본 연구는 우리나라 남동 해안에 위치한 매립지(안정국가산업단지, 명지주거단지 및 녹산국가산업단지)에서 해안빈지 면적 산출을 위하여 항공사진으로부터 매립이전의 해안선을 조사하는 연구의 일환으로 수행되었다. 매립 이전 해안선의 적합성을 평가하고자 해안선변화자료를 구축하였다. 2차적인 지상기준점으로 오래된 항공사진의 항공삼각측량을 수행하였다. 해안선은 약최고고조위(AHHWL)에 해당하는 해안선과 wet/dry 흔적에 의한 고조선(HWL)을 도화하였다. 인공적인 해안에서 두 종류의 해안선은 잘 일치하였다. 항공사진 축척, 품질, 지상기준점 선정, 해안선 인식 등 세부적인 차이로 인하여 해안선변화자료는 다양한 오차수준으로 구성되었다. 정성적인 해안선변화 추이를 살펴보는 수준에서 매립 이전 해안선의 적합성은 만족할 만하였다. 본 연구지역에서 매립 이전의 해안선 변화는 대부분이 연안개발로 발생하였다. 항공사진과 연계하여 해안선의 속성을 파악함으로써 해안선 변화에 대한 이해가 가능하였다.
본 연구는 우리나라 남동 해안에 위치한 매립지(안정국가산업단지, 명지주거단지 및 녹산국가산업단지)에서 해안빈지 면적 산출을 위하여 항공사진으로부터 매립이전의 해안선을 조사하는 연구의 일환으로 수행되었다. 매립 이전 해안선의 적합성을 평가하고자 해안선변화자료를 구축하였다. 2차적인 지상기준점으로 오래된 항공사진의 항공삼각측량을 수행하였다. 해안선은 약최고고조위(AHHWL)에 해당하는 해안선과 wet/dry 흔적에 의한 고조선(HWL)을 도화하였다. 인공적인 해안에서 두 종류의 해안선은 잘 일치하였다. 항공사진 축척, 품질, 지상기준점 선정, 해안선 인식 등 세부적인 차이로 인하여 해안선변화자료는 다양한 오차수준으로 구성되었다. 정성적인 해안선변화 추이를 살펴보는 수준에서 매립 이전 해안선의 적합성은 만족할 만하였다. 본 연구지역에서 매립 이전의 해안선 변화는 대부분이 연안개발로 발생하였다. 항공사진과 연계하여 해안선의 속성을 파악함으로써 해안선 변화에 대한 이해가 가능하였다.
This study was conducted as a part of investigating pre-reclamation shorelines from aerial photographs to estimate coastal land area at reclaimed lands (Anjeong industrial complex, Myeongji residental complex, and Noksan industrial complex), southeastern coast of Korea. To assess how the shorelines ...
This study was conducted as a part of investigating pre-reclamation shorelines from aerial photographs to estimate coastal land area at reclaimed lands (Anjeong industrial complex, Myeongji residental complex, and Noksan industrial complex), southeastern coast of Korea. To assess how the shorelines were suitable for the calculation of coastal lands, we constructed shoreline change data. Secondary ground control points were used to accomplish triangulation for old aerial photographs. Two kinds of shorelines were mapped; one was the shoreline based on approximately highest high water level (AHHWL) and the other was the high water line based on wet/dry signiture. These shorelines were consistent at artificial coast. Shoreline change data were built with a variety of levels of error due to detailed differences in the photograph scale, quality of image, type of ground control point and type of shoreline. Thus assessment of the pre-reclamation shorelines at the level of qualitative analysis for the trend of shoreline changes was satisfactory. Most of shoreline changes before reclamation in this study were associated with coastal development. Investigation of shoreline attributes in relation to aerial photographs allowed us to understand the shoreline changes.
