도시 하천유역의 가시적인 변화를 찾을 수 있는 가장 현실적인 기술은 위성영상 자료를 활용하는 것이다. 위성영상자료는 지표상의 진행중인 토지이용의 변화양상에 대해 일관되고 반복적인 정보를 제공하고 있으며, 정기적인 관측으로 상세한 시공간 분석을 가능하게 한다. 이러한 원격탐사기법을 이용하여 시계열인 변천과정을 유형화하고, 아울러 과거 동적인 모형의 확률적 변환과정에 대한 예측 방법론과 연계를 시킨다면 도시 및 유역의 공간변화를 효과적으로 추정할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 오늘날 대부분의 인간의 정주가 되고 있는 도시하천 유역의 장래 토지이용 변화모형을 구축하고 이를 예측하여 토지이용 변화에 따른 도시하천의 유출특성을 규명하기 위하여 과거시기의 위성영상(Landsat)자료를 ...
도시 하천유역의 가시적인 변화를 찾을 수 있는 가장 현실적인 기술은 위성영상 자료를 활용하는 것이다. 위성영상자료는 지표상의 진행중인 토지이용의 변화양상에 대해 일관되고 반복적인 정보를 제공하고 있으며, 정기적인 관측으로 상세한 시공간 분석을 가능하게 한다. 이러한 원격탐사기법을 이용하여 시계열인 변천과정을 유형화하고, 아울러 과거 동적인 모형의 확률적 변환과정에 대한 예측 방법론과 연계를 시킨다면 도시 및 유역의 공간변화를 효과적으로 추정할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 오늘날 대부분의 인간의 정주가 되고 있는 도시하천 유역의 장래 토지이용 변화모형을 구축하고 이를 예측하여 토지이용 변화에 따른 도시하천의 유출특성을 규명하기 위하여 과거시기의 위성영상(Landsat)자료를 영상분석 프로그램을 이용하여 토지이용을 분석하였고, 토지이용상태를 분리한 후 분석하였다. 분리된 토지현황을 Markcov Chain 모형을 이용하여 토지이용상태를 전이행렬로 구성하여 장래토지이용 변화를 예측하고, 예측된 장래토지이용변화를 이용해 수문모형에 적용하여 하천의 수문변화를 규명 하였으며, 결과를 정리하면 아래와 같다. 본 연구는 오늘날 대부분의 인간의 정주가 되고 있는 하천유역을 대상으로 위성영상 Landsat자료를 이용하여 토지이용분석을 실시하고, 도시하천유역의 미래 토지이용 상태를 Morkov Chain 모델을 이용하여 예측하고 토지이용변화에 따른 도시하천 유역의 유출특성을 규명한 것으로서 결과를 정리하면 아래와 같다. Landsat 위성영상을 이용한 고차다항식 방법에 의해 기하보정 한 결과 0.5픽셀 이내의 보정정확도를 확보할 수 있었으며, 감독분류의 방법 중 Maximum Likelihood 방법을 이용해 연구대상지의 토지이용에 대한 영상을 효과적으로 제작할 수 있었다. 1980년이전부터 도시화가 진행된 대전지역의 갑천유역과 화산천, 반석천, 진잠천, 탄동천유역을 연구대상으로 선정하고 이 지역의 위성영상자료와 수치지형도의 자료 특성을 활용하여 하천유역내 토지이용을 세분화할 경우 보다 정확한 토지이용도의 분류가 가능할 수 있었다. 분류된 토지이용도를 이용하여 마코브체인(Markov Chain) 모형을 이용하여 갑천유역의 경우 1990년 토지이용데이터를 기준으로 2000년의 토지이용을 예측하는 검증을 실시하였으며, 각하천의 1990년의 토지이용 데이터를 기준으로 2000년의 토지이용을 예측하는 검증을 통해 모형을 평가하였다. 갑천유역에 대한 1990년을 기준으로 2000년까지의 10년간 모형 수행을 한 결과 상관계수 0.999로서 1990년대 토지이용변화를 잘 반영해 주고 있는 것으로 나타났으며, 화산천 유역의 경우 1990년을 기준으로 2000년까지 모형을 수행한 결과 상관계수 0.997로서 상관관계를 나타내 2000년대 토지이용변화를 잘 반영해 주었다. 