북한 환경정보 구축 및 활용 방안 연구(I) : 토지피복지도 구축을 중심으로

Title
북한 환경정보 구축 및 활용 방안 연구(I) : 토지피복지도 구축을 중심으로
Authors
정휘철
Co-Author
윤정호; 이명진; 김근한; 장래익; 강병진; 김남기; 변형균; 나성제
Issue Date
2015-12-31
Publisher
한국환경정책·평가연구원
Series/Report No.
연구보고서 : 2015-10
Page
150 p.
URI
http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/20343
Language
한국어
Keywords
북한, 환경정보, 중분류 토지피복지도, 아리랑 3호, 협력체계, North Korea, Environmental Information, Land Cover Map, Methods for Classification Structure, Forming a Consultative Group
Abstract
As the necessity of establishing the nation’s improvement direction and improvement strategy for the Korean Peninsula, the Republic of Korea plans to establish masterplan of development for the Korean Peninsula. This kind of development planning requires environmental planning while doing development planning. In order to do that, a variety of environmental information is necessary with objective and scientific methodologies. Although the Ministry of Environment of the Republic of Korea possesses the land cover map with the level 1 classification, this map only has seven classes for the entire Korean Peninsula. As its spatial resolution and property resolution are low, the land cover map can be used only in limited fields. Therefore, this research analyzes (1) assessment methods to set the environmental conservation region in the North Korea, (2) what fields can utilize the land cover map, and (3) some required classes to overcome the limitation of the existing land cover map. Also, this research analyzes required classes in terms of prediction of urban expansion and planned development area and surveys devastated land in the forest area. In addition, the research does demand analysis to understand agricultural land in the North Korea. It provides classification structures of land cover map in order to apply these demand analyses and examines establishment methods for each classification structure. Establishing land cover map with this methodology such as a supervised classification is more efficient compared to a pilot study performed by the Ministry of Environment of the Republic of Korea in 2009. Also, this research suggests forming a consultative group for establishment of land cover map in the North Korea so that all existing information and future information can be shared with other organizations in this group.


최근 한반도 신뢰 프로세스를 기반으로 한 통일 시대를 준비하기 위해 종합적인 국토 발전방향과 발전전략 수립의 필요성이 제기되고 있다. 이를 위해 정부는 종합적이고 장기적인 한반도 국토발전 마스터플랜을 수립하여 한반도 국토발전 로드맵을 제시하고자 하며, 남북협력사업의 일관성과 지속성을 확보하고 개별사업을 검토할 수 있는 포괄적인 국토발전계획을 마련하고자 한다. 이에 지속 가능한 국토관리를 위한 한반도 국토개발 마스터플랜 구축을 위해서는 객관적이고 과학적 분석에 활용할 수 있는 접근불능지역의 환경공간정보가 필요하다. 하지만 현재 북한의 환경공간정보는 거의 전무하다시피 하며, 그나마 환경부에서 구축한 대분류 토지피복지도가 있지만, 기 구축된 대분류 토지피복지도는 전 국토를 7개 항목으로 토지피복을 구분하고 있고, 공간 및 속성 해상도가 떨어짐에 따라 정책적으로 활용할 수 있는 분야가 한정적이다. 따라서 본 연구에서는 북한지역의 토지피복지도 관련 선행연구 검토결과를 바탕으로 환경정보가 제한적인 북한지역의 중분류 토지피복지도 구축 방법을 검토하였다. 특히 북한지역을 대상으로 한 기존 2009년 환경부 중분류 토지피복지도 시범 구축 연구, 접근불능지역의 도시지역의 토지이용도 구축 관련 선행연구, 산림지역의 대표 사례로 북한지역 산림황폐지 현황분석 연구 및 북한지역 농경지 현황 파악 연구를 검토하였다. 또한 도시확장 예측이나 개발가능지 예측을 위한 도시분야의 토지피복지도 수요를 파악하고, 산림분야와 농업분야에서 연구되고 있는 토지피복지도 관련 내용을 검토하였다. 이러한 선행연구를 기반으로 본 연구에서 구축하고자 하는 토지피복지도의 분류체계(안)을 제안하였으며, 향후 북한지역 토지피복지도 구축을 위한 발전방안을 도출하였다. 우선 본 연구에서 제시된 분류체계의 토지피복지도 구축방안을 검토하기 위해 개성지역 일대를 구축시범지역으로 설정하였으며, 아리랑 3호 영상을 이용하여 각각의 분류체계에 대해 분류 방안을 제시하였다. 본 연구에서 제시하는 북한 토지피복지도의 구축은 크게 아리랑 3호를 이용한 정확한 분류체계의 경계를 바탕으로 블록 경계 기반의 육안분석을 수행하고, 2009년 북한 중분류 토지피복지도 시범 구축 사례와 본 연구에서 활용한 영상 확인 결과 속성 확인이 모호한 부분에 대해서는 정확한 경계 정보를 제공할 수 있는 도시, 산림, 농업, 환경보전 분야에서 활용할 수 있는 속성값을 부여하였다. 예를 들어 시가화지역에서는 주거지역, 상업지역과 같은 토지이용적 개념의 속성정보는 육안분석만으로 판단하기에는 한계가 있기 때문에 고밀과 저밀시가화로 구분하여 속성을 제공하였다. 산림지역도 활엽수림, 침엽수림, 혼효림과 같은 속성정보 대신 고밀, 저밀산림으로 구분하여 속성을 부여하였다. 그리고 향후 도시, 산림, 농업분야에서 북한지역의 토지피복과 관련하여 분류체계별 세부적인 속성값 도출 연구 및 사업이 진행되어 결과물을 공유할 수 있다면 새롭게 세부적인 분류체계항목으로 토지피복지도의 분류항목을 갱신할 수 있도록 제안하였다. 토지피복지도 시범 구축 결과 아리랑 3호 영상을 이용한 NDVI와 육안분석을 통한 토지피복지도 시범 구축 분류결과의 전체 분류정확도는 95.35%로 산정되었으며, 무감독분류와 기존 환경부의 대분류 토지피복지도와 비교했을 때 경계 및 속성값 정확도의 우수성이 검증되었다. 그리고 기존 2009년 환경부의 선행연구와 비교하여 구축비용 및 구축에 소요되는 일수의 감축이 예상되었으며, 영상처리 및 분석 38.9%, 시가화건조지역 분류 51%, 농업지역 42.6%, 산림지역 36.5%, 기타지역 9.0%의 제작단가 절감을 통해 전체 예산의 35%를 절약할 수 있을 것으로 예상되었다. 원격탐사 자료를 이용한 북한지역의 토지피복지도 구축은 현장 접근이 곤란하고 활용할 수 있는 참조자료가 부족한데다가 자료가 대외비인 관계로 공유 및 활용에 제한이 따르는 등 현실적으로 쉽지 않다. 따라서 기존 환경부의 중분류 토지피복지도 구축과 같이 현장 접근성에 기초한 일반적인 원격탐사 분류 접근 방법과 달리, 정책적 활용 목적과 기술적 가능성 및 효율성을 고려한 협력적이고 단계적인 접근이 필요하다. 특히 분류목적과 방법이 유사한 환경, 농업, 산림 등 자연환경분야의 부처별 연구기관이 상호 협력체계를 구축한다면 자료와 성과물 공유를 통해 북한지역 토지피복분류의 공간 및 속성 선정에 존재하는 불확실성을 보완할 수 있을 뿐 아니라 분류 비용과 시간을 절감하는 데 큰 역할을 할 수 있을 것이다. 또한 각 부처의 정책 목표를 달성하기 위한 다양한 분류체계를 모두 만족시키는 토지피복지도를 작성하는 것은 시간과 비용, 정확도 측면에서 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 1단계로 환경부 중분류 수준 토지피복경계를 추출하여 타 분야에서 공통으로 활용할 수 있도록 제시하고, 2단계로 환경 관련 연구기관의 협력체계를 구축하여 해당 연구기관의 연구 성과물과 방법론 적용을 통한 산림지역, 농업지역, 도시지역의 중분류 경계의 속성 갱신을 유도하는 단계적 접근 방법을 제안하였다.

