낙동강 유역의 토양유실량 산정

오치영(Oh Che Young),진청길(Jin Cheong-Gil),최철웅(Choi Chul-Uong) 대한공간정보학회 2010 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2010 No.3

본 연구의 목적은 낙동강 본류 지역의 토양유실량 산출 및 응용 연구를 위한 기본 자료를 구축함에 있다. 토양유실량 산정 방법은 국내에서 주로 사용되는 Revised-USLE 모델을 이용하였고, 비교 검증을 위해 낙동강 하구역의 해안섬 면적변화와 비교 결과 상관계수는 진우도 0.57, 신자도 0.7, 도요등 0.87로 낙동강의 주된 수로가 흐르는 도요등의 영향이 많은 것을 알 수 있었다. 인자별 특성파악을 통한 USLE 연구가 실제적으로 자현현상을 파악함에 유용함을 알 수 있었다.

SPOT5영상과 GIS분석을 이용한 인제 지역의 산사태 특성 분석

오치영 ( Che Young Oh ),김경탁 ( Kyung Tag Kim ),최철웅 ( Chul Uong Choi ) 대한원격탐사학회 2009 大韓遠隔探査學會誌 Vol.25 No.5

최근 기후변화로 인해 국지적 기습 폭우와 집중 호우로 피해가 속출하며, 인제 지역과 같은 산간지방의 경우 폭우로 인한 산사태의 탐지와 예측에 어려움을 두고 있다. 본 연구는 인제 지역의 산사태 탐지와 예측을 위한 특성을 분석하고자 2006년 7월 태풍 에위니아로 인해 산사태 발생 후 촬영된 위성영상을 이용하였고, GIS 분석을 위해 위성영상(SPOT5)을 육안 판독하여 발달부, 유하부, 퇴적부로 디지타이징 하였다. 공간적 특성 분석을 위해 수치지도, 3·4차 임상도, 정밀토양도를 육안판독한 산사태 지역과 그리드 중첩 분석 하였다. 그 결과 인제 지역의 지형적 특성은 경사도 평균 26.34°에서 발생하고, 경사 방향은 남향·남동·남서향이며 고도는 평균 627m에서 발생하였다. 수문학적 분석 결과 유하지, 퇴적지로 갈수록 유하면적이 급격히 퍼짐을 나타내었고, 임상학적 분석결과 소나무림의 발생률이 크며 경급속성에 따라 흉고직경 6~16cm의 임목 수관정유 비율이 50% 이상인 소경목 에서 산사태가 발생함을 알 수 있었다. 토양통 분석결과 사양질 이고 배수능력이 뛰어난 OdF(오대) 37.85%, SmF(삼각) 37.35% 로 나타났다. 본 연구를 통해 인제 지역 일대의 산사태 특성을 알 수 있었고, 2.5m 급의 SPOT5 영상의 활용이 가능했다. 하지만 고해상도 영상에 비해 시가지와 인접한 유하부 판단에 어려움이 있었다. Localized unprecedented torrential rain and heavy rainfall cause repeated damages and make it difficult to detect and predict the landslide caused by heavy rainfall. To analyze the landslide characteristics of Inje area this study used satellite images photographed after the occurrence of landslide caused by the typhoon Ewiniar occurred in July, 2006, and for GIS analysis purpose, interpreted the satellite images (SPOT5) visually to digitize into developing parts, water traveling parts and sediment parts. For analysis of spatial characteristics, landslide areas obtained from visual interpretation of digital map, 3rd & 4th forest vegetation maps and detailed soil map and grids were overlaid and analyzed. As a result, in regard to topographic features, landslide occurred at places, of which average slope is 26.34˚, had south, south-east, south-west aspects and average altitude of 627m. From hydrological analysis, it was found out that water traveling area rapidly spread approaching water traveling area and sediment area. From forest type analysis, it was found out that landslide occurrence was high in pine woods, and in terms of girth class attribute, landslide occurred in small-sized woods, in which the crown occupancy of trees that have the diameter at breast height, 6~16cm, was greater than 50%. From the analysis of soil series, landslide areas constitute 37.85% of OdF and 37.35% of SmF, which had sandy loam soil and excellent drainage capacity. Through this study, landslides in Inje area were characterized and SPOT5 images of 2.5m resolution could be used. But there was a difficulty in determining water traveling parts adjacent to urban area.