반석천유역은 0.993, 진잠천 0.997, 탄동천 0.999 높은 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 각 하천의 토지이용면적을 Markov Chain 모형을 이용하여 천이를실시하여 수렴될 때까지 확률값을 구하였고, 최종 장래토지이용에 대한 확률값을 결정한 결과 갑천은 산림 0.381, 수계 0.015, 농경지 0.370, 도심지 0.234로 예측확률값이 산정되었고, 화산천은 산림 0.527 수계 0.031, 농경지 0.235, 도심지 0.211, 반석천은 산림 0.268 수계 0.024, 농경지 0.07 도심지 0.638로 산정되었다. 그리고 진잠천은 산림 0.269 수계 0.028, 농경지 0.217, 도심지 0.487, 탄동천유역은 산림 0.246 수계 0.021, 농경지 0.270, 도심지 0.463의 확률값이 나타났다. 하천의 1990년, 2000년, 장래토지이용변화에 따른 각 유역의 CN값을 산정한 결과 갑천 72.6, 75.1, 77.7, 화산천 76.3, 77.2, 79.8, 반석천 77.3, 78.5, 81.5, 진잠천 79.4, 80.4, 82.1, 탄동천 78.5, 79.1, 80.8로 변화하는 것으로 산정되었다. 하천의 1990년, 2000년, 장래토지이용의 변화에 따른 유출량 변화는 갑천 2.6%～4.5%, 화산천 8.6%～9.4%, 반석천 10.5%～11.7%, 진잠천 6.3%～6.9%, 탄동천 5.4%～5.9% 각각 유출량이 증가하는 것으로 나타났다. 각 하천토지이용 변화에 따른 유출량 변화의 주된 변화요인은 도시화 면적에 따라 유출량의 변화는 크게 좌우됨에 따라 재현기간에 따른 도시화면적과 홍수량과의 관계식 선형식과 다항식으로 표현할 수 있었으며, 선형식의 경우 도시화와 홍수량의 관계에 대해 0.858～0.861의 상관성을 가지는 것으로 나타났으며, 다항식의 경우 0.934～0.974의 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 하천유역내 토지이용의 변화는 유역의 유출량 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요소중 하나이다. 따라서 토지이용 변화의 정확한 분류는 하천의 보다 정확한 수문량의 산정이 가능하다. 특히 Landsat 영상을 이용한 과거 영상의 토지이용 분류를 통해 산정된 과거 토지이용 데이터와 Markov Chain 모형을 이용한 장래 토지이용도 예측은 향후 계획될 하천의 치수계획 활용 가능성이 클 것으로 기대된다.
도시 하천유역의 가시적인 변화를 찾을 수 있는 가장 현실적인 기술은 위성영상 자료를 활용하는 것이다. 위성영상자료는 지표상의 진행중인 토지이용의 변화양상에 대해 일관되고 반복적인 정보를 제공하고 있으며, 정기적인 관측으로 상세한 시공간 분석을 가능하게 한다. 이러한 원격탐사기법을 이용하여 시계열인 변천과정을 유형화하고, 아울러 과거 동적인 모형의 확률적 변환과정에 대한 예측 방법론과 연계를 시킨다면 도시 및 유역의 공간변화를 효과적으로 추정할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 오늘날 대부분의 인간의 정주가 되고 있는 도시하천 유역의 장래 토지이용 변화모형을 구축하고 이를 예측하여 토지이용 변화에 따른 도시하천의 유출특성을 규명하기 위하여 과거시기의 위성영상(Landsat)자료를 영상분석 프로그램을 이용하여 토지이용을 분석하였고, 토지이용상태를 분리한 후 분석하였다. 분리된 토지현황을 Markcov Chain 모형을 이용하여 토지이용상태를 전이행렬로 구성하여 장래토지이용 변화를 예측하고, 예측된 장래토지이용변화를 이용해 수문모형에 적용하여 하천의 수문변화를 규명 하였으며, 결과를 정리하면 아래와 같다. 