[논문]국토환경성평가 지표를 이용한 환경용량 산정모델 개발

이종수; 이우균; 전성우

국토환경성평가 지표를 이용한 환경용량 산정모델 개발
A Development of Environmental Capacity Estimation Model Using the National Environmental Assessment Indicators 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.15 no.6, 2006년, pp.385 - 394

이종수 (한국환경정책.평가연구원 환경정보센터) , 이우균 (고려대학교 환경생태공학부) , 전성우 (한국환경정책.평가연구원 환경정보센터)

Abstract ▼ AI-Helper

Land resources should be managed not only for human utilizations but also for environmental preservation. Based on that, environmental capacity should be estimated in both environmental and developmental ways. This study was performed for developing an estimation model for relative environmental capacity, considering both Development Tolerance Index(DTI), which shows environmental and ecological conservation value and is based on national environmental assessment indicators of the Korea Ministry of Environment, and Development Attractiveness Index(DAI), which shows topographical characteristics and geographical accessibility. The relative environmental capacity in this study can be helpful to coping with the conflict in planning and managing the use of land resources. The relative environmental capacity in this study, however, did not include either environmental or ecological sensitivity of land resources. This limitation should be solved through further research.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 여러 가지 인자가 복합적으로 작용을 하기 때문에 어느 요인으로 인하여 환경적 가치가 평가되었는지 해석하기는 어렵다. 따라서 본 연구에서는 평가 항목간 가중치를 배제하고 각 평가 항목이 등가치라는 전제를 설정하여 평가 결과의 객관성을 최대한 유지할 수 있도록 하였다.
따라서 본 연구에서는 현재 매체별·지엽적으로 관리되고 있는 환경을 국토차원에서 통합하여 평가할 수 있는 방안의 일환으로 환경부에서 제시한 국토환경성평가 지표를 이용하여 상대적 환경용량 산정 모델을 개발하고 그 결과를 고찰하였다. 이러한 연구결과를 토대로 국토에 대한 관리방안 수립 시참고자료로 활용할 수 있도록 기초 자료를 제공하는데 본 연구의 목적이 있다.
본 연구는 지속가능한 개발이란 명제에 따라 대두된 국토의 환경용량을 산정하기 위한 연구로서 물리적인 공간계획과 연계가 가능하고, 개발과 보전이 균형을 이루는 환경용량을 산정하기 위하여 국토환경성평가 지표를 제한인자로 설정한 상대적 환경용량 산정 모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 환경용량 결정요소와 관련된 임상도, 생태자연도, 도시계획도, 토지피복지도 등의 다양한 공간정보를 수집하여 표준화한 후, GIS 공간연산을 통하여 환경용량을 산정하였다.
본 연구에서는 최근 증가하고 있는 개발압력이 환경 보전과 조화를 이루면서 수용될 수 있도록 개발과 보전의 측면을 상대적으로 비교한 상대적 환경용량을 산정하였다. 상대적 환경용량은 서술적으로 표현이 가능하다.
따라서 본 연구에서는 현재 매체별·지엽적으로 관리되고 있는 환경을 국토차원에서 통합하여 평가할 수 있는 방안의 일환으로 환경부에서 제시한 국토환경성평가 지표를 이용하여 상대적 환경용량 산정 모델을 개발하고 그 결과를 고찰하였다. 이러한 연구결과를 토대로 국토에 대한 관리방안 수립 시참고자료로 활용할 수 있도록 기초 자료를 제공하는데 본 연구의 목적이 있다.
그동안 경제성장 위주의 국토관리정책으로 말미암아 개발이 우선시 되면서 많은 사회적 문제를 야기하고 있다. 이에 본 연구에서는 환경적 측면과 경제적 측면을 모두 고려할 수 있는 상대적 환경용량 산정 모형을 제시하였다. 상대적 환경용량 모형은 환경적 가치를 반영한 개발허용지수와 경제적 가치를 반영한 개발매력지수를 상대적으로 비교하도록 구성되어 있다.