위성영상과 GIS를 이용한 낙동강하구 지형변화탐지

오치영(Oh Che Young),박소영(Park So Young),최철웅(Choi Chul Uong),전성우(Jeon Sung Woo) 대한공간정보학회 2010 대한공간정보학회지 Vol.18 No.1

낙동강 하구는 세계적 철새 서식지로 부산의 관광명소인 해운대와 광안리의 모래 공급지로 다양한 역할을 하고 있다. 본 연구는 낙동강 하구(진우도, 신자도, 도요등, 다대포) 해안의 장기간 지형변화를 탐지·해석 하였다. 34년간의 위성영상 분석 결과 진우도의 전면과 후면의 중간부분이 증가하고, 신자도는 1970년 띠 형태로 양분, 80년대 이후 하나의 섬으로 형성하여 서쪽 방향으로 길게 형성된다. 1990년대 이후 백합등 전면의 소규모 섬들이 급격히 발달하여 90년대 후반 도요등을 형성하여 성장하고 있었다. 낙동강 하구역 해안지도 제작을 위해 1975년부터 2009년간 Landsat 영상 112매 중 조위가 99±13㎝인 영상 12매를 선택하고 NDVI값을 이용해 수역과 육역을 구분하였다. 그리고 GIS의 DSAS 4.0(Digital Shoreline Analysis System)과 MATLAB을 이용해 EPR(End Point Rate), LRR(Linear Regression Rate)등 해안선 변화율을 산정하였다. 지형변화탐지결과 EPR은 진우도 전면과 후면은 -0.93~2.56m/yr로 남진하고 해안선과 면적변화는 적고 안정적이며 신자도 전면과 후면은 1~4m/yr로 북진하나 서측은 2~3m/yr로 안정되고 동측은 10m/yr이상 북진하고 있다. 도요등 전면과 후면은 18~27m/yr로 북진, 면적은 증가하고 다대포해안은 7m/yr로 서진하며 확대되었다. LRR 또한 EPR과 유사한 경향을 나타내었다. 위성영상과 GIS 분석을 통해 지형변화 탐지와 자연현상의 정량적 분석이 가능하였지만 자연현상의 지속적인 관찰과 다양한 분석 방법이 필요함을 알 수 있었다. Nakdong Estuary Delta plays various roles of worldwide habitat for migratory birds and a sand supplier to Haewoondae Beach and Gwanganri, which are tourist attractions of Busan. In this study, long-term topographical changes of Nakdong Estuary (Jinwoo Islet, Sinja Islet, Doyodeung, Dadae Beach) coast were detected and interpreted. Through the analysis of 34 years' satellite images, it was found out that a part in between front side and back side of Jinwoo Islet increased, Sinja Islet was divided into two belts in 1970, and has formed an islet since the 1980s and extended westward. Due to the rapid development of small islets in front of Baekhabdeung since 1990s, Doyodeung formed in the late 1990s and is still growing. To make coastal map of Nakdong Estuary area, 13 images, of which the tide level was 99±13㎝, from the 112 Landsat images of the period from 1975 to 2009 were selected to section into water zone and land zone using NDV. And the rates of coastal line change such as MATLAB EPR(End Point Rate) and LRR(Linear Regression Rate) were calculated using DSAS 4.0(Digital Shoreline Analysis System). Through detecting topographical changes, EPR showed that the front(south) and back side(north) of Jinwoo Islet moved southward at -0.93~2.56m/yr, and changes in costal line and area of Jinwoo Islet were low and stable. The front and backside of Sinja Islet moved northward at 1~4m/yr, whereas the west side of Sinja Islet was stable at 2~3m/yr and east side of Sinja Islet moved northward at 10m/yr or faster. The front and back side of Doyodeung moved northward at 18~27m/yr, causing the increase of area, while the coastal line of Dadae Beach moved westward at 7m/yr, causing the expansion of the beach. LRR also demonstrated a similar trend to EPR. Although analysis of satellite images and GIS could enabled detection of topographical changes and quantitative analysis of natural phenomena, we found that continuous observation of natural phenomena and various analytical methods are required.

