하천과 인접한 수변구역은 생태학적 중요성과 더불어 친수공간 제공 및 하천 수질 보호에 있어서 매우 높은 잠재적 가치를 가지고 있다. 본 연구는 경안천내 수변구역을 대상으로 경관 구조 지수를 정량적으로 분석하여 향후 수변구역 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료는 과거 1966년부터 2000년까지 36년간의 항공사진을 기하보정하여 수변구역의 토지이용현황에 대한 시계열 자료를 이용하였고, 분석도구는 ArcView의 Extension 모듈로 운영되는 FRAGSTATS를 이용하였다. 분석결과 토지이용변화는 농경지 지역은 감소하고 시가화 건조지역은 증가하는 것으로 나타났으며, 기타 토지이용은 미미한 변화를 나타내고 있다. 경관의 구조 지수 변화 분석 결과 경관규모에서는 NP는 1966년에 437개에서 2000년의 토지이용 패치 수(NP)가 695개로 증가하고 있는 것으로 나타났고, 클래스 규모에서도 같은 결과를 나타내고 있어 인위적인 요인에 의한 토지이용변화가 큰 것으로 판단된다. MPS도 9.441에서 5.934로 작아지고 있어 이 지수 역시 토지이용이 많이 진행되고 있음을 나타내고 있다. 산림지역의 경우 감소하고 있는 추세이나 큰 변화는 없는 것으로 판단된다. 전체적인 지수분석 결과 패치 형태지수는 가장자리가 복잡해지고 있으며, 분산지수에서도 패치의 분산도가 커지는 것으로 나타나 토지이용이 변화되고 있음을 알 수 있다. 이는 수질관리측면에서 수변구역의 주요 기능인 오염물질 차단기능을 약화시키는 결과를 초래할 수 있어 수변구역 관리에 더 많은 노력이 필요할 것으로 판단된다. 향후 각 토지이용도별 각 패치의 분포 형태와 변화 양상 분석과 더불어 토양피복종류의 인접성 등을 고려한 수변구역 관리에 실질적인 자료를 제공할 수 있는 연구가 필요하다.
하천과 인접한 수변구역은 생태학적 중요성과 더불어 친수공간 제공 및 하천 수질 보호에 있어서 매우 높은 잠재적 가치를 가지고 있다. 본 연구는 경안천내 수변구역을 대상으로 경관 구조 지수를 정량적으로 분석하여 향후 수변구역 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하는 것을 목적으로 하였다. 분석자료는 과거 1966년부터 2000년까지 36년간의 항공사진을 기하보정하여 수변구역의 토지이용현황에 대한 시계열 자료를 이용하였고, 분석도구는 ArcView의 Extension 모듈로 운영되는 FRAGSTATS를 이용하였다. 분석결과 토지이용변화는 농경지 지역은 감소하고 시가화 건조지역은 증가하는 것으로 나타났으며, 기타 토지이용은 미미한 변화를 나타내고 있다. 경관의 구조 지수 변화 분석 결과 경관규모에서는 NP는 1966년에 437개에서 2000년의 토지이용 패치 수(NP)가 695개로 증가하고 있는 것으로 나타났고, 클래스 규모에서도 같은 결과를 나타내고 있어 인위적인 요인에 의한 토지이용변화가 큰 것으로 판단된다. MPS도 9.441에서 5.934로 작아지고 있어 이 지수 역시 토지이용이 많이 진행되고 있음을 나타내고 있다. 산림지역의 경우 감소하고 있는 추세이나 큰 변화는 없는 것으로 판단된다. 전체적인 지수분석 결과 패치 형태지수는 가장자리가 복잡해지고 있으며, 분산지수에서도 패치의 분산도가 커지는 것으로 나타나 토지이용이 변화되고 있음을 알 수 있다. 이는 수질관리측면에서 수변구역의 주요 기능인 오염물질 차단기능을 약화시키는 결과를 초래할 수 있어 수변구역 관리에 더 많은 노력이 필요할 것으로 판단된다. 향후 각 토지이용도별 각 패치의 분포 형태와 변화 양상 분석과 더불어 토양피복종류의 인접성 등을 고려한 수변구역 관리에 실질적인 자료를 제공할 수 있는 연구가 필요하다.
The Riparian Buffer Zone has many potential values including the preservation of water quality as well as being ecologically friendly. This study aims to quantitatively analyze the landscape structure index of the Riparian Buffer Zone in the Kyoung-an stream and to produce base information necessary...
