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2026-10-25 18:09:03 +09:00
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+# 안정성평가(해석) 신규 라이센스 모듈 사전조사 요약 목차
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+> **작성 목적**: 기존 Aislo 설계 모듈과 분리하여 **별도 유료 라이센스(Add-on 모듈)로 출시할 「재해안정성 평가 / 사면안정성 평가 해석 모듈」**의 기획·개발을 위해 안티그래비티(Antigravity)가 조사한 경쟁 상용 SW 분석, MVP 범위, 핵심 수학 공식, 표준 지반물성치 초안 자료입니다.
+> 노선 선정 및 타당성평가(별표 1)·광역 GIS 산사태 평가 자료는 [`../예정노선/`](../예정노선/) 폴더에 분리 수록되어 있습니다.
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+## 1. 기존 설계 모듈과 신규 라이센스 모듈의 경계 및 핵심 가치
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+- **기존 설계 모듈 (Base License)**:
+  - 2026-08-13 확정 원칙(`01_임도/03_계산정보/구조물_안정계산.md`)에 따라, 설계 모듈은 안정해석 트리거 조건(① 연약지반+수직고 15m 이상 비탈면, ② 성토고 10m 이상, ③ 리핑암 이상 암반 비탈면, ④ 옹벽 소형 한계 초과) 감지 시 **경고 플래그만 표시**합니다.
+- **신규 「사면·재해안정성 평가 해석」 모듈 (Add-on Paid License)**:
+  - 임도 설계 용역사가 외주(지반 전문업체)를 주거나 고가 외산/토목 범용 SW(`MIDAS SoilWorks`, `GeoStudio`, `Slide2`, `Dips`)를 별도 구매해 DXF 단면을 수동으로 다시 그리던 페인포인트를 해결합니다.
+  - **Zero Re-drawing (횡단면 직결)**: Aislo 설계 모듈이 보유한 측점별 횡단 지형선, 계획 절·성토선, 토층 경계(토사/풍화암/연암/경암), 구조물(옹벽·돌쌓기) 제원을 원클릭으로 불러와 **한계평형해석(LEM) + 암반 평사투영/블록해석 + 보강검토 + 발주처 납품용 「비탈면 안정해석 보고서」 자동 출력**까지 일괄 수행합니다.
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+## 2. 발주처 납품용 「비탈면 안정해석 보고서」 표준 목차 (모듈 최종 출력물 기준)
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+신규 라이센스 모듈이 최종적으로 자동 생성해야 하는 표준 보고서 구성입니다.
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+1. **제1장 과업 개요**: 배경 및 목적, 과업 범위(해석 대상 측점 STA. 및 연장), 위치 및 현황
+2. **제2장 현장조사 및 지반조사**: 지형·지질 특성, 지표지질조사(암반 불연속면 주향/경사 조사), 시추·시험 성과(또는 문헌 기준)
+3. **제3장 설계 지반물성치 산정**: 토사·풍화토·풍화암·연암·경암 및 절리면 적용 물성치($\gamma_t, \gamma_{\text{sat}}, c, \phi$) 산정 근거 및 요약표
+4. **제4장 비탈면 안정해석 기준 및 방법**:
+   - 4.1 관련 기준 (산림자원법 시행규칙 별표2, 건설공사 비탈면 설계기준 KDS 11 70 05)
+   - 4.2 조건별 허용안전율 (건기 $F_s \ge 1.5$, 우기 $F_s \ge 1.2 \sim 1.3$, 지진 시 $F_s \ge 1.1$)
+   - 4.3 해석 기법 개요 (한계평형해석 LEM 및 암반 평사투영·블록해석)
+5. **제5장 평사투영해석 및 암반 사면 안정검토 (암반 구간)**:
+   - 5.1 불연속면(절리군) 측정 데이터 및 스테레오넷 투영도
+   - 5.2 파괴 모드별 기하학적 검토 (평면파괴·쐐기파괴·전도파괴 Markland's Test)
+   - 5.3 위험 단면 정량 안전율 산정 (Hoek & Bray 평면·쐐기 한계평형해석)
+6. **제6장 한계평형해석 결과 (토사·복합·성토 비탈면)**:
+   - 6.1 대표 해석 단면 선정 (절토고 15m 이상 구간, 고성토 구간, 연약·풍화토 구간)
+   - 6.2 조건별(건기 / 우기 / 지진 시) 최소 안전율($F_{s,\min}$) 및 임계 활동면 도면
+   - 6.3 절편별(Slice) 세부 계산 데이터 표
+7. **제7장 비탈면 안정성 종합 및 보강대책 검토**:
+   - 7.1 구간별 안정성 판정 요약표 (O.K / N.G)
+   - 7.2 기준 안전율 미달 구간 보강공법(경사 완화, 옹벽·석축, 쏘일네일링, 록볼트, 어스앵커, 배수공) 적용 후 재해석 결과
+8. **제8장 결론 및 시공·유지관리 제언**
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+## 3. 수록 문서 목록 (`resources/knowledge/original/안정성평가/`)
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+1. **[`01_상용SW_기능_입출력_비교_및_오픈소스_라이센스.md`](01_상용SW_기능_입출력_비교_및_오픈소스_라이센스.md)**
+   - 4대 상용 SW (`MIDAS SoilWorks`, `GeoStudio SLOPE/W·SEEP/W`, `Rocscience Slide2`, `Rocscience Dips·Swedge·RocPlane`) 세부 기능 및 입출력 데이터 비교
+   - Aislo 신규 라이센스 모듈의 **MVP(1차 출시)** vs **Phase 2(고급 확장)** 기능 경계 정의
+   - 상용 배포에 안전한 비전염성 오픈소스 Python 라이브러리(`pyslope` MIT, `xslope` Apache-2.0, `pyBIMstab` BSD-2, `mplstereonet` MIT) 및 자체 솔버 구축 전략
+2. **[`02_토사_복합비탈면_한계평형해석_LEM_수식명세.md`](02_토사_복합비탈면_한계평형해석_LEM_수식명세.md)**
+   - 2D 절편법(Method of Slices) 기하학 및 하중·간극수압 정의
+   - **Fellenius 법**, **Bishop 간편법(실무 표준)**, **Janbu 간편법 및 보정계수($f_0$)** 전체 수학 공식 및 수치해석 수렴·예외 처리 조건
+   - 사면 보강재(쏘일네일·앵커·록볼트) 저항력($T_i$), 유사정적 지진계수($k_h$), 옹벽 외적 안정성 연계 수식
+3. **[`03_암반비탈면_평사투영_및_블록해석_수식명세.md`](03_암반비탈면_평사투영_및_블록해석_수식명세.md)**
+   - 스테레오넷 평사투영 및 **Markland's Test** 기반 평면·쐐기·전도파괴 기하학적 자동 판정 부등식
+   - **Hoek & Bray 암반 평면파괴(Planar Failure)** 및 **3차원 쐐기파괴(Wedge Failure)** 한계평형 안전율 공식 (인장균열 수압 $U, V$ 및 록볼트 보강력 $T$ 포함)
+4. **[`04_표준_지반물성치_후보군_및_허용안전율_기준.md`](04_표준_지반물성치_후보군_및_허용안전율_기준.md)**
+   - 국내 설계기준(KDS 11 70 05, 도로설계요령) 및 실무 안정해석 보고서 기반 지층별(성토·붕적토·풍화토·풍화암·연암·경암·절리면) 표준 지반정수($\gamma_t, \gamma_{\text{sat}}, c, \phi$) 범위 및 프리셋 후보값
+   - 건기/우기/지진 시 허용안전율 기준 및 지하수위 설정 규칙
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+# 상용 비탈면 안정해석 SW 기능·입출력 비교 및 오픈소스·MVP 범위 조사
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+> **분류**: 안정성평가(해석) 영역 — 경쟁 상용 SW 벤치마킹, 오픈소스 라이센스 검토, 신규 모듈 MVP 범위 설정
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+## 1. 국내외 4대 상용 소프트웨어 기능 및 입출력(I/O) 정밀 비교
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+임도 및 도로 비탈면 안정해석 실무에서 표준으로 사용되는 4대 상용 소프트웨어의 세부 스펙 비교입니다.