This study was conducted as a part of investigating pre-reclamation shorelines from aerial photographs to estimate coastal land area at reclaimed lands (Anjeong industrial complex, Myeongji residental complex, and Noksan industrial complex), southeastern coast of Korea. To assess how the shorelines were suitable for the calculation of coastal lands, we constructed shoreline change data. Secondary ground control points were used to accomplish triangulation for old aerial photographs. Two kinds of shorelines were mapped; one was the shoreline based on approximately highest high water level (AHHWL) and the other was the high water line based on wet/dry signiture. These shorelines were consistent at artificial coast. Shoreline change data were built with a variety of levels of error due to detailed differences in the photograph scale, quality of image, type of ground control point and type of shoreline. Thus assessment of the pre-reclamation shorelines at the level of qualitative analysis for the trend of shoreline changes was satisfactory. Most of shoreline changes before reclamation in this study were associated with coastal development. Investigation of shoreline attributes in relation to aerial photographs allowed us to understand the shoreline changes.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구는 매립지에서 해안빈지 면적산출을 위하여 항공사진으로부터 산정된 매립이전의 해안선을 평가하고자 해안선변화자료를 구축하고 분석하였다.
본 연구에서 조위에 의한 해안선과 고조선과 같이 두종류의 해안선을 혼용하여 해안선변화자료를 구축하였다. 모든 연도에서 두 종류의 해안선을 도화한 안정국가산업단지의 경우, 자연 상태의 해안선으로 이루어진 하구지역을 제외하고는 연도별 두 종류의 해안선은 잘 일치하였다.
각 지역에 대한 항공사진 자료, 공간적인 규모, 주변 지형변화 정도가 다르기 때문에 항공사진은 세부적으로 다른 방법으로 분석하였다. 지역별로 항공사진 변화자료에 대한 분석 결과를 기술하였다.
제안 방법
10은 1975년부터 2007년까지 해안선 변화를 도시한 것이다. 1:6,000 항공사진으로부터 약최고고조위 해안선을 추출한 반면, 1:20,000 항공사진으로부터는 고조선의 흔적에 따른 해안선을 추출하였다. 1993년 이후 조성된 명지주거단지 외곽을 나타내는 1996, 2001, 2007년의 해안선은 일치하는 것으로 나타났다.
안정국가산업단지는 진해만 내측에 위치하고 있고, 명지주거단지와 녹산국가산업단지는 가덕도와 낙동강 하구 울타리 섬으로 보호되어 외해의 영향이 간접적으로 작용하는 지역이라고 할 수 있다. 각 지역에 대한 항공사진 자료, 공간적인 규모, 주변 지형변화 정도가 다르기 때문에 항공사진은 세부적으로 다른 방법으로 분석하였다. 지역별로 항공사진 변화자료에 대한 분석 결과를 기술하였다.
측량의 기준 측지계는 한국 측지계의 경위도 좌표를 횡원관도법(TM)으로 투영한 한국평면직각좌표계를 사용하였으며, 표고는 인천항의 평균해면을 기준으로 하였다. 국가 삼각점과 수준점을 이용하여 GPS 관측 자료를 기준 측지계로 변환하기 위한 기준면변환 파라메터를 산출하였다(이 등, 2007).
그러나 지형변화로 인하여 2001년도 이전의 사진에는 적용할 수 없었다. 따라서 2001년도의 사진을 정밀하게 해석한 후, 1979년과 2001년 항공사진에서 공통으로 나타나며(시간적으로 변하지 않은), 사진 중복지역에 있는 지형지물을 발견하여 2차적인 지상기준점으로 선정하였다.
매립지별로 삼각점과 수준점 그리고 항공사진 해석에 필요한 사진 상의 지상기준점에 대하여 GPS 측량을 수행하였다. 측량의 기준 측지계는 한국 측지계의 경위도 좌표를 횡원관도법(TM)으로 투영한 한국평면직각좌표계를 사용하였으며, 표고는 인천항의 평균해면을 기준으로 하였다.
반면 조위 기준면 (약최고고조면)에 근거한 해안선(등고선)의 경우 좌우 한 쌍의 영상으로 구성된 3차원 입체영상에서 도화가 이루어진다(이 등, 2007). 본 연구에서는 편의상 두 종류의 해안선을 혼용하여 해안선변화자료를 구축하였다.
