[논문]인터넷 고해상도 영상서비스를 이용한 농촌어메니티 자원조사 기술에 관한 연구 - Google Earth를 중심으로 -

장민원; 정회훈; 이상현; 최진용

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this paper is to investigate the applicability of high spatial resolution remote sensing images for conducting the rural amenity resources survey. There are a large number of rural amenity resources and field reconnaissance without a sufficient preliminary survey involves a big amount of ...

The aim of this paper is to investigate the applicability of high spatial resolution remote sensing images for conducting the rural amenity resources survey. There are a large number of rural amenity resources and field reconnaissance without a sufficient preliminary survey involves a big amount of cost and time even if the data quality cannot always be satisfied with the advanced study. Therefore, a new approach should be considered like the state-of-the-art remote sensing technology to support field survey of rural amenity resources as well as to identify the spatial attributes including the geographical location, pathway, area, and shape. Generally high-resolution satellite or aerial photo images are too expensive to cover a large area and not free of meteorological conditions, but recently rapidly-advanced internet-based image services, such as Google Earth, Microsoft Bing maps, Bluebirds, Daum maps, and so on, are expected to overcome the handicaps. The review of the different services shows that Google Earth would be the most feasible alternative for the survey of rural amenity resources in that it provides powerful tools to build spatial features and the attributes and the data format is completely compatible with other GIS(Geographic information system) software. Hence, this study tried to apply the Google Earth service to interpret the amenity resources and proposed the reformed work process conjugating the internet-based high-resolution images like satellite and aerial photo data.

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문제 정의

본 논문은 농촌어메니티 자원조사에 필요한 원격탐사 영상이 조건과 그에 따라 분류가능한 농촌어메니티 자원 항목을 선정하고, 원격탐사 영상을 획득할 수 있는 현실적 한계를 넘어 인터넷 고해상도 영상 서비스를 활용하는 방법을 제안하고자 한다. 그리고 실제 어메니티 자원을 추출, 지도화 하고 공유하는 업무를 수행함으로써 농촌어메니티 자원조사 기법을 정립하고 최종적으로 인터넷 고해상도 영상서비스를 활용한 농촌어메니티 자원조사 업무 체계를 설계하고자 한다.
원격탐사기술을 농촌어메니티 자원조사 사업에 반영하기 위해서는 먼저 활용할 수 있는 대상과 기준, 방법 등에 대하여 검토가 수행되어야 한다. 본 논문은 농촌어메니티 자원조사에 필요한 원격탐사 영상이 조건과 그에 따라 분류가능한 농촌어메니티 자원 항목을 선정하고, 원격탐사 영상을 획득할 수 있는 현실적 한계를 넘어 인터넷 고해상도 영상 서비스를 활용하는 방법을 제안하고자 한다. 그리고 실제 어메니티 자원을 추출, 지도화 하고 공유하는 업무를 수행함으로써 농촌어메니티 자원조사 기법을 정립하고 최종적으로 인터넷 고해상도 영상서비스를 활용한 농촌어메니티 자원조사 업무 체계를 설계하고자 한다.
본 논문은 농촌어메니티 자원조사의 효율성 제고를 위해서 고해상도 영상을 활용하는 방법에 대한 타당성과 가용한 자원과 기술에 대한 검토를 수행한 후 현재 여건에서 실행 가능한 고해상도 영상 기반 농촌어메니티 자원조사 기법을 제시하였다. 지구관측을 위해서 국내․외에서 운영 중인 인터넷 고해상도 영상 서비스 현황을 조사하고 현재 기술 수준에서 가장 유력한 방안으로 Google Earth 시스템을 선택하였으며 이를 이용할 경우 판독이 가능한 농촌어메니티 자원 항목 17개를 분류하였다.

