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문제 정의
- 따라서 본 연구는 우리나라의 상황에 맞는 산불감시시설 평가 체계를 개발하기 위한 사전 연구로써 감시시설별 가시권 분석과 산불발생확률지도를 이용한 산불감시 우선지역 선정 체계를 제시하고자 하였다.
- 또한 퍼지변환을 통해 등급화에 의한 주관성을 최대한 배제하고자 하였다. 산불발생확률지도는 아래 식 1과 같이 산불발생확률을 최소값이 0, 최대값이 1이 되도록 하고, 그 사이의 값은 선형함수식으로 변환하였다.
제안 방법
- 각 감시시설에 대해 가시권 분석을 실시하기 위하여 먼저 봉화군의 감시탑과 감시카메라 등 8개의 GPS 자료를 포인트 레이어로 구축하였고, 1:25,000 수치지형도를 이용하여 10mⅹ10m 해상도로 DEM을 추출하였다. 가시권 분석은 ArcGIS의 공간분석 기능 중 Viewshed analysis를 이용하였다.
- 다음으로 산불감시 우선지역을 도출하기 위해 퍼지 변환된 산불발생확률과 가시성 값에표 1과 같이 가중치를 두어 산출된 식 3을 이용해 래스터 연산을 실시하여 최종적으로 산불감시우선도를 생성하였다. 산불발생확률이 높지만 가시성이 낮은 지역에 대해 가장 높은 가중치를 주고, 반면 산불발생확률이 낮지만 가시성이 높은 지역에 대해 가중치를 0으로 부여하였다.
- , 2004). 또한 지형 및 식생의 영향으로 지점마다 연기기둥을 관찰할 수 있는 높이가 상이하게 나타나기 때문에 연기높이가 0m와 20m인 경우에 대해서도 추가적으로 가시권 분석을 실시하였다. 유효가시거리(RADIUS2)는 Rego and Catry(2006)의 연구결과를 참고로 설정하였는데, 포르투갈에서는 시정이 좋은 경우에 13.
- 산불감시자원의 효과성을 높이기 위한 방법으로 봉화군을 대상으로 현재 운영 중인 감시 시설의 가시권을 분석하고 산불발생확률지도와의 중첩분석을 통해서 산불발생확률이 높고 가시성이 낮은 지역을 산불감시 우선 지역으로 분석하였다. 연구대상 지역인 봉화군의 경우, 산불감시우선도는 평균 0.
- 한편 산불발생확률지도는 선행 연구(안상현 등, 2004; 안상현 등, 2005)에서 개발된 산불발생확률모형을 참고로 하였다. 산불발생에 영향을 미칠 수 있는 임상, 지형인자, 산림 및 묘지, 도로와의 거리 등의 인자를 이용하여 산불발생확률을 추정할 수 있는 로지스틱 회귀모형을 만들고, 이를 토대로 10mⅹ10m 해상도의 지도를 제작하였다.
- 다음으로 산불감시 우선지역을 도출하기 위해 퍼지 변환된 산불발생확률과 가시성 값에표 1과 같이 가중치를 두어 산출된 식 3을 이용해 래스터 연산을 실시하여 최종적으로 산불감시우선도를 생성하였다. 산불발생확률이 높지만 가시성이 낮은 지역에 대해 가장 높은 가중치를 주고, 반면 산불발생확률이 낮지만 가시성이 높은 지역에 대해 가중치를 0으로 부여하였다. 또한 가시성이 낮으면 산불발생 확률이 낮더라도 상대적으로 높은 가중치를 두고 도출되었다.
대상 데이터
- 사례연구를 위한 대상지는 경상북도 봉화군으로 선정하였다. 산불통계에 따르면 봉화군은 1991년부터 2009년까지 총 101건의 산불이 발생(연평균 5.
