토지계 오염원 관리를 위한 GIS기반의 토지피복지도 갱신 방법 개발 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Korea has been implementing Total Maximum Daily Loads(TMDL) for science-based water quality management since it was introduced in the early 2000s. Also, non-point pollution source management is being highlighted as the key to successful TMDL management, according to the first-stage diagnostic evaluation. The present TMDL is using the cadastral data-based unit load method to estimate land pollution loads, which occupy the majority of non-point pollution sources. However, land pollution loads different from the actual condition are estimated, since this only reflects the changes of lot-based land use. To solve this problem, there was an attempt to use the landcover map, which could show the actual state of land use, but it is impossible to use the landcover map without processing data, because of the long and irregular updating cycle.
Therefore, this study aimed to develope a landcover map updating method to be helpful in estimating loads. For achieving this purpose, the year-of-year landcover map updating method was divided into total four-steps of updating process and the study was conducted in Bupyeong-gu, Incheon Metropolitan City. At the first-step, spatial data necessary for updating were defined and pre-processing was carried out to use each data. After that, medium-classified landcover map was updated through overlay analysis-based visual assessment and screen digitizing using pre-processed spatial data. This time, updating of the medium-classification spatial resolution was defined as the second-step and updating of the sub-classification spatial resolution was defined as the third-step. At the fourth-step, the updating result was finally determined and considered through evaluating the accuracy of the updated landcover map.
The year-of-year landcover map updating method developed in this study can provide more accurate basic data for estimation of land pollution loads, in place of existing cadastral data by using various spatial data. In future, this study result could be restrictively applied to a study area, so there would be a need to choose a broader target area to evaluate the validity of the updating method.

국문 초록 (Abstract)

우리나라는 과학적인 수질관리를 위해 2000년대 초부터 수질오염총량관리제(TMDL, Total Maximum Daily Loads)를 도입하여 시행하고 있다. 또한 제 1단계 진단평가 결과 비점오염원의 관리가 성공적인 총량관리의 핵심으로 대두되고 있다. 현재 수질오염총량관리제에서는 비점오염원의 대부분을 차지하는 토지계 오염부하량을 산정하기 위해 지적공부 자료를 이용한 원단위 산정법을 사용하고 있다. 그러나 필지 단위의 토지이용 변화만을 반영함에 따라 토지계 오염부하량이 실제와는 다르게 산정되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 실제 토지이용현황 파악이 가능한 토지피복지도를 활용하려는 시도가 있었으나, 토지피복지도는 갱신주기가 길고 불규칙하여 자료의 가공 없이 그대로 활용하는 것은 불가능한 실정이다.
이러한 배경에서 본 연구에서는 토지계 오염원 관리를 위한 연단위 토지피복지도 갱신 방법을 개발하여 효율적인 부하량 산정이 가능하도록 하였다. 이를 위해 연단위 토지피복지도 갱신 방법을 총 4단계의 갱신 과정으로 정의하고, 인천광역시 부평구를 대상으로 연구를 수행하였다. 1단계 과정에서는 갱신에 필요한 공간자료를 정의하고 각 자료를 활용하기 위해 전처리를 수행하였다. 이후 전처리된 공간자료를 활용하여 중첩분석을 통한 육안판독 및 스크린 디지타이징의 과정으로 중분류 토지피복지도를 갱신하였다. 이때 중분류 공간해상도 수준의 갱신을 2단계로 정의하였고, 세분류 공간해상도 수준의 갱신 을 3단계로 정의하였다. 4단계 과정에서는 갱신 완료된 토지피복지도에 대한 정확도 검수 과정 수행함으로써 갱신 결과를 최종 확정짓고 고찰하였다.
본 연구를 통해 개발된 연단위 토지피복지도 갱신 방법은 다양한 공간자료를 활용함에 따라 기존의 지적공부 자료를 대신하여 토지계 오염부하량 산정에 보다 정확한 기초자료를 제공할 수 있다. 향후에는 본 연구의 결과가 연구대상지역에 제한적으로 적용될 수 있기 때문에 보다 광범위한 대상지역 선정으로 갱신 방법의 타당성 검토가 필요하다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구 목적과 범위 2
• 1.3 연구 내용 및 방법 2
• 1.4 논문의 구성 4
• 제 2 장 이론적 고찰 5
• 2.1 이론적 배경 5
• 2.1.1 수질오염총량관리(TMDL) 5
• 2.1.2 토지피복지도 7
• 2.1.3 연속지적도 10
• 2.2 국내외 연구 사례 11
• 2.2.1 국내 연구 사례 11
• 2.2.2 국외 연구 사례 13
• 2.2.3 국내외 연구 사례 고찰 14
• 제 3 장 중분류 토지피복지도 갱신 방법 15
• 3.1 연구대상지역 15
• 3.2 가용자료 정의 및 전처리 16
• 3.2.1 가용자료 전처리 18
• 3.2.2 가용자료 활용도 평가 22
• 3.3 토지피복지도 갱신 방법 27
• 3.3.1 토지피복지도 1차 갱신 28
• 3.3.2 토지피복지도 2차 갱신 35
• 3.4 정확도 검수 40
• 3.4.1 정확도 검수 대상 41
• 3.4.2 정확도 검수 방안 42
• 제 4 장 연구결과 및 고찰 43
• 4.1 갱신 토지피복지도 구축 결과 43
• 4.1.1 1차 갱신 결과 43
• 4.1.2 2차 갱신 결과 45
• 4.1.3 정확도 검수 결과 48
• 4.2 갱신 토지피복지도 결과 비교고찰 49
• 4.2.1 1차 갱신 토지피복지도 49
• 4.2.2 2차 갱신 토지피복지도 52
• 4.2.3 갱신 과정별 토지피복지도 고찰 55
• 4.2.4 연속지적도 57
• 제 5 장 결 론 60
• 5.1 결론 및 기대효과 60
• 5.2 향후 연구 61
• 참고문헌 62
• 부록 65