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+| 비교 항목 | MIDAS SoilWorks (사면모듈)<br>*(국내 실무 점유율 1위)* | GeoStudio (`SLOPE/W` + `SEEP/W`)<br>*(강우침투 연동 글로벌 표준)* | Rocscience `Slide2`<br>*(파괴면 탐색·확률해석 강점)* | Rocscience `Dips` + `Swedge` / `RocPlane`<br>*(암반 불연속면 표준)* |
+| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
+| **주요 해석 대상** | 토사·풍화토·풍화암·복합 비탈면 (2D 단면) | 토사·성토·다층 지반 비탈면 및 강우 침투 (2D 단면) | 토사·복합·연약지반 및 파쇄암 비탈면 (2D 단면) | 리핑암·연암·경암 등 절리 지배 암반 비탈면 |
+| **지원 해석 메소드** | • **LEM**: Fellenius, Bishop, Janbu, Spencer, Morgenstern-Price<br>• **FEM**: 전단강도감소법(SSR) + 유한요소 침투해석 | • **LEM**: Bishop, Janbu, Spencer, Morgenstern-Price, GLE, Sarma<br>• **FEM**: `SEEP/W` 부정류 강우침투 연동 | • **LEM**: Bishop, Janbu(간편/보정), Spencer, GLE/M-P, Lowe-Karafiath<br>• 확률론적 해석(Monte Carlo / Latin Hypercube) | • **`Dips`**: 평사투영(Markland Test — 평면·쐐기·전도 스크리닝)<br>• **`RocPlane` / `Swedge`**: 2D 평면·3D 쐐기 한계평형 |
+| **전처리 입력 (Input)** | 1) DXF 단면 폴리곤(지표선+지층경계선)<br>2) 지층별 물성치($\gamma_t, \gamma_{\text{sat}}, c, \phi$)<br>3) 지하수위선 폴리라인 또는 강우강도<br>4) 파괴원 탐색 **Grid(중심 격자) & Radius(반경/접선)**<br>5) 보강재(네일·앵커·억지말뚝·옹벽) 제원 | 1) Region 다각형 좌표 및 지층 할당<br>2) 불포화 함수특성곡선(SWCC) 및 투수계수($k_{\text{sat}}$)<br>3) 시간대별 강우 경계조건($\text{mm/hr}$)<br>4) Grid & Radius 또는 **Entry & Exit(진입·진출 구간)** 지정 | 1) 외부 경계 및 Material 경계선(DXF)<br>2) Mohr-Coulomb 또는 일반화 Hoek-Brown 강도정수<br>3) 간극수압비($r_u$) 또는 수위선/유한요소 수두<br>4) Auto Refine Search / Block Search(비원호) | 1) 현장 절리 측정표(Dip / Dip Direction 또는 Strike / Dip)<br>2) 절취 사면의 경사방향 및 경사각<br>3) 절리면 점착력($c_j$), 마찰각($\phi_j$)<br>4) 인장균열 깊이, 수압 채움률, 록볼트($T$) 제원 |
+| **후처리 출력 (Output)** | • 조건별(건기/우기/지진/보강후) 최소 안전율($F_{s,\min}$) 및 임계 원호 도면<br>• 그리드 중심점 등안전율 분포도(Contour)<br>• 절편별(Slice) 수직·전단력 계산표(TXT/RTF 보고서) | • 강우 지속시간별 간극수압·포화도 분포도<br>• 시간대별 안전율 저하 곡선<br>• 임계 활동면 절편별 자유물체도(Free Body Diagram) 및 절편력 그래프 | • 최소 안전율 활동면 및 안전율 하위 $N$개 원호 다발 표시<br>• 파괴확률($P_f, \%$) 및 신뢰도지수($\beta$) | • 스테레오넷(극점·대원·밀도 컨투어·위험영역 하이라이트)<br>• 파괴 모드별 위험 절리 비율(%)<br>• 쐐기/평면 블록 입체도 및 안전율($F_s$) 계산서 |
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+## 2. Aislo 신규 라이센스 모듈의 단계별(MVP vs Phase 2) 개발 범위 제안
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+임도 설계 실무에서 **발주처 납품용 「비탈면 안정해석 보고서」를 타사 SW 없이 100% 자체 발행**할 수 있는 구성을 **MVP(1차 유료 라이센스)**로 설정하고, 유한요소(FEM)·확률론적 해석을 **Phase 2(고급 확장)**로 분리하는 방안입니다.
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+| 기능 영역 | MVP (1차 유료 라이센스 출시 범위 — 실무 납품 필수 100% 커버) | Phase 2 (고급 확장 범위 — 학술·대규모 방재·특수공법) |
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+| **1. 단면 모델링 및 지하수 조건** | • **Aislo 횡단면 원클릭 연동**: 선택한 측점(STA.)의 원지반선, 계획 절·성토선, 토층선(토사/풍화암/연암/경암), 측구·소단 형상을 닫힌 폴리곤으로 자동 변환<br>• **건기 / 우기 자동 세팅**: 건기(무수위 $u=0$), 우기(토사 지표면 포화 수위선 또는 암반 $1/2$ 심도 수위선 자동 생성 + 간극수압비 $r_u$ 옵션) | • 유한요소(FEM) 기반 2D 부정류 강우침투 해석(Richards 방정식 연동 — 강우강도 $\text{mm/hr}$ 및 지속시간 입력)<br>• 다단계 시공(Stage Construction) 응력·변위 해석 |
+| **2. 토사·복합 사면 한계평형해석 (LEM)** | • **해석 메소드 3종**: ① **Bishop 간편법**(원호 표준), ② **Fellenius 법**(초기치·비교용), ③ **Janbu 간편법 + 보정계수 $f_0$**(암반 경계 비원호/복합파괴)<br>• **파괴원 자동 탐색**: Grid & Radius 자동 배치 및 Entry & Exit(사면 상단~하단 진출입) 기반 최소 안전율($F_{s,\min}$) 탐색<br>• **유사정적 지진하중**: 수평지진계수($k_h = 0.05 \sim 0.15$) 반영 | • Spencer 법 및 Morgenstern-Price 엄밀해법(모멘트+힘 동시 평형)<br>• 확률론적 사면안정 해석(Monte Carlo 시뮬레이션 — 물성치 표준편차 입력 시 파괴확률 $P_f$ 산출) |
+| **3. 암반 사면 평사투영 및 블록해석** | • **평사투영(Stereonet)**: 등각/등면적 투영망 렌더링 + Markland Test 기반 **평면·쐐기·전도파괴** 위험 영역 자동 판정 (`Dips` 대체)<br>• **정량 안전율 계산**: Hoek & Bray 공식 기반 **평면파괴** 및 **3D 쐐기파괴** 안전율 산정 (인장균열 수압 $U, V$ 및 록볼트 보강력 $T$ 포함) | • 불연속면 전도파괴(Goodman & Bray Block Toppling) 단계별 정밀 해석<br>• 드론/LiDAR 포인트클라우드 기반 암반 절리 방향 자동 추출 |
+| **4. 구조물·보강공법 연계 검토** | • **옹벽·돌쌓기 외적 안정**: 활동($F_s \ge 1.5$), 전도($F_s \ge 2.0$), 지지력($F_s \ge 3.0$) 자동 계산<br>• **사면 보강재 반영**: 안전율 미달 단면에 **쏘일네일링(Soil Nail), 록볼트(Rock Bolt), 어스앵커(Anchor)** 배치 시 저항력($T_i$) 합산 후 보강 안전율 산출 | • 억지말뚝(Stabilizing Pile) 지반-말뚝 전단·휨 상호작용 해석<br>• 보강토 옹벽(Geogrid) 다단 그리드 인발·파단 해석 |
+| **5. 납품 보고서 및 도면 출력** | • **「비탈면 안정해석 보고서」 자동 생성 (PDF / HWPX / DOCX)**: 단면별 건기/우기 임계 원호 도면 + 등안전율 컨투어 + 절편 계산표 + 스테레오넷 도면 + 보강 후 안전율 요약표 | • 발주처·심의위원 브리핑용 3D WebGL 사면·토석류 시뮬레이션 뷰어 |
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+## 3. 상용 판매(별도 라이센스)가 가능한 오픈소스 라이브러리 및 자체 엔진 구현 전략
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+별도 유료 모듈로 판매하려면 GPL 등 소스 공개 의무가 있는 라이센스를 배제하고, **MIT / BSD / Apache-2.0 등 상업적 독점 배포가 허용된 오픈소스**를 참고하거나 **NumPy + Shapely 기반 자체 솔버**로 구현해야 합니다.
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+| 오픈소스 패키지 | 언어 / 라이센스 | 지원 기능 | Aislo 신규 모듈 활용 전략 |
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+| **`pyslope`** (`JesseBonanno/PySlope`) | Python / **MIT License** | • 2D Bishop 간편법(Simplified Bishop)<br>• 다층 지반, 지하수위, 상재하중(UDL)·선하중 지원<br>• 원호 탐색 및 임계 파괴면 시각화 | 코드가 매우 간결하여 Aislo 백엔드 자체 LEM 솔버 설계 시 절편 분할 및 탐색 구조의 레퍼런스로 최적 |
+| **`xslope`** | Python / **Apache-2.0 License** | • Bishop, Janbu, Spencer, Morgenstern-Price 등 7종 LEM<br>• 2D 유한요소 정상류/부정류 침투해석 및 강도감소법(FEM SSR) | Phase 2(엄밀해법 및 강우침투 유한요소 해석) 확장 시 알고리즘 검증 및 벤치마킹 레퍼런스 |
+| **`pyBIMstab`** (`eamontoyaa/pyBIMstab`) | Python / **BSD 2-Clause License** | • 일반한계평형법(GLE) 및 A* 알고리즘 기반 비원호(Tortuous) 파괴면 탐색 | 암반-토사 경계부 비원호 파괴면 탐색 알고리즘 구현 시 참고 |
+| **`mplstereonet`** | Python / **MIT License** | • 지질 구조(주향/경사) 등각·등면적 스테레오넷 투영, 대원(Great Circle)·극점(Pole)·밀도 컨투어 계산 | 구면삼각법 투영 좌표 변환 수식을 백엔드/프론트엔드(Canvas/SVG 스테레오넷 뷰어)에 이식 |
+| **자체 NumPy + Shapely 솔버** | Python 3.12 (Aislo 내장) | • `Shapely`로 파괴 원호와 지층 폴리곤 교차 절편($b_i, h_i, \alpha_i$) 추출 후, `NumPy` 벡터화 연산으로 수천 개 후보 원호의 $F_s$를 동시에 계산 | **권장 방식**: 외부 패키지 의존성 없이 300~500줄 내외의 순수 Python/NumPy 코드로 구현 가능하며, 1개 단면당 2,000개 원호 탐색을 0.2초 이내에 처리 가능 |
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+# 토사·복합 비탈면 한계평형해석(LEM) 수학 공식 명세 (사전조사 초안)
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+> **분류**: 안정성평가(해석) 영역 — 2D 비탈면 한계평형해석(Method of Slices) 솔버 구현용 수식 명세
+> **대상**: 토사, 붕적토, 풍화토, 풍화암(리핑암), 성토 비탈면 및 토사-암반 복합 비탈면
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+## 1. 절편법(Method of Slices) 공통 기하학 및 변수 정의
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+횡단면 상에서 가상 파괴면(원호 또는 다각형 비원호) 상부의 활동 토체를 $n$개의 수직 절편(Slice $i = 1, 2, \dots, n$, 통상 $n = 20 \sim 50$)으로 분할합니다.
