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문제 정의
- 공간정보를 기초자료로 이용하여 GIS 공간분석을 하며 이를 통해 토지의 특성을 신속하고 정확하게 추출하기 위해, 본 연구에서는 다음과 같이 연구범위 및 방법을 수립하였다
- 본 연구에서는 GIS 공간분석을 통해 개별공시지가 산정을 위한 기초자료가 되는 토지특성을 추출하고자 하였다. 토지특성을 추출하기위해 기존의 수지지도, 지적도, 항공사진, KLIS에서 획득된 토지특성 정보 등 각종 도형정보와 속성정보를 활용하여 GIS 공간분석을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 그러나 나머지 토지특성에 대한 조사는 현장조사를 통해 많은 시간과 비용을 투입하여 정보를 수집하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 한국토지정보시스템에서 획득할 수 있는 항목이외의 현장조사를 통해 획득되는 조사항목들 중 GIS 공간분석을 통해 조사항목을 추출하고 조사 요원에 의해 조사된 실제 토지특성과 비교하여 GIS 공간분석의 효용성을 검증하였다.
- 이에 본 연구에서는 개별공시지가 산정의 기초자료가 되는 토지특성 중 한국토지정보시스템에서 획득할 수 없는 고저, 형상 방위, 도로접면, 도로거리, 유해시설 접근성 등과 같은 공간특성정보의 분석을 위해 다중인자 분석이 가능한 GIS 공간분석기법을 사용하여(김동문 2002) 획득할 수 있는 방법을 제시하며, 조사요원에 의해 조사된 실제 토지특성과 비교하여 GIS 공간분석의 효용성을 검증함으로써(문태헌, 2000) 조사 업무의 효율성 향상과 과학화에 기여하고자 한다.
제안 방법
- 각 필지의 고저에 대한 분류는 저지와 고지를 분류한 후 나머지 필지에 대해 평지, 완경사, 급경사로 분류하였다. 저지와 고지의 분류는 각 필지의 평균 고도값과 필지를 포함한 300m 격자크기의 DEM 고도값을 비교하여 분류를 수행하였고 평지, 완경사, 급경사는 필지의 평균 경사 값을 이용하여 분류를 수행하였다 표 5는 본 연구에서 사용된 고저 분류기준으로 토지특성조사 기준에 맞추어 분류를 수행하였다.
- 추출하였다. 다음으로 10m DEM, 경사도, 지적도를 이용하여 각 필지의 평균 고도값과 평균 경사값을 얻기 위해 지적도를 입력 마스크로 선정하고 그리드 분석을 통해 각 필지에 해당하는 경사도를 추출하였다. 그림 4는 그리드 분석에 사용된 focal 함수를 나타낸 것으로 인접 셀들에 대한 합, 평균, 표준편차 등과 같은 값을 결과 그리드의 셀에 할당한다.
- 도로거리의 토지특성 정보를 획득하기 위해 수치 지도에서 도로망도를 추출한 후 지적도와 중첩하였으며, 표 7의 도로거리 기준에 따라 도로망도를 50m, 100m, 500m 로 버퍼링을 수행한 후 버퍼링된 폴리곤의 필드값을 각 필지의 필드값으로 부여하여 분류를 수행하였다. 도로와 접한 필지의 경우는 당해지역으로 분류하였다.
- 다만, 고속도로와 자동차전용도로는 도로로 보지 않는다. 도로접면에 대한 토지 특성 정보를 획득하기 위해 수치지도에서 획득된 도로망을 도로 폭에 따라 중로, 소로, 세로로 분류하고 지적도와 중첩한 후 인접분석을 통해 해당 필지가 어떤 도로에 몇 면이접해있는지에 대한 정보를 추출하였다. 다음으로 접면에대한 정보를 해당 필지의 속성정보에 일괄적으로 입력하였다.