이론/모형
- 각 감시시설에 대해 가시권 분석을 실시하기 위하여 먼저 봉화군의 감시탑과 감시카메라 등 8개의 GPS 자료를 포인트 레이어로 구축하였고, 1:25,000 수치지형도를 이용하여 10mⅹ10m 해상도로 DEM을 추출하였다. 가시권 분석은 ArcGIS의 공간분석 기능 중 Viewshed analysis를 이용하였다. 가시지점의 높이(OFFSETA)는 11.
- 한편 산불발생확률지도는 선행 연구(안상현 등, 2004; 안상현 등, 2005)에서 개발된 산불발생확률모형을 참고로 하였다. 산불발생에 영향을 미칠 수 있는 임상, 지형인자, 산림 및 묘지, 도로와의 거리 등의 인자를 이용하여 산불발생확률을 추정할 수 있는 로지스틱 회귀모형을 만들고, 이를 토대로 10mⅹ10m 해상도의 지도를 제작하였다.
성능/효과
- 이는 연기높이가 높아지면서 가시성이 좋아지기 때문이나, 그 차이가 미미하고 전반적으로 낮은 탓에 크게 변화하지는 않는다. 결과적으로 봉화군은 연기 높이에 상관없이 평균 0.8 이상의 값을 가져 감시우선도가 높은 것으로 분석되었다.
- 839로 높게 나타났으며, 전체 면적의 68%가 평균 이상의 감시우선지역으로 분석되었다. 또한 1차 우선 감시지역으로 분류된 남중부 지역에 우선적으로 새로운 감시시설이 위치해야 하는 것으로 나타났다. 도출된 산불감시우선지도는 대상지역의 가시성이 봉화의 경우처럼 전반적으로 크게 낮을 경우 산불발생확률과 유사한 패턴을 나타내며, 이는 지형의 굴곡도가 심한 지역의 산불감시우선도가 상대적으로 높게 분석되는 경우를 낳는다.
- 산불발생확률이 높지만 가시성이 낮은 지역에 대해 가장 높은 가중치를 주고, 반면 산불발생확률이 낮지만 가시성이 높은 지역에 대해 가중치를 0으로 부여하였다. 또한 가시성이 낮으면 산불발생 확률이 낮더라도 상대적으로 높은 가중치를 두고 도출되었다.
- 비가시권의 면적이 상대적으로 넓어 변환된 가시성의 값이 대체적으로 낮게 도출되었 음을 알 수 있다. 또한 남서부에 주로 분포하는 감시시설과 봉화군을 북서-남동 방향으로 가로지르는 중북부의 산지에 의해서 북동사면의 차폐율이 높은 것을 알 수 있고, 이는 연기높이를 올려도 같은 경향이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
- 3건)하여 경상북도 내에서 세 번째로 산불이 많이 발생하였으며, 주요 산불발생원인은 입산자 실화(34%), 논밭두렁소각(25%), 기타(21%), 담뱃불실화(12%) 순으로 나타났다(국립산림과학원, 2010). 봉화군의 전체 면적은 1,201km2로, 토지피복도를 이용해 분석한 결과 이 중 산림은 약 82%, 농경지는 약 15%인 것으로 나타났다. 봉화군의 평균 고도는 550m, 최대고도는 약 1,530m이었다.
- 로지스틱 회귀모형을 통해 산불발생확률을 추정한 결과 작성된 산불발생확률지도는 그림 5와 같다. 산불발생확률 모형은 도로와의 거리가 가깝고, 침엽수림의 분포가 많으며, 고도는 낮되 산지로 이어지는 경사가 급한 곳에서 산불발생 확률이 높은 것으로 나타났다. 봉화군의 경우에는 고도가 높은 북부와 남동부의 산지 및 하천 주변에서의 산불발생확률이 낮게 나타났으며, 고도가 비교적 낮고 인구가 밀집되어 있는 중남부 지역의 산불발생확률이 높게 나타나고 있다.
