산지구분 조정을 위한 산지특성평가 지표 개선에 관한 연구

곽두안 ( Doo Ahn Kwak ),유근원 ( Keun Won Ryu ),권순덕 ( Soon Duk Kwon ),김원경 ( Won Kyung Kim ) 한국지리정보학회 2016 한국지리정보학회지 Vol.19 No.1

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 산지유역유형별 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.

로지스틱 회귀모형을 이용한 우리나라 산지면적의 공간변화 예측에 관한 연구

곽두안 ( Doo-ahn Kwak ),박소희 ( So-hee Park ) 한국지리정보학회 2021 한국지리정보학회지 Vol.24 No.4

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 변화 순위에 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.

다항 로지스틱 회귀모형을 이용한 우리나라 산지면적 변화 추정에 관한 연구

곽두안 ( Doo-ahn Kwak ) 한국지리정보학회 2020 한국지리정보학회지 Vol.23 No.4

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.

개체목 및 임분조사를 위한 LiDAR 응용에 관한 연구

곽두안 ( Doo Ahn Kwak ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),손민호 ( Min Ho Son ) 한국산림과학회 2005 한국산림과학회지 Vol.94 No.6

LiDAR의 높이 및 밀도 정보를 이용한 도시지역의 3D기반 분류

정성은,이우균,곽두안,최현아,Jung, Sung-Eun,Lee, Woo-Kyun,Kwak, Doo-Ahn,Choi, Hyun-Ah 한국공간정보학회 2008 한국공간정보학회지 Vol.16 No.3

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.

LiDAR 자료를 활용한 임분 수종분류 및 바이오매스 추정

박태진(Taejin Park),곽두안(Doo-Ahn Kwak),이우균(Woo-Kyun Lee),이종열(Jong-Yeol Lee) 대한공간정보학회 2011 한국공간정보학회 학술대회 Vol.2011 No.5

세계적으로 전통적인 산림조사방법의 한계를 극복하기 위해, 비파괴적 접근방법인 원격 탐사기법이 많은 연구들을 통해 시도되고 있다. 최근에는 개체목 단위의 수종분류 및 바이오매스 추정에 관한 연구에서 임분단위로 범위를 확장하는 연구가 필요하게 되었다. 따라서, 본 연구에서는 판별분석을 이용해 임분의 주요수종을 분류했으며, 선형다중회귀 분석을 통해 임분별 바이오매스를 주정하였다.

휴대용 근적외선 카메라로부터 얻어진 DI(Detection Index)를 이용한 소나무 재선충 피해목의 조기감별

김문일 ( Moon Il Kim ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),권태협 ( Tae Hyub Kwon ),곽두안 ( Doo Ahn Kwak ),김유승 ( You Seung Kim ),이승호 ( Seung Ho Lee ) 한국임학회 2011 한국산림과학회지 Vol.100 No.3

본 연구에서는 지상형 원격탐사장비인 ADC(Agricultural Digital Camera)를 통해 획득한 영상으로부터 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) 값을 산출하여 소나무 재선충병 감염목의 조기감별에 대한 가능성을 알아보고자 하였다. 재선충에 감염된 임목의 잎은 시들음 현상을 보이게 되고, 이것은 NDVI의 감소를 유발하므로,정상목과 감염목은 시기에 따라 NDVI 변화양상이 다르게 나타난다. 이러한 현상에 착안하여, 시기에 따라 임목의 NDVI 값의 변화량을 보여주는 DI(Detection Index)를 고안하여 감염목의 판별에 사용하였다. 2007년 5월부터 8월까지의 획득된 영상으로부터 감염목과 정상목의 DI 값을 산출한 후, GLM(General Linear Models)을 이용하여 분석한 결과 6~8월 DI 값이 가장 낮은 유의수준(0.0001)에서 두 집단 간에 차이를 보였다. 6~8월 DI 값으로 감염목과 정상목의 집단 간의 차이를 판별분석(Discriminant Analysis)한 결과, DI 값을 통한 감염목과 정상목의 분류정확도(Hit Ratio)는 71.9%였고, 잭나이프(Jack-knife) 추정방법을 사용했을 때는 73.5%의 정확도를 얻었다. 위의 결과를 통해 DI는 감염목과 정상목을 판별하는데 유용한 지수라고 판단되고, 재선충병에 의한 피해를 방지하는데 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다. The purpose of this study is to examine the possibility of early detection of Pine Wilt Disease (PWD) using NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) from ADC(Agricultural Digital Camera) imageries. The PWD induces the different patterns of reduction of NDVI between healthy trees and infected trees, due to the withered leaves on the infected trees. Based on these phenomena, the DI showing the NDVI variations of trees by time series was employed to detect the infected trees. To find out the differences of DI level between normal and infected trees, DIs of trees from May to August in 2007 were calculated and these were analyzed with GLM(General Linear Models) in SAS 9.2. As a result, the difference of DI between in June and August shows the most significant level (0.0001). The discriminant analysis was performed between normal and infected trees, using the DI of June and August. As the result, hit ratio of trees and the accuracy of grouping with Jack-knife method were shown 71.9% and 73.5%, respectively. These results showed that the DI is effective to detect the trees infected by the PWD and it is useful to prevent the PWD.