+
+- $b_i$ : $i$번째 절편의 수평 폭 ($\text{m}$)
+- $\alpha_i$ : $i$번째 절편 바닥면의 경사각 ($^\circ$, 활동 방향 오르막이면 $+$, 내리막 진출부이면 $-$)
+- $l_i = \dfrac{b_i}{\cos\alpha_i}$ : $i$번째 절편 바닥면의 경사 길이 ($\text{m}$)
+- $W_i$ : $i$번째 절편의 총 연직 자중 ($\text{kN/m}$, 다층 지반일 경우 각 지층 통과 높이 $h_{i,k}$와 단위중량 $\gamma_k$의 합 $\sum \gamma_k h_{i,k} b_i$ + 상재하중 $q_i b_i$)
+- $c'_i, \phi'_i$ : $i$번째 절편 바닥면이 속한 지층의 유효 점착력($\text{kPa}$) 및 유효 내부마찰각($^\circ$)
+- $u_i$ : $i$번째 절편 바닥면 중심에서의 간극수압 ($\text{kPa}$)
+  - 지하수위선 적용 시: $u_i = \gamma_w h_{w,i}$ ($h_{w,i}$는 절편 바닥 중심에서 지하수위선까지의 연직 수두 높이, $\gamma_w = 9.81\text{ kN/m}^3$)
+  - 간극수압비($r_u$) 적용 시: $u_i = r_u \cdot \dfrac{W_i}{b_i}$
+- $k_h$ : 수평 지진계수 (평상시 건기·우기 해석에서는 $k_h = 0$, 지진 시 해석에서는 $k_h = 0.05 \sim 0.15$)
+- $R$ : 원호 파괴면의 반지름 ($\text{m}$)
+- $d_i$ : 원호 중심점 $(X_c, Y_c)$에서 $i$번째 절편 무게중심까지의 수직 모멘트 팔길이 ($\text{m}$)
+- $T_i, \delta_i$ : $i$번째 절편 바닥을 관통하는 사면 보강재(쏘일네일·록볼트·앵커)의 단위폭당 설계 인장저항력($\text{kN/m}$) 및 수평면 기준 설치 경사각($^\circ$)
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+---
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+## 2. 한계평형해석 메소드별 안전율($F_s$) 공식
+
+### 2.1 Fellenius 법 (단순절편법 / Ordinary Method of Slices)
+
+- **원리 및 특징**: 절편 양 측면에 작용하는 절편 간 힘(Interslice normal & shear forces)을 완전히 무시하고 원호 중심에 대한 **모멘트 평형 조건만** 만족시킵니다.
+- **용도**: 우변에 $F_s$가 없어 **반복 계산 없이 1회 대입으로 즉시 계산**됩니다. 실제보다 안전율을 5~15% 낮게(보수적으로) 평가하므로, 단독 비교용 및 **Bishop 간편법 반복 계산의 초기 추정치($F_{s,0}$)**로 사용합니다.
+
+$$F_s = \frac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \left[ c'_i l_i + \left( W_i \cos\alpha_i - u_i l_i - k_h W_i \sin\alpha_i \right) \tan\phi'_i \right]}{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \left( W_i \sin\alpha_i + k_h W_i \frac{d_i}{R} \right) - \displaystyle\sum_{i=1}^{n} T_i \cos(\alpha_i + \delta_i)}$$
+
+---
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+### 2.2 Bishop 간편법 (Simplified Bishop Method — 원호파괴 실무 표준)
+
+- **원리 및 특징**: 절편 간 **수평 측면력($E_i$)은 고려**하고 수직 전단력($X_i = 0$)만 무시하여, 각 절편의 **수직 방향 힘의 평형**과 전체 토체의 **모멘트 평형**을 연립한 방법입니다.
+- **용도**: 엄밀해(Spencer, Morgenstern-Price)와 안전율 차이가 1~3% 이내이면서도 수렴성이 매우 뛰어나 **국내외 비탈면 안정해석 실무의 표준(Default) 메소드**로 사용됩니다.
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+$$F_s = \frac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \left[ \frac{c'_i b_i + \left( W_i - u_i b_i \right) \tan\phi'_i}{m_{\alpha, i}} \right]}{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \left( W_i \sin\alpha_i + k_h W_i \frac{d_i}{R} \right) - \displaystyle\sum_{i=1}^{n} T_i \cos(\alpha_i + \delta_i)}$$
+
+$$\text{여기서, } \quad m_{\alpha, i} = \cos\alpha_i + \frac{\sin\alpha_i \cdot \tan\phi'_i}{F_s}$$
+
+- **반복 수렴 알고리즘 및 수치 안정화 조건 (구현 필수)**:
+  1. 초기값 $F_s^{(0)}$는 Fellenius 공식 결과(또는 $1.5$)로 설정합니다.
+  2. $k$번째 단계에서 $m_{\alpha,i}^{(k)} = \cos\alpha_i + \dfrac{\sin\alpha_i \tan\phi'_i}{F_s^{(k)}}$를 계산하여 우변에 대입해 $F_s^{(k+1)}$을 구합니다.
+  3. **하한 클리핑(Clipping)**: 원호 하단 진출부에서 $\alpha_i < 0$이 가파를 때 $m_{\alpha,i} \le 0$이거나 $0.2$ 미만이면 분모가 폭발하거나 음수가 됩니다. 따라서 상용 솔버(Slide2, SoilWorks, PySlope) 표준에 따라 **$m_{\alpha,i} = \max(m_{\alpha,i},\; 0.2)$** 처리를 적용합니다.
+  4. $\left| F_s^{(k+1)} - F_s^{(k)} \right| < 10^{-4}$ 이면 종료합니다 (통상 5~8회 반복 내 수렴).
+
+---
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+### 2.3 Janbu 간편법 및 보정계수 $f_0$ (Janbu's Corrected Method — 비원호·복합 파괴면용)
+
+- **원리 및 특징**: 원호 중심이 존재하지 않는 **비원호(Non-circular / Polygonal) 파괴면**(예: 상부 얇은 토사층이 하부 풍화암·연암 경계면을 따라 미끄러지는 복합 파괴)을 해석하기 위해, 모멘트 평형 대신 **수평 및 수직 방향 힘의 평형 조건**만으로 유도된 식입니다.
+- **용도**: 절편 간 전단력을 무시한 기본 안전율($F_0$)에 Janbu가 제안한 **형상·토질 보정계수($f_0$)**를 곱해 최종 안전율($F_{\text{Janbu}}$)을 산정합니다.
+
+$$F_{\text{Janbu}} = f_0 \cdot F_0$$
+
+$$F_0 = \frac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \left[ \frac{c'_i b_i + \left( W_i - u_i b_i \right) \tan\phi'_i}{n_{\alpha, i}} \right]}{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \left( W_i \tan\alpha_i + k_h W_i \right) - \displaystyle\sum_{i=1}^{n} T_i \sec\alpha_i \cos(\alpha_i + \delta_i)}$$
+
+$$\text{여기서, } \quad n_{\alpha, i} = \cos^2\alpha_i \left( 1 + \frac{\tan\alpha_i \cdot \tan\phi'_i}{F_0} \right)$$
+
+- **Janbu 보정계수($f_0$) 공식**:
+
+$$f_0 = 1 + b_1 \left[ \frac{d}{L} - 1.4 \left( \frac{d}{L} \right)^2 \right] \quad \left( \text{단, } \frac{d}{L} \le 0.35 \right)$$
+
+  - $L$ : 파괴면 시작점(상단 진입점)과 끝점(하단 진출점)을 잇는 직선 현의 길이 ($\text{m}$)
+  - $d$ : 직선 현 $L$로부터 파괴면까지의 최대 직교 깊이 ($\text{m}$)
+  - $b_1$ : 토질 구분에 따른 상수
+    - 순수 사질토 ($c' = 0$) : $b_1 = 0.31$
+    - 순수 점성토 ($\phi' = 0$) : $b_1 = 0.69$
+    - 일반 복합토 ($c' > 0,\; \phi' > 0$) : **$b_1 = 0.50$**
+
+---
+
+## 3. 임계 파괴면(최소 안전율 $F_{s,\min}$) 자동 탐색 알고리즘
+
+상용 SW와 동일하게 다음 2가지 탐색 방식을 지원합니다.
