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문제 정의
- 기존의 연구는 주로 지질, 토양, 강우를 중심으로 연구하였고, 산림관련 연구자만이 임상학적 인자에 대한 고찰이 있었다. 그러나 본 연구에서 특정 수종 및 수령지역에 집중적으로 산사태가 발생하는 것으로 분석되어 임상삭적 인자에 대한 고찰을 하였다. 본 연구에 사용된 수종구분 및 정의는 표 3과 같다.
제안 방법
- GPS 데이터로부터 도출된 6개의 외부표정요소(x, y, z, ω, Φ, κ)를 이용해 스트립을 구성 하였다.
- 먼저 PKNU 4호(부경대학교 위성정보과학과 원격탐사센터에서 개발한 항공사진 촬영용 탑재체) 시스템으로 산사태 지역을 촬영하여 고해상도 항공사진을 획득하고 이를 영상분석 프로그램인 ERDAS를 이용해 정사보정하였다. 그리고 육안판독으로 산사태지역을 발단부, 유하부, 퇴적부로 구분하여 디지타이징(Digitizing) 후, GIS 프로그램인 ArcGIS를 이용하여 수치지도, 임상도, 지질도, 토양도와의 중첩분석을 통해서 산사태 발생지역에 대한 수문학적, 지형학적, 임상학적, 지질학적, 토양학적 현황과 특성을 DB로 구축하고, 산사태의 발생 현황 및 특성을 분석하였다.
- 본 연구는 2006년 7월 12~16일에 발생한 강원도 인제의 산사태 지역을 대상으로 하였다. 먼저 PKNU 4호(부경대학교 위성정보과학과 원격탐사센터에서 개발한 항공사진 촬영용 탑재체) 시스템으로 산사태 지역을 촬영하여 고해상도 항공사진을 획득하고 이를 영상분석 프로그램인 ERDAS를 이용해 정사보정하였다. 그리고 육안판독으로 산사태지역을 발단부, 유하부, 퇴적부로 구분하여 디지타이징(Digitizing) 후, GIS 프로그램인 ArcGIS를 이용하여 수치지도, 임상도, 지질도, 토양도와의 중첩분석을 통해서 산사태 발생지역에 대한 수문학적, 지형학적, 임상학적, 지질학적, 토양학적 현황과 특성을 DB로 구축하고, 산사태의 발생 현황 및 특성을 분석하였다.
- 본 연구는 산사태 발생 후 촬영한 항공영상을 이용해 현재 사용되는 토석류 조사야장(산림청) 분류방식인 발단부, 유하부, 퇴적부로 구분하여 산사태 지역을 추출하였다. 산사태 발생지역의 분류방식은 경사도 변곡점을 기준으로 발생지점 부터 첫 변곡점까지 영역을 발생부로, 첫 변곡점에서 두 번째 변곡점까지 영역을 유하부로, 두 번째 변곡점 이하를 퇴적부로 분류하였다.
- 본 연구는 지형학적, 임상학적, 토양학적, 지질학적, 수문학적 분석을 하였다.
- 본 연구지역은 1/25,000 지질도가 없어 1/50,000 지질도를 이용하여 지질학적 인자 특성을 분석했다. 그 결과 시대 명에 있어서는 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 쥬라기가 대부분이고, 암석명은 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 화강암이 대부분이다.
- 1을 이용해 처리하였다. 산사태는 광범위한 지역에서 발생하므로 개별영상으로는 분석할 수 없어 산사태가 일어난 지역을 중심으로 모자이크 처리를 하여 산사태 분포 특성을 확인하고 산사태 피해지역을 시각화 하였다.
- 센서부는 Canon 800만 화소 DSLR 카메라와 렌즈왜곡을 검ㆍ보정하여 상대적으로 왜곡이 가장 적은 20㎜ 렌즈를 사용해 방진·방적기능이 있는 짐벌에 장착하였다.
- 영상저장부는 2대의 베어본 컴퓨터를 이용해 구성했으며, 센서에서 촬영되는 대용량의 영상을 저장하였다.
