북한 환경정보 구축 및 활용방안 연구(Ⅱ) 원격탐사를 이용한 자연환경성 우수지역 평가

정휘철 ( Huicheul Jung ),윤정호,김근한,이은정,강병진 한국환경정책평가연구원 2016 기본연구보고서 Vol.2016 No.-

통일 이후 급격한 국토개발로 인한 핵심 자연환경 우수지역의 파괴를 미연에 방지하고 균형 있는 국토의 보전 및 관리를 위해서는 환경계획을 고려한 종합적인 국토발전 전략의 수립이 필수적이며, 이러한 종합적인 국토계획의 수립을 위해서는 객관적인 북한 지역 국토의 환경성을 평가한 자료의 구축이 필수적이다. 하지만 북한 지역의 국토계획 및 환경계획에 활용할 수 있는 자연환경성을 평가한 환경공간정보가 구축되어 있지 않다. 따라서 환경보전계획 정책 수립에 활용할 수 있는 북한 지역의 환경공간정보 구축방안과 이러한 환경공간정보를 이용한 자연환경성 우수지역 평가방안 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 원격탐사기법을 이용한 북한 지역의 자연환경성 우수지역의 평가항목들의 구축과 이러한 평가항목을 이용한 평가방법을 제시하였다. 우선 북한 지역의 자연환경성 우수지역을 선정하기 위해 자연환경성과 관련된 선행연구 사례를 통해 북한 지역의 자연환경성 우수지역 평가에 요구되는 지표 및 DB 항목과 자연환경성 평가방안을 검토하였다. 또한 북한 지역의 자연환경성 평가를 위해 환경성 평가와 관련된 평가방법을 검토하여 북한 지역에 적용할 수 있는 자연환경성 평가방안을 고려하였다. 자연환경성 평가에 사용한 평가항목은 DEM 자료와 Sentinel-2 영상으로부터 추출한 30개의 평가항목으로 선정하였으며, 자연환경성 우수지역을 평가하기 위한 방법론은 동식물의 서식처 평가 및 산사태 위험지도 작성에 주로 이용되고 있는 로지스틱 회귀분석을 이용하였다. 로지스틱 회귀분석을 통한 자연환경 우수지역 평가를 위해 종속변수로 자연환경성 대표 우수지역을 식생보전 등급 1,2등급 지역과 임상도 5영급 이상 지역을 선정하였으며, 두 지역의 교집합 지역과 합집합 지역으로 구분하여 실험하였다. 평가항목별 독립성 분석을 통해 선정된 평가항목을 이용하여 로지스틱 회귀분석을 이용하여 자연환경성 우수지역 확률 지도를 구축하였으며 교집합과 합집합 로지스틱 회귀분석의 적합성 모형은 각각 89.4%와 79.0%의 분류 정확도가 나타났다. 자연환경성 우수지역 평가 결과와 샘플링을 통한 ROC분석에서는 교집합 지역의 자연환경성 평가와 정확도가 96.1%로 상당히 높게 나타났으며, 합집합 지역의 자연환경성 평가와 샘플링한 정확도가 86.9%으로 나타났다. 본 연구 결과의 정확도 검증을 위해 국토환경성 평가지도의 환경생태적 평가 등급과의 비교분석을 실시하였으며, 비교 결과 환경생태적 평가 1등급 지역은 본 연구에서 제시한 자연환경성 우수지역 평가 결과 상위 60% 지역에 84%를 차지하였다. 이러한 결과는 북한 지역의 자연환경성 우수지역 평가에 충분히 활용 가능할 것이라고 판단되었으며, 비교분석을 통하여 자연환경성 우수지역 평가 결과 상위 40% 이상을 자연환경성 핵심 우수지역으로 지정하고, 60%까지의 완충 자연환경성 우수지역은 추후 단계적으로 핵심 자연환경성 우수지역으로 확장할 수 있도록 정책을 설정하는 것이 바람직할 것으로 판단하였다. 본 연구에서 제시한 자연환경성 평가 결과는 통일을 대비한 국토환경관리 및 통일 대비 각종 개발 목적의 계획 수립 시에 이용될 수 있으며, 사전환경성 검토와 같이 개발 관련 초기 계획 수립 시 입지의 타당성 및 환경보전 방안 마련의 계획 수립에 활용할 수 있을 것이라 기대된다. 또한 DMZ의 생태적 지속가능성 평가와 한반도 산림공간정보 구축에도 본 연구에서 수행한 자연환경성 우수지역 평가방안을 적용한다면 상당한 부분에서 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 본 보고서의 제2장에서 자연환경성 평가항목 선정을 위한 국내외 환경성 평가 관련 선행 연구를 검토하였으며, 크게 국제적 환경 관련 지표, 공간 기반 자연환경관리, 보전지역 자연환경성 평가의 분야로 나누어 선행연구를 정리하였다. 제3장에서는 북한 지역에 적용 가능한 지표와 방법론을 도출하기 위해 북한 지역의 환경 관련 선행연구를 검토하였으며, 원격 탐사기법을 사용한 선행연구를 검토하였다. 제4장에서는 ASTER GDEM과 Sentinel-2 위성영상을 기반으로 수집 및 구축한 북한 지역의 평가항목 자료를 제시·설명하였다. 제5장에서는 북한 지역의 자연환경성 우수지역 평가를 위한 로지스틱 회귀분석 방법론과 자연환경성 평가 결과를 제시하였으며, 평가 결과의 정확도 검증을 실시하였다. 이러한 결과를 바탕으로 제6장에서는 정책적 활용 및 이용 방안을 제시하였다. Establishment of a comprehensive land development strategy which reflects environmental planning is essential for balanced conservation and management of the nation`s land and preventing the destruction of environmental hotspots in the course of rapid land development anticipated after the Korean reunification. Such national land planning should be preceded by an objective environmental assessment of North Korea`s territory. However, spatial environmental data of North Korea required for national land planning have not been constructed yet. Therefore, research into the construction of North Korea`s spatial environmental data and the assessment of environmentally valuable areas using such data are necessary. In this study, we suggested the indicators to be used for the assessment of North Korea`s environmentally valuable areas selected using remote sensing techniques and the methodology of assessment. By reviewing previous domestic and overseas studies on environmental assessment, 30 indicators were extracted from the Global DEM and Sentinel-2 images. Logistic regression analysis were performed to assess environmentally valuable areas with 30 independent variables and 2 dependent variables consisted of regions classified as vegetation conservation classes 1 and 2 and those categorized as age class 5 or above in forest type map. Using the indicators filtered through the independency analysis, the probability map of environmentally valuable areas was constructed with the accuracy of 89.4% in case of the intersection of the two dependent variables and 79.0% for their union. For the verification of accuracy, the result of the study was compared with the Environmental Conservation Value Assessment Map (ECVAM). It was found that 84% of the Class 1 in ECVAM were included in the top 60% of the environmentally valuable areas evaluation results. Therefore, we concluded that the top 40% from the assessment can be classified as core environmentally valuable areas and top 60% can be classified as environment buffer areas. The result of the study is expected to be utilized in a wide range of national land and environmental management as a preparation for the reunification, and in enacting environmental conservation policies. Moreover, the assessment result can contribute to the ecologically sustainable evaluation of the demilitarized zone and the construction of the forest spatial data of the Korean Peninsula.