The Riparian Buffer Zone has many potential values including the preservation of water quality as well as being ecologically friendly. This study aims to quantitatively analyze the landscape structure index of the Riparian Buffer Zone in the Kyoung-an stream and to produce base information necessary for proper management. The study used aerial images that were applied to geometric corrections for a time series from 1966 to 2000 for land data and also used FRAGSTATS, which is a type of ARCVIEW extension module, as an analysis tool. An analysis of land use change and the Landscape Index revealed that the area of farm land has decreased and that the area of residential property has increased. In addition, there was a slight change for land used for purposes other than farming or for residence. The results of analyzing the Landscape Structure Index, revealed that the NP has increased from 437 in 1966 to 695 in 2000. This data reveals that the change of land use is influenced by various artificial factors. The NPS, which represents the declining degree of patch, decreased from 9.441 to 5.934, revealing that the change of land use has been progressing considerably. In regard to forest areas, land use reduced somewhat but did not indicate a significant change. Therefore, an analysis of the total index reveals that the edge of patch has become more complicated and that the variation index of patch has increased significantly. However, this study reveals that barriers to block pollution have weakened as a result and that there is a need to concentrate on the implementation and the management of the Riparian Buffer Zone. Consequently, this study reveals that substantial research is necessary in order to carry out the proper management of the Riparian Buffer Zone, especially in light of the distribution type of each patch and the change in conditions regarding them.
The Riparian Buffer Zone has many potential values including the preservation of water quality as well as being ecologically friendly. This study aims to quantitatively analyze the landscape structure index of the Riparian Buffer Zone in the Kyoung-an stream and to produce base information necessary for proper management. The study used aerial images that were applied to geometric corrections for a time series from 1966 to 2000 for land data and also used FRAGSTATS, which is a type of ARCVIEW extension module, as an analysis tool. An analysis of land use change and the Landscape Index revealed that the area of farm land has decreased and that the area of residential property has increased. In addition, there was a slight change for land used for purposes other than farming or for residence. The results of analyzing the Landscape Structure Index, revealed that the NP has increased from 437 in 1966 to 695 in 2000. This data reveals that the change of land use is influenced by various artificial factors. The NPS, which represents the declining degree of patch, decreased from 9.441 to 5.934, revealing that the change of land use has been progressing considerably. In regard to forest areas, land use reduced somewhat but did not indicate a significant change. Therefore, an analysis of the total index reveals that the edge of patch has become more complicated and that the variation index of patch has increased significantly. However, this study reveals that barriers to block pollution have weakened as a result and that there is a need to concentrate on the implementation and the management of the Riparian Buffer Zone. Consequently, this study reveals that substantial research is necessary in order to carry out the proper management of the Riparian Buffer Zone, especially in light of the distribution type of each patch and the change in conditions regarding them.
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문제 정의
하천 및 하천과 인접한 수변구역은 상하류간 또는 생태 서식처간을 연결하는 선형 녹지축으 로서 환경 생태학적 측면에서 생물종 다양성을 증진시키는 통로가 되며, 친수공간 제공 및 하천 수질 보호에 있어서 매우 높은 잠재적 가치를 가지고 있다. 본 연구는 수변구역내 생태환경 및 수변구역 관리를 위한 기초자료를 제공하기 위한 목적으로 토지이용에 대한 시계열 자료를 이용하여 경관구조 특성을 나타내는 면적변화, 패치수의 변화와 패치의 표준편차, 변동계수 등 경관 구조 지수를 정량적으로 분석하였으며, 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구는 수변구역에 대한 보다 효율적인 관리를 위해 경안천내 수변구역을 대상으로 과거 1966년부터 2000년까지 36년간의 항공사진을 정사보정하여 수변구역의 토지이용현황에 대한 시계열 자료를 구축하고 이를 통해 수변구역에 대한 경관구조 특성을 나타내는 면적변화, 패치수의 변화와 패치의 표준편차, 변동계수 등 경관 구조 지수를 정량적으로 분석하여 향후 수변구역 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하는 것을 목적으로 하였다.
