원격탐사와 지리정보시스템의 산림분야 활용

이우균,김문일,송철호,이슬기,차성은,김강선,Lee, Woo-Kyun,Kim, Moonil,Song, Cholho,Lee, Sle-gee,Cha, Sungeun,Kim, GangSun 한국국토정보공사 공간정보연구원 2016 지적과 국토정보 Vol.46 No.2

산림은 우리나라 토지피복 면적의 64%에 해당하는 넓은 면적을 차지한다. 이와 같이 넓은 면적의 산림을 조사, 모니터링, 관리하기 위해서는 원격탐사 및 지리정보시스템 기술이 필수적이다. 위성영상의 분광반사 특성을 이용하여 임상 및 수종분류가 가능하며, 이를 통해 임상도를 제작할 수 있다. 3차원 자료인 LiDAR를 이용하여 개체목의 위치와 수고 측정, 이를 통해 바이오매스와 탄소량 추정이 가능하다. 그 외에도 대상물의 반사특성을 이용해서 각종 지수들이 추출될 수 있는데, 예를 들어 식생지수와 표면토양지수 등을 통해 식생의 활력도와 산림 황폐화 정도를 파악 할 수 있다. 이러한 식생지수들의 변이를 파악하여 소나무 재선충병, 참나무 시들음병 등의 조기탐지 및 관리도 가능하다. 또한 A/R CDM, REDD+ 등 최근 기후변화 대응 사업에 있어서 원격탐사는 사업성 판단과 이산화탄소 흡수 및 저장량을 산정하는데 중요한 역할을 하고 있다. 기후변화 취약성 평가에서는 지리정보시스템의 시공간자료를 이용하여 국가 및 지자체 단위의 취약성이 시공간적으로 평가되고 있다. 또한, 시공간자료를 영향변수로 추가시킨 각종 모델을 통해 산림생장, 입목고사, 산사태 및 산불 등의 예측이 시공간적으로 이루어 질 수 있다. Forest accounts for almost 64 percents of total land cover in South Korea. For inventorying, monitoring, and managing such large area of forest, application of remote sensing and geographic information system (RS/GIS) technology is essential. On the basis of spectral characteristics of satellite imagery, forest cover and tree species can be classified, and forest cover map can be prepared. Using three dimensional data of LiDAR(Light Detection and Ranging), tree location and tree height can be measured, and biomass and carbon stocks can be also estimated. In addition, many indices can be extracted using reflection characteristics of land cover. For example, the level of vegetation vitality and forest degradation can be analyzed with VI (vegetation Index) and TGSI (Top Grain Soil Index), respectively. Also, pine wilt disease and o ak w ilt d isease c an b e e arly detected and controled through understanding of change in vegetation indices. RS and GIS take an important role in assessing carbon storage in climate change related projects such as A/R CDM, REDD+ as well. In the field of climate change adaptation, impact and vulnerability can be spatio-temporally assessed for national and local level with the help of spatio-temporal data of GIS. Forest growth, tree mortality, land slide, forest fire can be spatio-temporally estimated using the models in which spatio-temporal data of GIS are added as influence variables.

영림계획의 방법론적 개선에 관한 연구

이우균(Woo Kyun Lee),변우혁(Woo Hyuk Byun),윤성민(Sung Min Yoon) 한국산림경제학회 1998 산림경제연구 Vol.6 No.1

N/A

Spline 함수와 선형방정식을 이용한 수간 (樹幹) 및 임분간곡선모델 (林分幹曲線)

이우균 ( Woo Kyun Lee ) 한국산림과학회 1994 한국산림과학회지 Vol.83 No.1

One of the essential factors to estimate the stem and stand growth is to correctly portray a stem form (profile). It is also required to numerically approximate a stem form in order to dynamically grasp and represent a stand growth. A whole stem form seems to be a conical form but a stem outline at various positions tapers off differently. Accordingly it is difficult to model a whole stand form with single taper equation. A stem taper equation with different coefficients on each subinterval can be useful tools to accurately portray a stem form. This article presents the derivation method of individual stem taper curve using spline function. It is also in this paper aimed to study how a stand taper curve car, be derived from the population of single stem taper curve in a stand. These taper equations numerically formulated enable to dynamically represent and prognosticate the development process of a stand and prepare the foundation of variety on growth model study and rational forest planning model.

