드론을 이용한 환경재난 사후대응 기술 및 연구동향 분석 연구

Title
드론을 이용한 환경재난 사후대응 기술 및 연구동향 분석 연구
Authors
손승우
Co-Author
윤정호; 조지혜; 김태현; 전형진
Issue Date
2016-12-06
Publisher
한국환경정책·평가연구원
Series/Report No.
Working Paper : 2016-06
Page
81 p.
URI
http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/20453
Language
한국어
Keywords
환경재난대응, 환경감시, 지도화, 실시간 재난정보
Abstract
국가에서는 과거부터 발생한 수많은 환경재난에 대한 경험을 토대로 재난에 대응하기 위한 체계를 마련하고 지속적으로 개선하는 등의 노력을 기울이고 있다. 하지만 환경이 급속도로 변함에 따라 기상이변에 따른 자연재난 증가, 사회?문화 갈등과 종교 갈등으로 인한 사회재난 증가 등 다양한 환경재난이 지속적으로 발생하고 있다. 환경재난은 발생 전의 예방 단계부터 발생 후의 대응, 복구 등의 단계까지 각각의 과정이 매우 중요하다고 볼 수 있는데, 특히 환경재난이 발생하면 피해 범위나 규모가 빠르게 커지기 때문에 피해확산을 방지하는 것은 물론 신속한 복구 등의 대응조치도 매우 중요하다. 또한 환경재난으로 인해 발생하는 폐기물은 지하수 오염, 악취, 전염병 등의 2차 환경피해를 발생시키기 때문에 신속한 처리 및 운반이 필요한 실정이다. 최근 드론과 센서 등을 활용하여 환경을 감시하거나 대기 및 수질을 측정하는 등 환경 분야가 과학화·선진화되는 추세이다. 이에, 본 연구는 드론을 활용한 환경재난 지역 모니터링, 수색, 탐지, 인명구조 등에 대한 기술과 연구뿐만 아니라 환경감시를 위한 대기질 및 수질 측정, 모니터링 등에 대한 연구 검토, 드론을 이용한 재해폐기물 체적 측정, 환경재난발생 시 사후대응을 위한 드론의 활용방안을 최종 목적으로 제시한다. 본 연구에서는 연구 수행을 위해 국내·외 드론 기술과 선행연구를 조사 및 분석하였다. 특히, 전 세계에서 발생한 재난에서 드론의 활용 사례를 분석하여 환경재난발생 시 드론의 활용방안을 제시하였다. 또한 드론을 이용한 대기 및 수질측정 등과 관련한 보고서, 선행연구 등을 분석하였으며, 드론을 활용하여 3D모델링 후 체적을 산출하여 폐기물에 대한 체적산출 가능성을 검토하였다. 드론을 활용한 환경재난 사후대응 방안은 아래와 같다. 1) 드론을 활용한 환경재난지역 실시간 재난정보 확보 환경재난 시에는 비교적 넓은 범위에서 피해가 발생하기 때문에 사람이 직접 현장을 점검하고 분석하기에는 많은 제약이 따른다. 또한 효율적이고 신속한 재난대응 및 복구를 지휘하고 진행하기 위해서는 재난현장의 정보가 실시간으로 필요하다. 드론을 활용하면 광범위한 현장을 실시간으로 촬영한 사진, 영상 등을 재난 지휘통제소에서 확인이 가능하고 이에 따라 신속한 대응 및 복구계획을 수립할 수 있다. 2) 드론을 활용한 환경재난지역 지도화 드론을 활용한 재난지역 지도화는 그간 실제 재난발생 사례에서 많이 활용된 것을 확인할 수 있다. 재난지역 지도화를 통해 전반적인 재난지역의 양적 피해 추정이 가능하며 이에 따라 복원 및 복구계획을 수립할 수 있다. 또한 재난발생 이전의 기존 현황 정보와 재난발생 후 구축한 재난지역 지도를 비교하고 분석하면 대응 및 복구를 위한 우선지역 선정, 복구 방향 수립 등이 가능하다. 3) 드론을 활용한 위험지역 접근 및 인명수색·구조 방사능이나 화학물질이 방출될 경우와 폐기물 잔해로 인해 사람이 직접 접근하여 수색하거나 현황을 분석하기에 어려울 때 드론을 활용하여 간접적인 상황분석 및 탐지가 가능하다. 4) 드론을 활용한 재해폐기물 추정 신속한 폐기물 이동을 위해 드론을 활용하여 폐기물의 양을 신속하게 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 흙, 모래 등이 퇴적되어 있는 곳을 대상지로 선정하여 고정익 드론과 지상 LiDAR를 이용하여 체적 산출 및 비교·분석하였다. 그 결과, 드론을 활용한 체적(1만 7,082.05㎥)과 지상 LiDAR를 이용한 체적(1만 6,933.79㎥)에 큰 차이가 없었다. 본 연구에서 살펴본 드론의 활용기술은 환경 감시, 모니터링, 복원 등에 대한 환경계획이나 정책 수립 시 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단되고, 드론기술뿐만 아니라 센서기술의 발달 및 적극적인 활용도 더욱 필요할 것으로 사료된다.


