터 및 저서동물 데이터를 출력하며, 소정 측정 지점에 설치된 수질 측정 센서로부터 출력되는 수질 측정 데이터를 수신하는 단계;상기 어류 데이터 및 저서동물 데이터에 기반하여 수생태가뭄지수를 산정하고, 수질 측정 데이터에 기반하여 환경가뭄지수를 산정하는 가뭄지수산정단계;상기 수생태가뭄지수와 상기 환경가뭄지수를 저장부에 저장된 가뭄지수룩업테이블과 대비하여 수생태가뭄단계와 환경가뭄단계를 평가하는 가뭄단계평가단계; 상기 수생태가뭄단계와 상기 환경가뭄단계를 이용하여 필요유량을 계산하는 필요유량계산단계; 및주변의 저수지 및/또는 댐별 확보가능유량을 획득하고, 상기 필요유량과 상기 확보가능유량을 비교하며, 상기 확보가능유량이 상기 필요유량보다 많으면 모든 가뭄유형에 대하여 가뭄 단계를 상향시킬 수 있는 물공급계획을 마련하고, 상기 확보가능유량이 상기 필요유량보다 적으면 상대적으로 열악한 가뭄유형에 대하여 가뭄 단계를 상향시킬 수 있는 물공급계획을 마련하는 물공급계획단계를 포함하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 방법.

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청구항 7에 있어서, 상기 가뭄지수산정단계는,상기 어류 데이터 및 저서동물 데이터에 대하여 생태계 기능 모델을 활용하여 생태유량을 산정하고, 산정된 생태유량을 수리모형 HEC-GeoRAS에 적용시켜 하천 및 어류/저서동물별 서식지 면적을 계산하는 과정; 및 전체 하천 대비 계산된 하천 및 어류/저서동물별 서식지 면적 비율을 계산하는 기능을 수행하여 수생태가뭄지수를 산정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수생태계 건강성 확보를 위한 환경 생태 가뭄 평가 방법.