로지스틱 회귀분석을 이용한 북한지역 자연환경 우수지역 평가지도 작성

김근한,이은정,정휘철,전철민 한국지도학회 2016 한국지도학회지 Vol.16 No.3

향후 통일이후 북한지역의 급격한 국토개발로 인한 자연 환경 훼손을 미연에 방지하고 한반도의 균형 있는 국토의 보전과 관리를 위해서는 환경계획 기반의 국토계획이 필수적이다. 이러한 환경계획을 위해서는 다양한 환경공간정보를 이용한 국토의 자연환경 우수지역 평가지도 작성은 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 로지스틱 회귀분석을 통해 북한지역의 자연환경 우수지역 평가지도 구축방안을 제시하였다. 자연환경 우수성 평가 선행연구를 기반으로 평가에 필요한 평가항목들을 선정하고, 해당 평가항목들을 수집 및 구축하였으며 로지스틱 회귀분석을 이용하여 남북한 접경지역을 중심으로 자연환경성 우수지역 평가를 수행하였다. 평가결과 로지스틱회귀분석 적합성 모형은 89.4%의 분류정확도가 나타났으며, ROC 분석결과 정확도가 96.1%로 높게 나타났다. 본 연구의 결과를 국토환경성평가지도 환경생태적평가와 비교한 결과 본 연구에서 제시한 자연환경 우수지역 평가지도 결과가 북한지역의 환경계획에 활용이 가능할 수 있는 정확도를 나타내고 있다고 판단되었다. 따라서, 본 연구에서 도출한 자연환경 우수지역 평가지도의 40% 이상의 우수지역을 자연환경 핵심 우수지역으로 지정하고, 60%까지의 완충 자연환경성 우수지역으로 지정하여, 추후 단계적으로 핵심 자연환경 우수지역으로 확장할 수 있도록 정책적으로 설정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. Environmental planning based national land planning is essential as a means of conservation of national land and the prevention of destructing the natural environment from rapid national land development, especially after the unification. For such national land planning, objective natural environment assessment of North Korea’s territory should be prepared. Therefore in this study, a methodology to assess natural environmental outstanding areas of North Korea was suggested. 30 indicators were selected and were used to assess the natural environment outstanding areas using logistic regression analysis. As a result, the probability map of natural environment outstanding areas and the ROC analysis showed accuracy of 89.4% and 96.1%, respectively. For the verification of accuracy, the result of the study showed high conformity with the Environmental Conservation Value Assessment Map (ECVAM), and was able to conclude that the top 40% values from the assessment can be classified as natural environment core areas and top 60% values be classified as natural environment buffer areas.