항공 LiDAR 자료를 이용한 브루나이 열대우림의 임분단위 지상부 생체량 추정

윤미해 ( Mi Hae Yoon ),김은지 ( Eun Ji Kim ),곽두안 ( Doo Ahn Kwak ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),이종열 ( Jong Yeol Lee ),김문일 ( Moon Il Kim ),이소혜 ( So Hye Lee ),손요환 ( Yo Whan Son ),( Kamariah Abu Salim ) 대한원격탐사학회 2015 大韓遠隔探査學會誌 Vol.31 No.2

본 연구는 항공 LiDAR 자료를 이용하여 열대원시림인 브루나이 지역의 지상부 생체량을 정량화하기 위하여 수행되었다. 25ha 크기의 연구대상지에 0.09ha (30m×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 LiDAR자료로부터 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 (30 m×30 m) 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.

산림통합수급모델 개발 및 활용방안

정병헌 ( Byung Heon Jung ),한희 ( Hee Han ),김기동 ( Ki Dong Kim ),곽두안 ( Doo Ahn Kwak ),임종수 ( Jong Su Yim ),이정희 ( Jeong Hee Lee ),최형태 ( Hyung Tae Choi ),김은숙 ( Eun Sook Kim ),신중훈 ( Joong Hoon Shin ) 한국산림경제학회 2021 산림경제연구 Vol.28 No.2

산림청은 우리나라 산림을 지속가능하게 경영하기 위해 산림자원, 임산물 및 산림서비스에 대한 장기전망을 실시하고 이를 바탕으로 산림기본계획을 수립하고 있다. 본 논문은 산림자원, 임산물시장, 산림서비스 3개 부문의 8개 개별모델로 구성된 산림통합수급모델의 구조를 소개하고 개발된 모델의 활용 방안을 논하기 위한 목적으로 작성되었다. 산림통합수급모델은 산지면적과 임상비율, 임목축적의 변화를 다루는 산림자원 부문과 목재제품과 단기소득임산물의 수급을 다루는 임산물시장부문, 산림수자원, 산림복지서비스, 산림탄소흡수량의 변화를 전망하는 산림서비스 부문으로 구성되며, 각 부문의 개별모델들이 상호 연계하여 통합적으로 각각의 장기전망치를 산출한다. 이러한 결과들을 통해 품목별로 장·단기 수급전망 자료를 도출할 수 있으며 향후 산림기본계획의 수정이나 임산업 생산 및 유통 관련 정책 수립 등에 필요한 정보를 제공할 수 있다. In order to sustainably manage forests in Korea, the Korea Forest Service has made long-term projections for forest resources, forest products, and forest services, and has been establishing a forest master plan based on them. The purpose of this paper is to introduce the structure and application cases of the integrated supply and demand model in forest sector and to discuss how to use the computer program developed for the model. The integrated model consists of three categories: 1) forest reosures, which predicts total forest area, proportion of each forest type and forest growing stock, 2) forest product markets, which forecasts supply and demand for wood product and forest by-product, 3) forest service, which outlooks forest water resources, forest welfare service and forest carbon absorption. The respective models in each category interconnectedly work and comprehensively compute their long-term projections. Through these results, we can derive short-term and long-term supply and demand forecast data for each item as well as can provide information necessary for revising the forest master plan or supporting policies on forestry production and distribution in the future.

IKONOS 위성영상을 이용한 중국 장백산 일대의 식생분류 및 바이오매스 추정

CuiGuiShan ( Gui Shan Cui ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),ZhuWeiHong ( Wei Hong Zhu ),이종열 ( Jong Yeol Lee ),곽한빈 ( Han Bin Kwak ),최성호 ( Sung Ho Choi ),곽두안 ( Doo Ahn Kwak ),박태진 ( Tae Jin Park ) 한국임학회 2012 한국산림과학회지 Vol.101 No.3

본 연구에서는 접근이 어려운 장백산 중국 지역의 바이오매스를 현장조사 자료와 IKONOS 위성영상을 이 용하여 추정하였다. IKONOS 위성영상을 이용하여 임상단위로 수종구분을 하고, 위성영상으로부터 추정된 식생지수 와 기존 연구에서 추정된 장백산 일부 지역의 바이오매스(Biomass)를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 이때, 위성영 상으로부터 추정된 식생지수 5가지(SAVI, NDVI, SR, ARVI, EVI)와 현장정보가 이용되었다. 그 결과 5가지 식생지 수와 바이오매스간의 상관관계의 결정계수의 순위는 다음과 같이 SAVI(0.84), NDVI(0.73), SR(0.59), ARVI(0.0036), EVI(0.0026) 나타났다. 이와 같은 결과를 바탕으로 최종적으로, 장백산 일부 지역에 대한 수종별 바이오매스 분포량 을 산출함으로써 천연림의 탄소흡수원 추정을 위한 기초자료를 마련하였다. This study was to estimate the biomass of Mt. Changbai mountain area using the IKONOS imagery and field survey data. Then, we prepared the regression function using the vegetation index derived from the IKONOS and biomass estimated from field measured data of previous studies, respectively. The five vegetation index which used in the regression model was SAVI, NDVI, SR, ARVI, and EVI. As a result, the rank of the R-square from coefficient of correlation was as follow, SAVI(0.84), NDVI(0.73), SR(0.59), ARVI(0.0036), EVI(0.0026). Finally, we estimated the biomass of non-measured area using the Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI). This study can be used as reference methodology for the estimation of carbon sinks of primary forest.