제안 방법

이 중 개발과 직접적으로 연관되고 전국 단위로 구축이 가능하며 격자단위로 분석이 가능해야 한다는 조건을 모두 만족하는 표고, 경사도, 시가화 지역(기개발지)과의 거리, 도로와의 거리를 평가지표로 선정하였다. 개발매력지수는 표 3의 개발매력지수 평가 기준에 따라 각 격자별로 부여된 점수의 합을 구한 후 퍼지함수를 이용하여 0에서 100사이의 값을 가지도록 재분류를 실시하였다. 100으로 갈수록 개발매력도가 높은 것을 의미한다.
따라서 그동안 환경용량이 인구수 등의 숫자로 표시되면서‘환경용량 내에서 개발을 하면 모든 환경문제를 해결할 수 있을 것이다’란 기대에서 발생되었던 환경용량 만능주의란 오해의 소지들을 해소 시킬 수 있다. 또한, 공간단위로 분석이 가능한 다양한 지표들을 사용하여 표준화되고 보편타당한 결과를 얻을 수 있도록 하였으며 연구 결과의 설명력을 높였다. 본 연구에 적용한 환경용량의 산정과정은 그림 2와 같고 유형 및 정의는 표 1과같다.
또한, 환경용량을 용이하게 비교하기 위하여 5개의 등급으로 나누었다. 등급 구분은 관리방안과 연계되는 사안으로 환경 관련 연구의 경우 5개 등급이 일반적이다.
본 연구는 지속가능한 개발이란 명제에 따라 대두된 국토의 환경용량을 산정하기 위한 연구로서 물리적인 공간계획과 연계가 가능하고, 개발과 보전이 균형을 이루는 환경용량을 산정하기 위하여 국토환경성평가 지표를 제한인자로 설정한 상대적 환경용량 산정 모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 환경용량 결정요소와 관련된 임상도, 생태자연도, 도시계획도, 토지피복지도 등의 다양한 공간정보를 수집하여 표준화한 후, GIS 공간연산을 통하여 환경용량을 산정하였다. 최종결과물은 평가 항목의 특성을 종합적으로 고려하기 위하여 30m×30m 격자단위로 표현하였다.
개발과 관련된 인자로는 이동근과 김재욱(2004)이 제시한 경사도, 상대표고와 건설교통부(2005)에서 제시한 경사도, 표고, 도시용지비율, 용도전용비율, 기개발지와의 거리, 공공편익시설과의 거리 및 환경부(2005)에서 제시한 시가화지역과의 거리, 도로와의 거리 등이 있다. 이 중 개발과 직접적으로 연관되고 전국 단위로 구축이 가능하며 격자단위로 분석이 가능해야 한다는 조건을 모두 만족하는 표고, 경사도, 시가화 지역(기개발지)과의 거리, 도로와의 거리를 평가지표로 선정하였다. 개발매력지수는 표 3의 개발매력지수 평가 기준에 따라 각 격자별로 부여된 점수의 합을 구한 후 퍼지함수를 이용하여 0에서 100사이의 값을 가지도록 재분류를 실시하였다.
본 연구에서 개발된 환경용량 결정요소와 관련된 임상도, 생태자연도, 도시계획도, 토지피복지도 등의 다양한 공간정보를 수집하여 표준화한 후, GIS 공간연산을 통하여 환경용량을 산정하였다. 최종결과물은 평가 항목의 특성을 종합적으로 고려하기 위하여 30m×30m 격자단위로 표현하였다.

대상 데이터

연구대상지는 제주도와 서남해안 도서지역을 포함한 우리나라 남한 전역으로 선정하였다. 지리적으로는 동경 124°55′27″~130°42′46″, 북위 33°07′30″~38°37′02″에 해당하는 지역으로 연구대상지의 총 면적은 100,129.
연구대상지는 제주도와 서남해안 도서지역을 포함한 우리나라 남한 전역으로 선정하였다. 지리적으로는 동경 124°55′27″~130°42′46″, 북위 33°07′30″~38°37′02″에 해당하는 지역으로 연구대상지의 총 면적은 100,129.76km²이다.

데이터처리

본 연구에서는 퍼지의 귀속도 함수 중 가장 일반적으로 사용되는 S자형 함수를 사용하였다. 각 함수의 소속도 결정을 위한 두 임계점은 등가중치법과 순위화된 가중평균법에 의하여 계산된 최소값과 최대값을 사용하였다. 각 픽셀에 대한 퍼지 점수값은 식(1)에 따라 계산된다.