고해상도 위성영상의 토지피복분류와 정확도 비교 연구

오치영 ( Che Young Oh ),박소영 ( So Young Park ),김형석 ( Hyung Seok Kim ),이양원 ( Yanng Won Lee ),최철웅 ( Chul Uong Choi ) 한국지리정보학회 2010 한국지리정보학회지 Vol.13 No.1

본 연구는 다양한 고해상도 위성영상을 사용하여 토지피복도를 제작하고 영상종류와 피복도의 분류에 따른 정확도를 비교함에 목적이 있다. 토지피복도 작성시 세분류의 다양함을 위해 시가지와 농지, 수역 등을 포함하는 낙동강 하구 일대를 연구지역으로 선정하였고, 1m 이상의 해상도를 가지는 KOMPSAT2, QuickBird, IKONOS, 항공사진등을 육안판독 후 분류 하였다. 영상과 피복분류에 따른 토지피복도를 작성 후 상호 비교 한 결과 영상별 정확도는 항공사진과 QuickBird가 KOMPSAT2와 IKONOS 보다 상대적으로 높은 것으로 나타났고, 분류방법에 따른 일치도는 대분류의 경우 0.934~0.956, Kappa value는 0.905∼0.937, 중분류의 일치도는 0.888∼0.913, Kappa value는 0.872∼0.901, 세분류의 일치도는 0.833∼0.901, Kappa value는 0.813∼0.888로 나타났다. 또한 영상별 혼돈발생 정도는 분류 항목에 따라 대분류의 경우 시가화 건조지역과 나지의 혼돈이 발생했고, 중분류는 논, 밭, 하우스 재배지, 인공초지에서 주로 발생하며, 세분류의 경우 자연녹지, 시설물경작지, 간석지와 해수면으로 주로 나타났다. 본 연구를 통해 토지피복도 작성시 육안판독에 의한 고해상도 영상분류는 전체 80% 이상의 일치도를 나타내어 활용이 가능했고, 고해상도 영상을 사용할수록 정확한 분류가 가능하며 영상의 촬영시기가 토지피복도 작성에 중요함을 알 수 있었다. The aim of this study is to produce land cover maps using satellite imagery with various degrees of high resolution and then compare the accuracy of the image types and categories. For the land cover map produced on a small-scale classification the estuary area around the Nakdong river, including an urban area, farming land and waters, was selected. The images were classified by analyzing the aerial photos taken from KOMPSAT2, Quickbird and IKONOS satellites, which all have a resolution of over 1m to the naked eye. Once all of the land cover maps with different images and land cover categories had been produced they were compared to each other. Results show that image accuracy from the aerial photos and Quickbird was relatively higher than with KOMPSAT2 and IKONOS. The agreement ratio for the large-scale classification across the classification methods ranged between 0.934 and 0.956 for most cases. The Kappa value ranged between 0.905 and 0.937; the agreement ratio for the middle-scale classification was 0.888∼0.913 and the Kappa value was 0.872∼0.901. The agreement ratio for the small-scale classification was 0.833∼0.901 and the Kappa value was 0.813∼0.888. In addition, in terms of the degree of confusion occurrence across the images, there was confusion on the urbanized arid areas and empty land in the large-scale classification. For the middle-scale classification, the confusion mainly occurred on the rice paddies, fields, house cultivating area and artificial grassland. For the small-scale classification, confusion mainly occurred on natural green fields, cultivating land with facilities, tideland and the surface of the sea. The findings of this study indicate that the classification of the high resolution images with the naked eye showed an agreement ratio of over 80%, which means that it can be used in practice. The findings also suggest that the use of higher resolution images can lead to increased accuracy in classification, indicating that the time when the images are taken is important in producing land cover maps.