- 다만 육안 판독할 필지 수가 많은 관계로 100필지에 대해서만 수행하였다 그림 6은 토지의 형상분류을 도형으로 나타낸 것이며, 그림 7은 ArcMap을 통해 형상분류 결과를 조회한 것이다. 방위는 8방위로 표시하며 토지이용상황이 주거용 또는 임야의 경우에만 조사하였다 주거용은 주된 접면도로를기준으로 하였으며 임야는 경사방향을 기준하되 인근 임야의 경사도를 고려하여 주된 경사방향이라고 판단되는방위를 조사하였다 본 연구에는 개별필지의 토지] 이용상황 중 주거용과 임야를 구분하여 방위 정보를 추출하였다 임야는 DEM을 이용하여 주향분석을 통해 방위를 결정하고 지적도와 중첩하였으며, 지적도를 입력 마스크로 선정하여 그리드 분석을 통해 각 필지에 해당되는 방위 정보를 입력하였다(그림 9b). 주거용의 경우 도로접면을 기준으로 방위를 결정하였다(그림 10).
- 그림 1은 본 연구의 연구대상지역이다. 연구수행을 위한 방법은 그림 2와 같이 토지특성 추출을 위한 기초 자료 수집과 DB구축 단계, 공간분석에 의한 토지특성 추출 및 정확도 검증 단계로 구성하였다.
- 사용하였다. 연속지적도는 지적도면 전산화에 의하여 작성된 1:1, 000 수치지적도를 도곽 경계 부분의 필지 경계선을 도상접합방식으로 접합 처리하여 연속된 형태로 제작되었다.
- 이는 인접도로를 기준으로 토지형상을 결정함으로써 현장조사에 많은 시간과 인력이 소요된다 그럼으로 다양한 공간정보를 활용할 수 있는 GIS 기술을 통해 항공사진, 위성영상, 수치지적도, 수치지도 등을 이용하여 실시간으로 토지형상을 갱신할 수 있을 뿐만 아니라 현 장조 사시검증자료로 활용될 수 있다 본 연구에서는 항공사진 도로망도, 수치지적도를 중첩하여 인접도로를 확인한 후육안으로 토지의 형상을 구분하였다. 다만 육안 판독할 필지 수가 많은 관계로 100필지에 대해서만 수행하였다 그림 6은 토지의 형상분류을 도형으로 나타낸 것이며, 그림 7은 ArcMap을 통해 형상분류 결과를 조회한 것이다.
- 인접분석을 통해 추출된 도로접면의 토지특성 정보를 검증하기 위해 100필지를 무작위로 추출하여 KLIS의 토지 특성 정보와 비교하였다. 1/25, 000 수치지도를 기초로 도로망을 추출하고 인접분석을 통해 도로접면을 추출한 결과 68%의 정확도를 나타냈으며, 1/5, 000 수치 지도를 활용한 경우 82%의 정확도를 나타냈다(표 10).
- 저지와 고지의 분류는 각 필지의 평균 고도값과 필지를 포함한 300m 격자크기의 DEM 고도값을 비교하여 분류를 수행하였고 평지, 완경사, 급경사는 필지의 평균 경사 값을 이용하여 분류를 수행하였다 표 5는 본 연구에서 사용된 고저 분류기준으로 토지특성조사 기준에 맞추어 분류를 수행하였다. 그림 5는 고저의 분류결과를 KLIS 와 비교하여 나타낸 것이다.
- 지형지세 정보 중 버퍼링 분석을 통해 추출된 도로 거리의 토지특성 정보를 검증하기 위해 150필지를 무작위로 추출하여 KLIS의 토지특성 정보와 비교하였다. 1/25, 000 수치지도를 기초로 도로망을 추출하고 버퍼링분석을 통해 도로거리를 추출한 결과는 81.
- 것이다. 취득한 수치지형도는 표 4에서와 같이 토지특성 추출에 필요한 기초 레이어를 추출한 후 유형에 맞추어 Shape 파일로 변환하였다.