+
+1. **Grid & Radius 방식 (원호 중심 격자 + 반경/접선 탐색)**:
+   - 사면 상공에 원호 중심점 격자($N_x \times N_y$, 예: $15 \times 15 = 225$개 점)를 생성하고, 각 중심점마다 사면 하단~기반암 심도까지 $N_r$개(예: $10 \sim 20$개)의 반지름(또는 접선)을 생성해 총 $2,250 \sim 4,500$개 원호의 $F_s$를 계산합니다.
+   - 각 격자점 $(X_c, Y_c)$에서의 최소 안전율을 모아 **등안전율 분포도(Safety Contour)**를 그리면 보고서 시각화에 매우 효과적입니다.
+2. **Entry & Exit 방식 (진입·진출 구간 탐색)**:
+   - 비탈면 상단부(Entry 구간)에서 $N_{\text{in}}$개 점, 비탈면 하단부 또는 소단(Exit 구간)에서 $N_{\text{out}}$개 점을 찍고, 두 점을 지나는 다양한 곡률 반경의 원호를 생성해 최소 안전율을 찾습니다. 사용자가 별도로 Grid 위치를 고민할 필요가 없어 **자동화(One-click) 모드**에 가장 적합합니다.
+
+---
+
+## 4. 사면 보강재(쏘일네일·록볼트·앵커)의 설계 저항력($T_i$) 산정식
+
+활동 원호가 $k$번째 보강재(설치 수평간격 $s_h$, 정착장 중 활동면 바깥쪽 유효 정착길이 $L_{e,k}$)를 관통할 때, 단위폭($1\text{m}$)당 발휘하는 설계 인장저항력 $T_k$는 **① 그라우트-지반 주면마찰 인발저항력**과 **② 강재 허용인장력** 중 작은 값으로 결정합니다.
+
+$$T_k = \frac{1}{s_h} \min \left( \frac{\pi D_{\text{drill}} \cdot q_u \cdot L_{e,k}}{F_{\text{pullout}}}, \;\; R_{t,\text{allow}} \right)$$
+
+- $D_{\text{drill}}$ : 천공 직경 ($\text{m}$, 예: 쏘일네일 $\varnothing 100\text{mm} = 0.10\text{m}$)
+- $q_u$ : 지층과 그라우트 사이의 극한 주면마찰응력 ($\text{kPa}$, 풍화토 $50 \sim 100$, 풍화암 $100 \sim 200$, 연암 $200 \sim 400\text{ kPa}$)
+- $L_{e,k}$ : 활동면 너머 부동 지반에 묻힌 보강재의 유효 정착길이 ($\text{m}$)
+- $F_{\text{pullout}}$ : 인발 저항 안전율 (통상 $2.0$)
+- $R_{t,\text{allow}}$ : 이형철근(예: SD400 D25/D29) 또는 강연선의 허용 인장하중 ($\text{kN}$)
@@ -0,0 +1,91 @@
+# 암반 비탈면 평사투영(Markland) 및 평면·쐐기파괴 블록해석 수식 명세 (사전조사 초안)
+
+> **분류**: 안정성평가(해석) 영역 — 암반 절취 비탈면(리핑암·연암·경암) 안정해석 솔버 구현용 수식 명세
+> **근거**: KDS 44 30 00 / KDS 11 70 05, Hoek & Bray (Rock Slope Engineering), Rocscience `Dips` / `RocPlane` / `Swedge` 이론 매뉴얼
+
+---
+
+## 1. 좌표계 및 기본 각도 정의
+
+암반 비탈면과 불연속면(절리·층리·단층)의 3차원 방향은 **경사방향(Dip Direction, $\alpha \in [0^\circ, 360^\circ)$, 진북 $0^\circ$ 기준 시계방향 방위각)**과 **경사각(Dip, $\psi \in [0^\circ, 90^\circ]$, 수평면 기준 최대 기울기)**의 쌍 $(\alpha / \psi)$으로 정의합니다.
+
+- **주향(Strike) 입력 시 변환**: 우측법(Right-hand rule) 주향 $\theta_{\text{strike}}$가 입력되면 $\alpha = (\theta_{\text{strike}} + 90^\circ) \pmod{360^\circ}$로 자동 변환합니다.
+- **절취 비탈면의 경사방향($\alpha_f$) 자동 추출**: Aislo 평면선형에서 해당 측점(STA.)의 도로 진행 방향 방위각이 $\theta_{\text{road}}$일 때,
+  - 좌측 절토 사면의 경사방향(노선 중심을 바라보는 방향): $\alpha_f = (\theta_{\text{road}} + 90^\circ) \pmod{360^\circ}$
+  - 우측 절토 사면의 경사방향(노선 중심을 바라보는 방향): $\alpha_f = (\theta_{\text{road}} - 90^\circ + 360^\circ) \pmod{360^\circ}$
+- **단위 법선벡터(위쪽 반구를 향하는 법선 $\mathbf{n}$)**: 동쪽($+X$), 북쪽($+Y$), 연직 상방($+Z$) 직교좌표계에서 면 $(\alpha, \psi)$의 단위 법선벡터는 다음과 같습니다.
+
+$$\mathbf{n} = \left( \sin\alpha \sin\psi, \;\; \cos\alpha \sin\psi, \;\; \cos\psi \right)$$
+
+---
+
+## 2. 평사투영해석 기하학적 파괴 판정식 (Markland's Kinematic Test)
+
+절취 비탈면이 $(\alpha_f, \psi_f)$이고 절리면 마찰각이 $\phi_j$일 때, 현장에서 조사된 $N$개의 절리 데이터 $(\alpha_p, \psi_p)$ 및 두 절리의 교선 $(\alpha_i, \psi_i)$에 대해 다음 3가지 파괴 모드의 기하학적 발생 가능성을 자동 판정합니다.
+
+두 방위각 사이의 최소 각거리 함수를 $\Delta(\alpha_1, \alpha_2) = \min\left( |\alpha_1 - \alpha_2|,\; 360^\circ - |\alpha_1 - \alpha_2| \right)$라 정의합니다.
+
+### 2.1 평면파괴 (Planar Failure) 판정 조건
+단일 절리면을 따라 암괴가 미끄러져 내릴 조건입니다.
+
+1. **주향(경사방향) 평행 조건**: 사면 경사방향과 절리 경사방향의 차이가 $\pm 20^\circ$ 이내
+   $$\Delta(\alpha_f, \alpha_p) \le 20^\circ$$
+2. **Daylight(노출) 및 마찰각 조건**: 절리 경사각이 절리 마찰각보다 크고, 사면의 겉보기 경사각(또는 사면 경사각 $\psi_f$)보다 작아 사면 밖으로 노출됨
+   $$\phi_j < \psi_p < \psi_f$$
+
+### 2.2 쐐기파괴 (Wedge Failure) 판정 조건
+두 절리면 $A(\alpha_A, \psi_A)$와 $B(\alpha_B, \psi_B)$가 교차하여 만드는 **교선(Line of Intersection)**을 따라 쐐기 블록이 미끄러질 조건입니다.
+
+1. **교선 벡터($\mathbf{i}$) 및 추향($\alpha_i$)·선주각($\psi_i$) 산출**:
+   - 두 법선벡터의 외적 $\mathbf{v} = \mathbf{n}_A \times \mathbf{n}_B = (v_x, v_y, v_z)$ (단, 하향 성분이 되도록 $v_z > 0$이면 $\mathbf{v} \leftarrow -\mathbf{v}$로 부호 반전 후 단위벡터화 $\mathbf{i} = \mathbf{v} / \|\mathbf{v}\|$)
+   - 교선의 선주각(Plunge, 수평면 아래로 기운 각도): $\psi_i = \arcsin(-i_z)$
+   - 교선의 추향(Trend, 방위각): $\alpha_i = \text{atan2}(i_x, i_y) \pmod{360^\circ}$
+2. **Daylight 및 마찰각 조건**:
+   - 교선이 사면과 같은 방향 반구로 향함: $\Delta(\alpha_f, \alpha_i) < 90^\circ$
+   - 교선 방향에서 바라본 사면의 겉보기 경사각 $\psi_{f,\text{app}}(\alpha_i) = \arctan\left( \tan\psi_f \cdot \cos\Delta(\alpha_f, \alpha_i) \right)$에 대하여:
+     $$\phi_j < \psi_i < \psi_{f,\text{app}}(\alpha_i)$$
+
+### 2.3 전도파괴 (Flexural / Direct Toppling Failure) 판정 조건
+절리가 사면과 반대 방향(역경사)으로 가파르게 서 있어 앞으로 넘어지는 조건입니다.
