도시성장모델과 GIS분석기법을 활용한 수도권 가용지 비교분석

국문 초록 (Abstract)

수도권 내에서 도시화지역의 확대가 지속되고 있으며, 우리나라와 같이 모든 기능이 수도권에 집중되어 있는 현실에서 수도권의 위상과 상징성, 다른 지역과의 격차를 고려한다면 수도권내의 도시화지역에 대한 관리는 매우 필요하다. 현재 추진 중인 행정중심복합도시의 건설 역시 수도권 집중을 해결하기 위한 수단으로써 추진되고 있으며, 수도권에 대한 많은 공간적 규제 역시 수도권 성장 관리 측면에서 시행되고 있음은 수도권 관리의 중요성을 반증하고 있는 것이다. 이러한 점에서 지금까지의 수도권의 도시성장을 분석하고, 향후 수도권의 도시성장을 예측함으로써 도시성장 가용지를 추출하여 수도권 성장관리에 이용할 수 있다면 이는 학술적으로나 실용적으로 매우 의미있는 일일 것이다.

본 연구는 현재까지 수도권의 도시성장을 분석하고, 공간데이터를 이용한 GIS기법과 셀룰라 오토마타를 이용한 도시성장모델을 이용하여 수도권의 도시성장을 예측하여 수도권의 가용지를 추출하는 것을 그 목적으로 하고 있다. 수도권의 도시성장 분석을 위해서는 4-5년 간격의 위성영상을 이용하여 토지피복분류를 실시하고, 이를 행정구역데이터, 도로망데이터 등과 중첩시켜 현재까지의 도시화 과정을 살펴볼 것이다. 도시성장 가용지 분석을 위해서는 GIS기법과 셀룰라 오토마타를 이용한 도시성장모델을 사용할 것이다. 먼저, GIS기법을 이용한 도시성장예측을 위해서는 수도권 토지이용 및 토지이용규제 현황을 파악하여 수도권 개발가능지를 분석하고 각 공간데이터의 가중치와 민감도를 분석한 후 중첩분석에 의해 가용지를 추출할 것이며 이 과정에서는 연차별 토지수요와 토지이용규제에 대한 시나리오를 설정할 계획이다. 다음으로 도시성장모델에 의한 가용지분석을 위해서는 먼저 셀룰라 오토마타 이론을 적용하여 인구증가에 따른 토지수요를 삽입한 도시성장 모델을 만들어 현재까지의 도시성장을 분석 및 재현하고, 이과정에서 추출된 계수를 바탕으로 미래의 도시성장을 예측하고 이를 통해 개발가능지를 분석할 것이다. 이런 과정을 마친 후에는 두 결과를 비교하여 최종적으로 수도권의 가용지를 추출할 것이다.

수도권의 가용지 추출은 크게 두 흐름으로 나뉘어져 수행된다. 먼저, 셀룰라 오토마타 이론을 기반으로 한 도시성장모델에 위성영상, 수치표고모델, 항법용 수치지도 등의 자료를 바탕으로 구축한 수도권의 시기별 도시영역 영상, 경사도 데이터, 도로망 데이터 등의 데이터를 입력하여 도시성장을 분석․예측하고 개발가능지를 예측할 것이다. GIS기법을 이용한 가용지 추출은 Landsat 5 TM 위성영상 자료와 수치지형도, 환경부 토지피복지도 등을 바탕으로 구축한 토지피복분류 결과와 지목에 의한 토지이용 현황, 토지이용규제현황 등의 데이터를 각종 토지이용자료, 지형자료, 통계자료와 중첩 분석(GIS 기반)하여 개발가능지를 예측하는 것으로, 이 단계가 끝나면 두 분석의 결과를 비교분석하여 최종 가용지를 추출하게 된다.

그간 지리정보시스템은 공간의사결정지원시스템에서 많이 활용되어 왔으며, 적지분석의 도구로 다양한 분야에서 두각을 나타내고 있다. 그러나 가중치설정에 의한 항목간 점수의 합으로 표현되는 평가시스템은 가중치결정, 민감도 등에서 문제점을 나타내어 시뮬레이션에 있어 지리정보시스템의 사용을 제한적일 수 밖에 없었다. 이를 극복하기 위해 공간분석에 셀룰라 오토마타를 이용하는 연구가 진행되어 왔지만 이 역시 현실을 단순화하는 문제점 때문에 그 사용이 제한적일 수 밖에 없었다.

본 연구를 통하여 GIS분석의 문제점과 셀룰라 오토마타를 이용한 도시성장모델의 문제점을 해결할 수 있는 가능성을 제시할 수 있으며, 지역계획적 관점에서는 의사결정자의 주관적 판단에 의해 주도되었던 도시성장지역의 설정을 지양하고 본 연구에서와 같이 객관성을 부여할 수 있는 판단의 근거를 마련할 수 있다는 점이다.