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문제 정의
- 본 연구에서는 토지적성평가 평가결과의 정확성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 이를 위해 지표값 측정 및 임계치 설정을 중심으로 현 제도에서 적용하고 있는 평가방법과 이를 개선할 수 있는 방안을 검토하고, 사례지역을 대상으로 두 가지 방법을 적용함으로써 기존의 방법에 비해 지니는 효과를 파악하였다.
- 이에 본 연구에서는 토지적성평가 평가결과의 정확성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 현재 토지의적성평가에관한지침(이하 ‘토지적성평가지침’이라 함) 및 토지적성평가 가이드(건설교통부･국토연구원, 2003)에서 적용하고 있는 평가방법, 특히 공간적 입지특성 지표에 대한 측정방법 및 보전적성값 산정시 물리적 특성에 대한 최대임계치 설정방법을 중심으로 개선방안을 검토하고, 사례지역을 대상으로 이를 적용함으로써 기존의 방법에 비해 지니는 효과와 유용성을 파악하고자 한다.
가설 설정
- 이에 일반적으로 경사도가 높을수록 접근성이 떨어지는 경향을 반영하여 저항값을 설정하였는 바, 사례연구 대상지인 ○○시의 개발행위허가기준 및 도로설계기준(건설교통부, 2005)상 최대 종단경사범위를 바탕으로, 경사도별 저항값을 0～10도(1), 10도～20도(2), 20도 이상(3)으로 설정하였다. 다음으로 토지이용에 따른 저항값을 설정하는데 있어서는 일반적으로 기개발된 지역(주거･상업･공업･도로 등), 경작지(전･답 등), 자연지형(하천･임야 등)의 순으로 동일한 거리를 이동하는데 상대적으로 시간이 더 소요될 것으로 가정하였다1).
제안 방법
- 토지적성에 영향을 주는 요인은 크게 물리적 특성요인, 지역특성요인, 공간적 입지특성요인으로 구분되며, 토지적성평가지침에서는 각 요인별로 평가에 사용할 수 있는 평가지표 군을 제시하고 있다. 구체적으로 관리지역 세분화를 위한 토지적성평가 평가체계 I은 보전･농업･개발적성별로 각각의 물리적 특성, 지역특성 및 공간적 입지특성에 따라 표 1의 평가지표를 이용하여 평가를 실시한다. 본 연구에서는 평가지표 중 용도전용비율을 도시용지인접비율로 대체하여 평가한다.
- 다음으로는 지역상황, 법적 규제사항 등을 고려하여 부문별 평가지표에 적합한 임계치를 설정한다(그림 5). 귀속도 함수의 임계치 설정방법을 살펴보면, 토지적성평가 가이드에서는 보전적성값을 산정할 때 대상지역의 최고값으로 표고와 경사도의 최대임계치를 설정하는 반면, 본 연구에서는 이에 대한 개선방안으로서 지표별 측정값의 분포를 바탕으로 최대 임계치를 설정2)하여 그 결과를 상호 비교한다.
- 본 연구에서는 국토계획법상 용도지역이 모두 포함되어 있으며, 이에 따른 개발성과 농업 및 보전성이 공존하는 경기도 ○○시 일부지역을 사례연구 대상지역으로 선정하였다. 그리고 대상지역에 대해 한국토지정보시스템(KLIS) 전산자료, 개별공시지가 전산자료, 생태자연도, 지자체 보유자료 등을 활용하여 토지적성평가에 필요한 다양한 주제도(thematic map)--국토이용계획도, 개발진흥지구, 지구단위계획구역, 재해발생위험지역, 경지정리지역, 공적규제지역 등--를 구축하였다.
- 이를 위해 우선 평가지표별 점수값에 각각의 가중치를 적용하여 지표별 적성값을 모두 산출한 후, 이를 합산하여 부문별 적성값(개발적성값, 농업적성값, 보전 적성값)을 산정하였다. 다음으로 개발적성값에서 농업적성값과 보전적성값을 차감하여 평가대상토지의 종합적성값을 산정하였다. 마지막으로 대상지 전체 평가대상토지에 대한 종합적성값의 평균과 표준편차를 이용하여 표준정규분포곡선 상의 표준화값(zi)을 산정하고, 이를 활용하여 5개 등급으로 구분하였다(표 6).