제안 방법
시계열 항공사진을 이용한 토지이용도는 국토지리정보원에서 제작한 경안천 유역의 토지이용현황도를 바탕으로 1981년부터 2000년까지의 연차별 항공사진을 이용한 토지이용도를 제작하였다. 국토지리정보원에서 제작된 토지이용현황도의 제작방법과 마찬가지로 수치지도를 활용하여 항공사진을 수정ㆍ편집했으며 속성은 국토지리정보원 토지이용현황도의 속성부호를 참조하여 입력하였다. 토지이용현황도를 통해 각 연차별 토지이용 변화를 정성적으로 파악할 수 있으며, 경관 생태학을 위한 소프트웨어인 FRAGSTATS를 활용하여 하천 경관변화를 분석하고 예측할 수 있다.
대상지역의 경관요소 변화 추이를 분석하기 위해 1966년부터 2000년까지의 항공사진을 정사보정하여 토지이용현황도를 구축하였으며, 이 자료를 이용하여 토지이용변화를 분석하였다. 분석결과 토지이용변화는 농경지의 경우 36년동안 41.
후자는 일반적으로 중심이 된 클래스에서 모든 패치들에 영향을 미치는 패치에서의 평균, 면적 가중 평균, 중앙값, 범위, 표준 편차, 분산 지수들을 요약하는데 사용된다. 이를 산출하는 방법은 패치에 대한 각 지수에 대하여 ① 평균(mean, MN), ② 면적 가중 평균(area weighted mean, AM), ③ 중앙값(median, MD), ④ 범위(range, RA), ⑤ 표준 편차(standard deviation, SD), ⑥ 분산 계수(coefficient of variation, CV)를 각각 구하여 표현한다.
대상 데이터
본 연구는 최근 도시의 난개발로 사회 문제가 되고 있는 경기도 용인시 지역이 포함되는 경안천 유역을 대상으로 하였다. 경안천 유역은 급속한 도시화의 진행뿐만 아니라 수도권의 대표적인 상수원수를 공급하는 팔당호의 한 지류로서 하천수의 수질오염 관리에 있어서도 중요한 유역으로 경안천 전 구간이 수변구역으로 지정된 곳이다.
시계열 항공사진을 이용한 토지이용도는 국토지리정보원에서 제작한 경안천 유역의 토지이용현황도를 바탕으로 1981년부터 2000년까지의 연차별 항공사진을 이용한 토지이용도를 제작하였다. 국토지리정보원에서 제작된 토지이용현황도의 제작방법과 마찬가지로 수치지도를 활용하여 항공사진을 수정ㆍ편집했으며 속성은 국토지리정보원 토지이용현황도의 속성부호를 참조하여 입력하였다.
성능/효과
각 패치에 대한 형태지수는 평균형태지수(MSI), 평균 형태 프렉탈 차원(MPFD), 이중로그 프렉탈 차원(DLFD), 면적가중 평균 패치 프렉탈 차원(AWMPFD) 등이 있으며, MSI는 패치가 원이나 정사각형에 가까울수록 1에 접근하는데 본 연구에서는 1.984에서 2000년에는 1.823으로 나타났으나, 면적가중형태지수(AWMSI)는 2.795에서 3.204로 증가하여 패치의 가장자리가 복잡해지는 형태로 나타났다.
경관 크기 규모의 지수분석 결과 패치수의 증가나 평균 면적의 감소, 변동계수 등 전체적인 지수를 분석한 결과 패치 수가 증가와 더불어 패치의 위축 정도가 커지고 있으며, 이 값 역시 농경지와 시가화 건조지역에서의 경관지수의 변화가 경관규모 및 클래스 규모 모두에서 더 활발하게 일어난 것으로 분석되어 토지이용 변화와 마찬가지로 농경지와 시가화 건조지역에서의 토지이용변화가 많은 것을 알 수 있다. 각 패치에 대한 형태지수는 평균형태지수(MSI)를 분석한 결과 패치의 가장자리가 복잡해지는 형태로 나타났다.
경관 지수 변화 분석은 경관규모의 분석(표 3)과 클래스 규모의 분석(표 4)으로 구분하였으며 경관규모의 분석결과 각 토지이용 패치(patch)의 전체 수(NP)는 1966년에 437개에서 2000년의 토지이용 패치 수(NP)가 695개로 증가하고 있으며, 표4의 클래스 규모의 분석에서도 시가화 건조지역의 NP수가 증가한 것으로 나타나 토지이용변화의 분석결과와 마찬가지로 인위적인 요인에 의한 토지이용변화가 큰 것으로 판단되며, 또한 PD는 단위면적당 패치수를 의미하므로 특정 토지피복지역의 면적이 동일하더라도 그 수에 따라 밀도가 다르기 때문에 패치의 연결성 또는 쪼개짐 정도를 측정할 수 있다. PD만으로 경관구조의 안정성 또는 생태적 기능성을 평가하는 것은 불가능하지만 단위면적당 패치수를 기준으로 볼 때 그 값이 높을수록 구조적으로 불안정한 상태라 할 수 있다.
