본 연구의 목적은 위성영상자료를 이용하여 사막지역의 토지피복상태의 변화를 분석하는데 있다. 따라서 본 연구에서는 위성영상자료를 이용한 사막지역의 토지피복상태를 분석하였다. 이 연구에서는 사막지역의 토지피복상태를 분석하기 위해서 몽골 지역을 연구 대상으로 하고 1991년부터 2007년까지의 Landsat TM과 ETM+ 영상자료를 이용하고 정규화 식생지수 및 무감독분류와 감독분류 방법에 의해 사막지역의 토지피복상태 변화를 분석하였다. 토지피복 상태를 수계, 녹지, 사막지역으로 구분하고 다시 사막지역은 약, 중간, 강 사막지역으로 분류하고 분석하였다. NDVI 지표와 분류된 사막지역 과의 상관관계를 분석함으로써 시간적 변화에 따른 사막화 지역의 토지피복 상태 변화를 분석하고자 한다. 위성영상자료를 이용하여 분석한 결과 사막주변영역에서 녹지는 감소하고 있는 것으로 나타나 사막지역이 확대되고 있는 것을 알 수 있었다.
본 연구의 목적은 위성영상자료를 이용하여 사막지역의 토지피복상태의 변화를 분석하는데 있다. 따라서 본 연구에서는 위성영상자료를 이용한 사막지역의 토지피복상태를 분석하였다. 이 연구에서는 사막지역의 토지피복상태를 분석하기 위해서 몽골 지역을 연구 대상으로 하고 1991년부터 2007년까지의 Landsat TM과 ETM+ 영상자료를 이용하고 정규화 식생지수 및 무감독분류와 감독분류 방법에 의해 사막지역의 토지피복상태 변화를 분석하였다. 토지피복 상태를 수계, 녹지, 사막지역으로 구분하고 다시 사막지역은 약, 중간, 강 사막지역으로 분류하고 분석하였다. NDVI 지표와 분류된 사막지역 과의 상관관계를 분석함으로써 시간적 변화에 따른 사막화 지역의 토지피복 상태 변화를 분석하고자 한다. 위성영상자료를 이용하여 분석한 결과 사막주변영역에서 녹지는 감소하고 있는 것으로 나타나 사막지역이 확대되고 있는 것을 알 수 있었다.
This study aimed at monitoring, mapping, and assessing the land degradation in the desert area. In this research, the Landsat TM and ETM+ imageries to assess the extent of land degradation for study area during the period from 1991 to 2007. Were used to study supervized, unsupervized classfication a...
This study aimed at monitoring, mapping, and assessing the land degradation in the desert area. In this research, the Landsat TM and ETM+ imageries to assess the extent of land degradation for study area during the period from 1991 to 2007. Were used to study supervized, unsupervized classfication and NDVI land cover changes in the desert area in Mongolia. The classified map consists of five classes of water, vegetation, slight desertification, middle desertification and sever desertification. It shows that for determination classfication methods and NDVI, desertification map of the study area are prepared. The result showed accounting for a clear deterioration in vegetative cover, an increase of sever desertification and a decrease in middle desertification and slight desertification respectively of the total study area.
This study aimed at monitoring, mapping, and assessing the land degradation in the desert area. In this research, the Landsat TM and ETM+ imageries to assess the extent of land degradation for study area during the period from 1991 to 2007. Were used to study supervized, unsupervized classfication and NDVI land cover changes in the desert area in Mongolia. The classified map consists of five classes of water, vegetation, slight desertification, middle desertification and sever desertification. It shows that for determination classfication methods and NDVI, desertification map of the study area are prepared. The result showed accounting for a clear deterioration in vegetative cover, an increase of sever desertification and a decrease in middle desertification and slight desertification respectively of the total study area.