이론/모형

그러나 본 연구에서 목적으로 하는 것은 개발과 보전의 측면을 모두 고려한 상대적 환경용량을 산정하는 것이므로 환경용량이 수치로 표현되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 환경적 가치가 수치로 표현이 가능한 순위화된 가중평균법(Ordered Weighted Average; OWA)을 적용하였다. 순위화된 가중평균법은 통계적 기법의 일환으로 평가 대상지역내에 존재하는 평가 인자들의 환경적 가치 점수를 합하여 평가하는 방법이며, 대상지에 대한 모든 환경 인자를 고려한다는 장점이 있다.
환경용량 평가에 있어서 등가중치법 및 순위화된 가중평균법으로 평가된 점수를 사용할 경우 국토환경성평가 결과 및 환경용량 산정 방법간에 결과치의 최소값과 최대값이 다르게 되므로 환경용량간 상대적 가치를 비교하기가 어렵다. 따라서 이러한 왜곡을 방지하고 현상이 지니는 속성을 최대한 유지하면서 평가를 수행하는 방법으로 퍼지(Fuzzy)평가 기법을 적용하였다. 즉, 등가중치법과 순위화된 가중평균법에 의하여 계산된 평가 점수를 0과 100사이의 점진적인 값으로 변환하여 이진 논리에 의한 오류의 가능성을 줄였다.
퍼지평가를 실시하기 위해서는 단정적 평가기준과 대응하는 귀속도 함수를 설정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 퍼지의 귀속도 함수 중 가장 일반적으로 사용되는 S자형 함수를 사용하였다. 각 함수의 소속도 결정을 위한 두 임계점은 등가중치법과 순위화된 가중평균법에 의하여 계산된 최소값과 최대값을 사용하였다.
합리적인 국토환경계획을 수립하기 위해서는 객관적인 자료를 활용하여 보전의 필요성과 더불어 개발의 가능성까지 염두에 둔 선택의 폭이 넓은 자료를 구축하여야 한다. 이에 본 연구에서는 국토환경성평가 지표를 활용하여 환경용량 산정 모형을 구축하였다. 국토환경계획 수립 시 본 연구의 결과를 활용하면 특정 단위 사업 위주로 실시되던 환경영향 평가의 한계를 극복할 수 있다.
환경부(2005)에서 제시한 법제적, 환경·생태적 기준에 따른 67개 평가 지표 중에서 자료의 확보 및 분석 가능성을 고려하여 총 50개의 평가지표를 적용하였다(표 2).

성능/효과

개발매력지수를 산정한 결과 1등급 14.94%, 2등급 11.61%, 3등급 12.30%, 4등급 20.71%, 5등급 34.11%, 기개발지 6.33%로 도출되었다(표 5). 개발매력이 높은 1, 2등급 지역은 주로 산림 이외의 기개발지 인근 지역에서 높게 나타났다(그림 5).
개발허용지수 산정 결과 1등급 1.01%, 2등급 41.06%, 3등급 41.49%, 4등급 8.46%, 5등급 1.65%, 기개발지 6.33%로 도출되었다(표 4). 환경보전의 필요성이 상대적으로 낮아 개발허용지수가 높은 1, 2등급의 비율이 높은 지역은 산림면적 비율이 임업통계연보(산림청, 2005)상 전국 평균인 64.
33%로 도출되었다(표 6). 개발허용지수와 개발매력지수가 모두 낮아 보전 관리가 필요한 1, 2등급 지역은 전체 면적의 38.38%로 대부분 자연환경이 우수한 국립공원과 산악지역에 분포하고 있는 것으로 나타났다. 반면에 개발허용지수와 개발매력지수가 모두 높아 개발 관리가 필요한 4, 5등급 지역은 25.
이 지역들은 주로 기 개발지역에 연접한 지역으로 도시 확산 수요에 따른 택지 공급처의 역할을 할 것으로 판단된다. 개발허용지수와 개발매력지수가 적절히 조화를 이뤄 현 상태를 유지하는 것이 필요한 3등급 지역은 전국적으로 29.99%에 달하는 것으로 분석되었다.
38%로 대부분 자연환경이 우수한 국립공원과 산악지역에 분포하고 있는 것으로 나타났다. 반면에 개발허용지수와 개발매력지수가 모두 높아 개발 관리가 필요한 4, 5등급 지역은 25.3%로 대부분 서남쪽에 분포하고 있는 것으로 나타났다(그림 6). 이 지역들은 주로 기 개발지역에 연접한 지역으로 도시 확산 수요에 따른 택지 공급처의 역할을 할 것으로 판단된다.
2%보다 낮은 중서부 지역에 편중되어 있는 것으로 나타났다. 반면에 환경보전의 필요성이 높아 개발허용지수가 낮은 4, 5등급의 비율이 높은 지역은 산림면적 비율이 전체 도 면적의 82.5%를 차지하는 강원도 등 산림비율이 높은 지역에 분포하고 있는 것으로 나타났다(그림 4). 특이하게 4, 5등급의 면적비율이 강원도 17.
상대적 환경용량은 개발허용지수와 개발매력지수의 합으로 계산되었다. 분석 결과 1등급 3.76%, 2등급 34.62%, 3등급 29.99%, 4등급 18.10%, 5등급 7.20%, 기개발지 6.33%로 도출되었다(표 6). 개발허용지수와 개발매력지수가 모두 낮아 보전 관리가 필요한 1, 2등급 지역은 전체 면적의 38.
따라서 이러한 왜곡을 방지하고 현상이 지니는 속성을 최대한 유지하면서 평가를 수행하는 방법으로 퍼지(Fuzzy)평가 기법을 적용하였다. 즉, 등가중치법과 순위화된 가중평균법에 의하여 계산된 평가 점수를 0과 100사이의 점진적인 값으로 변환하여 이진 논리에 의한 오류의 가능성을 줄였다.
5%를 차지하는 강원도 등 산림비율이 높은 지역에 분포하고 있는 것으로 나타났다(그림 4). 특이하게 4, 5등급의 면적비율이 강원도 17.47% 다음으로 대전광역시가 16.59%로 높게 나타났는데 이는 산림지역과 하천의 비율이 대전광역시 면적에 비하여 높기 때문인 것으로 판단된다. 즉, 대전광역시는 분지 지형으로 산림이 전체 면적의 56.