강원도지역 소나무의 임분 및 일반 수고 - 흉고직경곡선 모델

이우균 ( Woo Kyun Lee ) 한국산림경제학회 1996 산림경제연구 Vol.4 No.2

지형 , 토양 및 임상정보에 기초한 도시림 관리시스템 개발

이우균(Woo Kyun Lee),손요환(Yo Whan Son),송철철(Chul Chul Song),정기현(Kee Hyun Chung),김윤경(Yoon Kyoung Kim),류성렬(Soung Ryoul Ryu),김현섭(Hyun Sup Kim) 한국환경영향평가학회 1999 환경영향평가 Vol.8 No.3

For the effective management of urban forest, a variety of informations on urban forest needs to be accurately measured and effectively used in decision-making processes. This study aims at developing an urban forest management system with reference to GIS and making it possible to effectively manage urban forests. A detailed forest type map were constructed with the help of aerial photograph and terrestrial inventory. A geographical map in terms of slope, aspect and altitude were also prepared by Digital Elevation Model(DEM). A soil type map containing chemical characteristics were also made through soil analysis. These thematic maps which contain informations on forest type, geography and soil were digitalized with reference to GIS, and an urban forest management system of user interface were developed. With the help of this urban forest management system, various spatial and attribute informations which need for urban forest management could be easily used in decision-making processes in relation to urban forest.

위치종속임분조사에 (位置從屬林分調査) 의한 개체목의 (個體木) 경쟁지수 및 흉고직경생장 (胸高直徑生長) 추정

이우균 ( Woo Kyun Lee ) 한국산림과학회 1996 한국산림과학회지 Vol.85 No.3

In this study, a number of distance-dependent competition indices on tree-level which incorporate the tree sizes and distances to competitors, and traditional stand-level density measures were estimated from the data compiled with position-dependent survey in a Pinus densiflora stand, The performance of the estimated competition indices was examined by comparing the relationship with the diameter growth, and a dbh growth function, in which the competition index is considered as a one of influence factors, are developed. In the searching method of competing trees, the competition index estimated with 30°competition interrupting angle showed the highest correlation with the annual dbh growth, while the expanding the competing zone distance had no significant effect on the performance of competition index in estimating annual dbh growth. The most of the examined stand-level competition indices, based on distance-dependent single-tree competition indices, were evaluated to describe similarly the stand competition status. As a result of partial correlation analysis in which the effect of age and site index are eliminated, Alemdag`s mean competition index and relative spacing index were determined to have the highest correlation with dbh. The relative spacing index, which can be easily measured in field without measuring the position of individual trees, was considered to be a better suited one for estimating mean dbh of a stand. Among distance-dependent competition indices on tree-level, Hegyi`s competition index showed the best performance in their correlation with annual dbh growth, if eliminated the effect of site index and dbh. This enabled to derive the following annual dbh growth function of individual trees which incorporate age, dominant height, dbh and Hegyi`s competition index as influence factors : dbh` = 3.975362676·age^(-1.099274613)·ho^(0.199893990)·dbh^(0.269430865)·HgCI^(-0.353643587) This function is coincided to the growth principle in which site index has a positive effect on the annual dbh growth, while high age or competition causes to reduce the annual dbh growth, and can be used as a function in single tree growth model.

강수량 및 인구인자를 반영한 수원함양서비스의 공간분포 평가

조흔우 ( Heun-woo Cho ),송철호 ( Chol-ho Song ),전성우 ( Seong-woo Jeon ),김준순 ( Joon-soon Kim ),이우균 ( Woo-kyun Lee ) 한국지리정보학회 2016 한국지리정보학회지 Vol.19 No.4