제안 방법

박창석 등(2002)과 조순재(2003)는 농촌어메니티 자원을 자연적 자원, 문화적 자원, 사회적 자원으로 대분류하고 중분류 8개, 소분류 37개로 구분한 바 있고, 최수명과 황한철(1997), 오윤경 등(2007, 2008), 정남수(2005) 등 여러 연구들을 기반으로 국립농업과학원 농촌자원개발연구소(2007)는 2005년부터 5개년동안 전국의 농촌어메니티 자원조사의 대상을 선정하였다(Table 1). 공간해상도가 4m급 이상인 고해상도 원격탐사 영상을 활용할 경우 농촌어메니티 자원조사가 이루어지는 기본조사항목과 37종의 자원항목 중 판독이 가능할 것으로 예상되는 자원을 후보군으로 Table 1에서와 같이 판독불가, 부분판독, 완전판독 등 3단계로 분류하고 최종적으로 17개 항목을 선정하였다. 먼저 무형자원(intangible resources)을 배제하고 유형자원(tangible resources) 중에서 분류 수준(level)에 따라 대분류 혹은 소분류 수준에서 판독이 가능한 것과 세부 항목별로 분류가 가능한 것으로 구분하였다.
지구관측을 위해서 국내․외에서 운영 중인 인터넷 고해상도 영상 서비스 현황을 조사하고 현재 기술 수준에서 가장 유력한 방안으로 Google Earth 시스템을 선택하였으며 이를 이용할 경우 판독이 가능한 농촌어메니티 자원 항목 17개를 분류하였다. 그리고 농촌어메니티 자원조사에 Google Earth를 이용하는 절차와 환경을 정리함으로써 육안으로 판독한 농촌어메니티 자원을 그 속성에 따라 위치표시, 경로, 면적으로 나눠 도형과 속성정보를 정의하고 기존 어메니티 자원 인벤토리에 구축되는 절차와 도구를 설명하였다. 또한 역으로 기존 수치지도와 과거 어메니티 자원 지도를 Google Earth에 올려 육안판독에 참조하거나 공유하는 기술적 과정을 완성하였다.
공간해상도가 4m급 이상인 고해상도 원격탐사 영상을 활용할 경우 농촌어메니티 자원조사가 이루어지는 기본조사항목과 37종의 자원항목 중 판독이 가능할 것으로 예상되는 자원을 후보군으로 Table 1에서와 같이 판독불가, 부분판독, 완전판독 등 3단계로 분류하고 최종적으로 17개 항목을 선정하였다. 먼저 무형자원(intangible resources)을 배제하고 유형자원(tangible resources) 중에서 분류 수준(level)에 따라 대분류 혹은 소분류 수준에서 판독이 가능한 것과 세부 항목별로 분류가 가능한 것으로 구분하였다. 기본현황 부문에서는 도로와 여가시설의 일부 항목은 바로 판독이 가능할 것이나 나머지 항목은 주로 무형자원으로서 위성영상을 활용하여 조사하기에 적절치 않다.
다음 Figure 4(b)의 예와 같이 기본적으로 제공되는 Database에서 어메니티 자원 판독에 도움이 될 수 있는 레이어(layer)를 선택하거나 기존에 가지고 있는 수치지도를 KML 혹은 KMZ 형식으로 변환하여 화면에 띄운다. 조사 대상에 따라 점(placemark), 선(path), 면(polygon)으로 구분하고 각각의 레이어를 만들어 판독작업을 수행한다. 점, 선, 면은 각각 자원의 위치, 경로, 면적과 구역을 나타내고 화면상에 직접 작도함으로써 공간정보를 구축한다.
본 논문은 농촌어메니티 자원조사의 효율성 제고를 위해서 고해상도 영상을 활용하는 방법에 대한 타당성과 가용한 자원과 기술에 대한 검토를 수행한 후 현재 여건에서 실행 가능한 고해상도 영상 기반 농촌어메니티 자원조사 기법을 제시하였다. 지구관측을 위해서 국내․외에서 운영 중인 인터넷 고해상도 영상 서비스 현황을 조사하고 현재 기술 수준에서 가장 유력한 방안으로 Google Earth 시스템을 선택하였으며 이를 이용할 경우 판독이 가능한 농촌어메니티 자원 항목 17개를 분류하였다. 그리고 농촌어메니티 자원조사에 Google Earth를 이용하는 절차와 환경을 정리함으로써 육안으로 판독한 농촌어메니티 자원을 그 속성에 따라 위치표시, 경로, 면적으로 나눠 도형과 속성정보를 정의하고 기존 어메니티 자원 인벤토리에 구축되는 절차와 도구를 설명하였다.