Based on past experience of having dealt with countless disasters, the South Korean government is making sustainable efforts to develop systems for better disaster response. However, drastic changes in the environment are causing continued occurrence of and changes in disasters that include natural hazards due to extreme weather events and human-instigated disasters arising from social, cultural and religious disputes. From prevention to response and restoration, every step of dealing with disasters holds its own importance. Since the extent and scope of damage tend to escalate in a rapid pace in the wake of a disaster, appropriate contingency plans are especially critical. Disaster waste and debris are responsible for secondary environmental damages such as groundwater contamination, stench and contagious diseases, which calls for their timely transport and processing. Recently, the field of environmental studies is witnessing scientific advances including the monitoring and measurement of atmosphere and water quality using drone technology or censors. In this regard, this study suggests R&D of drones for disaster area monitoring, search and rescue operations, and reviews studies on using drones for measuring and monitoring air and water quality, measuring the volume of disaster waste and planning post-disaster response methods. To achieve the research objective, the development of drone technology at home and abroad and related previous studies were reviewed and analyzed. In particular, cases of drone application in worldwide disasters were analyzed to propose the use of drones in the wake of disasters. Papers and previous studies on using drones for air and water quality measurement were analyzed. Also, feasibility of using drones for 3D modeling and volume calculation of waste was reviewed. Post-natural disaster response methods using drones are as follows. 1) Real-time collection of disaster information in disaster areas using drones Since natural disasters tend to inflict damages to a relatively sizable extent, there are many limitations for a person to manually check and analyze the disaster-struck region. In order for efficient and speedy response and restoration, real-time information of the disaster site is needed. Drones can take real-time photos and videos of the extensive disaster site, which the disaster command and control center can follow up and set up timely restorative plans accordingly. 2) Mapping of disaster area using drones Drones have actually been frequently used in the process of mapping disaster areas. Through mapping, the quantitative damage on the disaster-struck area can be measured, which can be used as a basis for restoration plans. Also, comparison between pre and post-disaster maps can serve as an effective guidance for future response direction. 3) Access danger areas and carry out search and rescue operations using drones In situations where manual access is difficult due to the release of radioactive and chemical materials or waste remains, drones can provide an indirect way of situation analysis and detection. 4) Measurement of disaster waste using drones For timely transport of waste, it is important to use drones to figure out the waste volume. This study selected a site with soil and sand deposit, calculated the volume and made a comparative analysis using a fixed wing drone and a LiDAR. Results showed that the volume calculated using drone (17082.05㎥) and calculation using the LiDAR (16933.79㎥) did not show a considerable difference. Drone application technology reviewed in this study could serve as a meaningful guidance in setting up plans and policies on environmental surveillance, monitoring and restoration. The importance of technological development and proactive use of censors in addition to drone technology are expected to grow further.

Table Of Contents

제1장 서 론
1. 연구 배경 및 목적
2. 연구 범위 및 방법

제2장 국내?외 현황 및 선행연구 분석
1. 환경재난 사후대응 정책
가. 국내 환경재난 사후대응 정책
나. 국외 환경재난 사후대응 정책
2. 환경재난 사후대응 선행연구 분석

제3장 드론을 이용한 환경재난 사후대응 및 환경감시 가능성 검토
1. 드론의 정의 및 법·제도
2. 드론을 이용한 환경재난 사후대응 기술 현황 및 가능성 검토
가. 드론을 이용한 환경재난 사후대응 기술 현황 분석
나. 시사점
3. 드론을 이용한 대기 및 수질 모니터링 기술 현황 및 가능성 검토
가. 드론을 이용한 대기질 모니터링 기술 현황 분석
나. 드론을 이용한 수질 모니터링 기술 현황 분석
다. 시사점
4. 드론을 이용한 재해폐기물의 체적 산출 가능성 검토

제4장 환경재난 사후대응 드론 활용방안 제시

제5장 결 론

참고문헌

Abstract

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