- 반면 지표별 측정값의 분포를 고려한 방법에 의하면, 정규분포곡선과 히스토그램의 막대그래프가 만나는 경사도 25도, 표고 200m를 최대임계치로 조정하였다(그림 10). 이는 그래프에서 볼 수 있듯이 이 값 이상의 측정값에 대해서는 개체 수가 매우 적게 분포하고 있어, 전자의 방식으로 임계치가 설정될 경우 상대적으로 개체수가 많이 분포하고 있는 측정치에 대해 보전적성값 산정시 평가절하된 결과(ⓐ→ⓐ′)를 초래할 수 있다는 점에서 이를 미연에 방지할 수 있는 현실적인 대안이라고 할 수 있다.
- 평가지표에 대한 측정은 한국토지정보시스템(KLIS)에 구축된 전산자료 또는 개별공시지가조사를 위한 토지특성자료와 각 행정기관이 작성하여 제공하고 있는 지리정보도면 등을 활용하여 지침에서 제시하는 조사방법에 따라 조사하고 현장조사를 병행할 수 있다. 본 연구에서는 물리적 특성과 지역특성에 해당하는 지표는 토지적성평가지침에서 제시하는 방법을 그대로 적용하며, 공간적 입지특성 지표에 대해서는 현재 적용하고 있는 직선거리에 의한 방법과 이에 대한 개선방안으로서 저항을 고려한 거리측정 방법을 각각 적용하여 비교한다.
- 평가지표별 측정치를 바탕으로 평가점수를 산정하는 방법으로는 크게 백분위수를 이용하는 방법, 퍼지집합을 이용하는 방법, 중력모형을 이용하는 방법이 있다. 본 연구에서는 백분위수와 중력모형을 적용하는 평가지표에 대해서는 토지 적성평가지침에서 제시하는 방법을 그대로 적용하며, 퍼지집합을 이용하는 경우 표고와 경사도에 대해 토지적성평가 가이드에서 제시하는 귀속도 함수의 임계치 설정방법과 지역상황을 고려한 정규분포곡선을 이용하는 방법을 각각 적용하여 비교한다.
- 마지막으로 공간적 입지특성에 해당하는 거리지표의 경우, 첫 번째로 필지의 중심점에서 지표별 해당지역--기개발지, 공공편익 시설 등--과의 직선거리를 측정하고, 두 번째로 필지의 중심 점에서 해당지역까지 횡단하는데 있어 존재하는 저항(resistance)을 고려한 거리를 측정한다. 본 연구에서는 우선적으로 경사도와 토지이용을 저항값으로 고려한다.
- 구체적으로 관리지역 세분화를 위한 토지적성평가 평가체계 I은 보전･농업･개발적성별로 각각의 물리적 특성, 지역특성 및 공간적 입지특성에 따라 표 1의 평가지표를 이용하여 평가를 실시한다. 본 연구에서는 평가지표 중 용도전용비율을 도시용지인접비율로 대체하여 평가한다.
- 앞서 설정한 평가기준을 바탕으로 토지적성평가지침에 의해 평가를 실시하였다. 이를 위해 우선 평가지표별 점수값에 각각의 가중치를 적용하여 지표별 적성값을 모두 산출한 후, 이를 합산하여 부문별 적성값(개발적성값, 농업적성값, 보전 적성값)을 산정하였다.
- 이때 귀속도 함수(membership function)는 가장 일반적으로 사용되는 S자형 함수를 사용하고, 각 함수의 소속도 결정을 위한 두 임계치는 최저기준과 적정기준에 기초하여 정한다. 이를 위해 우선 부문별 평가지표에 따라 특성에 맞는 형태의 함수--단조 증가 또는 단조 감소함수-를 선정한다(표 3).
- 앞서 설정한 평가기준을 바탕으로 토지적성평가지침에 의해 평가를 실시하였다. 이를 위해 우선 평가지표별 점수값에 각각의 가중치를 적용하여 지표별 적성값을 모두 산출한 후, 이를 합산하여 부문별 적성값(개발적성값, 농업적성값, 보전 적성값)을 산정하였다. 다음으로 개발적성값에서 농업적성값과 보전적성값을 차감하여 평가대상토지의 종합적성값을 산정하였다.
- 본 연구에서는 토지적성평가 평가결과의 정확성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 이를 위해 지표값 측정 및 임계치 설정을 중심으로 현 제도에서 적용하고 있는 평가방법과 이를 개선할 수 있는 방안을 검토하고, 사례지역을 대상으로 두 가지 방법을 적용함으로써 기존의 방법에 비해 지니는 효과를 파악하였다.