후속연구

이러한 등급 구분은 상대적인 개념이며 등급 간격이나 등급수의 탄력적인 조정을 통하여 합리적인 국토계획에 적정한 개발 가능 지역을 도출하는데 활용될 수 있다. 또한 본 연구에서 제시한 4분위 분석의 정밀한 적용은 지역단위 계획에서 적용을 고려할 수 있다.
본 연구에서 산정한 환경용량은 상대적인 척도를 나타내는 개발허용지수와 개발매력지수를 단지 반대되는 개념이라는 전제하에 절대적인 값처럼 간주하여 연산과정을 거친 후 서열화하여 상대적 환경용량을 산정했다는 한계가 있다. 즉, 본 연구 결과는 지속가능한 환경보전을 위한 절대적 기준은 아니며, 현재의 환경적 가치를 기준으로 이를 저하시킬 수 있는 요소들로부터 삶의 터전을 보호하기 위한 상대적인 기준이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	환경용량은 어떻게 구분 가능한가?	환경용량(Environmental Capacity)의 개념은 1930년대부터 생태학, 인구학, 관광학, 환경계획학 등에서 다양한 형태로 응용되고 있으며 자연환경의 보전가치에 따라 인간생활을 건전한 방향으로 이끌며 보호할 수 있는 범위로 정의하고 있다(환경부, 2004). 환경용량은 수용력(Carrying Capacity)과 한계용량(Marginal Capacity)으로 구분할 수 있다(정연우, 2004). 수용력은 적용분야에 따라 다양하게 정의된다.
	환경용량에서, 수용력은 무엇을 의미하는가?	수용력은 적용분야에 따라 다양하게 정의된다. 즉, 수용력이란 환경의 질 저하나 미래의 수용능력의 감소 없이 특정 시간과 공간(서식처)에서 부양될 수 있는 특정 생물종의 활동과 양(Vogt, 1948), 어떤 대상의 심각한 저하나 파손 없이 인구성장 또는 물리적 개발을 흡수할 수 있는 자연 또는 인공 시스템의 능력(Schneider et al., 1978)등으로 정의되고 있다. 수용력과 비슷한 개념인 한계용량은 자연환경 생태계의 안정을 유지하는 것과 같은 절대적인 자연능력의 한계(지하수 공급가능량, 자연자원의 최대이용능력, 환경기준 등)를 설정하는 것으로 정의되고 있다(김선희, 1999; Sara and Mazzola, 2004).
	상대적 환경용량 산정 모형의 개발허용지수 및 개발매력지수를 통해 무엇을 알 수 있는가?	상대적 환경용량 모형은 환경적 가치를 반영한 개발허용지수와 경제적 가치를 반영한 개발매력지수를 상대적으로 비교하도록 구성되어 있다. 개발허용지수는 환경적 가치를 반영하여 산정된 결과로 개발허용지수가 높다는 것은 환경적으로 보전의 필요성이 다른 지역에 비하여 상대적으로 낮다는 것을 의미한다. 개발매력지수는 기개발지를 제외한 지역을 대상으로 표고, 경사도 등의 물리적인 특성인자를 사용하여 개발용이성 정도를 분석한 결과이다. 표고와 경사도는 개발에 소요되는 건설비용을 가늠할 수 있는 요소이므로 개발매력지 수는 경제성을 나타낸다고 할 수 있다.

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Vort, W., 1948, Road to survival, William Sloan Associates, New York

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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