[논문]원격탐사와 GIS 기법을 이용한 신두리 해안사구지대의 지형변화 분석

서종철

[국내논문] 원격탐사와 GIS 기법을 이용한 신두리 해안사구지대의 지형변화 분석
Analysis of Geomorphological Changes using RS and GIS techniques in Shinduri coastal dunefield 원문보기

한국지역지리학회지 = Journal of the Korean Association of Regional Geographers, v.8 no.1, 2002년, pp.98 - 109

서종철 (국립환경연구원 생물다양성센터)

초록
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신두리 사구지대에서 30여년 동안의 항공사친을 분석하여 지표피복상태의 변화와 전사구열과 미피복사구를 중심으로 사구지형의 변화패턴을 분석하였다. 연구결과 삼림사구의 면적은 지속적으로 증가한 반면 미 피복사구의 면적은 감소하였다. 또한 전사구열의 위치는 북부에서 방조제 축조 이후에 전진하였으나 사구지대 중앙부에서는 약 80m 후퇴하였다. 2차 사구 지대의 미피복사구는 면적 감소와 함께 전면부가 침식되어 육지쪽으로 이동하는 패턴을 나타냈다. 이러한 지표피복변화와 지형변화는 신두리 사구지대가 조림사업이나 해안개발과 같은 인위적인 행위에 의해 영향을 받는 것과 동시에 신두리 사구지대로 유입하는 모래양이 점차 감소하면서 식생에 의해 미피복사구가 정착되는 과정에 있음을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The long term land-cover changes and the pattern of morphological changes in foredune ridges and unvegetated dunes were investigated for about 30 years through analysing aerial photographs in Shinduri coastal dunefield, Korea. As a result, forested dune area increased while unvegetated dune area decreased continuously since 1967. Foredune ridges retreated landward about 80m away from the former coast-line in the middle part while they advanced seaward after construction of dike in the northern part during last 3 decades. Unvegetated dunes in the middle part of the dunefield were eroded at seaward side and moved landward away. These facts mean not only coastal dune area has been affected by man-made effects such as afforestation and coastal developments but also shinduri coastal dune area has been stabilized by plants and has been negative sediment budget.

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문제 정의

이 연구의 목적은 신두리 해안사구지대의 지형발달과정을 밝히는 것이다. 이를 위해 1967년 이후 30여년 동안 촬영된 여러 세트의 항공사진을 이용하여 장기적인 측면에서 신두리 해안사구지대의 지표 피복 상태 변화와 전사구열과 미피복사구의 변화패턴을 분석하였다.
항공사진을 통하여 지표피복 상태의 변화와 함께 신두리 사구지대의 지형변화와 사구의 이동율을 통해 사구지대의 발달과정을 파악하고자 하였다. 이를 위해 해안선과 접해 형성되어 있는 전사구열의 위치이동과 전사구열 후면에 형성되어 있는 미피복사구(unvegetated dune)의 이동과 변화양상에 주목하였다.
4-8). 따라서, 미피복사구가 존재하는 단면 B 와 단면 C 일대에서 이러한 미피복사구의 변화와 이동패턴을 잘 관찰한 후 신두리 사구지대의 지형변화과정을 파악하고자 하였다.
이 연구에서는 비교적 획득과 처리가 쉽고 비용이 적게드는 항공사진을 이용하여 조사지역 해안사구의 분포와 지형변화 등을 관찰하고자 하였다. 분석에 이용된 항공사진은 1967년 이후에 촬영된 5세트로서 약 30여년 동안의 지형변화를 관측할 수 있었다(표 1).

제안 방법

밝히는 것이다. 이를 위해 1967년 이후 30여년 동안 촬영된 여러 세트의 항공사진을 이용하여 장기적인 측면에서 신두리 해안사구지대의 지표 피복 상태 변화와 전사구열과 미피복사구의 변화패턴을 분석하였다.
우선 국립지리원에서 촬영된 1 : 20, 000과 1 : 50, 000 항공사진을 1200dpi 해상도로 스캐닝하여 디지털 이미지로 만든다. 그 다음 단계는 이미지에 위치를 부여하는 것인데, 항공사진은 촬영당시 카메라의 기울기로 인해 완전한 수평상태를 유지하지 못하므로 위치와 기울기를 보정하는 기하보정(geometric correction) 과정이 필요하다.
그 다음 단계는 이미지에 위치를 부여하는 것인데, 항공사진은 촬영당시 카메라의 기울기로 인해 완전한 수평상태를 유지하지 못하므로 위치와 기울기를 보정하는 기하보정(geometric correction) 과정이 필요하다. 이를 보정하기 위해서 인공위성사진의 위치보정 과정과 동일한 방법으로 사진상에서 GCP를 설정한 후, ERMAPPER 6.0의 RECTIFY 모듈을 이용하여 위치를 보정하였다. 이때 RMS 오차값이 1 이하가 되도록 하였다 (표 2).
위치가 보정된 항공사진 이미지를 ArcView 3.2 프로그램으로 불러들인 후, 화면상에서 시상feature) 을 육안으로 확인하면서 분류항목별(표 3)로 식별된 내용을 디지타이징(on-screen digitizing)하여 지표피복분류도를 작성하였다. 분류된 내용의 정확성을 파악하기 위해 1998년 사진을 분류한 결과를 가지고 현장을 방문하여 결과를 확인하였다.
2 프로그램으로 불러들인 후, 화면상에서 시상feature) 을 육안으로 확인하면서 분류항목별(표 3)로 식별된 내용을 디지타이징(on-screen digitizing)하여 지표피복분류도를 작성하였다. 분류된 내용의 정확성을 파악하기 위해 1998년 사진을 분류한 결과를 가지고 현장을 방문하여 결과를 확인하였다.
이를 위해 해안선과 접해 형성되어 있는 전사구열의 위치이동과 전사구열 후면에 형성되어 있는 미피복사구(unvegetated dune)의 이동과 변화양상에 주목하였다.
구분된다. 따라서 항공사진상에서 식생이 있는 부분을 전사구열의 말단부로 판독하였다. 분석결과 사구지대 전체적으로는 1967년 이후 약 30년 동안 전사구열의 위치가 사구지대 남부와 중앙부에서는 육지 방향으로 후퇴하였고, 반대로 사구지대 북부에서는 해안 방향으로 전진한 것으로 나타났다(그림 11).