- 토지의 고저는 저지, 평지, 완경사, 급경사, 고지 등 5가지로 분류하였으며, 수치지적도와 DEM, 경사도를 이용호卜 여 개별필지의 고저를 확인하였다 필지의 고저 정보를 추출하기 위해 1/5, 000과 1/25, 000 수치지도를 이용하여 등고선을 추출한 이후에 10m, 300m 격자 크기로 DEM을 생성하였으며, DEM을 이용하여 경사도를 추출하였다. 다음으로 10m DEM, 경사도, 지적도를 이용하여 각 필지의 평균 고도값과 평균 경사값을 얻기 위해 지적도를 입력 마스크로 선정하고 그리드 분석을 통해 각 필지에 해당하는 경사도를 추출하였다.
- 토지특성을 추출하기위해 기존의 수지지도, 지적도, 항공사진, KLIS에서 획득된 토지특성 정보 등 각종 도형정보와 속성정보를 활용하여 GIS 공간분석을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 항공사진, 도로망도, 수치지적도를 이용하여 분류한 형상의 정확도 검증을 위해 30필지를 무작위로 추출하여 KLIS의 토지특성 정보와 비교하였다. 표 9는 형상에 대한 비교정확도를 나타낸 것으로 오차의 발생은 개인적 판단오류에서 나타났다.
- 항공사진을 통해 현실세계의 지형지물을 확인할 목적으로 1:37, 000 축척의 항공사진을 수치지적도의 지적경계선에 맞추어 기하보정을 수행하였다. 그림 3은 기하 보정된 항공사진과 수치지적도를 중첩한 것이다.
대상 데이터
- 연구대상은 공간적으로는 다양한 지목으로 구성된 강원도 홍천군 홍천읍 갈마곡리를 대상으로 하였으며, 연구 수행에 있어 자료획득이 용이했던 2006년도를 시점으로 하였다 표 1은 연구대상지역의 지목 및 용도지역 분포를 나타낸 것으로 미분류를 포함해서 2, 906필지로 구성되어 있다
데이터처리
- 공간분석을 통해 획득된 개별필지의 고저 정보에 대한정확도를 평가하기위해 개별필지의 고저 속성 값과 KLIS 의 고저 속성 값을 엑셀로 변환하였고 전체 필지 중 500 필지를 무작위로 추출하여 속성 값을 서로 비교 비교하였다. 그 결과 1/25, 000 수치지도의 등고선을 기초로 공간분석을 통해 획득된 고저 정보의 경우 비교정확도가 75.
이론/모형
- 수치지적도는 한국토지정보시스템을 통해 획득된 연속지적도를 사용하였다. 연속지적도는 지적도면 전산화에 의하여 작성된 1:1, 000 수치지적도를 도곽 경계 부분의 필지 경계선을 도상접합방식으로 접합 처리하여 연속된 형태로 제작되었다.
성능/효과
- KLIS의 토지특성 정보와 비교하였다. 1/25, 000 수치지도를 기초로 도로망을 추출하고 버퍼링분석을 통해 도로거리를 추출한 결과는 81.3%의 정확도를 나타냈으며, 1/5, 000 수치지도를 활용한 경우 92.6%의 정확도를 나타냈다(표 11).
- 정보와 비교하였다. 1/25, 000 수치지도를 기초로 도로망을 추출하고 인접분석을 통해 도로접면을 추출한 결과 68%의 정확도를 나타냈으며, 1/5, 000 수치 지도를 활용한 경우 82%의 정확도를 나타냈다(표 10).
- 그 결과 1/25, 000 수치지도의 등고선을 기초로 공간분석을 통해 획득된 고저 정보의 경우 비교정확도가 75.6%의 정확도를 나타냈으며, 1/5, 000 수치지도를 기초로 공간분석을 통해 획득된 고저 정보의 경우 비교정확도가 85.6%의 정확도를 나타냈다(표 8).