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문제 정의
즉, 본 연구에서는 몽골 북서부지역의 오보스 호수(UvsLake) 분지 지역에 있는 몽골에서 가장 큰 규모의 모래 언덕 인 부룩데 린 엘스 지역을 대상으로, 사막지역의 특성이 잘 나타나는 여름철 (1991 년, 2002년, 2007년)에 촬영 된 Landsat TM 및 ETM+ 다중분광 영상 자료를 취득, 처리 한 다음, 토지 피복 상태를 수계, 녹지, 사막지 역으로 구분하고 다시 사막지 역은 약(slightly), 중간(moderately), 강(severely) 사막지역으로 분류하고 분석한다. NDVI 지표와 분류된 사막지역 과의 상관관계를 분석함으로써 시간적 변화에 따른 사막화 지역의 토지피복 상태 변화를 분석하고자 한다.
본 연구에서는 연구대상지의 사막지역의 토지피복 변화를 탐지하기 위해 구축된 위성영싱.에 대한 영상분류를 수행하였다.
본 연구에서는 영상분류기법을 활용하여 Landsat TM 과 ETM+ (Enhanced Thermatic Mapper Plus) 위 성 영 상자료를 이용한 몽골 북서부 사막지역의 토지피복 상태의 시간적, 공간적 변화를 분석하고자 한다. 즉, 본 연구에서는 몽골 북서부지역의 오보스 호수(UvsLake) 분지 지역에 있는 몽골에서 가장 큰 규모의 모래 언덕 인 부룩데 린 엘스 지역을 대상으로, 사막지역의 특성이 잘 나타나는 여름철 (1991 년, 2002년, 2007년)에 촬영 된 Landsat TM 및 ETM+ 다중분광 영상 자료를 취득, 처리 한 다음, 토지 피복 상태를 수계, 녹지, 사막지 역으로 구분하고 다시 사막지 역은 약(slightly), 중간(moderately), 강(severely) 사막지역으로 분류하고 분석한다.
이 연구의 목적은 위성영상자료를 이용하여 사막 지역의 토지피복상태의 변화를 분석하는데 있다. 온실가스증가로 인한 지구온난화 문제는 세계적으로 기후변화, 이상기온, 폭우, 가뭄 등의 많은 문제를 초래하고 있다.
제안 방법
1991 년부터 2007년까지의 Landsat TM과 ETM+ 영상자료를 이용하고 정규화 식생지수(NDVI: Normalized Difference Vegetation Index) 및 무감독분류와 감독분류 방법에 의해 사막지역의 토지피복상태 변화를 분석하다. Brovey 변환과 PCA 변환을 이용한 영상 합성 방법으로는 ERDAS IMAGINE 9.
0으로 구분 할 수 있으며, 사막지역의 경우 0에 가까운 정도에 따라 강 사막 지역, 중간사막지 역, 약 사막 지 역으로 구분 할 있다. 대상 지역은 몽골의 대표적인 사막지역으로 본 연구에서는 사 막지 역의 토지피복 특성을 고려하기 위해서 WVI지수를 단계화하여 다음 표3과 같이 토지피복별 식생지수 범위를 선정하였다.
몽골 북서부 사막지역을 대상으로 영상분류방법 및NDVI에 의한 분류체를 정립하고 Landsat TM과 Landsat ETM+위성영상자료의 전처리과정을거쳐 감독분류, 무감독 분류, NDVI에 의한 토지피복지도를 제작한다. 제작된 토지 피복 지도를 이용하여 시간변화에 따른 분류체계별 면적 변화 및 상관관계 분석을 통하여 몽골 사막 지역의 토지 피복 변화 특성을 분석한다.
에 대한 영상분류를 수행하였다. 무감독 분류는 영상에 나타나 있는 지역에 대한 사전정보 없이 수학적인 도구를 사용하여 분류하는 방법 으로서, Landsat TM 데이터와 Landsat ETM+데이 터 의 7개 밴드중에서 2, 3, 4 번의 밴드를 사용하여 분류작업을 행한 다음, 수계, 녹지, 약 사막지 역, 중간 사막지 역, 강 사막지역 등 5개의 항목을 정하여 무감독 분류를 반복 수행하였다. 그림 3은 1991 년, 2002년, 2007년의 무감독 분류 방법에 의해 작성된토지피복지도를 나타내고 있다.
본 연구에서는 Landsat 위성 영상자료를 이용한 몽골 북서부 사막지 역을 대상으로 NDVI, 감독분류, 무감독 분류 방법에 의해 시간변화에 따른 토지피복의 상태변화를 분석하였다.