+
+1. **역경사 방향 조건**: 절리 경사방향이 사면 경사방향의 정반대($180^\circ$)에서 $\pm 30^\circ$ 이내
+   $$\Delta(\alpha_f + 180^\circ, \alpha_p) \le 30^\circ$$
+2. **층간 미끄러짐 한계 경사 조건 (Goodman 조건)**:
+   $$(90^\circ - \psi_p) + \phi_j < \psi_f \quad \Longleftrightarrow \quad \psi_p > 90^\circ - \psi_f + \phi_j$$
+
+---
+
+## 3. 암반 평면파괴(Planar Failure) 한계평형 안전율 공식 (Hoek & Bray)
+
+평사투영에서 평면파괴 위험으로 판정된 절리면 $(\alpha_p, \psi_p)$에 대해, 사면 높이 $H$, 인장균열 깊이 $z_t$, 인장균열 내 수위 깊이 $z_w$, 수평지진계수 $k_h$, 록볼트/앵커 보강력 $T$(수평 아래 설치각 $\theta_b$)를 반영한 정량 안전율 공식입니다.
+
+$$F_s = \frac{c_j A + \left[ W \left( \cos\psi_p - k_h \sin\psi_p \right) - U - V \sin\psi_p + T \cos(\theta_b + \psi_p) \right] \tan\phi_j}{W \left( \sin\psi_p + k_h \cos\psi_p \right) + V \cos\psi_p - T \sin(\theta_b + \psi_p)}$$
+
+### 기하 및 수압 부속 공식 (상부 수평 사면 기준)
+- **인장균열이 없는 경우 ($z_t = 0$)**:
+  - 활동면 길이: $A = \dfrac{H}{\sin\psi_p}$
+  - 활동 암괴 단위폭당 자중: $W = \dfrac{1}{2} \gamma_r H^2 \left( \cot\psi_p - \cot\psi_f \right)$
+  - 우기 시($1/2$ 수위 포화 가정, $z_w = 0.5 H$): $V = 0$, 바닥 삼각형 수압 합력 $U = \dfrac{1}{4} \gamma_w H \cdot A$
+- **사면 상단면에 깊이 $z_t$의 인장균열이 존재하는 경우**:
+  - 활동면 길이: $A = \dfrac{H - z_t}{\sin\psi_p}$
+  - 활동 암괴 자중: $W = \dfrac{1}{2} \gamma_r H^2 \left[ \left( 1 - \left(\frac{z_t}{H}\right)^2 \right) \cot\psi_p - \cot\psi_f \right]$
+  - 인장균열 수압 합력(수평 작용): $V = \dfrac{1}{2} \gamma_w z_w^2$
+  - 활동면 바닥 양압력 합력: $U = \dfrac{1}{2} \gamma_w z_w A$
+
+---
+
+## 4. 암반 3차원 쐐기파괴(Wedge Failure) 한계평형 안전율 공식 (Hoek & Bray)
+
+두 절리면 $A, B$가 교차하여 형성된 3차원 사면체 쐐기 블록의 안전율 공식입니다.
+
+### 4.1 점착력과 수압을 고려한 일반 쐐기파괴 공식
+
+$$F_s = \frac{c_A A_A + c_B A_B + \left( N_A - U_A \right) \tan\phi_A + \left( N_B - U_B \right) \tan\phi_B + T \cos\theta_{\text{bolt}}}{W \sin\psi_i - T \sin\theta_{\text{bolt}}}$$
+
+- $W$ : 3차원 사면체 쐐기 블록의 총 자중 ($\text{kN}$, 사면 면·상단면·절리면 A·절리면 B 4개 평면의 꼭짓점 좌표로부터 사면체 부피 $V_{\text{wedge}} = \frac{1}{6} |\det(\mathbf{p}_1, \mathbf{p}_2, \mathbf{p}_3)|$ 산출 후 $W = \gamma_r V_{\text{wedge}}$)
+- $A_A, A_B$ : 절리면 $A, B$의 삼각형 접촉 면적 ($\text{m}^2$)
+- $U_A, U_B$ : 우기 시 절리면 $A, B$에 작용하는 수압 합력 ($\text{kN}$, 건기 시 $0$, 우기 포화 시 평균 수두 $\bar{h}_w = \frac{1}{6} \gamma_w H_w$를 면적에 곱해 산정)
+- $N_A, N_B$ : 교선에 수직인 평면에서의 힘의 평형으로부터 구해지는 각 절리면의 수직 반력 ($\text{kN}$)
+  - 두 법선벡터 $\mathbf{n}_A, \mathbf{n}_B$가 이루는 각을 $\theta_{AB} = \arccos(\mathbf{n}_A \cdot \mathbf{n}_B)$, 교선에 수직인 연직 평면 내에서 자중 성분 $W \cos\psi_i$가 각 법선과 이루는 분배 비를 이용해 다음과 같이 닫힌 형태(Closed-form)로 즉시 계산됩니다:
+    $$N_A = W \cos\psi_i \cdot \frac{\sin\beta_B}{\sin(\beta_A + \beta_B)}, \qquad N_B = W \cos\psi_i \cdot \frac{\sin\beta_A}{\sin(\beta_A + \beta_B)}$$
+    (단, $\beta_A, \beta_B$는 교선 단면 투영 시 절리면 $A, B$가 수평선과 이루는 겉보기 경사각)
@@ -0,0 +1,36 @@
+# 표준 지반물성치 후보군 및 조건별 허용안전율 기준 (사전조사 초안)
+
+> **분류**: 안정성평가(해석) 영역 — 지층별 설계지반정수 프리셋 후보 및 KDS 허용안전율 기준
+> **근거**: 국토교통부 「건설공사 비탈면 설계기준(KDS 11 70 05)」, 한국도로공사 「도로설계요령」, 국내 임도·도로 비탈면 안정해석 보고서 문헌치 종합
+
+---
+
+## 1. 지층별 표준 지반물성치 범위 및 프리셋 후보값 표
+
+임도 설계 시 현장 시추나 실내 삼축압축·직접전단시험 데이터가 없는 경우, 문헌 기준 범위 내에서 초기 프리셋(후보값)을 제시하고 설계자가 현장 여건에 맞춰 조정할 수 있도록 구성한 표입니다.
+
+> **주의**: 아래 수치는 문헌 조사를 통해 수집한 **객관적 범위와 다빈도 실무 적용 후보값**이며, Aislo 프로그램의 최종 기본값 선정은 개발 단계에서 사용자 협의를 통해 확정합니다.
+
+| 지층 구분<br>(Aislo 토질 매핑) | 습윤 단위중량<br>$\gamma_t$ ($\text{kN/m}^3$) | 포화 단위중량<br>$\gamma_{\text{sat}}$ ($\text{kN/m}^3$) | 유효 점착력<br>$c$ ($\text{kPa}$) | 내부마찰각<br>$\phi$ ($^\circ$) | 문헌 근거 범위 및 실무 적용 특징 |
+| :--- | :---: | :---: | :---: | :---: | :--- |
+| **성토층 (쌓기부)**<br>Embankment | 18.0 ~ 19.0<br>**(후보: 18.0)** | 19.0 ~ 20.0<br>**(후보: 19.0)** | 10 ~ 15<br>**(후보: 10~15)** | 25 ~ 30<br>**(후보: 25~28)** | • 현지 발생토 다짐 성토 기준<br>• 사질토 위주 성토 시 $c = 10\text{ kPa}, \phi = 28^\circ$<br>• 점성토 혼입 성토 시 $c = 15\text{ kPa}, \phi = 25^\circ$ 주로 적용 |
+| **붕적토 / 표토층**<br>Colluvium / Topsoil | 17.0 ~ 18.0<br>**(후보: 17.5)** | 18.0 ~ 19.0<br>**(후보: 18.5)** | 0 ~ 10<br>**(후보: 5)** | 25 ~ 30<br>**(후보: 27)** | • 계곡부·산복 사면 상부의 느슨한 퇴적·붕적층<br>• 우기 시 표층 산사태(무한사면·천층 원호파괴)에 가장 취약 |
+| **풍화토 (일반 토사)**<br>Weathered Soil | 18.0 ~ 19.0<br>**(후보: 18.0)** | 19.0 ~ 20.0<br>**(후보: 19.0)** | 10 ~ 25<br>**(후보: 15)** | 28 ~ 33<br>**(후보: 30)** | • 임도 횡단면의 일반 **‘토사’** 층 및 화강암풍화토(마사토) 구간 표준치<br>• SPT $N$값 $10 \sim 30$ 구간에 해당 |
+| **풍화암 (리핑암)**<br>Weathered Rock | 20.0 ~ 21.0<br>**(후보: 20.0)** | 21.0 ~ 22.0<br>**(후보: 21.0)** | 30 ~ 50<br>**(후보: 30~40)** | 32 ~ 35<br>**(후보: 33)** | • 임도 횡단면의 **‘리핑암(풍화암)’** 층<br>• 심하게 풍화된 경우 토사와 함께 원호/복합 파괴면(LEM) 해석 대상 |
+| **연암 (발파암)**<br>Soft Rock (모암) | 23.0 ~ 25.0<br>**(후보: 24.0)** | 24.0 ~ 25.5<br>**(후보: 24.5)** | 100 ~ 300<br>**(후보: 150)** | 35 ~ 40<br>**(후보: 35)** | • 토사·풍화암과 함께 2D LEM 해석 시 하부 기반암(Bedrock) 역할 수행<br>• 연암 자체의 파괴는 아래 **암반 절리면** 정수로 평사투영·블록 해석 수행 |
+| **경암 (발파암)**<br>Hard Rock (모암) | 25.0 ~ 27.0<br>**(후보: 26.0)** | 25.5 ~ 27.0<br>**(후보: 26.0)** | 300 ~ 500+<br>**(후보: 300)** | 40 ~ 45<br>**(후보: 40)** | • 모암 자체 전단파괴는 발생하지 않으며, **절리면(불연속면) 강도정수**로 파괴 판정 |
+| **암반 절리면**<br>Discontinuity / Joint<br>*(평사투영·블록해석용)* | *(블록 자중은 연암 24.0 또는 경암 26.0 적용)* | *(좌동)* | $c_j$ : 0 ~ 30<br>**(일반 절리: 10~20)**<br>**(풍화/점토충전: 0~5)** | $\phi_j$ : 25 ~ 35<br>**(일반 절리: 30~33)**<br>**(풍화 절리: 25~28)** | • 평사투영(Markland Test) 마찰원 반경은 통상 **$\phi_j = 30^\circ \sim 33^\circ$** 적용<br>• 평면·쐐기파괴 안전율 산정 시 절리 거칠기·충전물 상태에 따라 $c_j, \phi_j$ 입력 |
+
+---
+
+## 2. 조건별 기준(허용) 안전율 ($F_{s,\text{allow}}$) 및 지하수위 적용 규칙
+
+국토교통부 **「건설공사 비탈면 설계기준(KDS 11 70 05)」** 및 산림청 비탈면 안정해석 실무 기준입니다.