- 촬영경로 및 영상처리를 위해 연구지역 인근에GPS 임시기준점을 설치하고, 국립 천문대 GPS 상시관측소의 대전 상시기준점을 이용해 기선 처리하였다. GPS 수신 데이터를 분석한 결과, 촬영 고도는 1~2.
- 토양학적 인자 특성을 분석하기 위해 정밀토양도와 산사태 발생지역을 중첩 분석하였다.
대상 데이터
- PKNU 4호 시스템을 이용한 항공촬영은 강원도 인제 산사태 발생 직후인 2006년 8월 2일 2회에 걸쳐 강원도 원주시와 인제시 일대의 산림지역을 촬영했으며, 그 결과 오전 353장, 오후 701장의 항공사진을 획득했다. 연구지역 및 항공 촬영 경로는 그림 1과 같다.
- 본 연구는 2006년 7월 12~16일에 발생한 강원도 인제의 산사태 지역을 대상으로 하였다. 먼저 PKNU 4호(부경대학교 위성정보과학과 원격탐사센터에서 개발한 항공사진 촬영용 탑재체) 시스템으로 산사태 지역을 촬영하여 고해상도 항공사진을 획득하고 이를 영상분석 프로그램인 ERDAS를 이용해 정사보정하였다.
- 본 연구에서 사용된 PKNU 4호 시스템은 센서부, 영상저장부, 관제부로 구성된다.
- 정사보정은 획득한 영상 중 산사태 지역을 포함하고 있는 233장의 영상을 선별하여 처리했다. 선택된 영상은 1/5,000 수치지형도에서 획득된 GCP값을 이용하여 영상처리프로그램인 ERDAS 9.
- 5㎞이고, 비행속도는 시속 235㎞/hr로 촬영하였다. 항공촬영 결과 1,054장의 영상을 획득하였다. GPS 데이터로부터 도출된 6개의 외부표정요소(x, y, z, ω, Φ, κ)를 이용해 스트립을 구성 하였다.
데이터처리
- 정사보정은 획득한 영상 중 산사태 지역을 포함하고 있는 233장의 영상을 선별하여 처리했다. 선택된 영상은 1/5,000 수치지형도에서 획득된 GCP값을 이용하여 영상처리프로그램인 ERDAS 9.1을 이용해 처리하였다. 산사태는 광범위한 지역에서 발생하므로 개별영상으로는 분석할 수 없어 산사태가 일어난 지역을 중심으로 모자이크 처리를 하여 산사태 분포 특성을 확인하고 산사태 피해지역을 시각화 하였다.
성능/효과
- 그 결과 SmF2가 발단부, 유하부의 약 70%를 차지하고 있어 토양특성이 산사태와의 밀접한 관계가 있다는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구지역은 1/25,000 지질도가 없어 1/50,000 지질도를 이용하여 지질학적 인자 특성을 분석했다. 그 결과 시대 명에 있어서는 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 쥬라기가 대부분이고, 암석명은 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 화강암이 대부분이다. 그러나 채병곤(2002)과 송영석(2007)은 퇴적암지역에서 산사태 발생가능성이 화강암지역 보다 상대적으로 높다는 결과를 보였다.
- 넷째, 지질학적 분석결과 암석 생성시기는 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 쥬라기이며 암석명은 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 화강암이 대부분으로 평가 되었다. 그러나, 퇴적암, 편마암지역이 없어 향후 비교연구가 필요하다.
- 다섯째, 수문학적 분석결과에 따르면 흐름장 길이는 발단부 102~133m, 유하부 336~476m, 퇴적부 802~1,666m이였다. 유역면적은 발단부 0.
- 둘째, 임상학적 분석결과 3차 임상도는 4차 임상도와 비교하여 침활혼효림 28%, 소나무림 －38%, 활엽수림 42%의 증가가 있었다. 수종은 발단부가 소나무림 62.