본연구에서는수치사진측량 S/W인 Leica PhotogrammetrySuite(LPS)를 이용하여 항공삼각측량과 해안선 도화를 수행하였다(김 등, 2005). 매립지의 면적, 항공사진 자료, 지 상기준점 선정 및 해안선 변화의 특징에 대하여 Table 1에 정리하였다.
해안선 도화는 해안선 인식에 따라 두 가지 방법을 사용하였다(Table 1). 사진 상에 wet/dry 흔적을 나타내는 고조선은 정사영상을 이용하였으며, 약최고고조위인 3차원 해안선은 LPS의 입체분석(Stereo Analyst) 프로그램을 이용하였다.
연도별 항공사진으로부터 표고 1 m의 수치표고모형(DEM)을 적용하여 0.5 m 단위 화소의 정사영상으로 변환하였다. 상수의 수치표고모형을 적용한 까닭은 연도별로 지형이 다르기 때문에 연도별로 제작된 수치표고모형을 제작하여야 하는데 시간과 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 연구지역의 해안선의 표고는 0.
지상기준점 측량성과를 이용하여 LPS에서 항공삼각측량(항공사진 표정)을 수행하였다. 이 과정은 항공사진 블록 구성, 내부표정, 접합점 자동 추출, 외부표정의 순서로 이루어졌다(김 등, 2005).
대상 데이터
축척 1:6,000의 항공사진은 2개 코스, 총 12매가 사용되었다. 녹산국가산업단지에서는 1975년과 2004년까지 6회에 걸쳐 국토지리정보원 발행 축척 1:20,000 항공사진을 이용하였다. 1987, 1993, 2004년의 항공사진은 해상도 1,200 dpi 영상으로서 입체영상에서 약최고고 조위 해안선을 도화하기 위하여 5매의 항공사진으로 블록을 구성하였다.
축척 1:20,000 항공사진은 매립지의 면적에 따라 2~5매가 사용되었으며, 안정국가산업단지의 경우, 보다 원활한 지상기준점 선정을 위하여 1개 코스의 항공사진을 추가로 사용하였다. 면적이 가장 작은 명지주거단지에서 항공사진은 1993년과 2007년에 부산시에서 촬영한 축척 1:6,000 항공사진과 1975년부터 2001년까지 6회에 걸쳐 국토지리정보원에서 촬영한 축척 1:20,000 항공사진을 이용하였다. 축척 1:6,000의 항공사진은 2개 코스, 총 12매가 사용되었다.
본 연구는 매립지에서 해안빈지 면적산출을 위하여 항공사진으로부터 산정된 매립이전의 해안선을 평가하고자 해안선변화자료를 구축하고 분석하였다. 연구대상 매립지는 Fig. 1과 같이 우리나라 남동해안에 위치한 안정국가산업단지, 명지주거단지 및 녹산국가산업단지이다. 안정국가산업단지는 진해만 내측에 위치하고 있고, 명지주거단지와 녹산국가산업단지는 가덕도와 낙동강 하구 울타리 섬으로 보호되어 외해의 영향이 간접적으로 작용하는 지역이라고 할 수 있다.
4 m 범위에 불과하므로 해안선의 수평 위치에는 큰 차이가 없기 때문이다. 정사영상사진을 접합한 모자이크 항공사진은 1.0 m 단위 화소로 제작하였다.
항공사진 자료는 최대 8회까지 있었으나, 매립 이전의 국토지리정보원 발행 항공사진(축척 1:20,000)은 3~4회에 불과하였다. 축척 1:20,000 항공사진은 매립지의 면적에 따라 2~5매가 사용되었으며, 안정국가산업단지의 경우, 보다 원활한 지상기준점 선정을 위하여 1개 코스의 항공사진을 추가로 사용하였다. 면적이 가장 작은 명지주거단지에서 항공사진은 1993년과 2007년에 부산시에서 촬영한 축척 1:6,000 항공사진과 1975년부터 2001년까지 6회에 걸쳐 국토지리정보원에서 촬영한 축척 1:20,000 항공사진을 이용하였다.
