Earticle

본 연구에서는 우리나라의 미래 산지면적의 변화를 전망하기 위해 요인들의 인과관계에 기반한 System Dynamics 모델을 개발하여 2050년까지 산지전용 수요 변화를 전국 단위로 분석하였다. 모델을 개발하기 위한 산지전용 형태의 유형을 농업용지, 산업용지, 주거·상업용지, 공용·공공용지로 분류하여 시계열 자료로 구축하였다. 각 산지전용 유형에 영향을 주는 피드백 인자를 분석한 결과, 농업용지와 산업용지는 모두 GDP와 직접적인 음과 양의 관계를 가지는 것으로 나타났고, 공용·공공용지는 GDP와 직접적인 양의 관계가 성립하지만 생활용 목적이 대부분이기 때문에 인구수와도 직접적인 영향을 주고받는 것으로 나타났으며, 주거·상업용지의 경우에는 경기상황을 대표하는 GDP와 주택건축허가량에 직접 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한 각 유형에 영향을 주는 GDP, 주택건축허가량, 인구의 변수는 하위 단의 생산토지, 생산자산, 고용자수 등의 변수와 순환적 관계가 성립하고 이러한 변수에 의해 유발되는 유형별 전용면적은 생산토지에 다시 영향을 주는 피드백 관계를 나타내는 것으로 나타났다. 그리하여 본 연구에서는 한국은행, 통계청에서 제공하는 GDP와 인구자료와 기존 연구에서 도출된 주택건축허가량 시계열 자료를 이용하여 각 유형을 직접 추정하는 모델을 개발하였다. 그 결과 농업용지 전용수요는 지속해서 감소하고, 2050년까지의 산업용지 수요는 2020년 전용면적 대비 약 39% 정도 감소하는 것으로 나타났으며, 공용·공공용지의 경우 2050년까지 감소추세를 나타내며 인구가 감소하는 2029년 이후부터 수요의 감소율이 지속해서 증가하는 것으로 분석되었으며, 주거·상업용지의 수요는 가구수 감소와 더불어 2034년 정점 대비 약 1,634ha까지 줄어드는 것으로 예측되었다. 이렇듯 산지전용은 미래에도 지속해서 발생하기 때문에 산지의 보호와 국토의 균형적 발전을 위해서는 현재의 산지이용 체계를 개선하여 합리적인 이용을 유도할 수 있는 법률과 정책이 수반되어야 할 것으로 사료된다.

This study was performed to predict change of forestland area in future to 2050 based on System Dynamics Model which is based on feedback loop by causal relationship. As forestland area change in the future depends on potential forestland conversion demands, each demand type of forestland conversion such as agricultural, industrial, public and residential/commercial use was modeled using annual GDP, population, number of household, household construction permission area (1981~2019). In results, all of conversion demands would have continuously decreased to 2050 while residential and commercial land would be reduced from 2034. Due to such shortage, eventually, total of forestland in South Korea would have decreased to 6.18 million ha when compared to current 6.29 million ha. Moreover, the forestland conversion to other use types must be occurred continuously in future because most of forestland is owned privately in South Korea. Such steady decrement of forestland area in future can contribute to the shortage of carbon sink and encumber achievement of national carbon-neutral goal to 2050. If forestland conversion would be occurred inevitably in future according to such change trends of all types, improved laws and polices related to forestland should be prepared for planned use and rational conservation in terms of whole territory management. Therefore, it is needed to offer sufficient incentive, such as tax reduction and payment of ecosystem service on excellent forestland protection and maintenance, to private owners for minimizing forestland conversion. Moreover, active afforestation policy and practice have to be implemented on idle land for reaching national goal 'Carbon Neutral to 2050' in South Korea.

우리나라 도시숲은 「도시숲 등의 조성 및 관리에 관한 법률」에 의거하여 자연공원을 제외한 모든 산림과 수목으로 정의되고 있으나, 일반적인 인식으로서의 도시 내 존재하는 숲의 개념과는 이질성이 있다. 본 연구에서는 도시숲을 "도시 내에 존재하는 산림과 수목"으로 규정하였으며, 도시의 경계를 설정하기 위한 시나리오를 제안하고 그에 따른 도시숲의 면적 변화를 모의하였다. 법률상 도시지역의 정의, WHO에서 제안한 주거지로부터 도시숲에 접근 가능한 거리(300m), 산림유역을 고려한 네 가지 시나리오를 설정하여 각 시나리오에 따라 도시숲의 양적 분포를 분석하였다. 첫 번째로 "용도지역상 도시지역"의 최외곽 경계와 연접하는 산림유역까지를 도시숲 경계로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 183만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 386㎡로 분석되었다. 두 번째로 "용도지역상 도시지역"의 최외곽 경계로부터 300m 이내까지 도시로 규정하고 해당 경계와 연접한 산림유역 내에 존재하는 숲을 도시숲으로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 192만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 405㎡로 분석되었다. 세 번째로 "행정구역 상 읍·동 지역"내 "용도지역상 도시지역"의 최외곽 경계와 연접하는 산림유역까지를 도시숲 경계로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 108만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 230㎡로 분석되었다. 네 번째로 "행정구역 상 읍·동 지역" 내 "용도지역상 도시지역"의 최외곽으로부터 300m 경계와 연접하는 산림유역까지를 도시로 규정한 경우, 도시숲 면적은 약 120만ha, 1인당 도시숲 면적은 약 256㎡로 분석되었다. 이렇듯 도시의 정의에 따라 도시숲의 면적이 다양하게 추정될 수 있기 때문에, 국가통계를 집계하기 위해서는 도시에 대한 정의가 먼저 정립되어야 하고, 그에 따라 현실적·과학적 분석에 근거하여 도시숲의 면적이 산출되어야 한다.