대상 데이터

그리고 오픈 소스 소프트웨어인 Shp2Kml Coverter(http://www.zonums.com/shp2kml.html)를 다운받아 무료로 Shapefile 형식을 KML 파일로 변환할 수도 있다(Figure 7

성능/효과

IKONOS급이나 향후 운영될 KOMPSAT-3와 같이 1m 이하 공간해상도의 영상은 마을숲 자원 및 하천, 도로, 주거지 등의 육안 판독이 가능하며 KOMPSAT-2와 같은 4m급의 영상 역시 대략적인 자원 판독은 가능한 것으로 여겨진다. 8m 공간해상도 영상의 경우 하천, 도로의 위치 및 방향에 대한 육안 분석은 가능하지만 도로 폭, 하천 폭 등에 대한 부분에 있어서는 정확성이 낮아지고, 16m 해상도 영상의 경우도 한 셀의 크기가 256㎡으로 Figure 1(c)에서 볼 수 있듯이 도로 및 하천의 경우 육안판독이 사실상 불가능하며 마을 숲 역시 대략적인 위치만이 확인 될 뿐, 분류의 정확성에 있어서는 제고가 필요한 것으로 나타났다. LANDSAT 영상과 같은 30m 급의 영상에서는 대규모 크기의 마을 숲을 제외하고는 모든 자원의 육안판독에 의한 구분이 불가능한 것으로 나타났으며, 결국 위성영상을 활용하여 어메니티 자원의 사전조사를 실시할 경우 Table 1에서 선정된 후보군에 대해서 최소 1~4m급 공간해상도의 영상이 필요함을 알 수 있다.
또한 역으로 기존 수치지도와 과거 어메니티 자원 지도를 Google Earth에 올려 육안판독에 참조하거나 공유하는 기술적 과정을 완성하였다. 마지막으로 기존의 농촌어메니티 자원조사 업무에 인터넷 고해상도 영상 서비스를 활용하는 과정을 고려함으로써 농촌어메니티 자원에 대한 사전조사 및 변동 관측 업무에 있어 효율을 꾀할 수 있도록 개선하였다.
이상의 종합적인 검토에서 농촌어메니티 자원조사에 가장 활용성이 높은 것은 Google Earth 서비스로 판단되며 충분한 해상도의 위성영상 및 항공사진을 이용할 수 있고 사용자가 영상으로부터 어메니티 자원을 판독하고 그 결과를 저장하고 공유할 수 있는 기능을 사용할 수 있다. 무엇보다 영상에서 직접 정의한 포인트(point)와 폴리곤(polygon)을 Shapefile로 변환하거나 반대로 Shapefile을 Google Earth에 업로드(upload)하여 공유할 수 있다는 점이 강점이라 할 수 있다.