면적이 가장 작은 명지주거단지에서 항공사진은 1993년과 2007년에 부산시에서 촬영한 축척 1:6,000 항공사진과 1975년부터 2001년까지 6회에 걸쳐 국토지리정보원에서 촬영한 축척 1:20,000 항공사진을 이용하였다. 축척 1:6,000의 항공사진은 2개 코스, 총 12매가 사용되었다. 녹산국가산업단지에서는 1975년과 2004년까지 6회에 걸쳐 국토지리정보원 발행 축척 1:20,000 항공사진을 이용하였다.
이론/모형
매립지별로 삼각점과 수준점 그리고 항공사진 해석에 필요한 사진 상의 지상기준점에 대하여 GPS 측량을 수행하였다. 측량의 기준 측지계는 한국 측지계의 경위도 좌표를 횡원관도법(TM)으로 투영한 한국평면직각좌표계를 사용하였으며, 표고는 인천항의 평균해면을 기준으로 하였다. 국가 삼각점과 수준점을 이용하여 GPS 관측 자료를 기준 측지계로 변환하기 위한 기준면변환 파라메터를 산출하였다(이 등, 2007).
성능/효과
고조선과 1.4 m 해안선은 하구 지역과 선착장 지역을 제외하고는 전체적으로 잘 일치하는 것으로 나타났다(Fig.6). 하구 지역과 선착장 지역에서 두 종류의 해안선 변화의 경향은 유사하였으나, 1.
항공삼각측량의 정확도를 Table 2에 제시하였다. 국토지리정보원고시 항공측량작업내규에 제시된 항공사진(축척 1:20,000, 1:6,000)에 대한 대지표정 평면위치(0.8 m, 0.2 m 이내) 및 표고(0.6 m, 0.17 m이내) 교차의 오차 범위를 충분히 만족하는 수준이었다. 녹산국가산업단지의 1982년도 항공사진에서 비교적 큰 오차가 발생한 이유는 수치영상의 품질저하로 내부표정이 제대로 이루어지지 못한 결과였다.
이러한 해안선의 정밀성에 비하여 추출된 해안선의 적합성을 검토하기 위한 해안선변화자료는 다양한 오차 수준의 해안선으로 구성하였다. 따라서 매립 이전 해안선의 적합성 판단은 개략적이고 정성적인 해안선 변화 추이를 살펴보는 수준에서 이루어졌으며, 본 연구의 사례지역에서는 만족할 만한 평가가 도출되었다. 정밀한 해안선 변화량 산정이 요구되는 연구목적 또는 지역에 대해서는 해안선변화자료의 오차수준이 통일될 필요가 있다.
실제로 항공사진은 지형도에 비하여 훨씬 많은 영상정보를 가지고 있다. 따라서 본 연구와 같이 최근의 항공사진을 해석하고 이로부터 과거 항공사진에 공통으로 나타나는 지상기준점을 항공사진측량으로 추출하는 것이 보다 유용한 방법이라고 판단된다.
해안선 변화가 가장 큰 규모로 나타난 것은 녹산국가 산업단지를 조성하면서 발생한 인위적인변화로서 2004년에 해안선이 대규모로 남쪽방향으로 전진하였다. 또한, 부산신항 건설과 관련하여 견마도 서측 해역이 매립된 결과, 인위적인 해안선 변화가 크게 나타났다. 녹산국가산업단지 건설 이전에는 소규모의 해안선 변화가 국지적으로 나타났다.
매립지별로 항공사진 분석을 위한 지상기준점의 수는 9~16점이 사용되었다(Table 1). 매립지 면적이 가장 큰 녹산국가산업단지에서 지상기준점의 수가 최소로서 항공사진 분석이 가장 효율적으로 이루어졌다. 반면 면적이 가장 작은 명지주거단지의 경우, 축척 1:6,000 항공사진 분석을 위하여 가장 많은 수의 지상기준점이 필요하였다.
