Estimating plot volume using lidar height and intensity distributional parameters

Kwak, Doo-Ahn,Cui, Guishan,Lee, Woo-Kyun,Cho, Hyun-Kook,Jeon, Seong Woo,Lee, Seung-Ho TaylorFrancis 2014 International journal of remote sensing Vol.35 No.13

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

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.

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.

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.

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.

Estimation of carbon storage based on individual tree detection in Pinus densiflora stands using a fusion of aerial photography and LiDAR data.

Kim, So-Ra,Kwak, Doo-Ahn,Olee, Woo-Kyun,Son, Yowhan,Bae, Sang-Won,Kim, Choonsig,Yoo, Seongjin Jointly published by Science China Press and Sprin 2010 Science China. Life sciences Vol.53 No.7

<P>The objective of this study was to estimate the carbon storage capacity of Pinus densiflora stands using remotely sensed data by combining digital aerial photography with light detection and ranging (LiDAR) data. A digital canopy model (DCM), generated from the LiDAR data, was combined with aerial photography for segmenting crowns of individual trees. To eliminate errors in over and under-segmentation, the combined image was smoothed using a Gaussian filtering method. The processed image was then segmented into individual trees using a marker-controlled watershed segmentation method. After measuring the crown area from the segmented individual trees, the individual tree diameter at breast height (DBH) was estimated using a regression function developed from the relationship observed between the field-measured DBH and crown area. The above ground biomass of individual trees could be calculated by an image-derived DBH using a regression function developed by the Korea Forest Research Institute. The carbon storage, based on individual trees, was estimated by simple multiplication using the carbon conversion index (0.5), as suggested in guidelines from the Intergovernmental Panel on Climate Change. The mean carbon storage per individual tree was estimated and then compared with the field-measured value. This study suggested that the biomass and carbon storage in a large forest area can be effectively estimated using aerial photographs and LiDAR data.</P>

Application of airborne and terrestrial Laser scanner for estimating crown volume of individual trees

( Tae Jin Park ),( Doo Ahn Kwak ),( Woo Kyun Lee ),( Sung Eun Jung ) 한국임학회 2011 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2011 No.-

Assessing the Extent and Rate of Deforestation in the Mountainous Tropical Forest

Eko Pujiono,Woo Kyun Lee,Doo Ahn Kwak,Jong Yeol Lee 大韓遠隔探査學會 2011 大韓遠隔探査學會誌 Vol.27 No.3

Landsat data incorporated with additional bands-normalized difference vegetation index (NDVI) and band ratios were used to assess the extent and rate of deforestation in the Gunung Mutis Nature Reserve (GMNR), a mountainous tropical forest in Eastern of Indonesia. Hybrid classification was chosen as the classification approach. In this approach, the unsupervised classification-iterative self-organizing data analysis (ISODATA) was used to create signature files and training data set. A statistical separability measurement-transformed divergence (TD) was used to identify the combination of bands that showed the highest distinction between the land cover classes in training data set. Supervised classification-maximum likelihood classification (MLC) was performed using selected bands and the training data set. Post-classification smoothing and accuracy assessment were applied to classified image. Post-classification comparison was used to assess the extent of deforestation, of which the rate of deforestation was calculated by the formula suggested by Food Agriculture Organization (FAO). The results of two periods of deforestation assessment showed that the extent of deforestation during 1989-1999 was 720.72 ha, 0.80% of annual rate of deforestation, and its extent of deforestation during 1999-2009 was 1,059.12 ha, 1.31% of annual rate of deforestation. Such results are important for the GMNR authority to establish strategies, plans and actions for combating deforestation.

Assessing the Extent and Rate of Deforestation in the Mountainous Tropical Forest

Pujiono, Eko,Lee, Woo-Kyun,Kwak, Doo-Ahn,Lee, Jong-Yeol The Korean Society of Remote Sensing 2011 大韓遠隔探査學會誌 Vol.27 No.3

Landsat data incorporated with additional bands-normalized difference vegetation index (NDVI) and band ratios were used to assess the extent and rate of deforestation in the Gunung Mutis Nature Reserve (GMNR), a mountainous tropical forest in Eastern of Indonesia. Hybrid classification was chosen as the classification approach. In this approach, the unsupervised classification-iterative self-organizing data analysis (ISODATA) was used to create signature files and training data set. A statistical separability measurement-transformed divergence (TD) was used to identify the combination of bands that showed the highest distinction between the land cover classes in training data set. Supervised classification-maximum likelihood classification (MLC) was performed using selected bands and the training data set. Post-classification smoothing and accuracy assessment were applied to classified image. Post-classification comparison was used to assess the extent of deforestation, of which the rate of deforestation was calculated by the formula suggested by Food Agriculture Organization (FAO). The results of two periods of deforestation assessment showed that the extent of deforestation during 1989-1999 was 720.72 ha, 0.80% of annual rate of deforestation, and its extent of deforestation during 1999-2009 was 1,059.12 ha, 1.31% of annual rate of deforestation. Such results are important for the GMNR authority to establish strategies, plans and actions for combating deforestation.