Table Of Contents

제1장 서 론
1. 연구배경 및 목적
2. 연구범위
3. 연구방법

제2장 이론적 배경 및 선행연구
1. 원격탐사를 이용한 토지피복분류 이론적 배경
가. 토지피복분류의 정의 및 목적
나. 토지피복분류체계
다. 원격탐사 영상자료의 특성 및 주요 위성
라. 토지피복분류방법
마. 정확도 검증 방법
2. 환경부 토지피복지도 구축 현황
가. 구축 목적
나. 주요 추진경과 및 분류체계
다. 제작 방법
3. 토지피복지도 활용사례
가. 자연환경관리
나. 도시분야 활용
다. 산사태분야에서의 활용
라. 비점오염원관리 활용
마. 대기질오염관리 활용
4. 접근불능지역의 토지피복지도 구축사례
가. 환경분야
나. 도시분야
다. 산림분야
라. 농업분야
마. 접근불능지역 연구 특성 검토

제3장 접근불능지역의 토지피복지도 분류체계 설정 및 구축 방법론
1. 개요
2. 분류체계(안) 설정
3. 분류체계별 구축방안
가. 기존 연구(2009년)와 구축방안 비교
나. 분류항목별 정의 및 분류기준 개선(안)

제4장 접근불능지역의 중분류 토지피복지도 시범 구축
1. 연구대상지역
가. 대상지역 선정기준
나. 시범 구축지역(개성시)의 일반현황
다. 시범 구축지역(개성시)의 특징
2. 연구 자료 및 방법
가. 위성영상 선정
나. 활용 자료
다. 분류 방법별 절차 및 내용
3. 결과
가. 영상분석을 통한 시범 구축 결과
나. 육안판독을 통한 시범 구축 결과
다. 정확도 검증 결과
라. 결과물 비교분석
마. 1단계 토지피복지도 구축 소요예산(추정)

제5장 결론 및 발전방안
1. 연구요약
2. 발전방안
가. 환경 관련 분야 협의체 구성을 통한 협력방안 마련
나. 단계별 협력방안 구축

참고문헌

Abstract

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