The definition of urban forest is described as all forest and trees except the Natural Parks throughout whole territory in Urban Forest Act. But the concept of urban forest in the law differs from general awareness by Korean citizen and from definitions of other countries. For discussing such differences of urban forest definition, it was tested how much urban forest area would be changed according to the various definition of urban area. The urban area was defined to be four scenarios in this study in consideration of "urban area" by National Land Planning and Utilization Act (NLPUA), 300m buffered boundary from the "urban area" proposed by World Health Organization (WHO) and forest watershed area. In the scenario 1, including forest watershed intersected with "urban area" by NLPUA, urban forest area was estimated at 1.83 million ha in which urban forest area per person was 386㎡. In the scenario 2, including forest watershed intersected with 300m buffered boundary from the "urban area" by NLPUA, urban forest area was estimated at 1.92 million ha in which urban forest area per person was 405㎡. In the scenario 3, including forest watershed intersected with "urban area" placed within administration boundary (Eup·Dong districts), urban forest area was estimated at 1.08 million ha in which urban forest area per person was 230㎡. In the scenario 4, including forest watershed intersected with 300m buffered boundary from "urban area" placed within administration boundary, urban forest area was estimated at 1.20 million ha in which urban forest area per person was 256㎡. Therefore, the boundary of urban area should be agreed clearly prior to defining the urban forest area for avoiding unclear area calculated according to different definitions.

본 연구는 기존 연구에서 수행된 전국 단위의 정량적 산지면적 변화량을 공간적으로 배분하여 광역시도별 산지면적 변화를 추정함으로써 지역산림계획의 수립을 지원하기 위해 수행되었다. 토지를 산지, 농지, 도시 및 기타지로 구분하고 토지이용 형태별 변화 여부를 종속변수로, 지형요소, 이용 제한요소, 사회·경제적 요소, 개발 인프라를 독립변수로 하는 로지스틱 회귀모형을 개발하였다. 우리나라 전체를 30m×30m 격자로 분할하여 각 Cell에 해당하는 독립변수 자료를 구축하였고, 로지스틱 회귀모형을 이용하여 각 토지이용 형태가 타 유형으로 변화하는 확률을 추정하였다. 추정된 토지이용 변화확률을 기반으로 변화순위 지도를 구축하였고, 연도별 토지이용 변화량을 변화순위에 따라 순차적으로 배분함으로써 토지이용 변화의 공간적인 변화를 분석할 수 있었다. 경사도와 지자체별 개발 가능한 경사도 기준이 산지가 도시 및 기타지로 변화될 확률에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 경사도와 개발 가능한 경사도 기준이 낮을수록, 토지가격과 인구밀도가 높을수록 산지가 도시 및 기타지로 변화될 확률이 높아졌다. 그 결과 2027년까지 수도권과 대도시의 산지가 도시 및 기타지로 변화하여 산지면적이 크게 감소하였다. 그러나 2028년 이후 2050년까지 서울, 경기, 제주를 제외한 대부분의 지역에서 산지면적이 빠르게 증가하는 것으로 예측되었는데, 이는 지방 소도시의 급격한 인구감소에 기인하는 것으로 분석되었다. 이에 중앙정부에서는 변화하는 산지면적에 대응하기 위해 산지관리 정책의 전환이 필요하고, 지자체 단위에서는 인구의 감소 정책과 그에 따른 산지를 포함한 토지의 효율적 보전 및 이용체계를 수립하는 것이 필요할 것으로 사료된다.

This study was performed to predict spatial change of future forestland area in South Korea at regional level for supporting forest-related plans established by local governments. In the study, land use was classified to three types which are forestland, agricultural land, and urban and other lands. A logistic regression model was developed using transitional interaction between each land use type and topographical factors, land use restriction factors, socioeconomic indices, and development infrastructures. In this model, change probability from a target land use type to other land use types was estimated using raster dataset(30m×30m) for each variable. With priority order map based on the probability of land use change, the total annual amount of land use change was allocated to the cells in the order of the highest transition potential for the spatial analysis. In results, it was found that slope degree and slope standard value by the local government were the main factors affecting the probability of change from forestland to urban and other land. Also, forestland was more likely to change to urban and other land in the conditions of a more gentle slope, lower slope criterion allowed to developed, and higher land price and population density. Consequently, it was predicted that forestland area would decrease by 2027 due to the change from forestland to urban and others, especially in metropolitan and major cities, and that forestland area would increase between 2028 and 2050 in the most local provincial cities except Seoul, Gyeonggi-do, and Jeju Island due to locality extinction with decline in population. Thus, local government is required to set an adequate forestland use criterion for balanced development, reasonable use and conservation, and to establish the regional forest strategies and policies considering the future land use change trends.