FR, AHP, LR, ANN 기법을 이용한 산사태 자화율 매핑 비교 연구

진청길(Cheong Gil Jin),오치영(Che Young Oh),최철웅(Chul Uong Choi) 대한공간정보학회 2010 한국공간정보학회 학술대회 Vol.2010 No.3

산사태는 일반적으로 지질, 토양, 지형적인 요소들이 복합적으로 작용하여 발생한다. FR(Frequency Ratio), AHP(Analytical Hierarchy Process), LR(Logistic Regression), ANN(Artificial Neural Networks)은 이러한 복잡한 문제를 해결하는데 널리 이용되는 방법이다. 본 연구는 인제지역에서 발생한 산사태 자료를 이용하여 FR, AHP, LR, ANN 기법을 비교하였다. 산사태 관련 인자로 지형학, 수문학, 토양학, 임상학, 토지피복 요소를 사용하여 LSI(Landslide Susceptibility Index)를 분석하였다. 각 인자의 생성 및 분석은 ArcGIS 9.3의 기본 Tools과 Extension인 3D Analyst, Spatial Analyst(Surface, Distance, Zonal)Tools을 이용하였다. 유효성 검증은 FR, AHP, LR, ANN의 AUC(area under curve)값을 비교하였으며 각각 FR은 0.794, AHP은 0.789, LR은 0.794, ANN은 0.806으로 나타났다. AUC 값으로 분석한 결과 각 모델의 값이 유사하게 나타났으나 ANN 모델을 적용하였을 때 가장 높은 유효성을 보였다.

공간정보를 이용한 광안리 해안선 변화에 관한 연구

최철웅(Choi Chul Uong),오치영(Oh Che Young),이창헌(Lee Chang Hun) 대한공간정보학회 2009 대한공간정보학회지 Vol.17 No.1

광안리 해수욕장은 해운대 해수욕장과 더불어 부산을 대표하는 해수욕장 중 하나로 2003년 광안대로 완공 이후 관광객이 꾸준히 늘어 2006년에는 1,000만명 이상의 관광객이 찾는 관광명소이다. 관할구청에서는 광안리 해수욕장 관리를 위해 해마다 양빈사업과 자갈제거 작업을 수행하고 있지만 체계적인 모니터링과 침식에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 지난 60년간 항공사진, 조석자료, GPS측량자료를 이용하여 광안리 해수욕장의 해안선의 변화를 분석하고, 광안리 해상에 건설된 광안대교가 해안선변화에 얼마나 영향을 미치는지 알아보았다. 그 결과 지난 60년간 광안리 해변의 면적은 40% 증가하였으며, 광안대교가 해안선 변화에 미치는 영향은 미비한 것으로 나타났다. The Gwangalli Beach, one of beaches representative of Busan together with the Haeundae Beach, is a tourist attraction, having increased tourists since the completion of Gwangandaero Bridge in 2003 and recording more than 10 million tourists in 2006. Although the competent local government office has conducted artificial beach nourishment/gravel removal projects every year to manage it, systematic monitoring and studies of erosion are insufficient. This study analyzed the changes in the coastline of Gwangalli Beach using aerial photos, tidal data, GPS survey data for the last sixty years, and examined how the Gwangandaero Bridge, which had been constructed on the Gwanganlli sea, has affected the changes. The results show that the area of Gwangalli Beach has increased 40% for the last sixty years, and that the effects of Gwangandaero Bridge on the coastline are insignificant.

수치항공사진을 이용한 해안선 침퇴적변화에 관한 연구

최철웅(Choi Chul Uong),이창헌(Lee Chang Hun),오치영(Oh Che Young),손정우(Son Jung Woo) 대한공간정보학회 2009 대한공간정보학회지 Vol.17 No.3