최근, 새천년생태계평가(MA: Millenium Ecosystem Assessment), 생태계와 생물다양성의 경제학(TEEB: The Economics of Ecosystems and Biodiversity) 등의 체계에 따라 생태계서비스를 평가하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 기존 대부분의 연구에서는 생태계기능 평가량에 화폐적 가치를 곱하여 생태계서비스를 평가하고 있어 생태계서비스와 관련된 환경 및 사회경제적 조건을 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 자연 및 사회경제적 요소를 반영한 생태계서비스 평가방안을 제시하고자 하였다. 우선, 수원함양기능을 InVEST의 Water Yield 모형을 통해 평가하였고 수원함양기능에 강수량과 인구를 반영하여 수원함양의 생태계서비스를 평가하였다. 평가결과, 토지피복, 토양 등의 자연조건을 반영한 수원함양기능과 강수량 및 인구 등의 기후 및 사회경제적 인자를 추가적으로 고려한 생태계서비스의 공간분포는 서로 다른 양상을 보였다. 즉, 같은 수원함양기능을 보인 지역이라도 강수량이 적고 인구가 많은 지역에서 수원함양의 생태계서비스가 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 수원함양의 생태계서비스는 수원함양기능에 추가적으로 기상 및 사회경제적 인자를 고려하여 평가되어야 한다는 것을 제시하였으며, 평가과정은 다른 분야의 생태계서비스평가에 유용하게 활용될 것으로 기대된다. The study of ecosystem service assessment has been actively researched and developed from Millennium Ecosystem Assessment(MA) and The Economics of Ecosystems and Biodiversity(TEEB). However, current assessments are limited to monetary assessments of ecosystem function and do not account for the effects of environmental factors and socioeconomic status. This study proposes methods to evaluate ecosystem service based on environmental and socioeconomic factors. The study assesses water yield function through the water yield model in InVEST Tool, and evaluates the overall ecosystem service of water yield as reflected by the amount of precipitation and population of the area. Results show that a difference exists between spatial distributions of the ecosystem function of water yield derived from natural conditions such as land cover and soil, and the spatial distribution of the ecosystem service that accounts for climate and socioeconomic factors. The value of ecosystem service increases for an area of higher population and lower precipitation with similar water yield. Thus, the ecosystem service of water yield should be evaluated not only by the water yield function, but also by climate and socioeconomic factors. The evaluation process described for this study should also be applicable to the evaluation of ecological services in other sectors.

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.

기온 및 강수량의 시공간 변화예측 및 변이성

이민아,이우균,송철철,이준학,최현아,김태민,Lee, Min-A,Lee, Woo-Kyun,Song, Chul-Chul,Lee, Jun-Hak,Choi, Hyun-Ah,Kim, Tae-Min 한국공간정보학회 2007 한국공간정보학회지 Vol.15 No.3

국제사회는 기후변화에 따른 이상 현상의 징후가 발생함에 따라 이의 영향 예측을 위해 많은 모델들을 개발 및 적용하고 있다. 현재 우리나라에서도 여러 분야의 기후 영향모델 활용이 증가하면서 모델의 입력자료 중 특히 기후자료의 구축 방법 및 한반도 기후의 특성 파악에 대한 연구가 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 보간을 위하여 공간통계학방법 중 IDSW(Inverse Distance Squared Weighting:거리자승역산가중)를 적용하였다. 이 방법은 미관측지점의 값을 추정하기 위하여 주변 관측지점들을 고려하며, 그 영향은 거리에 반비례함을 반영한다. 여기서 주변 관측지점 선정시 반경 100km내의 가장 인접한 순으로 최대 3개의 관측지점을 선택하게 제약을 두었다. 그 결과 한국의 기온과 강수량 모두 과거 30년 동안에 연평균 약 $0.4^{\circ}C$, 412mm 증가하는 것으로 나타났다. 또한 미래에도 2007년에 비해 2100년의 기온이 $3.96^{\circ}C$, 강수량이 319mm 증가하는 것으로 나타났다. 기후변이성의 특성은 과거 30년 동안 기온의 경우 강원도 일부지역이 높게 나타났으며 강수량의 경우 남부지역이 높게 나타났다. 변화 경향은 기온의 경우 강원도 지역이 변이성이 증가하는 경향을 보였으며, 강수량의 경우 남동부부지역이 변이성이 증가하는 경향을 보였다. 미래 30년간의 변이성 분석결과 기온은 중서부 지역에서, 강수량은 동부지역에서 높은 것으로 나타났고, 변화경향은 기온의 경우 남서부로 갈수록 변이의 정도가 증가되는 경향을 보였으며, 강수량의 경우 중서부와 남부 일부가 변이가 증가되는 경향을 보였다. Internationally many models are developed and applied to predict the impact of the climate change, as occurring a lot of symptoms by climate change. Also, in Korea, according to increasing the application of the climate effect model in many research fields, it is required to study the method for preparing climate data and the characteristics of the climate. In this study IDSW (Inverse Distance Squared Weighting), one of the spatial statistic methods, is applied to interpolate. This method estimates a point of interest by assigning more weight to closer points, which are limited to be select by 3 in 100 km radius. As a result, annual average temperature and precipitation had increased by $0.4^{\circ}C$ and 412 mm during 1977 to 2006. They are also predicted to increase by $3.96^{\circ}C$, 319 mm in the 2100 compared to 2007. High variability of temperature and precipitation for last 30 years shows in some part of the Gangwon-do and in the southern part of Korea. Besides in the study of the variable trend, the variability of temperature and precipitation is inclined to increase in Gangwon-do and southern east part, respectively. However, during 2071 to 2100 variability of temperature is predicted to be high in midwest of Korea and variability of precipitation in the east. In the trend of variability, variability of temperature is apt to increase into west south, and variability of precipitation increase in midwest and a part of south.