본 연구는 산림기본법 10조에 명시되어 있는 산림자원 및 임산물 수급의 장기전망을 통한 제6차 산림기본계획 수립을 지원하기 위하여 수행되었다. 우리나라 산지의 정의는 산지관리법에서 명시하고 있으며 산림 조성, 생산, 관리를 위해 필수 불가결한 요소로서 미래 산림자원의 변화를 예측하는데 가장 기본이 되기 때문에 미래의 산지면적 변화를 예측하는 것은 향후 계획수립을 위해 매우 중요하다. 그리하여 본 연구에서는 지대극대화 이론에 근거한 임업부가가치, 농업소득, 인구밀도를 종속변수로 하는 다항로지스틱 모형을 개발함으로써 미래의 산지면적, 농지면적, 도시 및 기타지의 면적 변화를 예측할 수 있었다. 그 결과 산지면적은 2026년까지 약 6,300천ha로 줄어들어 현재 대비 약 34천ha의 감소분이 발생할 것으로 전망되었으며, 이후 2027년부터는 반등을 시작하여 6,470천ha로 늘어나 약 172천ha의 증가분이 발생할 것으로 예측되었다. 이러한 산지면적의 증가는 임업부가가치의 증가와 관련이 있고, 농지면적의 증가는 농업소득의 증가, 그리고 도시 및 기타지의 증가는 인구밀도의 증가와 양의 상관관계를 가지고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 산지면적의 주된 증가원인은 한계효과와 탄성치가 큰 인구밀도의 감소로 밝혀졌는데, 이는 저출산으로 인해 절대인구가 2032년부터 감소함에 따라 산지면적의 증가하기 때문인 것으로 나타났다. 또한 산지면적의 증가분은 도시 및 기타지에서 산지로 전환되는 면적이 대부분을 차지하는 것으로 나타났는데, 이것은 인구감소에 따른 도시 주변 지역의 인구 공동화 현상과 지방 소도시의 소멸 등과 같은 사회적인 문제에 기인하는 것으로 분석되었다. 이러한 산지의 증가를 산지관리 차원에서 살펴보면, 증가되는 산지면적은 지목상 임야 이외의 토지로부터 편입될 것으로 전망되기 때문에, 사후 산지관리법상의 산지로서 관리되기 위해서는 산림 관련 법령의 정비는 물론 변화에 대응한 새로운 산지관리 체계를 구축하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

This study was performed to support the 6th forest basic planning by Korea Forest Service as predicting the change of forestland area by the transition of land use type in the future over 35 years in South Korea. It is very important to analyze upcoming forestland area change for future forest planning because forestland plays a basic role to predict forest resources change for afforestation, production and management in the future. Therefore, the transitional interaction between land use types in future of South Korea was predicted in this study using econometrical models based on past trend data of land use type and related variables. The econometrical model based on maximum discounted profits theory for land use type determination was used to estimate total quantitative change by forestland, agricultural land and urban area at national scale using explanatory variables such as forestry value added, agricultural income and population during over 46 years. In result, it was analyzed that forestland area would decrease continuously at approximately 29,000 ha by 2027 while urban area increases in South Korea. However, it was predicted that the forestland area would be started to increase gradually at 170,000 ha by 2050 because urban area was reduced according to population decrement from 2032 in South Korea. We could find out that the increment of forestland would be attributed to social problems such as urban hollowing and localities extinction phenomenon by steep decrement of population from 2032. The decrement and increment of forestland by unbalanced population immigration to major cities and migration to localities might cause many social and economic problems against national sustainable development, so that future strategies and policies for forestland should be established considering such future change trends of land use type for balanced development and reasonable forestland use and conservation.

현행 「산지관리법」 에서는 산지전용허가를 위한 지형기준으로서 전용필지 내의 표고(5부 능선 미만)와 평균경사도(25°이하) 기준을 적용하여 산지의 무분별한 전용을 규제하고 있다. 그러나 표고 개념이 모호하여 5부 능선을 구획할 때 지역적 불평등을 초래할 수 있으며, 평균경사도는 지형의 급격한 사면형태를 고려할 수 없어 산사태 등과 같은 재해위험성을 판단하기 어려운 한계가 있다. 또한 표고와 경사도 이외에 필지의 환경적·생태적 중요도를 고려할 수 있는 추가적인 전용기준이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 기존의 경사 및 표고 기준 이외에 단순한 전용기준을 보완하기 위해 지형분류기법(Catena)을 이용한 사면유형을 전용 기준으로 추가하였으며, 1:5,000 축척의 임상도 및 산림입지토양도를 이용한 생태적 입지(영급, 경급, 토심) 기준을 제안하였다. 지형기준 개선을 위해 산지이용유형별 위험사면 포함비율을 제시함으로써 산지재해위험성을 감소시킬 수 있도록 하였다. 또한 생태적 입지를 평가하기 위해 산지전용 대상지의 영급, 경급, 토심에 대한 기준점수를 해당필지가 속한 산지유역유형별로 제시하여 산림생태계를 보전할 수 있는 기반을 마련하였다. 그리하여 최종적으로 산지의 지형 및 생태적 요소를 고려한 산지전용기준 개선방안을 제시함으로써 재해위험성 감소와 산지생태계 훼손 최소화를 유도할 수 있는 기반을 마련하도록 하였다.