+
+| 검토 조건 | 대상 구분 | 기준 안전율 ($F_{s,\text{allow}}$) | 지하수위 및 하중 조건 적용 방법 |
+| :--- | :--- | :---: | :--- |
+| **건기 시 (Dry)** | 절토·성토 공통 | **$F_s \ge 1.5$** | • 비탈면 내부에 지하수가 없는 상태 ($u = 0$) |
+| **우기 시 (Wet)** | **깎기(절토) 비탈면** | **$F_s \ge 1.2$** *(강우침투 해석 또는 지표 포화 시)*<br>**$F_s \ge 1.3$** *(일반 지하수위 적용 시)* | • **토사·풍화암**: 지하수위가 지표면과 일치(완전 포화)하는 것으로 가정하거나, 설계강우를 반영한 비정상류 강우침투 해석 결과 적용<br>• **암반(연암·경암)**: 인장균열 또는 활동면을 따라 비탈면 높이의 **$1/2$ 심도**까지 지하수가 포화된 것으로 가정 ($z_w = 0.5 H$) |
+| **우기 시 (Wet)** | **쌓기(성토) 비탈면** | **$F_s \ge 1.3$** | • 성토체 내 침윤선(지하수위선) 형성 또는 강우침투 수위 반영 |
+| **지진 시 (Seismic)** | 절토·성토 공통 | **$F_s \ge 1.1$** | • **건기 시 지하수 조건**을 기준으로 하고, 지진구역계수 및 위험도계수에 따른 유사정적 수평지진계수($k_h$)를 추가 재하 |
+| **옹벽 외적 안정**<br>*(KDS 11 80 05)* | 콘크리트 옹벽 등 | • **활동**: 평상시 $1.5$ (지진 시 $1.2$)<br>• **전도**: 평상시 $2.0$ (지진 시 $1.5$)<br>• **지지력**: 평상시 $3.0$ (지진 시 $2.0$)<br>• **전체안정성**: 평상시 $1.2 \sim 1.5$ (지진 시 $1.1$) | • 배면 주동토압(Rankine / Coulomb / 지진 시 Mononobe-Okabe) + 상재하중($10\text{ kN/m}^2$) + 배수불량 시 수압 고려 |
@@ -0,0 +1,30 @@
+# 예정노선 영역 사전조사 요약 목차 (임도 재해안전성·광역 재해평가)
+
+> **작성 목적**: 임도 재해안정성 평가 및 신규 라이센스 모듈 기획을 위해 안티그래비티(Antigravity)가 수행한 외부 기준·기법·소프트웨어 사전조사 결과 중 **「예정노선 및 유역 광역 평가」** 영역의 초안 자료입니다.
+> 상세설계 단면 단위의 공학적 비탈면·구조물 안정해석 자료는 [`../안정성평가/`](../안정성평가/) 폴더에 분리 수록되어 있습니다.
+
+---
+
+## 1. 영역 구분: 예정노선 영역 vs 안정성평가(해석) 영역
+
+| 구분 | 예정노선 영역 (`original/예정노선/`) | 안정성평가·해석 영역 (`original/안정성평가/`) |
+| :--- | :--- | :--- |
+| **적용 단계** | 노선 선정 · 기본계획 · **임도 타당성평가** | 실시설계(상세설계) · **비탈면/구조물 안정해석 보고서** |
+| **공간 스케일** | 노선 전체 연장($\text{km}$) 및 배후 산림 유역(DEM 격자·폴리곤) | 개별 위험 측점(Station)의 **2D 횡단면** 및 **암반 절취면** |
+| **핵심 법령·기준** | 산림자원법 시행규칙 **[별표 1]** (타당성평가 — 재해안전성 25점)<br>임도설치 및 관리 등에 관한 규정 | 산림자원법 시행규칙 **[별표 2]** (연약지반+15m 이상 비탈면 안정해석 의무)<br>국가건설기준 **KDS 11 70 05 / KDS 11 80 05 / KDS 44 30 00** |
+| **주요 평가 메소드** | • GIS 버퍼·중첩 및 도상 간격 측정<br>• 무한사면 해석법(Infinite Slope) + 지형습윤지수(TWI)<br>• 격자 기반 강우침투(TRIGRS류) 및 토석류 확산(FLO-2D류)<br>• 극한호우(100년 빈도·최근 5년 극한호우 2.0배) 홍수유출량 | • 2D 한계평형해석(LEM: Bishop 간편법, Fellenius, Janbu 보정법)<br>• 암반 평사투영해석(Markland's Test: 평면·쐐기·전도 스크리닝)<br>• 암반 블록 한계평형(Hoek & Bray 평면·3D 쐐기파괴)<br>• 옹벽 외적 안정 및 사면 보강재(네일·록볼트·앵커) 저항력 해석 |
+
+---
+
+## 2. 수록 문서 목록 (`resources/knowledge/original/예정노선/`)
+
+1. **[`01_산림청_타당성평가_재해안전성_기준_및_GIS규칙.md`](01_산림청_타당성평가_재해안전성_기준_및_GIS규칙.md)**
+   - 산림청 임도 타당성평가 개편(3개 ➔ 5개 분야 확대: 필요성·적합성·**재해안전성**·효율성·환경성)
+   - 설치 불가(조건부 허용) 하드제약 5대 조건 및 예외 보강 대책
+   - 재해안전성(25점) 5대 세부 항목 및 GIS 도상 측정 규칙(1/5,000 및 1/25,000 수치지형도 기준)
+   - 설계 연계 재해예방 강화 기준(극한호우 2.0배 통수단면, 수직고 15m 이상 안정해석 의무, 사전점검표)
+2. **[`02_광역_산사태_토석류_공간평가_메소드_및_SW.md`](02_광역_산사태_토석류_공간평가_메소드_및_SW.md)**
+   - 유역·노선 단위 표층 산사태 안전율 산정을 위한 **무한사면 해석법(Infinite Slope Method)** 수학 공식(지하수 포화비 $m$, 수목 뿌리 보강력 $c_r$ 포함)
+   - 지형습윤지수(TWI) 결합 모델(SINMAP / SHALSTAB), 비정상류 강우침투 격자 모델(USGS TRIGRS), 3차원 구형 파괴 탐색 모델(USGS Scoops3D) 비교
+   - 토석류 유하·확산 수치모형(FLO-2D, RAMMS, KANAKO-2D) 및 하류 민가·사방댐 적정 위치 평가 연계
+   - 광역 평가용 오픈소스/GIS 소프트웨어 현황 및 Aislo 기술 스택(`WhiteboxTools`, `Rasterio`, `Shapely`, `Landlab`) 구현 매핑
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+# 산림청 임도 타당성평가 '재해안전성' 기준 및 GIS 측정 규칙 (사전조사 초안)
+
+> **분류**: 예정노선 영역 — 법제도 및 행정·GIS 타당성평가 기준
+> **관련 법령**: 「산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률 시행규칙」 제4조제2항 [별표 1], 제5조제1항 [별표 2], 「임도설치 및 관리 등에 관한 규정(산림청 훈령)」
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+---
+
+## 1. 제도 개편 배경 및 타당성평가 5대 분야 체계
+
+산림청은 기후변화에 따른 극한 호우와 대형 산사태·산불로부터 임도 시설의 안정성을 확보하기 위해 임도 타당성평가 체계를 기존 3개 분야(필요성, 적합성, 환경성)에서 **‘재해안전성’과 ‘효율성’을 신설한 5개 분야(총점 100점, 통과 기준 평균 70점 이상 & 환경성 불가 항목 없음)**로 개편하였습니다.