이 연구에서는 몽골에서 가장 큰 사구인 오보스 아이막의 부룩데린 엘스 사막지역 토지피복상태 변화를, Landsat TM과 ETM+ 영상자료를 이용하여 무감독분류, 감독분류 방법과NDVI에 의한 방법으로 분석하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
제작된 토지 피복 지도를 이용하여 시간변화에 따른 분류체계별 면적 변화 및 상관관계 분석을 통하여 몽골 사막 지역의 토지 피복 변화 특성을 분석한다. 다음 그림 1은 본 연구의 흐름도를 나타내고 있다.
공간적 변화를 분석하고자 한다. 즉, 본 연구에서는 몽골 북서부지역의 오보스 호수(UvsLake) 분지 지역에 있는 몽골에서 가장 큰 규모의 모래 언덕 인 부룩데 린 엘스 지역을 대상으로, 사막지역의 특성이 잘 나타나는 여름철 (1991 년, 2002년, 2007년)에 촬영 된 Landsat TM 및 ETM+ 다중분광 영상 자료를 취득, 처리 한 다음, 토지 피복 상태를 수계, 녹지, 사막지 역으로 구분하고 다시 사막지 역은 약(slightly), 중간(moderately), 강(severely) 사막지역으로 분류하고 분석한다. NDVI 지표와 분류된 사막지역 과의 상관관계를 분석함으로써 시간적 변화에 따른 사막화 지역의 토지피복 상태 변화를 분석하고자 한다.
토지피복분류 방법별 신뢰성을 분석하기 위해 년 도별 토지 피복 분류에 따른 상관관계를 분석하였다. 상관도의 연도별 평균값을 분석해 보면 감독분류방법과 무감독 분류 방법은 상관도가 약 96.
대상 데이터
본 연구에서는 토지피복 항목의 분류방법 결정을 위한 연구 대상 지 역은 몽골 오보스 아이막의 부룩데린 엘스 사막 지역으로 경도 91.33E~91.03E, 위도 51.24N ~50.55N의 지리학적 위치를 갖고 있는 140-25 scene의 1991 년 7월, 2002년 7월, 2007년 6월에 취득된 Landsat TM ETM+영상을 이용하였다. 그림 2는 연구대상지역의 영상자료를 나타내고 있다.
이론/모형
분석하다. Brovey 변환과 PCA 변환을 이용한 영상 합성 방법으로는 ERDAS IMAGINE 9.1의 Resolution Merge 모듈을 사용하였다.
감독분류 방법에는 정확도가 비교적 높은 최대우도법(Maximum likehood)을 사용하였다. Landsat TM 또는 ETM+ 영상자료의 경우 NDVI는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
항목화 하는 것이다. 무감독분류 방법 중 가장 많이 사용되고 있는 K-mean 알고리즘 방법을 사용하였다. Ni 개의 픽셀을갖는 C번째 집단 #의 중심을 3Q + D 은 다음과 같은 형태로 나타난다.
성능/효과
넷째, 토지피복분류 방법별 상관관계를 분석한 결과 감독 분류 방법과 무감독분류 방법은 큰 상관관계를 가지고 있었으며, NDVI에 의한 방법은 무감독분류 방법 보다는 감독 분류방법과 좀 더 상관관계가 있는 것으로 나타나, 사막지역의 토지피복을 분류하는 데는 식생지수에 의한 방법과 감독분류에 의한 방법을 사용하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
대상지역의 감독 분류방법에 의한 토지피복지도에서토지피복별 면적을 분석한 결과 시간 변화에 따라 토지의 수분상태를 나타내는 수계는 다소 증가하였으며, 녹지는 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 사막지 역의 경우 약 사막지역 경우 감소하고 있으나 중간 사막지 역과 강 사막지 역이 증가하고 있는 것으로 나타났다.
대상지역의 감독분류방법에 의한 감독분류방법에 의한 사막지역의 토지피복 상태 변화를 분석한 결과 수계는 전체 면적의 5.8 %에서 5.9 %로 다소 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 녹지는 14.4 %에서 8.6 %로 감소한 것으로 나타났다. 또한 사막지역의 경우 약 사막지 역은 10.