In Mountainous Districts Management Act of Korea Forest Service, slope and elevation criteria are operated to regulate the indiscriminate use of risky land parcels when forestland is converted to other land use types. However, there is a limitation in considering topographical variation with only such two indices in the land parcel. Therefore, in order to supplement insufficient criteria, the slope type standard was developed using Catena, and the ecological condition improved terrain standards. Firstly, the ratio of 'risky slope' in a target forestland parcel was defined to decrease the risk of disasters such as landslides. Secondly, the standard of the ecological location condition was proposed as ecological score by integrating age, diameter and soil depth classes in the target forestland parcels. Thereby, we could prepare reasonable standards that can reduce forestland disasters and ecological damages, as suggesting new topographical and ecological assessment methods for forestland use conversion.

우리나라 국토의 약 64%를 구성하고 있는 산지는 "산지관리법"에 의거하여 산지전용허가기준에 따라 전용이 허가된다. 현행 산지관리법에서는 산지전용허가를 위한 지형기준으로서 평균경사도($25^{\circ}$이하)와 표고(5부 능선 미만) 기준을 정의하여 재해로부터 취약한 필지의 전용을 규제하고 있다. 그러나 경사도는 전용하고자 하는 필지 내의 평균경사로 정의하고 있기 때문에 지형의 요철(凹凸)과 같은 사면형태를 고려할 수 없어 실제적인 재해위험성을 판단하기가 곤란하다. 그러므로 본 연구에서는 지형분류기법(Catena)의 적용가능성을 분석하고, 산지전용허가기준의 개선 방안을 연구하였다. 이론적 근거를 바탕으로 철형 및 직선 사면과 같이 물질의 이동이 활발한 사면 유형을 재해위험성을 지닌 '위험사면'으로 선정하였다. 전라북도 남원시를 대상으로 실제 산사태 발생지의 지형을 분석한 결과, 상기 유형이 약 57% 분포하는 것으로 나타나, 선정한 '위험사면'의 실제 산사태 발생 위험성을 확인하였다. 현행 산지전용허가기준을 적용했을 때 산지전용이 가능한 필지의 사면유형 분석과 실제 남원시에서 산지전용이 허가된 필지에 대한 분석에서도 '위험 사면'의 비율이 모두 50% 이상인 것으로 분석되었다. 그러므로 사면유형과 관련된 산지전용허가 기준을 마련함으로써 '위험사면'에서의 산지개발 및 이용을 방지해야 한다. 또한 본 연구에서는 산지전용허가가 가능한 필지 내 '위험사면'의 비율을 제안함으로써 산지전용허가기준의 개선을 위한 사면유형 기준의 활용방안을 제시하였다.

Mountainous areas are 64% in Korea and are allowed to be used by the permission standards of the "Mountainous Districts Management Act". In the act, slope and elevation criteria are defined to regulate the use of vulnerable land parcels to disaster. However, the standards cannot represent topographical variation in a land parcel such as terrain relief. Therefore, the applicability of slope type standard as a permission standard was tested using Catena in this study. Based on the theoretical grounds, two slope types were analyzed as 'risky slope' with disaster risk. The slope types of landslides in Namwon City were analyzed that 'risky slope' types were distributed about 57%. This study analyzed the forestland parcels that could be used when applying the current permission standards and the parcels that were already used in Namwon City. The ratio of the 'risky slope' in the parcels was more than 50%. Therefore, it is necessary to prevent the mountain development in 'risky slope' by establishing permission standard related to slope types. In addition, this study suggested the ratio of 'risky slope' in the parcel for the permission standard for forestland use conversion.

본 연구에서는 합리적인 개발과 생태계의 보전을 위한 산지구분 조정을 위해 운영되고 있는 산지특성평가제도를 위한 평가 지표의 개선방안을 제시하였다. 현행 산지특성평가에서는 지표간의 중복성이 검토되지 않아 자료수집에 대한 효율성이 떨어지고, 지자체의 산림유형 및 개발여건을 고려하지 않고 산지의 등급을 산정하기 위한 각 지표의 중요도를 동등하게 적용함으로써 보전산지의 지정 해제에 대한 지역간의 편차를 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 39개 시군을 대상으로 지표간 상관분석을 통해 영급과 상관성이 높은 경급을 제거하여 지표의 통계적 중복성을 제거하였고, 지역별 산림환경특성을 반영할 수 있도록 산지의 등급은 표준정규분포를 이용하여 산지유역유형별 특성에 따라 보전성향 및 해제성향의 비율이 할당될 수 있도록 하였다. 경급을 제외하고 9개의 지표를 이용하여 산지특성평가를 실시한 결과를 경급을 포함한 10개의 지표를 이용하여 산지특성평가를 실시한 결과와 비교했을 때, 전체적으로 등급별 필지수의 변화는 A등급을 제외하고 다른 등급에서 발생하였으나 변화 필지수 및 면적은 크지 않은 것으로 분석되었다. 또한 산지유역 유형별 산지특성평가 점수를 분석한 결과 도시형 및 도시주변형은 산야형, 주요산줄기인접형 및 해안도서형보다 점수가 낮게 평가되어 상대적으로 해제성향이 높게 나타났다. 이를 바탕으로 표준정규분포 방법을 적용함으로써 A, B 등급으로 판정되는 경향이 증가하고 C, E 등급이 감소함으로써 보전성향으로 평가될 수 있는 잠재력이 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 각 산지유역유형별 평균값과 표준편차를 이용하여 표준정규화를 수행함으로써 지역간 보전 해제성향 필지수의 불균형을 해소할 수 있는 방안을 제시하였다.

