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

Abstract

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.

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 선행연구를 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, 원격탐사기법을 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.