본 연구는 오늘날 대부분의 인간의 정주가 되고 있는 하천유역을 대상으로 위성영상 Landsat자료를 이용하여 토지이용분석을 실시하고, 도시하천유역의 미래 토지이용 상태를 Morkov Chain 모델을 이용하여 예측하고 토지이용변화에 따른 도시하천 유역의 유출특성을 규명한 것으로서 결과를 정리하면 아래와 같다. Landsat 위성영상을 이용한 고차다항식 방법에 의해 기하보정 한 결과 0.5픽셀 이내의 보정정확도를 확보할 수 있었으며, 감독분류의 방법 중 Maximum Likelihood 방법을 이용해 연구대상지의 토지이용에 대한 영상을 효과적으로 제작할 수 있었다. 1980년이전부터 도시화가 진행된 대전지역의 갑천유역과 화산천, 반석천, 진잠천, 탄동천유역을 연구대상으로 선정하고 이 지역의 위성영상자료와 수치지형도의 자료 특성을 활용하여 하천유역내 토지이용을 세분화할 경우 보다 정확한 토지이용도의 분류가 가능할 수 있었다. 분류된 토지이용도를 이용하여 마코브체인(Markov Chain) 모형을 이용하여 갑천유역의 경우 1990년 토지이용데이터를 기준으로 2000년의 토지이용을 예측하는 검증을 실시하였으며, 각하천의 1990년의 토지이용 데이터를 기준으로 2000년의 토지이용을 예측하는 검증을 통해 모형을 평가하였다. 갑천유역에 대한 1990년을 기준으로 2000년까지의 10년간 모형 수행을 한 결과 상관계수 0.999로서 1990년대 토지이용변화를 잘 반영해 주고 있는 것으로 나타났으며, 화산천 유역의 경우 1990년을 기준으로 2000년까지 모형을 수행한 결과 상관계수 0.997로서 상관관계를 나타내 2000년대 토지이용변화를 잘 반영해 주었다. 반석천유역은 0.993, 진잠천 0.997, 탄동천 0.999 높은 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 각 하천의 토지이용면적을 Markov Chain 모형을 이용하여 천이를실시하여 수렴될 때까지 확률값을 구하였고, 최종 장래토지이용에 대한 확률값을 결정한 결과 갑천은 산림 0.381, 수계 0.015, 농경지 0.370, 도심지 0.234로 예측확률값이 산정되었고, 화산천은 산림 0.527 수계 0.031, 농경지 0.235, 도심지 0.211, 반석천은 산림 0.268 수계 0.024, 농경지 0.07 도심지 0.638로 산정되었다. 그리고 진잠천은 산림 0.269 수계 0.028, 농경지 0.217, 도심지 0.487, 탄동천유역은 산림 0.246 수계 0.021, 농경지 0.270, 도심지 0.463의 확률값이 나타났다. 하천의 1990년, 2000년, 장래토지이용변화에 따른 각 유역의 CN값을 산정한 결과 갑천 72.6, 75.1, 77.7, 화산천 76.3, 77.2, 79.8, 반석천 77.3, 78.5, 81.5, 진잠천 79.4, 80.4, 82.1, 탄동천 78.5, 79.1, 80.8로 변화하는 것으로 산정되었다. 하천의 1990년, 2000년, 장래토지이용의 변화에 따른 유출량 변화는 갑천 2.6%～4.5%, 화산천 8.6%～9.4%, 반석천 10.5%～11.7%, 진잠천 6.3%～6.9%, 탄동천 5.4%～5.9% 각각 유출량이 증가하는 것으로 나타났다. 각 하천토지이용 변화에 따른 유출량 변화의 주된 변화요인은 도시화 면적에 따라 유출량의 변화는 크게 좌우됨에 따라 재현기간에 따른 도시화면적과 홍수량과의 관계식 선형식과 다항식으로 표현할 수 있었으며, 선형식의 경우 도시화와 홍수량의 관계에 대해 0.858～0.861의 상관성을 가지는 것으로 나타났으며, 다항식의 경우 0.934～0.974의 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 하천유역내 토지이용의 변화는 유역의 유출량 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요소중 하나이다. 따라서 토지이용 변화의 정확한 분류는 하천의 보다 정확한 수문량의 산정이 가능하다. 특히 Landsat 영상을 이용한 과거 영상의 토지이용 분류를 통해 산정된 과거 토지이용 데이터와 Markov Chain 모형을 이용한 장래 토지이용도 예측은 향후 계획될 하천의 치수계획 활용 가능성이 클 것으로 기대된다.
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