- 둘째, 개별필지의 토지특성을 추출한 결과 방위의 경우 기존의 현장조사 정보에 비해 다양한 분포의 방위 정보를 추출할 수 있었다. 필지의 면적이 작은 경우 비슷한 방위 정보를 나타낸 반면 면적이 큰 필지의 경우 상이한 방위 정보를 나타냈다.
- 방위 정보보다 다양한 방위정보를 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 항공사진을 통해서도 이를 확인할 수 있었다 면적이 작은 필지의 경우 비슷한 방위 정보를 나타내고 있는 반면 면적이 큰 필지의 경우 상이한 방위 정보를 나타내고 있었다. 이는 면적이 큰 필지의 방위가 둘 이상을 나타낼 경우 본 연구에서는 평균값을 사용한 반면 KLIS에서는 육안판독에 의한 개인적 차이에서 발생된 것으로 판단된다.
- 방위정보는 공간분석을 통해 획득된 방위 정보가 KLIS 의 방위 정보보다 다양한 방위정보를 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 항공사진을 통해서도 이를 확인할 수 있었다 면적이 작은 필지의 경우 비슷한 방위 정보를 나타내고 있는 반면 면적이 큰 필지의 경우 상이한 방위 정보를 나타내고 있었다.
- 셋째, 공간분석을 이용하여 추출된 개별필지의 토지 특성과 KLIS에서 획득된 토지특성을 비교한 결과 비교정확도가 75%〜95%로 나타났으며, 정확도면에서 1/25, 000 수치지도보다 1/5, 000 수치지도가 약 10%의 향상된 정확도를 나타냈다. 이 결과는 대축척으로 갈수록 향상된 정확도를 얻을 수 있음을 재확인한 것으로 향후 이러한 정확도의 향상을 위해 고정밀, 고해상력의 기초 데이터 확보 기술뿐만 아니라 토지특성 조사시점과 공간자료의 시점이 통일 될 수 있도록 다양한 자료원을 확보해야 할 것으로 판단된다.
- 이는 대축척으로 갈수록 세분화된 도로정보를 획득함으로써 도로접면에 대한 정확한 토지특성 정보가 획득됨을 알 수 있었다. 따라서 도로접면에 대한 정확도를 향상시키기 위해 대축척의 지형도를 활용하거나 기존의 도로망도에 대한 세분화된 속성정보를 구축할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 이를 통해 대축척으로 갈수록 세분화된 도로정보를 획득함으로써 도로거리에 대한 정확한 토지특성 정보가 획득됨을 알 수 있었다. 따라서 도로거리에 대한 정확도를향상시키기 위해 대축척의 지형도를 활용하거나 기존의도로망도에 대한 세분화된 속성정보를 구축할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 첫째, 개별필지의 토지특성을 신속하고 효율적으로 추출하는데 있어 GIS 공간분석의 효용성을 확인할 수 있었으며, 특히 대량의 필지에 대한 토지특성 정보 획득 시에 이를 신속하고 효율적으로 토지특성 정보를 획득할 수 있었다.
후속연구
- 알 수 있었다. 따라서 도로거리에 대한 정확도를향상시키기 위해 대축척의 지형도를 활용하거나 기존의도로망도에 대한 세분화된 속성정보를 구축할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 알 수 있었다. 따라서 도로접면에 대한 정확도를 향상시키기 위해 대축척의 지형도를 활용하거나 기존의 도로망도에 대한 세분화된 속성정보를 구축할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 사항으로 정확도 유지가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 토지특성 추출 방법에 대한 GIS 공간분석의 효율성을 확인할 수 있었으나 필요 정확도 유지에 있어서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 나타냈다. 이 결과는 대축척으로 갈수록 향상된 정확도를 얻을 수 있음을 재확인한 것으로 향후 이러한 정확도의 향상을 위해 고정밀, 고해상력의 기초 데이터 확보 기술뿐만 아니라 토지특성 조사시점과 공간자료의 시점이 통일 될 수 있도록 다양한 자료원을 확보해야 할 것으로 판단된다.
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