국가에서 해안선의 경계는 국토의 경계를 결정하는 중요한 요소지만, 최근 온난화로 인한 해수면 상승과 수십 년간에 걸친 성장위주의 경제정책으로 인해 우리나라의 해안선은 급격히 변하고 있다. 본 연구는 인근지역에 위치하면서 서로 동일한 해양조건을 가지고 있는 두 개의 해수욕장에서 해안선이 자연모습 그대로 보존된 지역과 인공구조물로 인해 주변의 해안선이 훼손된 지역을 중심으로 이루어 졌다. 먼저 1947년에서 2007년까지의 항공사진을 이용하여 해안선을 추출하고, 이를 후처리 Kinematic GPS 측량방식을 적용하여 획득한 육상부의 지형자료와 선박을 이용해 단빔음향측심기(Echotrac 3100)와 DGPS(Beacon)로 구성된 수로측량자동화시스템을 통해 획득한 수심측량 자료를 이용해 조위를 보정했다. 그리고 결정된 해안선을 이용해 60년간의 변화와 연적 변화량을 5개의 구간으로 나눠서 구했다. 그 결과 1947년에 비해 2007년에 해운대 해수욕장은 서쪽지역을 중심으로 급격히 면적이 감소하면서 총 -29%의 면적 감소율을 보였고, 광안리 해수욕장은 양끝의 인공구조물에 의한 유속의 감소로 인한 퇴적이 이루어지면서 총 69% 면적이 증가해 동일해양조건임에도 불구하고 주변 환경에 따라 해빈의 침ㆍ퇴적 경향에 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. The border of the shorelines in a nation is an important factor in determining the border of a national territory, but Korea's shorelines are rapidly changing due to the recent rise in sea level from global warming and growth-centered economic policy over the decades of years. This research was done centering on the areas having well-preserved shorelines as they naturally are and other areas having damaged shorelines in their vicinities due to artificial structures at the two beaches located at the neighboring areas and having mutually homogeneous ocean conditions with each other. First, this research derived the shorelines using the aerial photographies taken from 1947 until 2007 and revised the tidal levels sounding data obtained from a hydrographical survey automation system consisting of Echosounder[Echotrac 3100] and Differential Global Positioning System[Beacon]by using topographical data and ships on land obtained by applying post-processing Kinematic GPS measuring method. In addition, this research evaluated the changes and dimensional variations for the last 60 years by dividing these determined shorelines into 5 sections. As a result, the Haewundae Beach showed a total of 29% decrease rate in dimension as of the year 2007 in comparison with the year 1947 due to a rapid dimensional decline centering on its west areas, while the dimension of the Gwanganri Beach showed an increase in its dimension amounting to a total of 69% due to the decrease in flow velocity by artificial structures built on both ends of the beach-forming accumulation; thus, it was found that there existed a big difference in deposition & accumulation tendency depending on neighboring environment in spite of the homogeneous ocean conditions.

낙동강 유역의 토양유실량과 하구지형의 상관성 분석

황창수(Hwang Chang Su),김경탁(Kim Kyung Tag),오치영(Oh Che Young),진청길(Jin Cheong Gil),최철웅(Choi Chul Uong) 대한공간정보학회 2010 대한공간정보학회지 Vol.18 No.3

다양한 공간정보와 GIS의 발달로 인해 자연현상의 해석 및 상관관계를 분석하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구의 목표는 1995~2005년 간 낙동강유역의 토양유실량 산출과 “위성영상과 GIS를 이용한 낙동강하구 지형변화 탐지” 연구에서 산출한 하구역 해안섬의 면적변화 산출결과의 상관성을 분석하고자 한다. 토양유실량 산정은 국내에서 주로사용되는 USLE의 수정된 형태인 Revised-USLE 모델을 이용하고, 토양유실량 산정시 해안섬의 면적과 비교를 위해 강우침식인자는 사용된 위성영상의 관측일로부터 1년 이전의 기간동안 전국 관측소에서 관측된 실측값을 이용하였다. 산출한 토양유실량과 해안섬 면적변화의 상관계수는 진우도 0.57, 신자도 0.7, 도요등 0.87로 낙동강의 주된 수로가 흐르는 도요등의 영향이 많은 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 다양한 분야와 인자별 특성파악을 통한 USLE 연구가 실제적으로 자연 현상을 파악함에 유용함을 알 수 있었다. The development of various spatial information and GIS has led to the research on interpretation of natural phenomena and correlational studies. This study is aimed to analyze the correlation between RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation) around Nakdong River area during the period of 1955 to 2005 and the amount of area change in the islets at the estuary terrain calculated in the study "Change Detection at the Nakdong Estuary Delta using Satellite Image and GIS". For the calculation of RUSLE, The 'Revised-USLE' model, a modified USLE model commonly used in Korea was used. For the rainfall erosion factor to calculate and compare the area of islets, the actual observation data for one year before the observation of satellite image from all observatories across Korea was used. The correlation coefficient between RUSLE and area change of islets was 0.57 for Jinwoo Islet; 0.7 for Sinja Islet; 0.87 for Doyodeung. This results showed that there was a great influence from Doyodeung where the main water way of Nakdong River runs. This study showed that the study using USLE for various fields and through identifying the characteristics of each factor is useful to understand natural phenomenon in practice.