명지주거단지 조성 지역에서 1975년부터 2007년까지 약 30년 동안 8회에 걸쳐 촬영된 항공사진로부터 해안선 변화를 조사한 결과, 대부분의 해안선 변화는 자연적인 원인에 의한 것이 아니라 인위적인 연안개발에 따른 것으로 판단된다. 명호도 남단의 해안빈지 면적 산정을 위하여 사용된 1993년도 1:6,000 항공사진에 의한 해안선은 그 이전의 1:20,000 항공사진에 의한 해안선과 잘 일치하는 것으로 나타났다.
후속연구
해안선 변화가 심한 지역에서 과거의 수리역학을 모의하는 경우 그 시점에 해당하는 해안선이 사용되어야 하며, 현재의 수리역학을 모의하는 경우 최근 해안선이 사용되어야 한다. 10~100년 규모의 장기간의 지형변화 수치모형의 경우 해안선 변화자료는 입력자료 뿐만 아니라 검증자료로도 활용될 수 있을 것이다.
그러나 항공사진에 의하면 이 지역의 변화는 인공적인 것으로 판단되기 때문에 해안선 예측은 무의미할 수 있다. 이러한 상황을 종합해서 판단건대 매립공사 이전의 최 근접 년도인 1994년의 항공사진에 의한 해안선자료를 해안빈지 면적 산출에 사용하는 것이 합리적일 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해안선이 바다 쪽으로 전진하거나 육지 쪽으로 후퇴하는 변화를 보이게 되는 요인에는 무엇이 있는가?
해안선은 장기적인 해수면변동, 계절적인 기상변화, 인공구조물의 영향 등으로 바다 쪽으로 전진하거나 육지 쪽으로 후퇴하는 변화를 보인다. 해안선변화 자료는 해안 침식·퇴적의 경향 파악, 해안이격거리(set back) 설정, 해안 지역 재산에 대한 보험료 산정 등 연안관리에 중요한 자료로 사용된다(Leatherman, 2003).
매립이전에 직접적인 해안선 조사에 의한 자료로 해안빈지 면적을 산출하는 것이 가장 합리적이라 할 수 있는 이유는 무엇인가?
김과 이(2009)는 안정국가산업단지의 해안빈지 면적 산출을 위하여 항공사진측량으로 매립이전의 해안선을 산정하였으며, 공유수면매립허가와 관련하여 해안선 정의, 조사시점 및 방법에 대한 제도적 규정이 마련되어 있지 않으므로 매립이전의 해안선은 시간과 조위 기준면에 따라 다양하게 제시될 수 있음을 지적하였다. 해안선의 위치가 시간적으로 변하기 때문에 해안선과 지적도의 경계선으로 산정하는 해안빈지의 면적은 변하게 된다. 따라서 매립이전에 직접적인 해안선 조사에 의한 자료로 해안빈지 면적을 산출하는 것은, 조사시점과 방법에 대한 제도적 규정이 없다하더라도, 가장 합리적이라 할 수 있다.
해안선변화 자료는 어떻게 사용되는가?
해안선은 장기적인 해수면변동, 계절적인 기상변화, 인공구조물의 영향 등으로 바다 쪽으로 전진하거나 육지 쪽으로 후퇴하는 변화를 보인다. 해안선변화 자료는 해안 침식·퇴적의 경향 파악, 해안이격거리(set back) 설정, 해안 지역 재산에 대한 보험료 산정 등 연안관리에 중요한 자료로 사용된다(Leatherman, 2003). Stauble(2003)은 해안선변화자료에 근거하여 연안공학적인 문제를 평가하는 연구를 소개하였는데 그 내용은 첫째, 조석유입구(tidal inlet)의 복잡한 진화과정을 파악함으로써 항로준설 계획을 수립하였으며, 둘째, 양빈 사업지역의 해안선변화 분석으로 침식지역과 퇴적지역을 구분함으로써 양빈 설계의 향상을 도모하였고, 셋째, 해안침식저감 수중방파제를 설치한 지역과 미설치 지역의 해안선변화를 비교함으로써 수중방파제의 효용성을 입증하였다.
참고문헌 (10)
김백운, 김부근, 이상룡 (2005). 낙동강 하구 해안선변화 연구를 위한 모자이크 항공사진의 구축. Ocean and Polar Research, 27(4), 497-507
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.