+
+### 1.1 임도 종류별 타당성평가 배점 구성 (총 100점)
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+| 평가 분야 | 간선임도 | 산불진화임도 | 작업임도 | 주요 평가 항목 |
+| :--- | :---: | :---: | :---: | :--- |
+| **1. 필요성** | 35점 | 30점 | 30점 | 산림경영, 산림보호, 산림휴양, 마을연결, 산불진화 등 |
+| **2. 적합성** | 25점 | 30점 | 30점 | 평균경사도(35°↑ 비율), 노출암반 비율, 화강암풍화토 비율, 평균 종단기울기, 취수장(산불진화임도) |
+| **3. 재해안전성** | **25점** | **25점** | **20점** | **① 산사태취약지역, ② 하류 민가 유무, ③ 산지계류 이격거리, ④ 산사태위험등급지, ⑤ 산불취약지역(작업임도 제외)** |
+| **4. 효율성** | 15점 | 15점 | 20점 | 산림경영계획 반영도, 임도설치계획 부합성, 기존 도로 연접성(300m 이내 비율) |
+| **5. 환경성** | 적격/부적격 | 적격/부적격 | 적격/부적격 | 멸종위기종·특별산림보호대상종 서식지, 상수원 오염 등 주민생활 저해 여부 (1개라도 부적격 시 설치 불가) |
+
+---
+
+## 2. 노선 계획 단계의 하드 제약 (설치 불가 5대 조건 및 조건부 예외)
+
+[별표 1] 제1호나목에 따라 다음 5가지 조건에 해당하는 노선은 원칙적으로 임도 설치가 불가하며, 예외적인 보강·처리 대책이 수립된 경우에만 조건부로 허용됩니다.
+
+| 순번 | 설치 불가 기준 (노선 총 연장 대비 비율) | 조건부 허용 예외 조건 (설계 반영 필수 사항) |
+| :---: | :--- | :--- |
+| **1** | 임도 거리의 **10% 이상**이 경사 **35° 이상 급경사지** 통과 | 절취(잘라낸) 토석을 급경사지 구간 밖으로 **전량 운반·반출 처리**하는 조건 |
+| **2** | 임도 거리의 **10% 이상**이 도로법상 도로에서 **300m 이내** 통과 | 절토·성토 비탈면 **전면적 녹화공법**을 적용하는 조건 (경관·재해 방지) |
+| **3** | 임도 거리의 **20% 이상**이 **화강암풍화토(마사토)** 지역 통과 | 무너짐·땅밀림 방지를 위한 **사면 보강공법(옹벽·석축 등)**을 적용하는 조건 |
+| **4** | 임도 거리의 **30% 이상**이 **노출 암반** 지역 통과 | 절토·성토 비탈면 **전면적 녹화공법**을 적용하는 조건 |
+| **5** | 도로·농로로 이미 확정·고시된 노선과 **중복**되는 경우 | **예외 없음 (절대 불가)** |
+
+---
+
+## 3. 재해안전성 및 정량 항목의 GIS 자동 측정 규칙 ([별표 1] 비고)
+
+계획노선 모듈에서 GIS 공간연산으로 자동 산출할 수 있는 법정 도상 측정 규칙입니다.
+
+| 평가 항목 | 배점(간선/산불) | 법정 도상 측정 규칙 ([별표 1] 비고) | 실거리 환산 및 GIS 알고리즘 규격 | 만점 / 최저점 조건 |
+| :--- | :---: | :--- | :--- | :--- |
+| **평균경사도**<br>(적합성 연계) | 10점 | **1/5,000 수치지형도**에서 예정노선 기점부터 **1cm 간격** 지점마다 노선 중심선 수직방향 **상하 5mm** 경사 측정 → 35° 이상 비율 | • 측정 간격: **50m 간격** (도상 1cm)<br>• 횡단 측정 폭: **좌우 각 25m** (도상 5mm)<br>• 35° 이상 급경사 구간 연장 비율(%) 산출 | • 만점: **5% 미만**<br>• 최저: **10% 이상** |
+| **종단기울기**<br>(적합성 연계) | 5점 | **1/5,000 수치지형도**에서 예정노선 **4mm 간격**으로 측정한 종단기울기의 평균값 | • 측정 간격: **20m 간격** (도상 4mm, 표준 측점 간격과 일치) | • 만점: **3~8%**<br>• 중간: 8~10%<br>• 최저: **10~14%** |
+| **① 산사태취약지역** | 5점 | 예정노선이 통과하는 구간(배후 **유역면적 포함**) 중 등급별 점유 비율이 가장 높은 등급 적용 | • 산사태정보시스템 취약지역 레이어와 노선+유역 폴리곤 공간 중첩(Overlay)<br>• 전혀 포함되지 않을 때만 '해당 없음(5점)' | • 만점: 해당 없음 (5점)<br>• 등급별 차등 감점 |
+| **② 하류부 민가 등 주거시설** | 5점 | 예정노선 하류 영향권 내 민가·주거시설 유무 및 이격 상태 검토 | • 수치지형도 건물 레이어(주거용) 및 노선 하류 집수유역(Flow Path) 교차 검토 | • 하류 민가 영향 없음 만점 |
+| **③ 산지계류 이격거리** | 5점 | **1/25,000 수치지형도**상 주요 수계로부터 **100m 이내**를 통과하는 노선 구간 비율 | • 주요 수계 폴리라인에 **100m Buffer** 생성 후 노선 선형과 교차(Intersection) 길이 비율 산출 | • 만점: **5% 미만**<br>• 최저: **10% 이상** |
+| **④ 산사태위험등급지** | 5점 | **1/5,000 산사태위험지도**(산림청 1~5등급 래스터/벡터)에서 노선이 점유하는 등급별 비율 중 **최다 점유 등급** | • 노선 선형(또는 폭원 버퍼)을 따라 산사태위험지도 픽셀/폴리곤 추출 후 최빈값(Mode) 등급 판정 | • 5등급/해당없음 최고점 ~ 1등급 최저점 |
+| **⑤ 산불취약지역** | 5점<br>(작업임도 제외) | **1/5,000 산불취약지도**에서 노선이 점유하는 등급별 비율 중 **최다 점유 등급** | • 산불취약지도 레이어와 노선 공간 중첩 후 최빈 등급 판정 | • 낮음(D등급) 최고점 ~ 매우높음(A등급) 최저점 |
+
+---
+
+## 4. 계획~설계 연계 재해안정성 강화 기준 요약
+
+타당성평가(계획노선 단계)를 통과한 노선이 상세설계로 넘어갈 때 의무적으로 연동되는 산림청 재해예방 기준입니다.
+
+1. **극한호우 대비 배수시설 설계강우량 2.0배 강화 ([별표 2])**:
+   - 배수구, 암거, 교량 등 배수 구조물의 통수단면은 **「최근 100년 빈도 확률강우량」 또는 「최근 5년간 극한 호우 상황을 반영해 산출한 강우량」으로 계산한 홍수유량($Q$)의 2.0배 이상**을 안전하게 통과시키도록 설계해야 합니다.
+2. **고위험 비탈면 안정해석 의무화 ([별표 2])**:
+   - **연약지반**이면서 절토면 또는 성토면의 **수직 높이가 15m 이상**인 구간은 반드시 **‘비탈면 안정해석’**을 실시하여 안정성을 검증하고 옹벽 등 보강 구조물을 반영해야 합니다.
+3. **유관 기관 및 유지관리 체계**:
+   - **국립산림과학원**: 집중호우 전후 임도 피해 원인 분석을 토대로 「임도 재해안전성 사전점검표」 고도화 및 GIS/TRIGRS 기반 광역 산사태 예측 모형 연구 수행.
+   - **한국치산기술협회(한국산림재난안전기술공단 전환 추진)**: 임도 타당성평가 실무, 산사태취약지역 실태조사, 사방·임도 시설 안전진단 수행.
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+# 광역 산사태·토석류 공간평가 메소드 및 소프트웨어 조사 (사전조사 초안)
+
+> **분류**: 예정노선 영역 — 노선 전체 및 배후 산림 유역(GIS/DEM 기반) 광역 재해안정성 평가 기법
+> **용도**: 예정노선 선정 시 노선 주변 유역의 표층 산사태 위험도 매핑, 토석류 하류 확산 범위 예측, 소형사방댐·골막이·배수관 적정 위치 선정 근거
+
+---
+
+## 1. 광역 표층 산사태 평가의 기본 물리 모델: 무한사면 해석법 (Infinite Slope Method)
+
+개별 횡단면(2D 원호파괴)과 달리, 산림 유역의 자연 사면에서 발생하는 산사태의 대다수는 토층 두께($z$, 보통 $1 \sim 3\text{ m}$)가 사면 길이($L$)에 비해 매우 얇고 기반암 경계면이 지표면과 평행하게 발달하는 **표층 붕괴(Shallow Translational Landslide)** 형태를 띱니다. 따라서 광역 GIS 재해안정성 모델(SINMAP, SHALSTAB, TRIGRS, Landlab 등)은 모두 **1차원 무한사면 한계평형 방정식**을 각 DEM 격자(Cell)에 적용합니다.