대상지역의 식생지수 분류방법에 의한 토지 피복 지도에서 토지피복별 면적을 분석한 결과 시간 변화에 따라 토지의 수분상태를 나타내는 수계는 다소 증가 하였으며, 녹지는 크게 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 사막지역 의 경우 약 사막지역과 중간사막지역의 경우 감소하고 있으나 토지피복의 대부분을 차지하는 강 사막지 역이 증가하고 있어 전체 사막지역 이 증가하고 있는 것으로 나타났다.
둘째, 위성영상자료의 분광특성을 집단화 시키고 영상을 등급에 따라 분류하는 무감독분류과 감독분류 방법 및 가시광선 영역 적외선 영역의 연산을 통한 NDVI에 의한 방법에 의하여 사막지역의 토지피복 상태를 수계, 녹지, 사 막지 역 으로 효과적으로 분류 할 수 있음을 알 수 있 었다.
식생지수 값은 0에 가깝게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 0에 가까운 값을 갖는 지 역을 사막지 역으로 분류하고, 녹색식물인 경우에는 가시광선 영역의 반사율이근적외선 영역보다 적 NDVI 값이 양수가 되므로 보통 0.10 ~ 1.00 사이의 값을 갖는 것이 일반적이다. 식생지수에 의한 토지 피복 분류 방법에서는NDVI값에 따라 보통 0.
감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 사막지 역의 경우 약 사막지역 경우 감소하고 있으나 중간 사막지 역과 강 사막지 역이 증가하고 있는 것으로 나타났다.
크게 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 사막지역 의 경우 약 사막지역과 중간사막지역의 경우 감소하고 있으나 토지피복의 대부분을 차지하는 강 사막지 역이 증가하고 있어 전체 사막지역 이 증가하고 있는 것으로 나타났다.
무감독분류방법에 의한 사막지역의 토지피복 상태 변화를 분석한 결과 수계는 전체 면적의 8.1 %에서 5.8 %로다소 감소하고 있는 것으로 나타났으며, 녹지는 6.5 %에서 4.9 %로 감소하였다가 1.5 %로 약간 증가한 것으로 나타났다. 또한 사막지역의 경우 약 사막지역은 6.
상관도의 연도별 평균값을 분석해 보면 감독분류방법과 무감독 분류 방법은 상관도가 약 96.72 %로 높게 나타났으며, 식생지수에 의한방법과무감독분류에 의한 방법이 90.37 %, 감독 분류에 의한방법이 85.13 %로 무감독방법에 의한 분류 방법과 상관성이 있는 것으로 나타났다.
셋째, 토지 피복 상태 별 면적을 비교한 결과 수계와 녹지는 점차 감소하고 있으며 약사막지역 및 중간 사막지 역은 감소하고 강사막지 역은 증가하고 있는 것으로 나타나 대상 지역에서는 사막화가 계속해서 진행되고 있음을 알 수 있었다.
식생지수에 의한 방법으로 사막지역의 토지피복 상태변화를 분석한 결과 수계는 전체 면적의 5.4 %에서 5.7 %로 다소 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 녹지는 24.8 %에서 11.4 %로 크게 감소한 것으로 나타났다. 또한 사믹.
위성영상자료의 분류방법별 토지피복변화를 살펴보면 분류 방법별로 약간의 차이는 있으나 평균적으로 수계는 전체 면적 2백3십만ha 중에서 약 6.4%에서 약 5.8%로 다소 감소하고 있는 것으로 나타났으며, 녹지는 15.2 %에서 9.1 %로 크게 감소하고 있는 것으로 나타났다. 또한 사막 지역의 경우 약 사막지 역은 7.
첫째, Landsat 위성영상자료의 경우 공간해상도는 다른 위성영상자료에 비해 비교적 낮으나 광범위한 지역에서의 다중분광영상을 얻을 수 있어 사막지역과 같은 넓은 지역에서의 토지 피복상태를 분석하는데 유용함을 알 수 있었다.
후속연구
향후, 본 연구에서 제작된 토지피복지도는 사막화 방지를 위한 대책 수립 및 사막화 원인을 좀 더 명확하게 파악하는데 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
참고문헌 (8)
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