The purpose of this study was to improve forestland characteristic evaluation system's indicators for rational development and ecosystem conservation. There has been no consideration for statistical duplication between variables, and it caused inefficient data collection. Furthermore, the same evaluation criteria were applied for all forestlands without considering regionally different characteristics, and it made variation for designation cancel rates of preservation semi-preservation forestlands between cities. To solve these problems, we first removed 'DBH' variable which has a multicollinearity. Second, we applied standard normal distribution for each forest watershed type. As a result of eliminating 'DBH', the numbers of parcels for all grades except A were changed but their numbers and areas were not large enough to consider the change of total score. For the output of analyses with the existing same regional criteria, the total scores of urban type and urban-fringe type forestlands were higher than those of other types. The numbers of parcels for A and B were increased and those for C and E were decreased by applying standard normal distribution. This caused the increase of preservation-oriented parcels. Finally, we suggested a new evaluation method based on standard normal distribution to consider regional forest characteristics and to solve regional imbalance.

본 연구는 항공 LiDAR 자료를 이용하여 열대원시림인 브루나이 지역의 지상부 생체량을 정량화하기 위하여 수행되었다. 25ha 크기의 연구대상지에 0.09ha ($30m{\times}30m$) 크기의 24개의 표본구 내에서 조사된 각 표본점 내 개체목의 흉고직경 및 위치자료를 활용하였다. 또한, 항공 LiDAR 자료를 이용하여 수치표면모델(Digital Surface Model), 수치지형모델(Digital Terrain Model), 수고모델(Canopy Height Model)을 구축하였다. 수고모델을 표본구단위로 분할하고 총 12개의 LiDAR 높이변수를 구축하였다. 표본구별로 상대생장식을 이용하여 계산된 생체량과 LiDAR 자료로부터 추출된 변수간의 다중회귀분석을 통해 LiDAR 자료로부터 생체량을 추정할 수 있는 식을 도출하였다. 표본구의 생체량은 평균 366.48 Mg/ha였으며, 155.81 Mg/ha부터 597.21 Mg/ha까지 분포하였다. LiDAR로부터 생체량을 추정하는 식의 검증 결과, 결정계수 값은 0.84로 나타났다.

This study aims to quantify the stand-level above ground biomass in intact tropical rain forest of Brunei using airborne LiDAR data. Twenty four sub-plots with the size of 0.09ha ($30m{\times}30m$) were located in the 25ha study area along the altitudinal gradients. Field investigated data (Diameter at Breast Height (DBH) and individual tree position data) in sub-plots were used. Digital Surface Model (DSM), Digital Terrain Model (DTM) and Canopy Height Model (CHM) were constructed using airborne LiDAR data. CHM was divided into 24 sub-plots and 12 LiDAR height metrics were built. Multiple regression equation between the variables extracted from the LiDAR data and biomass calculated by using a allometric equation was derived. Stand-level biomass estimated from LiDAR data were distributed from 155.81 Mg/ha to 597.21 Mg/ha with the mean value of 366.48 Mg/ha. R-square value of the verification analysis was 0.84.

교토메커니즘의 체제하에서 신규조림 및 재조림(Afforestation and Reforestation Clean Development Mechanism, A/R CDM) 사업을 위해서는 대상지적격성 입증이 필요하다. 대상지 적격성 입증을 위해서는 과거에서 현재까지 산림이 아닌 지역으로 규정되어 있으므로 현재 대상지역이 산림 정의에 부합되지 않음을 입증하여야 된다. 본 연구에서는 위성영상을 이용하여 A/R CDM 대상지를 선정을 위한 분류기법을 제시하고자 한다. 연구대상지는 양평군 양평읍의 일부 지역을 선정하였고, 산림정의에 부합하는 3가지 요소 즉, 수고, 울폐도, 면적을 고려하여 LiDAR 자료와 항공사진을 이용하였다. Moving window를 적용하여 수고, 토지면적, 울폐도를 동시에 고려하여 화소기반 산림/비산림 지역으로 분류하였다. 그 결과, 조림 가능지역은 124.06 ha이고 조림 불가지역은 약 357.02 ha이다. 분석에서 적용된 기법은 A/R CDM 사업 대상지 선정 뿐만아니라 기타 교토메커니즘의 활용에 기초방법론을 제공하였다.

Verifying about eligibility of targeted site is necessary for execute Afforestation and Reforestation Clean Development Mechanism (A/R CDM) project which is followed by system of Kyoto protocol. The site have to be identified by which could not be in conformity with definition of forest. This study tried to propose a technology of classify for site selection of A/R CDM. We chose several parts of Yangpyeng as study area and applied LiDAR data and remotely sensed imagery for considering about tree height, degree of crown closure, and land area which 3 factors for identify forest. LiDAR data was used for offset the shortage of remotely sensed imagery that cannot perfectly determine the forest definition due to absence of 3-dimentional information, but can be obtained from LiDAR. Considering tree height, degree of crown closure, and land area simultaneously by moving window, classified fields to forest and non forest based on pixel size. As a result, 124.06 ha for suitable to doing plantation and approximately 357.02 ha are in negative. Technology that applied for analyzing will provide fundamental methodology not only site selection for A/R CDM, but will be utilized in other Kyoto protocol.