- 본 연구 지역에서 발생한 대부분의 산사태는 18~27°인 것을 알 수 있었고, 35° 이상인 지역에서는 발생하지 않은 것으로 나타나 강원도 지역의 산사태 특성을 연구한 조용찬(2003)의 연구 결과와 유사한 것으로 나타났다.
- 분석결과 발단부는 동, 동남, 남향으로 발생하였고, 유하부는 남향으로, 퇴적부는 동남, 남향으로 발생형태를 보여 산사태가 주로 남쪽방향 으로 발생하는 것을 알 수 있었다.
- 산사태 단계별 토심특성 분석 결과, 전 지역에서 보통(60~100㎜)을 보여 산사태가 보통 유효토심에 발생하고 퇴적되는 것으로 나타났다.
- 셋째, 토양학적 분석결과 토양통은 발단부에서 SmF2 66.55%, SgE2 9.45%, 유하부 SmF2 68.09%, SgE2 7.63%, 퇴적부 SmF2 15.75%, SgE2 14.71%이였다. 표토 특성은 발달부 사양토 85.
- 유역면적을 분석한 결과 발단부 0.21~0.85(평균 0.53)㎢, 유하부 3.37~9.31(평균 6.34)㎢, 퇴적부 23.71~175.34(평균 99.52)㎢로 확인되었다.
- 임상도의 경급 속성을 이용한 산사태 지역의 특징 분석 결과(표 5, 그림 5), 발단부에서 퇴적부로 진행될수록 산림의 흉고직경이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 특히 발단부와 유하부에 비해 퇴적부의 흉고 직경이 현저히 줄었다.
- 첫째, 지형학적 분석결과 면적은 발단부 146~ 178㎡, 유하부 1,618~2,542㎡, 퇴적부 973~1,383㎡ 순으로 유하부의 경우 면적이 가장 넓었다. 고도는 발단부 532~551m, 유하부 493~524m, 퇴적부 467~502m이였다.
- 토성 분류에 따라 산사태 특성을 분석한 결과, 사양토 지역이 전체 면적의 80%를 차지했고, 산사태 발생도 빈번히 일어남을 확인하였다. 양토는 전체 면적의 15%를 구성하고 있으며, 퇴적부에서 가장 높은 10%를 차지하고 있었다(표 8).
- 71%이였다. 표토 특성은 발달부 사양토 85.90%, 양토 14.1%, 유하부 사양토 89.59%, 양토 10.41%, 퇴적부 84.69%, 양토 15.31% 확인하였다. 유효 토심은 발단부, 유하부는 보통, 퇴적부는 전체적으로 보통, 일부 지역 얕음이였다.
- 흐름장 길이 분석 결과 발단부 102~133(평균 118)m, 유하부 336~476(평균 406)m, 퇴적부 802~1,666(평균 1,234)m 로 확인되었고, 흐름장의 경우 산사태 발생 후 발단부에서 유하부를 거쳐 퇴적부로 갈수록 길어지는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 이는 낮은 지역은 표토직하부가 암반으로 형성되어 암반지역과 동일한 특성을 보이는 것으로 사료된다. 그러나 유효토심이 깊은 곳에서 산사태발생여부에 대해 향후 보다 많은 자료분석이 요구된다(표 9, 표 10).
- 넷째, 지질학적 분석결과 암석 생성시기는 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 쥬라기이며 암석명은 발단부, 유하부, 퇴적부 모두 화강암이 대부분으로 평가 되었다. 그러나, 퇴적암, 편마암지역이 없어 향후 비교연구가 필요하다.
- 그러나 채병곤(2002)과 송영석(2007)은 퇴적암지역에서 산사태 발생가능성이 화강암지역 보다 상대적으로 높다는 결과를 보였다. 그러므로 향후, 다양한 암석이 존재하는 지역에서 자료를 보완할 필요가 있을 것으로 사료된다(표 11, 표 12).
- 그러나 조용찬(2003)은 태풍 루사에 의한 강릉지역 산사태는 북향사면에서 주로 발생하고 남향사면의 발생량은 적었다. 현재 그 이유를 파악하기 어려워 향후 연구가 필요하다.
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