후속연구

더욱이 인터넷을 통해 고해상도 영상정보를 이용할 수 있는 서비스가 속속 개발되고 발전되어감에 따라 큰 비용을 들이지 않고도 기본적인 사전조사가 가능하다는 장점도 있다. 그러므로 인터넷 고해상도 영상 서비스를 농촌어메니티 자원조사에 활용함으로써 현장조사의 한계를 보완하고 적은 비용과 노력으로 보다 양질의 농촌어메니티 자원조사 자료를 획득할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
kr) 등이 이와 같은 기술을 보여주고 있다. 그리고 Google Earth 이외에도 국내의 Daum지도, Paran, Naver지도 등을 활용할 수 있는 조사 시스템을 구축할 수 있다면 보다 나은 공간해상도의 영상을 주기적인 업데이트와 함께 이용할 수 있고 어메니티 자원의 변동이나 신규 자원의 파악 업무에 정확성과 신속성이 높아질 수 있을 것이다.
최근 인터넷 지도서비스와 고해상도 위성센서의 발달로 인해서 직접 영상을 획득하고 복잡한 분석을 하지 않아도 보다 쉽게 인터넷 고해상도영상에 접근하여 육안판독만으로도 기존의 수치지도들과 호환되는 정보 추출이 가능하게 되었다. 따라서 원격탐사를 활용한 농촌어메니티 자원조사의 새로운 패러다임을 받아들이고 그에 적절한 자원조사 업무를 설계하고 관련 기준과 방법을 한정할 수 있다면 효율적인 농촌어메니티 자원 정보 구축이 가능할 것이다.
현재 농촌어메니티 자원조사는 통계적자료에 대한 사전조사와 조사원의 현장조사로 이루어지고 있으며 사전조사는 현장조사의 시간적, 비용적인 측면에서의 효율성을 높이고, 조사 자료의 양적, 질적 향상을 그 목적으로 하고 있다(한국농촌계획학회, 2008). 여기서, 사전조사에 문헌과 통계자료뿐 아니라 그 효용이 높아지고 있는 원격탐사기술을 활용하고자 하는 시도가 진행되고 있으며, 이를 통하여 어메니티 자원의 위치, 규모, 변화 등 속성정보의 정확성을 제고할 수 있고 나아가 자원 분포 예상 지점에 대한 분석 등이 가능하게 되어 보다 효율적이고 다차원적인 정보 획득이 가능할 것으로 기대되고 있다.
농촌어메니티 자원의 조사 순서는 첫째 대상지역을 선정하고, 둘째 사전조사를 실시하며, 셋째 현장조사 후 내업을 통해서 정보화를 마무리한다. 위성영상을 이용한 어메니티 자원조사는 사전조사와 후속조사 사업으로 구분할 수 있는데 후속조사는 이미 조사가 이뤄진 지역에 대해서 재조사의 필요성을 판단하거나 과거 취득한 위성영상으로부터 변화를 탐색하고자 할 때 수행된다. 위성영상을 취득하고 처리하고 그로부터 어메니티 자원을 분류하는 것은 사전조사와 후속조사 모두에서 동일한 과정을 거친다.
더욱이 리단위 행정경계의 농촌어메니티 자원조사에서 요구하는 자원정보의 품질, 즉 기하정보와 속성정보의 정도를 맞추기 위해서는 고해상도 영상에 의존해야 하지만 일반적으로 공간해상도가 높을수록 분광해상도는 낮아지기 때문에 영상분류에 있어서 전문가의 간섭이 더욱 필요하게 된다. 하지만 여러 한계가 있음에도 불구하고 농촌어메니티 자원조사에 위성영상, 특히 고해상도 위성영상을 활용하는 것은 광범위한 지역에 대해 누구나 쉽게 직관적으로 인지할 수 있는 장점이 있고 판독을 통하면 전문적인 훈련이 없이도 자원을 분류하고 관련 속성정보를 추출할 수 있다는 점에서 주요한 조사 업무의 하나로써 활용될 수 있다고 판단된다. 더욱이 인터넷을 통해 고해상도 영상정보를 이용할 수 있는 서비스가 속속 개발되고 발전되어감에 따라 큰 비용을 들이지 않고도 기본적인 사전조사가 가능하다는 장점도 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	급격한 산업화로 인하여 현재의 농촌은 어떠한 문제를 겪고 있는가?	급격한 산업화로 인하여 현재의 농촌은 인구의 고령화, 공공시설의 부족, 농촌소득의 감소 등의 문제를 겪고 있으며 이에 대한 해결 방안으로서 중요성이 높아지고 있는 것이 농촌어메니티 자원이다. 농촌어메니티는 농촌다움의 특색을 반영하는 자원으로서 농촌지역의 지속적이고 균형적인 개발 계획이 중요하게 고려됨에 따라 농촌어메니티 자원조사에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
	농촌어메니티 자원조사 사업을 위한 자원조사는 어떻게 이루어 지고 있는가?	국립농업과학원에서는 농촌에 대한 새로운 인식과 평가로서 농촌어메니티 자원을 조사, 발굴하여 농촌을 농산물 생산공간과 더불어 환경보전, 문화와 전통의 보전, 그린 투어리즘(Green tourism)과 같은 무형의 가치가 잠재된 지역으로 평가하고 농촌의 잠재적인 가치를 발굴하기 위하여 2005년부터 '농촌어메니티 자원조사 사업'을 실시하고 있다. 현재 농촌어메니티 자원조사는 통계적자료에 대한 사전조사와 조사원의 현장조사로 이루어지고 있으며 사전조사는 현장조사의 시간적, 비용적인 측면에서의 효율성을 높이고, 조사 자료의 양적, 질적 향상을 그 목적으로 하고 있다(한국농촌계획학회, 2008). 여기서, 사전조사에 문헌과 통계자료뿐 아니라 그 효용이 높아지고 있는 원격탐사기술을 활용하고자 하는 시도가 진행되고 있으며, 이를 통하여 어메니티 자원의 위치, 규모, 변화 등 속성정보의 정확성을 제고할 수 있고 나아가 자원 분포 예상 지점에 대한 분석 등이 가능하게 되어 보다 효율적이고 다차원적인 정보 획득이 가능할 것으로 기대되고 있다.
	원격탐사기술은 어떤 과학기술을 말하는가?	원격탐사기술은 조사하고자 하는 대상, 지역 및 현상에 접촉하지 않고 지상, 항공기 및 인공위성 등의 탑재기(Platform)에 설치된 탐사기(Sensor)를 이용하여 지표, 지상, 지하, 대기권 및 우주공간의 대상물에서 반사 혹인 방사되는 전자기파를 탐지함으로써 토지, 자원 및 환경 등에 대한 정성적, 정량적으로 해석하여 정보를 수집 및 분석하는 과학기술이다(홍석영, 1998; http://www.ngis.