최근 항공사진과 고해상도 위성영상의 보급과 수치사진측량 시스템 및 분석 알고리즘의 발전으로 인하여 데이터 추출, 영상이미지프로세싱처리, 정밀 대축척지도제작 등의 연구가 진행되고 있지만 2차원 평면 정보라는 제한적인 요소를 가지고 있다. 이에, 높은 위치정확도와 개체인식을 위한 정확한 공간정보와 3차원 좌표가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 높은 위치정확도가 검증된 LiDAR의 3차원 공간정보를 이용하여 실제 지형을 반영하였고, 센서 최적 위치를 도출하기위해 확률알고리즘을 개발하고 공간분석을 통해 확률 값을 산정하였다. Grid기반인 2차원 3차원 센서위치지점을 생성하고 LiDAR의 3차원정보를 센서감지영역 산정에 적용하였다. 이 데이터를 바탕으로 알고리즘을 구현하여 최적 센서위치지점으로 선정하였다. 또한 최적 센서위치지점 선정 시 고려사항을 3가지 조건으로 나누었다. 첫째조건은 방해물이 없는 2차원인 경우(2-D Non obstacle), 둘째조건은 방해물이 존재하는 2차원인 경우(2-D Obstacle), 셋째는 방해물이 존재하며 3차원인 조건(3-D Obstacle)으로 설정하였다. 이 3가지 조건에 알고리즘을 적용하여 2차원, 3차원적 공간에 대한 최적위치선정 방법을 검토하였다. 결론적으로 본 연구에서는 LiDAR 데이터를 이용하여 정보 수집을 위한 지상 고정센서 위치 선정 방법론을 제시하고자 하였다.

In previous studies, the digital measurement systems and analysis algorithms were developed by using the related techniques, such as the aerial photograph detection and high resolution satellite image process. However, these studies were limited in 2-dimensional geo-processing. Therefore, it is necessary to apply the 3-dimensional spatial information and coordinate system for higher accuracy in recognizing and locating of geo-features. The objective of this study was to develop a stochastic algorithm for the optimal sensor placement using the 3-dimensional spatial analysis method. The 3-dimensional information of the LiDAR was applied in the sensor field algorithm based on 2- and/or 3-dimensional gridded points. This study was conducted with three case studies using the optimal sensor placement algorithms; the first case was based on 2-dimensional space without obstacles(2D-non obstacles), the second case was based on 2-dimensional space with obstacles(2D-obstacles), and lastly, the third case was based on 3-dimensional space with obstacles(3D-obstacles). Finally, this study suggested the methodology for the optimal sensor placement - especially, for ground-settled sensors - using the LiDAR data, and it showed the possibility of algorithm application in the information collection using sensors.

임분 단위의 재적 및 생체량은 LiDAR 자료의 높이 분포변수들로부터 추정될 수 있다. LiDAR 자료의 높이 분포변수들은 재적을 측정하는 임분고(stand height)와 임분평균 지하고(mean crown base height), 그리고 수관형태에 따른 평균수관장(mean crown depth) 등의 변수와 직 간접적인 연관성이 있다. 그러므로, 본 연구에서는 잣나무림의 샘플지역에서 반사된 LiDAR 자료의 높이분포변수를 이용하여 임분단위의 수간재적을 추정한 다음, 앞 세부연구에서 수행한 방법을 이용하여 임분의 생체량을 추정하였다. 변수는 임분 내에서 반사되는 LiDAR 자료의 평균높이, 최대 최소높이, 높이값들의 표준편차, 변이계수, 첨도, 왜도, 식생반사비율, 10분위 높이자료와 강도데이터의 기술통계량 등을 사용하였다. 그리고, 최종적인 임분수간재적은 다중회귀분석을 통하여 수행되었다. 다중회귀분석을 통하여 각 변수들은 임분수간재적과 가장 관련있는 2~3개의 변수들로 추려졌으며, 추정된 회귀식의 결정계수는 0.66으로 분석되었다. 또한 유보표본을 이용하여 검증한 결과의 결정계수는 0.59로 분석되어 LiDAR 자료의 높이분포변수들은 임분의 재적을 비교적 잘 설명할 수 있음이 밝혀졌다.

기존의 항공사진 및 위성사진을 활용한 원격탐사방법은 기상조건에 따른 제약과 3차원적 수직구조 관한 정보 수집에 한계가 있다. 따라서 보다 정확하고 신속한 산림자원 정보를 획득하기 위해서는 새로운 기술적 접근이 필요하다. 3차원 측정이 가능한 LiDAR의 특성을 이용하면 기존 방법의 부정확성과 비효율성을 상당부분 극복 할 수 있다. 본 연구에서는 지상 Laser Scanner 와 항공 LiDAR를 이용하여 개체목의 3차원 구조를 예측하여 수고, 지하고, 수관면적, 수관체적을 추정하고 결과를 비교하였다. 지상 Laser Scanner에 의한 측정치를 참조자료로 하여 항공 LiDAR의 개체목 측정 정확성을 향상 시킬 수 있는 보정식을 최종적으로 개발하였다.