경관 크기 규모의 지수분석 결과 패치수의 증가나 평균 면적의 감소, 변동계수 등 전체적인 지수를 분석한 결과 패치 수가 증가와 더불어 패치의 위축 정도가 커지고 있으며, 이 값 역시 농경지와 시가화 건조지역에서의 경관지수의 변화가 경관규모 및 클래스 규모 모두에서 더 활발하게 일어난 것으로 분석되어 토지이용 변화와 마찬가지로 농경지와 시가화 건조지역에서의 토지이용변화가 많은 것을 알 수 있다. 각 패치에 대한 형태지수는 평균형태지수(MSI)를 분석한 결과 패치의 가장자리가 복잡해지는 형태로 나타났다.
대상지역의 경관요소 변화 추이를 분석하기 위해 1966년부터 2000년까지의 항공사진을 정사보정하여 토지이용현황도를 구축하였으며, 이 자료를 이용하여 토지이용변화를 분석하였다. 분석결과 토지이용변화는 농경지의 경우 36년동안 41.0%에서 25.4%로 감소하였고, 시가화 건조지역의 경우 4.35%에서 18.46%로 증가하였고, 산림지역의 경우에는 약 1.4㎢ 감소한 것으로 나타났다. 이러한 토지이용변화는 수변구역 관리에 있어서 하천과 근접한 곳의 토지이용의 변화가 큰 것으로 보인다.
패치 크기의 표준편차(PSSD) 지수와 패치의 변동계수(PSCV)는 패치의 분산된 정도를 파악하는 지수로서 경관구조 지수인 PSSD가 점차로 작아지고 있으나 패치의 평균면적(MPS)이 작아져 PSCV는 더 증가하여 분산도가 더 커지는 것으로 나타났다.
패치의 분산된 정도를 파악하는 지수들인 PSSD와 PSCV의 결과에 의하면 패치의 분산도가 커지는 것으로 나타나 토지이용이 변화되고 있음을 알 수 있다.
후속연구
향후 각 토지이용도별 각 패치의 분포 형태와 변화 양상 분석과 더불어 토양피복종류의 인접성, 수문학적 변형 등 수변구역에 대한 수질 및 홍수 지수인자에 대한 연구를 수행하여 수변 구역 관리에 실질적인 자료를 제공할 수 있는 연구를 수행하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수변구역이란 무엇인가?
수변구역은 수변에서 일정거리 이내의 공공 수역으로의 오염물질을 차단하는 완충지대 (riparian buffer zone 혹은 cordon sanitaire) 혹은 보호지대(protection zone)로서 수질관리를 위한 일종의 유역관리 구역이다.
하천은 환경 생태학적 측면에서 어떤 역할을 하는가?
하천은 상하류간 또는 생태 서식처간을 연결 하는 선형 녹지축으로서 환경 생태학적 측면에서 생물종 다양성을 증진시키는 통로가 된다. 특히 하천과 인접한 수변구역은 생태학적 중요성과 더불어 친수공간 제공 및 하천 수질 보호에 있어서 매우 높은 잠재적 가치를 가지고 있다.
경관 생태학과 관련된 연구 중 원격탐사 자료를 이용한 경관요소 분석 연구는 무엇이 있는가?
원격탐사 자료를 이용한 경관요소 분석에서 Green 등(1987)은 TM의 반사치에 의한 정보를 이용하여 생물서식지의 구분화를 제시하였고, Myers(1998)는 SPOT 영상자료를 이용하여 높은 공간해상력을 이용한 자연식생의 파괴면적을 산출한 바 있다. 또한 수변구역과 밀접한 관계가 있는 하천 및 하천 부지에 대해서 시계열 항공사진과 과거 지형도를 이용하여 하천부지에 대한 토지이용도를 작성하여 그 면적 변화를 분석한 연구도 진행되고 있다(박근애 등, 2005).
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