산불을 효율적으로 관리하기 위해서는 지역별 산불 행동 특성에 대한 이해가 요구된다. 본 논문에서는 전국 시 군 구 단위고 산불통계 자료를 이용하여 발생 및 확산 특성을 분석하였다. 이를 위해 1991년 부터 2007년까지 17년간 발생건수, 연소면적, 확산속도, 건당 면적 자료를 이용하여 산불 특성에 따라 군집을 분류하고 GIS를 이용하여 공간적 분포 특성을 분석하였다 분석결과, 산불의 공간적 특성 변이가 뚜렷하게 관찰되었고, 전국 시 군 구는 산불위험성에 따라 5개의 군집으로 분류할 수 있었다. 대도시와 인근 지역은 산불위험이 낮은 군집으로 분류되었으나, 강원도 영동지방 4개 시 군은 가장 위험한 군집으로 분류되었다. 그 뒤를 이어 남, 서해안에 인접한 시 군 구의 산불위험성이 높았다.
산불을 효율적으로 관리하기 위해서는 지역별 산불 행동 특성에 대한 이해가 요구된다. 본 논문에서는 전국 시 군 구 단위고 산불통계 자료를 이용하여 발생 및 확산 특성을 분석하였다. 이를 위해 1991년 부터 2007년까지 17년간 발생건수, 연소면적, 확산속도, 건당 면적 자료를 이용하여 산불 특성에 따라 군집을 분류하고 GIS를 이용하여 공간적 분포 특성을 분석하였다 분석결과, 산불의 공간적 특성 변이가 뚜렷하게 관찰되었고, 전국 시 군 구는 산불위험성에 따라 5개의 군집으로 분류할 수 있었다. 대도시와 인근 지역은 산불위험이 낮은 군집으로 분류되었으나, 강원도 영동지방 4개 시 군은 가장 위험한 군집으로 분류되었다. 그 뒤를 이어 남, 서해안에 인접한 시 군 구의 산불위험성이 높았다.
For the effective management of forest fire, understanding of regional forest fire patterns is needed. In this paper, forest fire ignition and spread characteristics were analyzed based on forest fire statistics. Fire occurrences, burned area, rate of spread, and burned area per fire between 1991 an...
For the effective management of forest fire, understanding of regional forest fire patterns is needed. In this paper, forest fire ignition and spread characteristics were analyzed based on forest fire statistics. Fire occurrences, burned area, rate of spread, and burned area per fire between 1991 and 2007 were parameterized for the cluster analysis, which results were displayed using GIS to detect spatial patterns of forest fire. Administrative districts such as cities and counties were classified into 5 clusters by fire susceptibility. Metropolitan areas had fire characteristics that were infrequent, slow rate of spread, and small burned area. However, 4 cities and counties showing fast rate of spread, and large burned area, in the eastern regions of Taeback Mountain range, were the most susceptible areas to forest fire. The next vulnerable cities and counties were located in the West and South Coast area.
For the effective management of forest fire, understanding of regional forest fire patterns is needed. In this paper, forest fire ignition and spread characteristics were analyzed based on forest fire statistics. Fire occurrences, burned area, rate of spread, and burned area per fire between 1991 and 2007 were parameterized for the cluster analysis, which results were displayed using GIS to detect spatial patterns of forest fire. Administrative districts such as cities and counties were classified into 5 clusters by fire susceptibility. Metropolitan areas had fire characteristics that were infrequent, slow rate of spread, and small burned area. However, 4 cities and counties showing fast rate of spread, and large burned area, in the eastern regions of Taeback Mountain range, were the most susceptible areas to forest fire. The next vulnerable cities and counties were located in the West and South Coast area.
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문제 정의
이러한 공간적 특성은 분석 범위에 따라 그 결과가 달라지므로,12)기 발생 예측과 관리를 위해서 산불 관리 단위로 분석을 하는 것이 일반적이다.3,10,13) 따라서, 본 연구에서는 산림청의 산불통계자료를 바탕으로 GIS와 통계를 이용하여 전국 시 . 군 .
군 . 구 단위로 산불발생 및 확산특성을 분석하고자 하였다. 산불통계자료에는 산 불강도 등을 유추할 수 있는 자료가 없는 관계로 크기 (연소면적), 빈도(건수), 분포(주소지) 등을 이용하였다.