지표면에 대한 정보를 취득하는 기법 중 지금까지 주로 사용되어온 기법은 항공사진 및 위성영상과 같이 평면적인 정보 수집에 중점을 두고 있는 반면, 본 논문에서 다루는 LiDAR(Light Detection And Ranging)는 레이저 측량기술을 이용하여 지표면에 대한 고해상도의 비정규분포 Point 형태의 3차원 정보의 획득이 가능하다. GPS(Global Positioning System) 수신기와 INS(Inertial Navigation System)의 결합을 통해 좌표 값을 제공하게 된다. 이러한 LiDAR의 3차원 Point 정보와 좌표 값을 활용하여 보다 정밀한 3차원 모델링 수행이 가능하다. 본 연구에서는 LiDAR의 반사강도와 기하/지형 자료를 이용하여 도시지역을 대상으로 정밀한 3차원 공간정보자료를 취득하고, 그 자료를 분석하여 도시지역을 높이와 밀도를 기반으로 하여 3차원으로 분류하였다. LiDAR를 통해 획득된 원시자료로부터 지표면에서 반사되는 Point Data의 개수를 지면과 비지면 요소의 비율로 추정하여 지형과 공간적 특성을 파악하고 이에 따라 3차원 토지피복분류도를 작성하였다. 신호의 강약을 구분하는 기준은 통계적 방법(Jenk's Natural Break)을 통해 추정된 값을 사용하였으며, 지표면 반사비율에 따라 세부지역으로 구분하여 크게 고밀도 저밀도 식생지역과 비식생지역으로 구분하였다.

LiDAR, unlike satellite imagery and aerial photographs, which provides irregularly distributed three-dimensional coordinates of ground surface, enables three-dimensional modeling. In this study, urban area was classified based on 3D information collected by LiDAR. Morphological and spatial properties are determined by the ratio of ground and non-ground point that are estimated with the number of ground reflected point data of LiDAR raw data. With this information, the residential and forest area could be classified in terms of height and density of trees. The intensity of the signal is distinguished by a statistical method, Jenk's Natural Break. Vegetative area (high or low density) and non-vegetative area (high or low density) are classified with reflective ratio of ground surface.

LiDAR는 일반 항공사진 및 위성영상과는 달리 사물의 높이를 측정할 수 있어 산림의 3차원 모델링을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 LiDAR의 특성을 이용하여 산불이 발생한 강원도 양양지역 산림의 물리적 피해를 분석하였으며, 디지털 항공사진으로부터 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)를 추출하여 산림의 생물학적 피해를 분석하였다. 산림의 물리적 피해는 임관의 피해정도에 따라 지표면에서 반사되는 Point Data의 개수의 비율로서 추정을 하였다. 피해정도의 고저(高低)를 구분하는 기준은 통계적 방법 (Jenk's Natural Break) 으로부터 추정된 0.3594을 사용하였으며, 지표면 반사비율이 0.3594 이상인 경우 물리적 피해정도를 고(高, Serious Physical Damage; SPD), 지표면 반사비율이 0.3594 이하인 경우 물리적 피해정도를 저(低, Light Physical Damage; LPD)로 나타내었다. 또한 생물학적 피해는 일반적인 NDVI 값의 범위(-1<NDVI<1)에서 식생의 사활(死活)을 구분하는 0.1을 기준으로 구분하였으며, 0.1 이하의 값을 나타내는 산림은 피해정도를 고(高, Serious Biological Damage; SBD), 0.1 이상의 값을 나타내는 산림은 피해정도를 저(低, Light Biological Damage; LBD)로 나타내었다. 최종적으로는 LiDAR Data와 NDVI로 피해정도가 구분된 각각의 데이터를 융합하여 산불피해등급을 4등급으로 구분하였는데, SBD와 SPD 지역은 1등급, LBD와 SPD지역은 2등급, SBD와 LPD 지역은 3등급, LBD와 LPD 지역은 4등급으로 구분하였다. 또한 4등급화된 연구대상지역의 등급정확도 평가를 수행하였는데, 전체적 정확도는 0.77, Kappa Value는 0.63으로 비교적 높게 평가되었다.

상용화된 항공라이다 기술을 이용한 자료취득의 비용소요는 여전히 큰 부담이어서 다양한 자료취득조건에 따른 자료취득 및 그에 따른 영향에 관한 연구는 미진한 편이다. 이에 본 연구는 3차원상에서 산림모델 및 항공라이다의 자료취득모델을 구현하여 이들을 토대로 다양한 자료취득조건에 따른 가상의 자료취득과 그에 따른 산림생장특성의 추정을 통해 적정한 자료취득조건을 구명하고자 수행하였다. 우선, 3차원의 입목모델을 규정하고 이 입목들의 식재간격 및 산림내 식생층위를 가변적으로 조절하여 가상의 산림모델들을 작성하였다. 아울러, 항공라이다 자료취득활동을 반영한 모델을 구현하고 주요 자료취득인자인 비행고도를 조절하여 다양한 취득밀도를 지닌 가상의 자료를 획득하였다. 이 자료들로부터 3차원 임관의 체적, 표준지 내 최대수고를 추정하여 자료취득밀도에 따른 추정결과의 차이를 비교분석하였다. 그 결과, 자료취득밀도가 높을수록 산림생장특성의 추정결과가 기대치에 근접하는 것으로 나타났다. 이러한 연구의 성과는 향후, 산림조사에서의 정확성 대비 항공라이터 취득비용에 관한 연구 등을 수행하면 다양한 산림생장특성의 정확성 수준에 따른 적정 예산수립 등에 도움을 줄 것으로 판단된다.