참고문헌 (16)

구자용, 2006, 위성영상과 공간해상도, 한국학술정보(주), 17-18
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농촌자원개발연구소, 2007, 2007 농촌어메니티 종합기반기술 구축사업 농촌어메니티 자원조사 보고서, 농촌진흥청 농업과학기술원
박창석, 전영옥, 조영국, 2002, 농촌어메니티에 기초한 농촌자원 중요도 평가 및 순위적 관계 분석, 대한국토.도시계획학회지, 37(1), 21-35
오윤경, 조순재, 최진용, 임승빈, 안동만, 이정재, 이동근, 2007, 농촌어메니티 자원조사 연구, 농촌계획학회지, 13(1), 1-9
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조순재, 2003, 농촌어메니티를 활용한 마을개발 모형, DDA대응 농촌경제 활성화와 어메니티자원개발 심포지움 발표자료집, 161-184
정남수, 2005, 농촌어메니티 자원의 평가를 위한 조사표와 항목 개발, 농촌계획학회지, 11(4), 9-15
최수명, 황한철, 1997, 농촌계획지원용 지역자원평가시스템(Ⅰ) -자원평가 구성요소의 목표체계 구축, 한국농촌계획학회지, 3(1), 54-67

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한국농촌계획학회, 2008, 농촌어메니티자원도 활용기술 연구, 국립농업과학원
홍성민, 정인균, 김성준, 2004, IKONOS 영상자료를 이용한 농업지역 토지피복 분류기준 설정, 대한원격탐사학회지, 20(4), 253-259

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홍석영, 1998, 원격탐사 자료를 이용한 벼 생육정보 분석 및 재배면적 추정, 경북대학교 농학박사학위논문
Bodzin, A. M. and L. Cirucci, 2009, A Land-Use-Planning Simulation Using Google Earth, http://www.Britannica.com
Fraser, R. H., I. Olthof, and D. Pouliot, 2009, Monitoring land cover change and ecological integrity in Canada's national parks, Remote Sensing of Environment, 113(7), pp.1397-1409

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Saul, L., E. Darwin, F. J. Arturo, L. M. Alba, G. Julian, G. Salvador, L. Victor, N. Rosario, F. Ildefonso, C. Joaquin, D. Marco, M. Pedro, M.
Natashia, C. Michael, G. M. Chester, J. B. Barry, and E. Lars, 2008, Use of Google EarthTM to strengthen public health capacity and facilitate management of vector-borne diseases in resource-poor environments. Bull World Health Organ [serial on the Internet], 86(9), pp.718-725

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