국토환경성평가지도를 이용한 자연환경 우수지역 세분화 방안

김근한,이은정,윤정호,정휘철,전철민 한국지도학회 2017 한국지도학회지 Vol.17 No.3

Environmental Conservation Value Assessment Map (ECVAM) is one of the representative environmental assessment map aiming to prevent exploitation of land and to preserve natural environment outstanding areas. The result of ECVAM (2016) shows that the first class of the map occupies 47.1% of the whole territory. Thus, a more practical management of each class is needed for practical use in policy making. In this study, management plans for natural environment outstanding areas were evaluated by overlaying evaluation categories of ECVAM (habitat evaluation, connectivity, rarity) to classify into three classes: Strict nature reserve, core nature reserve, and buffer area. As a result, strict, core, and buffer region each occupied 1.16%, 5.64%, 17.39% of the territory. Strict and core nature reserve located mostly in protection area such as national parks, recreational forest, and Baekdudaegan protection area. Regions near the cities or valley with high potential of development also located in the intersecting region of the three ECVAM categories. Therefore application of the evaluation result classified as strict, core, and buffer nature reserve areas is expected to contribute in preventing over exploitation of land and in improving land use management. 국토의 난개발을 방지하고, 자연환경 우수지역들을 보전하기 위해 국토를 모니터링 할 수 있는 공간정보 기반의 환경성평가지도가 필요하다. 이러한 환경성평가지도 중 우리나라의 대표적인 환경성평가지도에는 환경부의 국토환경성평가지도가 있다. 하지만국토환경성평가지도는 2016년 기준 전 국토의 47.1%가 보전 중심의 1등급 지역으로 구분하고 있어, 현실적인 정책적 활용과국토의 이용 및 관리를 위해서는 보다 현실적인 국토의 환경성 등급 세분화 방안이 필요하다. 이에 본 연구에서는 국토환경성평가지도의 평가항목 중 서식처 평가, 연결성 평가, 희귀성 평가와 연관된 평가항목들의 중첩 분석을 이용하여 자연환경 우수지역의세부적인 등급의 도출 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 국토환경성평가지도의 환경생태적 평가항목을 이용한 자연환경 우수지역 평가를 통해 엄정, 핵심, 완충지역으로 구분 도출하였다. 평가결과 우리나라 국토대비 엄정지역 1.16%, 핵심지역 5.64%, 완충지역은 17.39%로 나타났다. 평가 결과 도출된 엄정지역과 핵심지역의 대표사례를 살펴본 결과 대부분의 지역들은 개발 발생 확률이적은 국립공원, 휴양림, 백두대간보호지역 등의 보호지역을 포함한 산림지역들로 나타났고 도시지역 주변에 인접하거나 계곡을중심으로 개발이 진행될 가능성이 있는 자연환경이 우수 지역들 또한 도출되었다. 이러한 국토의 환경성 평가를 통해 도출된자연환경 우수지역의 제시와 이를 이용한 국토의 관리는 난개발을 방지하고 지속가능한 토지이용에 큰 기여를 할 수 있을 것이라판단된다.

로지스틱 회귀분석을 활용한 철도개발예정지 환경생태 평가

김민경(Min-Kyeong Kim),김동엽(Dong Yeob Kim) 한국철도학회 2018 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.10