- 이를 위해 현재 토지의적성평가에관한지침(이하 ‘토지적성평가지침’이라 함) 및 토지적성평가 가이드(건설교통부･국토연구원, 2003)에서 적용하고 있는 평가방법, 특히 공간적 입지특성 지표에 대한 측정방법 및 보전적성값 산정시 물리적 특성에 대한 최대임계치 설정방법을 중심으로 개선방안을 검토하고, 사례지역을 대상으로 이를 적용함으로써 기존의 방법에 비해 지니는 효과와 유용성을 파악하고자 한다.
- 이에 물리적 특성과 공간적 입지특성에 해당하는 평가지표--표고, 경사도, 기개발지와의 거리, 경지정리지역과의 거리, 공적규제지역과의 거리--를 대상으로, 각 부문에 속하는 지표의 특성에 따른 귀속도 함수를 이용하여 0에서 1까지의 연속된 척도로 점수를 부여한다. 이때 귀속도 함수(membership function)는 가장 일반적으로 사용되는 S자형 함수를 사용하고, 각 함수의 소속도 결정을 위한 두 임계치는 최저기준과 적정기준에 기초하여 정한다.
- 지표값 측정 및 임계치 설정은 토지적성평가지침 및 토지 적성평가 가이드에서 제시하고 있는 방법과 앞서 분석방법에서 제시한 개선방안을 각각 적용한다(표 4).
- 그림 7은 대상지에 지정된 국토이용계획 현황을 나타낸다. 평가체계Ⅰ을 수행하기 위해 우선, 수치지적도와 개별공시지가 속성자료를 결합(join)하여 기본도(base map)를 구축하였으며, 이렇게 구축된 기본도를 국토이용계획도와 중첩하여 관리지역을 추출하였다. 이때 추출된 평가대상토지는 총 19,240개 필지, 면적 54.
대상 데이터
- 본 연구에서는 국토계획법상 용도지역이 모두 포함되어 있으며, 이에 따른 개발성과 농업 및 보전성이 공존하는 경기도 ○○시 일부지역을 사례연구 대상지역으로 선정하였다. 그리고 대상지역에 대해 한국토지정보시스템(KLIS) 전산자료, 개별공시지가 전산자료, 생태자연도, 지자체 보유자료 등을 활용하여 토지적성평가에 필요한 다양한 주제도(thematic map)--국토이용계획도, 개발진흥지구, 지구단위계획구역, 재해발생위험지역, 경지정리지역, 공적규제지역 등--를 구축하였다.
- 평가체계Ⅰ을 수행하기 위해 우선, 수치지적도와 개별공시지가 속성자료를 결합(join)하여 기본도(base map)를 구축하였으며, 이렇게 구축된 기본도를 국토이용계획도와 중첩하여 관리지역을 추출하였다. 이때 추출된 평가대상토지는 총 19,240개 필지, 면적 54.1km2로 나타났다.
데이터처리
- 다음으로 개발적성값에서 농업적성값과 보전적성값을 차감하여 평가대상토지의 종합적성값을 산정하였다. 마지막으로 대상지 전체 평가대상토지에 대한 종합적성값의 평균과 표준편차를 이용하여 표준정규분포곡선 상의 표준화값(zi)을 산정하고, 이를 활용하여 5개 등급으로 구분하였다(표 6).
성능/효과
- 이에 인공위성영상자료를 두 방법에 의한 평가결과에 중첩시켜 보면, 본 연구에서 제시한 개선방안에 의한 적성등급이 현재의 방법에 비해 지역적 특성을 보다 잘 반영하고 있음을 알 수 있다. 구체적으로 개발적성으로 부여된 두 지역(A, B)에 대해 살펴보면, A지역의 경우 일부 취락지역과 인접한 부분을 제외하고는 대부분 임야로서, 현 지침에 의하면 개발이 용이하거나 향후 개발될 소지가 있는 4등급으로 분류되었다. 하지만 이 지역은 경사가 있는 산지이며 주변이 농지와 산지로 둘러싸여 있는 부지 여건을 고려해 볼 때, 개발보다는 보전경향이 큰 지역으로 편입될 필요가 있다.