- 산불감시자원의 효과성을 높이기 위한 방법으로 봉화군을 대상으로 현재 운영 중인 감시 시설의 가시권을 분석하고 산불발생확률지도와의 중첩분석을 통해서 산불발생확률이 높고 가시성이 낮은 지역을 산불감시 우선 지역으로 분석하였다. 연구대상 지역인 봉화군의 경우, 산불감시우선도는 평균 0.839로 높게 나타났으며, 전체 면적의 68%가 평균 이상의 감시우선지역으로 분석되었다. 또한 1차 우선 감시지역으로 분류된 남중부 지역에 우선적으로 새로운 감시시설이 위치해야 하는 것으로 나타났다.
- 이는 봉화군의 산지가 높고 험준한 데 비해 감시시설들이 낮은 지대에 설치되었기 때문으로 판단되었다. 즉 감시시설이 설치된 고도를 분석한 결과, 평균 고도는 411m, 최소 263m로 나타났고, 가장 높은 곳에 설치된 경우도 봉화군의 평균고도 550m 보다 낮은 540m로 나타났다. 이는 산림청의 2006년 무인감시카메라 감시실적 자료 중 경북의 경우 논밭두렁 소각에 대한 감시실적이 64%를 차지하는 것과 무관하지 않은 것으로 생각되며, 한편 산불발생을 탐지한 경우는 11%로 나타났다.
- 839 이하는 제외하고 그 이상의 값만을 대상으로 Jenks의 Natural break 방법으로 3개의 class로 분류하여 나타낸 것이다. 평균 이하의 지역은 감시우선도가 상대적으로 낮기 때문에 제외하였으며, 분류 결과 봉화군 전체면적의 약 68.2%가 평균 이상의 값을 나타내고 있다.
- 그림 3는 연기 높이가 10m인 경우의 가시권 분석 결과를 지도로 나타낸 것이다. 표 2를 보면 봉화군 전체 면적 중 79.2%가 어떠한 감시시설의 가시권 내에도 들지 않았으며, 한 개 이상의 감시시설로부터 감시되는 곳이 14.6%에 불과해 봉화군 감시시설의 감시능력이 취약한 것으로 나타났다. 이는 봉화군의 산지가 높고 험준한 데 비해 감시시설들이 낮은 지대에 설치되었기 때문으로 판단되었다.
- 표 2의 Offset B 즉, 연기높이를 0m, 10m, 20m로 달리 설정했을 때의 가시성을 비교하면, 연기 높이가 높아질수록 한 개 이상의 감시시설로부터 감시되는 면적이 증가하였다. 이는 연기높이가 높아질수록 먼 거리에서도 관측될 수 있는 확률이 높아지기 때문이다.
후속연구
- 결과적으로 봉화군에서는 5개의 산불감시시설로 둘러싸인 남중부에 적어도 한 개 이상의 산불감시시설이 새로이 필요한 것으로 보이며, 또한 기존의 산불감시시설이 주로 설치되어 있는 중부, 남부의 감시우선도가 여전히 높은 것으로 나타나 기존 시설의 위치 타당성 검토 및 추가 설치를 고려해야 할 것으로 보인다.
- 이는 추후 산불감시우선 도의 활용방법에 따라서 가시성과 산불발생확률의 가중치를 달리 부여할 필요성이 있음을 말해준다. 본 연구결과로 개발된 산불감시 우선지역 분석체계는 한정된 산불감시자원의 적절한 배치와 그 효율성의 제고를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
- 한편, 감시자원이 4개 이상 중첩되는 지역이 많지 않기 때문에 퍼지변환시 가시성의 최대값을 감시시설이 4개 이상 중첩되는 곳으로 하기 보다는 더 작은 값으로 하는 것이 바람직해 보이나, 이는 차후 연구목적에 따라 달리 하여야 할 것이며, 향후 가중치의 변화에 대한 민감도 분석 등의 연구가 필요할 것으로 본다.
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