Although aerial LiDAR had been launched commercially several years ago, it is still difficult to study data acquisition conditions and effects with various datasets because of its acquisition cost. Thus, this research was performed to study data acquisition conditions and effects with virtually various datasets. For this research, 3D tree models and forest stand models were built to represent graded tree sizes and tree plantation densities. Also, a variable aerial LiDAR acquisition model was developed. Then, through controlling flight height parameter, one of the data acquisition parameters, virtual datasets were collected for various data acquisition densities. From those datasets, forest canopy volumes and maximum tree heights were estimated and the estimated results were compared. As the results, the estimated is getting closer to the expected during the data acquisition density increase. This research would be helpful to perform further studios on relations between forest inventory accuracy and LiDAR cost.

기존의 산림휴양기능구분에서는 모든 산림을 동일한 인자들로 평가함에 따라 각 산림형태에 따른 특성을 반영하지 못하고 있다. 본 연구의 목적은 산림형태에 따라 서로 다른 평가인자를 적용하여 휴양기능을 평가하는데 있다. 산림을 이용자 중심형과 자원 중심형으로 구분하고, 대구광역시와 지리산국립공원을 대상으로 산림휴양기능을 평가하였다. 평가인자별 카테고리 점수를 부여하고 등급화(고, 중, 저)하여 평가한 결과, 각 산림자원의 형태에 따라 도로분기점과 같은 접근성 인자와 유발성 인자를 적용하여 기능구분 하는 방법이 더 효과적임을 알 수 있었다.

In previous classification, forest recreation functions were evaluated by same factors and couldn't consider various characteristics of forest resources. The purpose of this study is to evaluate the recreational function of forest resources by applying different factors to each forest resources. We selected Daegu and Mt. Jiri as study area and divided forest resources into visitor-oriented and forest-oriented recreational resources. The level of recreational functions were evaluated with three grade(low, medium, high). In consequence, our study found out that it is more effective to evaluate forest recreational function by applying accessibility and attraction factors to each forest resources than previous work.

본 연구는 직경분포에 근거한 잣나무 임분수확표(지위지수 14)를 활용하여 등급별 목재 생산량을 분석하기 위해 수행되었다. 잣나무 임분수확표는 국립산림과학원에서 개발된 직경분포 함수를 이용하여 직경급별 본수를 예측하였으며, 목재 생산량은 말구직경 을 기준으로 3개 등급으로 구분하였다. 연구결과 잣나무 임분수확표를 활용한 원목생산량은 임령이 증가할수록 1등급 생산량이 증가하였고, 1등급(재장 3.6m) 원목은 40년부터 생산 가능한 것으로 분석되었다. 임분단위 원목의 생산량은 직경급별 생산되는 등급별 원목 개수와 직경급별 본수에 따라 생산량에서 차이를 보였다. 임령에 따른 등급별 원목의 이용재적은 원목 생산량에 비례하였고, 2등급 이용재적비율은 30년과 40년일 때 전체 임분 이용재적의 60% 이상을 차지하였으며, 임령이 증가할수록 1등급 이용재적비율이 높아짐에 따라 감소하였다. 임분단위 이용재적은 임령이 증가할수록 1등급과 2등급(재장 3.6m) 이용재적은 증가하였고 3등급은 감소하였다. 임분단위 이용재적비율은 3등급의 경우 20년일 때 85% 이상 차지하였고, 2등급은 40년일 때 74% 이상 차지하였으며, 1등급 이용재적이 증가하는 50년 이후 부터 감소하였다.

This study utilized stand yield table (site index 14) of Pinus koraiensis based on diameter distribution in order to analyze timber production by grade. The stand yield table of Pinus koraiensis used the diameter distribution function, developed by the National Institute of Forest Science, to predict the number of trees by diameter classes. Timber production was classified into three grades based on the small-end diameter. The study result shows that in terms of log production, which utilized the stand yield table of P. koraiensis, the 1st grade production has risen as stand age increased, while the 1st grade (log length 3.6m) log has been analyzed that it will be able to produce starting from the year of 40. Production of log by stands unit has presented differences based on the number of trees by diameter classes, and on the amount of log by grade, which is produced by diameter classes. Merchantable volume of the log by grade based on stand age is proportional to the log production, and in the year of 30 and 40, the 2nd grade merchantable volume rate has occupied more than 60% of the entire stands merchantable volume, while it has decreased as stand age increased which leads to a rise in the 1st grade merchantable volume rate. In terms of merchantable volume by stands unit, the 1st and 2nd grade (log length 3.6m) merchantable volume has increased, and the 3rd grade has decreased as stand age increased. Moreover, in respect of merchantable volume rate by stands unit, the 3rd grade has occupied more than 85% in the year of 20, and the 2nd grade has comprised more than 74% in the year of 40, while it has decreased starting from the year of 50, when the 1st grade merchantable volume rises.