- 우선 지표값 측정과 관련하여 공간적 입지특성에 대한 거리측정 분석결과, 저항을 고려한 측정방법이 단순한 직선거리에 의한 방법에 비해 하천이나 임야 등 접근성이 떨어지는 지역적 특성을 보다 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. 다음으로 보전적성값 산정시 물리적 특성지표에 적용되는 귀속도 함수의 임계치 설정 결과, 대상지역의 최고값을 최대임계치로 설정하는 현재의 방법이 상대적으로 평가절하된 평가치를 도출할 수 있음을 예측할 수 있었다. 마지막으로 이같은 평가 방법을 적용하여 도출된 토지적성등급과 인공위성영상자료를 중첩시켜 보았을 때 본 연구의 방법에 의한 적성등급이 현황과 보다 잘 부합하는 것으로 나타났다.
- 둘째, 퍼지방법의 수행에서 중요한 정보를 제공하는 소속도는 일련의 평가 과정에서 계속되는 중첩에도 불구하고 단정적 방법보다 ‘오류의 확장’(error propagation)--정확성 감소의 폭--이 적다.
- 다음으로 보전적성값 산정시 물리적 특성지표에 적용되는 귀속도 함수의 임계치 설정 결과, 대상지역의 최고값을 최대임계치로 설정하는 현재의 방법이 상대적으로 평가절하된 평가치를 도출할 수 있음을 예측할 수 있었다. 마지막으로 이같은 평가 방법을 적용하여 도출된 토지적성등급과 인공위성영상자료를 중첩시켜 보았을 때 본 연구의 방법에 의한 적성등급이 현황과 보다 잘 부합하는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서 제시한 평가방법은 토지적성평가 결과의 정확성을 향상시켜 준다는 점에서 의의가 크다. 더불어 그간 제도의 시행과정에서 나타난 문제점--평가단위의 문제, 평가절차상의 문제, 기초자료 정비의 문제 등--이 보완된다면 국토･도시정책 수립시 이를 효과적으로 지원할 수 있는 공간의사결정지원체계(SDSS)로서도 활용될 수 있을 것이다.
- 분석결과 5등급으로 분류된 우선개발대상지역에는 취락지구, 유통단지, 복합화물터미널, 제2종지구단위계획구역, 개발 진흥지구, 적법훼손지가 속하며, 이들 지역 중 관리지역에 포함된 면적은 7.8km2로서 이는 평가대상토지 면적의 14.5%에 달한다. 한편 1등급으로 분류된 우선보전대상지역에는 임상도4영급이상 지역, 별도관리지역, 경지정리지역, 상수원보호구역으로부터 1,000m이내 지역, 국가 및 지방1급 하천의 양 안으로부터 500m이내 지역, 공적규제지역, 생태자연도1등급 지역이 속하며, 이들 지역 중 관리지역에 포함된 면적은 12.
- 우선 지표값 측정과 관련하여 공간적 입지특성에 대한 거리측정 분석결과, 저항을 고려한 측정방법이 단순한 직선거리에 의한 방법에 비해 하천이나 임야 등 접근성이 떨어지는 지역적 특성을 보다 잘 반영하고 있는 것으로 나타났다. 다음으로 보전적성값 산정시 물리적 특성지표에 적용되는 귀속도 함수의 임계치 설정 결과, 대상지역의 최고값을 최대임계치로 설정하는 현재의 방법이 상대적으로 평가절하된 평가치를 도출할 수 있음을 예측할 수 있었다.
- 이에 인공위성영상자료를 두 방법에 의한 평가결과에 중첩시켜 보면, 본 연구에서 제시한 개선방안에 의한 적성등급이 현재의 방법에 비해 지역적 특성을 보다 잘 반영하고 있음을 알 수 있다. 구체적으로 개발적성으로 부여된 두 지역(A, B)에 대해 살펴보면, A지역의 경우 일부 취락지역과 인접한 부분을 제외하고는 대부분 임야로서, 현 지침에 의하면 개발이 용이하거나 향후 개발될 소지가 있는 4등급으로 분류되었다.
- 이 같은 퍼지방법이 갖는 유용성을 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 퍼지방법은 현상이 지니는 본연의 속성을 최대한 유지하면서 평가를 진행하기 때문에 전통으로 사용하던 단정적 분류방법에서 야기되는 현상의 과다한 생략과 그에 따르는 왜곡의 문제를 줄일 수 있다. 둘째, 퍼지방법의 수행에서 중요한 정보를 제공하는 소속도는 일련의 평가 과정에서 계속되는 중첩에도 불구하고 단정적 방법보다 ‘오류의 확장’(error propagation)--정확성 감소의 폭--이 적다.