제안 방법
군 . 구 정보를 이용하여 산불통계를 재작성하였다. 즉 1991 년부터 2007년까지 시 .
군 . 구를 대상으로 산불 발 생건수, 연소면적, 확산속도, 건당 면적 인자를 이용하여 발생 및 확산특성을 공간적으로 분석하였다. 분석 결과 공간적 변이가 뚜렷하게 관찰되었는데, 대도시권에 속하는 지역에 비해 강원도 영동지방과 남해안에 인접한 시 .
군 . 구별 발생건수, 연소면적, 산불 한 건당 연소면적, 확산속도를 산출하였다. 이때 산불대장 기록이 불분명하여 발생지 주소, 시간, 연소 면적 파악이 불가능한 경우에는 분석에서 제외하였으며, 행정구역 통폐합 등이 발생하여 주소가 변경된 경우에는 현재의 주소로 수정하였다.
구를 산불특성에 따라 분류하기 위해 군집분석을 이용하였다. 군집분석에 사용된 변수는 발생 건수, 연소면적 (ha), 확산속도(ha/hr), 건당면적(ha)으로 자료의 정규화를 위해 모두 log를 취해 변환하였다. 이때 군집분석은 계층적 군집분석 방법 중 잔차제곱
1 버전에서 시행되었다. 군집의 개수는 CCC(Cubic Clustering Criterion)를 산출하여 산점도(Scatter plot)를 그린 다음, 첫 번째 나타나는 국소최고점에 해당되는 개수로 하였다.20)이러한 군집분석 결과는 공간분포 패턴을 살펴 보기 위해 국토지리정보원 발행 전국행정경계도를 바탕으로 GIS를 이용해 공간적으로 표현되었다.
구 단위로 산불발생 및 확산특성을 분석하고자 하였다. 산불통계자료에는 산 불강도 등을 유추할 수 있는 자료가 없는 관계로 크기 (연소면적), 빈도(건수), 분포(주소지) 등을 이용하였다. 이러한 분석 결과는 지역별로 다르게 표출되는 산불특성에 영향을 미치는 인자를 밝힐 수 있는 사전단계로써 중요성을 갖는다.
한편 기초 자치단체별로 산림면적이 상이하므로, 표준화된 산불특성을 살펴보기 위해 산림청의 산림면적 자료19)를 이용하여, 산림면적 1,000ha당 발생건수와 연소면적을 산출하였다.
이때 산불대장 기록이 불분명하여 발생지 주소, 시간, 연소 면적 파악이 불가능한 경우에는 분석에서 제외하였으며, 행정구역 통폐합 등이 발생하여 주소가 변경된 경우에는 현재의 주소로 수정하였다. 확산속도는 일반적으로 화두의 진행속도15,16) 또는 시간당 연소면적으로 표현17, 18)되는데 산불대장으로 기록된 정보로는 화두의 진행속도를 분석할 수 없으므로, 본 연구에서는 후자의 개념, 즉 연소면적을 진화에 소요된 시간(진화시간- 발화시간)으로 나누어 이용하였다.
대상 데이터
1991년부터 2007년까지 산불통계 대장에 기록된 발생 건수는 총 7, 558건으로 이로 인한 연소면적은 48, 443ha 이었다.14) 이 중 Table 1과 같이 주소지와 발화시간, 연소면적 기록이 불분명한 3건을 제외하고 7, 555건을 분석 대상으로 하였다.
1991년부터 2007년까지 17년간의 산불통계가 기록 된 산림청 산불대장을 이용하였다.14)산불대장에는 초기 발화일시, 진화일시, 발생주소, 발화원인, 연소면적 등이 기록되어 있다.
본 연구에서는 전국 시 . 군 .
데이터처리
전국 시 , 군 . 구를 산불특성에 따라 분류하기 위해 군집분석을 이용하였다. 군집분석에 사용된 변수는 발생 건수, 연소면적 (ha), 확산속도(ha/hr), 건당면적(ha)으로 자료의 정규화를 위해 모두 log를 취해 변환하였다.