대상 데이터

연구지역인 신두리 해안사구지대는 태안반도의 서북부에 위치해 있다. 해안사구지대의 범위는 해빈을 따라 좌우 폭이 약 4km이고 해안에서 육지부로는 0.
하였다. 분석에 이용된 항공사진은 1967년 이후에 촬영된 5세트로서 약 30여년 동안의 지형변화를 관측할 수 있었다(표 1).

성능/효과

분석에 의하면 1980년대까지 활발하게 이동하던 미피복사구가 1984년과 1991년 사이에 조림사업에 의해 대부분 안정화되어 분포면적이 급격하게 감소되었으며, 1991년 이후에 남아 있던 중앙부의 이동사구는 초본류의 정착이 진행되면서 현재는 거의 안정단계에 이르렀다. 다만, 사구의 중앙부에서는 계절적인 모래이동이 일어나고 있음이 측량결과 확인되었다(서종철, 2001).
따라서 항공사진상에서 식생이 있는 부분을 전사구열의 말단부로 판독하였다. 분석결과 사구지대 전체적으로는 1967년 이후 약 30년 동안 전사구열의 위치가 사구지대 남부와 중앙부에서는 육지 방향으로 후퇴하였고, 반대로 사구지대 북부에서는 해안 방향으로 전진한 것으로 나타났다(그림 11).
분석결과 전술한 미피복사구의 면적감소와 함께 육지 쪽으로의 지속적인 위치이동이 가장 두드러진 특징으로 나타났다(그림 13). 단면 B와 단면 C에서 전사구 전면부는 각각 133.
그러나 항공사진 분석에 따르면 사방사업이 시행되지 않은 곳에서도 미피복사구가 점차 삼림 사구로 대체되는 것을 볼 수 있는데, 이것은 자연스러운 식생의 천이과정, 특히 번식력이 강한 아까시나무림의 확산에 의한 것으로 파악되었다. 즉, 인위적인 요인과 자연적인 요인으로 삼림면적이 증가하자 사구지대의 전체적인 마찰력이 커지고 모래의 이동력은 약화되었으며, 이에 따라 식생이 정착하기에 유리한 환경이 조성된 것으로 판단된다
항공사진을 이용하여 토지피복 상태를 분석한 결과 1967년 이후 현재까지 삼림의 면적 중가와 미피복사구의 면적 감소가 지속적으로 일어나는 것으로 나타났다. 해안선과 인접해 있는 전사구열의 위치는 사구지대 중앙부에서 31년 사이에 최대 80m 이상 후퇴한 것으로 나타났으며, 사구지대 상부에서는 간척제방이 축조된 후 해안선이 전진하는 것으로 나타났다.

후속연구

알 수 있다. 이와 같은 현상은 간척 제방이 축조로 인하여 해수의 유입이 차단되면서 연안류를 따라 운반되던 퇴적물 또한 만 내부로 유입되지 못하고 사구지역 북단에 퇴적되고 있기 때문인 것으로 판단되지만 정확한 원인을 밝히기 위해서는 사구지대 뿐만 아니라 해빈을 포함한 사구지대 전면부 연안지역에서의 종합적인 수문역학적 조사가 선행되어야 한다. 다만, 현재 이 일대에서는 전사구열이 비교적 빠르게 성장하고 있을 뿐만 아니라 사구지역 전면의 해빈지역 또한 성장하고 있으며(서종철, 2001), 신두리 사구지대 전면에서 측정된 연안류의 흐름과 퇴적물의 이동방향도 창조류와 낙조류 시에 모두 이 일대로 집중되고 있어(환경부, 2001) 이러한 현상을 조심스럽게 추론하는 것이다.
있다. 따라서, 신두리 해안사구지대에서의 지형형성과정과 퇴적물수지 등에 대한 추후의 지속적인 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

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