- 하지만 저항을 고려한 거리측정으로 인해 직선거리에 의한 방법보다 실제 접근성이 떨어짐으로써 개발적성값이 감소하고, 또한 보전적성값 산정시 임계치 설정방법에 따른 보전적성값의 상향 조정으로 인해 결과적으로 보전･농업적성이 강한 1등급의 비율이 현 지침에 의한 결과보다 약간 증가(3.51% → 4.20%)하는 경향을 보였다.
- 하지만 이 지역은 경사가 있는 산지이며 주변이 농지와 산지로 둘러싸여 있는 부지 여건을 고려해 볼 때, 개발보다는 보전경향이 큰 지역으로 편입될 필요가 있다. 한편 본 연구의 개선방안에 의한 결과를 보면, 경사도와 토지이용을 고려한 저항거리의 측정으로 인해 이 지역에 대한 보전적성 값이 증가하여 남측의 취락지역과 인접한 임야를 제외한 북측부분의 임야가 중간적성인 3등급으로 평가되었고, 향후 보전 또는 생산관리지역으로 편입될 수 있는 가능성을 확보하였다고 할 수 있다. 이에 본 연구의 개선방안에 의한 평가결과가 지역특성을 보다 정확히 반영하고 있는 것으로 판단할 수 있다(그림 11 a_1, b_1).
- 표 7은 토지적성등급별 필지수와 면적비율을 보여준다. 현 지침에 의한 결과치와 개선방안을 적용한 결과치의 차이는 미미하게 나타났으며, 이는 표준화값(zi)을 기준으로한 상대 평가를 통해 토지적성등급을 부여하는 방법에서 기인한다. 하지만 저항을 고려한 거리측정으로 인해 직선거리에 의한 방법보다 실제 접근성이 떨어짐으로써 개발적성값이 감소하고, 또한 보전적성값 산정시 임계치 설정방법에 따른 보전적성값의 상향 조정으로 인해 결과적으로 보전･농업적성이 강한 1등급의 비율이 현 지침에 의한 결과보다 약간 증가(3.
- 다음으로 평가점수 산정과 관련하여 물리적 특성지표에 적용되는 귀속도 함수의 임계치 설정 결과가 표 5와 같이 나타났다. 현 지침에 의한 방법에서는 보전적성값 산정시 대상 지역의 최고값을 최대임계치로 설정한 결과 경사도 57도, 표고 410m가 최대임계치로 설정되었다.
후속연구
- 본 연구에서 제시한 평가방법은 토지적성평가 결과의 정확성을 향상시켜 준다는 점에서 의의가 크다. 더불어 그간 제도의 시행과정에서 나타난 문제점--평가단위의 문제, 평가절차상의 문제, 기초자료 정비의 문제 등--이 보완된다면 국토･도시정책 수립시 이를 효과적으로 지원할 수 있는 공간의사결정지원체계(SDSS)로서도 활용될 수 있을 것이다.
- 한편 본 연구에서는 토지이용에 따른 저항값 설정하는데 있어 일반적 수준에 기초하여 가정한 바, 향후 전문가 설문조사 등을 통한 객관성의 확보가 필요하다. 또한 본 연구에서는 거리측정 방식에 대한 개선방안으로서 저항거리에 초점을 두었으나, 선행연구에서 제시되고 있는 네트워크 분석 방법과의 비교 또는 두 방법간의 연계방안에 대한 후속 연구도 필요할 것이다.
- 그 동안 이와 유사한 제도로서 토지분류조사, 농지능력구분조사, 녹지자연도 등이 있었지만, 토지가 갖는 특성을 종합적으로 고려하여 그 평가 결과를 계획에 반영하는 체계적인 토지평가제도는 토지적성 평가제도가 최초라고 할 수 있다(채미옥, 2002). 이에 토지적성평가가 효과적으로 운용된다면 보전할 지역과 개발할 지역을 구분할 수 있는 합리적인 분류기준으로서 중요한 역할을 할 수 있을 것이며, 나아가 이를 바탕으로 용도지역을 과학적이고 합리적으로 조정할 수 있는 근거로써도 활용될 수 있을 것이다.
- 한편 본 연구에서는 토지이용에 따른 저항값 설정하는데 있어 일반적 수준에 기초하여 가정한 바, 향후 전문가 설문조사 등을 통한 객관성의 확보가 필요하다. 또한 본 연구에서는 거리측정 방식에 대한 개선방안으로서 저항거리에 초점을 두었으나, 선행연구에서 제시되고 있는 네트워크 분석 방법과의 비교 또는 두 방법간의 연계방안에 대한 후속 연구도 필요할 것이다.
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