합(Error sum of squares)을 최소화하도록 군집을 병합 시키는 Ward 방법을 선택하였으며, SAS 9.1 버전에서 시행되었다. 군집의 개수는 CCC(Cubic Clustering Criterion)를 산출하여 산점도(Scatter plot)를 그린 다음, 첫 번째 나타나는 국소최고점에 해당되는 개수로 하였다.
성능/효과
산불발생 및 확산특성을 보여주는 4개의 변수를 이용하여 CCC를 산출하여 국소최고점에 해당되는 개수 로 군집을 결정한 결과 Figure 5에서 보는 바와 같이 5개의 군집으로 구분할 수 있었다. 각 군집별 산불특성은 Table 2와 같은데, 서울특별시의 자치구 일부를 중심으로 분포하고 있는 제 1군집은 발생건수, 연소면적, 확산속도, 건당 피해면적이 다른 군집에 비해 모두 낮아 산불로부터 상대적으로 안전한 지역으로 분류되었다.
군 . 구와 강원 강릉에서 높았으며, 단위면적 당 산불건수는 서울과 부산광역시에 속한 구가 높았다. 산불 연소 면적은 강원 삼척을 최고로 강원 고성, 동해, 강릉 순으로 강원 영동에 인접한 시 .
이에 반해 강원 영동지방 4개 시 . 군과 충남 청양 지역은 건수와 피해면적, 확산속도, 건당 피해면적이 다른 군집에 비해 모두 높아 산불에 가장 취약한 지역으로 분류되었다. 이 지역은 2000년 동해안산불과 2002년 청양산불을 포함한 대형산불이 발생하여 피해면적이 다른 지역에 비해 넓은 지역이다.
9ha/hr 으로 분석되었다(Figure 4). 더불어 산불확산에 풍속이 강하게 작용했던 2000년 동해안 산불과 2002년 청양, 김제 산불을 제외하면 평균 확산속도는 1.99ha/hrS 산 불 발생 후 시간당 약 2ha의 산림이 연소되는 것으로 분석되었다.
구를 대상으로 산불 발 생건수, 연소면적, 확산속도, 건당 면적 인자를 이용하여 발생 및 확산특성을 공간적으로 분석하였다. 분석 결과 공간적 변이가 뚜렷하게 관찰되었는데, 대도시권에 속하는 지역에 비해 강원도 영동지방과 남해안에 인접한 시 . 군 .
연소면적을 살펴보았을 때 그 뒤를 이어 2000년 동해안 산불의 영향을 받은 강원 고성 3, 471ha, 강원 동해 2, 542ha, 강원 강릉 2, 320ha이었으며, 2002년 청양산불이 발생한 충북 청양이 2, 247ha였다. 산림 1,000㏊당 연소면적에서 강원 동해, 강원 삼척, 강원 고성의 뒤를 이어 울산 남구가 72.7ha로 4번째였으며, 부산 남구가 38.3ha로 산림면적에 비해 연소면적이 큼을 알 수 있었다. 연소 면적은 동해안과 남해안 축을 중심으로 분포하는 시 .
구에서 가장 많았다. 연소면적을 진화에 소요된 시간으로 나눈 확산속도는 강원 삼척, 충남 청양, 강원 동해, 강원 고성 순으로 충남 청양군이 강원도 영동지방과 더불어 확산속도가 빨랐다.
후속연구
산불형을 연구하여 산불의 공간적 특성을 분석하고자 하는 이유는 이러한 변이에 영향을 미치는 인자를 구명하여 효율적인 산불예방과 관리를 하기 위함이다. 따라서 향후 연구에서는 이번에 분석된 공간적 변이 특성에 영향을 미치는 지형, 기후, 인위적 요소를 구명해야 할 것이다.
이러한 결과는 소나무 임분의 크기와 응집성이 산불의 대형화와 밀접한 관련이 있다는 연구결과{21}와 유사하며, 동해안 지역 산불의 대형화 원인이 임상요인과 더불어 기상의 영향이 크다는 연구결과22)와도 일치한다. 산불은 지형, 기상, 식생과 인위적 요인 등에 영향을 받으므로, 향후 이러한 공간적 분포 패턴을 야기하는 요인에 대한 분석이 요구된다.5)
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