토지피복 및 지형특성을 고려한 항공라이다자료의 3차원 표면모형 복원

송철철,이우균,정회성,이관규,Song, Chul-Chul,Lee, Woo-Kyun,Jeong, Hoe-Seong,Lee, Kwan-Kyu 한국공간정보학회 2008 한국공간정보학회지 Vol.16 No.1

우리나라는 일반적으로 좁은 지역에서도 다양한 토지피복분포와 복잡한 지형기복을 보인다. 그러나, 대부분의 항공라이다 관련 외국의 선행연구사례들은 대부분 토지피복이나 지면경사가 일정한 지역을 연구대상으로 하고 있다. 본 연구는 다양한 토지피복 및 지형기복의 분토특성에 따라 3차원 표면모형을 재구성하는 방법의 탐색을 위해 수행하였다. 연구대상지로는 설악동매표소 인근에서 지형기복이 다양한 산림, 하상이 드러난 암석지 및 가로수와 건물, 주차장 등의 인공시설물이 분포하는 지역을 선정하였다. 자료처리절차는 우선, 정사항공사진을 이용하여 토지피복 및 지형기복에 따라 영역을 구분하고 이 결과를 이용하여 항공라이다 자료를 분할하였다. 분할된 각각의 자료들은 토지피복 및 지형특성에 따라 상이한 처리절차를 거쳐 3차원 표면모형을 별도로 구성하고 이를 통합함으로써 전체적인 3차원 모형을 복원하였다. 이러한 토지피복 및 지형특성을 고려한 3차원 표면모형은 경관관리, 산림조사 및 수치지도 작성 등에 효과적으로 이용될 수 있다. 아울러, 대용량의 항공라이다 자료처리 시, 전체 자료를 방형의 격자구획으로 분할하여 처리하는 과정에서 발생할 수 있는 한계를 보완하는 데에도 유용할 것으로 판단된다. Usually in South Korea, land cover type and topographic undulation are frequently changed even in a narrow area. However, most of researches using aerial LIDAR(LIght Detection And Ranging) data in abroad had been acquired in the study areas to be changed infrequently. This research was performed to explore reconstruction methodologies of 3D surface models considering the distribution of land cover type and topographic undulation. Composed of variously undulatory forests, rocky river beds and man-made land cover such as streets, trees, buildings, parking lots and so on, an area was selected for the research. First of all, the area was divided into three zones based on land cover type and topographic undulation using its aerial ortho-photo. Then, aerial LIDAR data was clipped by each zone and different 3D modeling processes were applied to each clipped data before integration of each models and reconstruction of overall model. These kinds of processes might be effectively applied to landscape management, forest inventory and digital map composition. Besides, they would be useful to resolve less- or over-extracted problems caused by simple rectangle zoning when an usual data processing of aerial LIDAR.