+
+### 1.1 무한사면 안전율($F_s$) 수학 공식 (지하수 포화비 및 식생 뿌리 보강력 포함)
+
+$$F_s = \frac{(c' + c_r) + \left[ \gamma_t z (1 - m) + (\gamma_{\text{sat}} - \gamma_w) m z \right] \cos^2\beta \cdot \tan\phi'}{\left[ \gamma_t z (1 - m) + \gamma_{\text{sat}} m z \right] \sin\beta \cdot \cos\beta}$$
+
+- **변수 정의**:
+  - $F_s$ : 해당 DEM 격자의 표층 활동 안전율 ($F_s < 1.0$ 이면 붕괴 위험, $1.0 \le F_s < 1.2$ 이면 잠재 위험)
+  - $c'$ : 토층의 유효 점착력 ($\text{kPa}$)
+  - $c_r$ : 산림 수목 뿌리(Root cohesion)에 의한 추가 전단저항 점착력 ($\text{kPa}$, 벌채지·임도 개설 직후 나지 사면은 $c_r = 0$, 성숙림은 임상별로 $2 \sim 15\text{ kPa}$ 반영 가능)
+  - $\phi'$ : 토층의 유효 내부마찰각 ($^\circ$)
+  - $z$ : 활동면(기반암 경계)까지의 연직 토층 깊이 ($\text{m}$)
+  - $z_w$ : 활동면 위로 형성된 지하수위 높이 ($\text{m}$)
+  - $m = \dfrac{z_w}{z}$ : 토층 두께 대비 지하수위 포화 비율 ($0 \le m \le 1$, 건기 시 $m = 0$, 지표면까지 완전 포화 시 $m = 1$)
+  - $\gamma_t, \gamma_{\text{sat}}, \gamma_w$ : 습윤 단위중량, 포화 단위중량, 물의 단위중량($9.81\text{ kN/m}^3$)
+  - $\beta$ : 해당 DEM 격자의 사면 경사각 ($^\circ$)
+
+---
+
+## 2. 광역 산사태·토석류 공간 시뮬레이션 주요 메소드 비교
+
+무한사면 방정식의 핵심 변수인 **지하수위 포화비($m$) 또는 간극수압($u$)을 어떻게 산정하느냐**와 **붕괴 후 토석류 이동을 모사하느냐**에 따라 다음 4가지 메소드로 구분됩니다.
+
+| 메소드 / 모델명 | 개발 주체 | 수문·역학 결합 원리 | 주요 입력 데이터 (GIS) | 주요 출력물 및 임도 계획 활용 |
+| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
+| **① 지형습윤지수(TWI) + 정상류 무한사면**<br>(`SINMAP`, `SHALSTAB`) | 유타주립대 / UC버클리 | 상부 단위집수면적($a = A/b$)과 투수량계수($T$), 정상류 유효강우량($R$)으로부터 포화비 $m = \min\left(\dfrac{R \cdot a}{T \sin\beta}, 1\right)$을 계산하여 무한사면 식에 대입 | • DEM (경사 $\beta$, 집수면적 $a$)<br>• 토층 두께 $z$, 물성치 범위($c, \phi$)<br>• $T/R$ 비율 | • 노선 주변 유역의 **안정성 지수(Stability Index, SI) 등급도**<br>• 임도 선형 대안별 산사태 취약구간 회피 검토 |
+| **② 비정상류 강우침투 격자 모델**<br>(`TRIGRS`) | 미국 지질조사국 (USGS) | 시간대별 강우강도($I(t)$)에 따른 1차원 연직 비정상류 침투(Iverson / Richards 방정식 해)를 풀어 **시간에 따른 깊이별 간극수압 $\psi(Z, t)$와 $F_s(Z, t)$** 계산 | • DEM, 토심 분포도<br>• 포화투수계수($K_s$), 수리확산계수($D_0$)<br>• 시간별 설계강우 시나리오 | • 집중호우 시작 후 **시간대별($t = 1\text{h}, 3\text{h}, 6\text{h}\dots$) 안전율 변화 지도** 및 임계 붕괴 도달시간 예측 |
+| **③ 3차원 주상체 탐색 모델**<br>(`Scoops3D`) | 미국 지질조사국 (USGS) | 1차원 무한사면 가정을 벗어나, DEM 지형 전체에 수백만 개의 **3차원 구형(Spherical) 파괴면**을 생성하고 3D 주상체 Bishop 한계평형법으로 안전율 탐색 | • DEM, 3차원 지층 구조<br>• 지층별 $c, \phi, \gamma$<br>• 3D 지하수위면 또는 간극수압비 $r_u$ | • 각 DEM 격자의 최소 안전율($F_{s,\min}$) 지도<br>• **붕괴 예상 토량(부피, $\text{m}^3$) 산출** → 사방댐 계획저사량 산정 직결 |
+| **④ 2차원 토석류 유동·확산 모델**<br>(`FLO-2D`, `RAMMS`, `KANAKO-2D`) | 미국 / 스위스 WSL / 일본 | 상부 사면에서 붕괴된 토석류가 계류를 따라 흘러내릴 때, 2차원 천수방정식 + 유변학 모델(Bingham, Voellmy, 유체-토사 2상류)로 유하 거동 모의 | • 고정밀 DEM (LiDAR/드론)<br>• 초기 붕괴 토량 또는 홍수수문곡선<br>• 유변학 계수(점성·마찰계수), 조도계수 | • 토석류 **최대 유속, 유하 깊이(퇴적심), 충격압($\text{kPa}$) 분포도**<br>• 하류 민가 피해 여부 판정 및 **소형사방댐·골막이 설치 위치 결정** |
+
+---
+
+## 3. 광역 재해평가 소프트웨어 및 오픈소스 라이브러리 현황
+
+### 3.1 공공·학술·상용 소프트웨어
+
+| 소프트웨어 | 구분 / 라이센스 | 특징 및 장단점 |
+| :--- | :--- | :--- |
+| **TRIGRS** (v2.1) | USGS 공개 SW (Fortran / 오픈소스) | 국내 국립산림과학원 및 대학에서 임도·산림 유역 산사태 예측 연구 시 가장 많이 사용하는 물리 기반 표준 모델. 격자 수가 많을 때 연산 속도를 높이기 위한 Python 래퍼/병렬화 가능. |
+| **Scoops3D** | USGS 공개 SW (무료) | 2D나 무한사면이 잡지 못하는 3차원 지형 곡률 효과와 **붕괴 체적($\text{m}^3$)**을 계산할 수 있는 유일한 무료 3D 광역 LEM 도구. |
+| **SINMAP 2.0 / SHALSTAB** | 무료 (GIS 플러그인 / 오픈 알고리즘) | 수식이 단순하고 연산이 매우 빨라 노선 계획 단계에서 실시간으로 광역 산사태 위험 히트맵을 생성하기에 적합. |
+| **FLO-2D** / **RAMMS::DEBRIS FLOW** | 상용 SW (미국 / 스위스) | 토석류 확산 및 충격력 시뮬레이션의 글로벌 표준이나 고가 상용 라이센스 필요. |
+| **KANAKO-2D** | 일본 사방학회 중심 학술/실무 SW | 사방댐(불투과형·투과형) 설치 시 토석류 포집 효과와 하류 퇴적 변화를 직관적으로 시뮬레이션하는 데 특화. |
+
+### 3.2 Aislo 자체 구현을 위한 Python 오픈소스 및 내부 기술 스택 매핑
+
+계획노선 및 광역 재해안전성 평가 모듈은 외부 상용 프로그램을 구매할 필요 없이 **현재 Aislo에 탑재된 Python GIS 라이브러리만으로 100% 자체 구현**이 가능합니다.
+
+1. **`WhiteboxTools` + `Rasterio` + `NumPy` (현재 Aislo 탑재)**:
+   - DEM으로부터 경사도($\beta$), 경사향(Aspect), 흐름방향(D8 / D-infinity Flow Direction), 상부 집수면적($a$), 지형습윤지수($\text{TWI}$)를 수 초 내에 배열로 추출.
+   - 추출된 격자 배열에 **§1.1 무한사면 안전율 공식**과 **SINMAP 포화비 공식**을 NumPy 벡터 연산으로 바로 적용하면 노선 주변 광역 산사태 안전율 히트맵이 즉시 생성됨.
+2. **`Shapely` + `GeoPandas` (현재 Aislo 탑재)**:
+   - 산림청 [별표 1] 타당성평가의 50m 간격 횡단 경사 측정, 20m 간격 종단기울기 측정, 주요 수계 100m 버퍼 교차율, 산사태위험등급(1~5등급)·산사태취약지역·산불취약지역 공간 중첩 자동 채점 구현.
+3. **`Landlab` (오픈소스 Python 패키지, MIT 라이센스)**:
+   - 미국 NSF 지원으로 개발된 Python 지형·수문·산사태 모델링 라이브러리로, `LandslideProbability`(무한사면 몬테카를로 확률 해석) 및 `DepthDependentDiffuser` 컴포넌트를 참조·연동 가능.