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문제 정의
- 이를 위해 본 연구는 경남지역 중 선사유적이 집중분포되어 있는 울산광역시를 대상으로 과거선사시대 사람들이 추구했던 최적의 입지환경을 GIS를 이용한 계량적 방법으로 파악하고,연속형 범주와 범주형 범주를 등급화 통계분석방법으로 선사유적의 유무를 예측·분석하여 울산광역시 내에 존재하고 있는 선사유적의 정착 패턴을 해석하고자 하는데 목적을 두고 수행되었다.
- 8개의 환경변수의 중첩분석을 이용하여 자연결점방법, 분위수 방법으로 구분하여 점수(40점)로 환산한 지도를 표시한다. 그리고 유적이 입지한 지역의 점수를 확인하고, 유적이 입지한 지역의 점수를 바탕으로 울산지역의 선사시대 생활유적분포가능성을 파악하고자 한다.
가설 설정
- 울산지역 청동기 주거지에서 나타나는 가장 큰 특징은 배수시설의 발달이다. 그러므로 선사시대 사람들이 배수특성을 고려하였다는 가설에서 변수를 사용하였다. 토지이용추천은 토양의 특성들을 종합한 토지이용에 적합한 용도를 제시하는 것으로 표토의 특성을 종합적으로 판단할 수 있으며 심토토성의 특징을 함께 조사함으로 표토·심토의 토성을 종합적으로 확인할 수 있다.
제안 방법
- 특히 시기가 앞선 선사시대는 역사시대에 비해 인간이 자연에 더욱 순응하며 살았으며, 신석기 시대와 청동기 시대에 접어들면서 농업경제가 점차 중시되었고 농경생활에 영향을 미치는 입지환경은 더욱 커다란 비중을 차지하게 되었다. 그렇기 때문에 역사시대와 비교해 더욱 특정 환경을 선택하여 생활하였고, 특정 환경에 집중되어 입지하게 되는 양상을 보였다. 유적이 입지한 환경을 GIS를 이용하여 확인하고 통계분석을 통해 미조사 지역에 대한 선사유적의 유무를 예측 값으로 표현할 수 있을 것이다.
- 선행된 등급화 방법에는 고도, 경사도등과 같은 수치화된 연속형 변수만 이용하여 지질, 토양정보와 같은 범주형 변수를 사용하지 못한 점에서 한계를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해범주형 변수를 분포하는 비율의 순서에 따라등급을 정하여 함께 이용하고자 한다.
- 본 연구는 문화유적분포지도 작성, 변수관련 데이터 추출, 통계적 분석을 통한 등급화, 지도 중첩을 통한 유적분포예측도 작성 순으로 진행된다(그림 3).
- 문화재의 위치정보는 문화재청과 지방자치단체가 문화재의 훼손과 파괴를 사전에 방지하고 보존·관리를 위하여 제작한 문화유적분포지도(울산광역시 2003; 2004)를 기초자료로 이용하였다. 종이자료로 제작된 지도를 이용하기에 제약사항이 있어 이를 해결하기 위하여 GIS를 활용하여 위치정보는 디지타이징으로 도형정보로 입력하고, 도형정보를 토대로 유적의 속성정보를 데이터화 하였다. 선사시대 생활유적은 문화유적분포지도에 폐곡선(Polygon)형태로 표현되어 있으며 이를 왜곡하지 않고 데이터화하기 위하여 모든 유적의 도형정보를 ArcGIS의 포맷인 shape file의 Polygon으로 표현하였다.
- 종이자료로 제작된 지도를 이용하기에 제약사항이 있어 이를 해결하기 위하여 GIS를 활용하여 위치정보는 디지타이징으로 도형정보로 입력하고, 도형정보를 토대로 유적의 속성정보를 데이터화 하였다. 선사시대 생활유적은 문화유적분포지도에 폐곡선(Polygon)형태로 표현되어 있으며 이를 왜곡하지 않고 데이터화하기 위하여 모든 유적의 도형정보를 ArcGIS의 포맷인 shape file의 Polygon으로 표현하였다.
- 하지만 금속기를 사용하는 청동기시대와 철기시대에도 문자를 사용하지 않았다면 선사시대로 구분할 수 있기 때문에 선사시대와 역사시대를 구분함에 있어 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 문화유적분포지도에 선사시대로 구분하고 있는 구석기시대, 신석기시대, 청동기시대, 원삼국시대를 선사시대 유적으로 분류하였다.
- 유적의 입지적 특징을 확인하기 위하여 사용된 변수로는 평균고도, 평균경사도, 평균사면방향, 수계와의 최소거리, 지질특성, 배수등급, 심토 토성, 토지이용추천 등 8개의 변수로 나누어 확인하였다. 평균고도, 평균경사도, 평균사면방향, 수계와의 최소거리, 지질 특성은 다수의 선행연구에서 인간이 살아가는데 주요한 환경변수로 정의하고 있다.
- 평균고도, 평균경사도, 평균사면방향, 수계와의 최소거리, 지질 특성은 다수의 선행연구에서 인간이 살아가는데 주요한 환경변수로 정의하고 있다. 본 연구에서는 토양 특징을 3개의 변수로 세분화하였다. 울산지역 청동기 주거지에서 나타나는 가장 큰 특징은 배수시설의 발달이다.
- 유적의 입지분포는 산포도가 높은 변수가 다수 존재하기 때문에 분위수 방법을 이용해 적절하게 등급을 나눌 수 있지만 유사한 값이나 동일한 값이 다른 등급에 포함될 수 있는 단점을 가지기 때문에 등급 간의 차이를 극대화 할 수 있는 자연결점법도 함께 이용하여 분석·비교하였다.
- 본 연구에서는 선사유적 면적내의 속성 값들을 이용하여 평균고도, 평균경사도, 수계로 부터의 최소거리, 평균사면방향과 같은 연속성 범주의 경우 ArcGIS Tool인 Reclassify의 분위수 방법(Quantile)과 자연결점 방법(Natural breaks)을 이용하여 각 방법별로 5개의 등급으로 구분한다.
- 8개의 환경변수의 중첩분석을 이용하여 자연결점방법, 분위수 방법으로 구분하여 점수(40점)로 환산한 지도를 표시한다. 그리고 유적이 입지한 지역의 점수를 확인하고, 유적이 입지한 지역의 점수를 바탕으로 울산지역의 선사시대 생활유적분포가능성을 파악하고자 한다.
- 2~1m정도 깊이의 토양의 토성이며 토양의 기본단위인 토양통의 분류에 이용된다. 심토토성은 중식질, 식질, 식양질, 미사식양질, 사질, 사양질, 미사사양질로 7개의 범례로 나누어 확인하였다. 선사유적이 입지한 지역의 심토토성은 식양질이 42.
- 토양이용추천의 경우 토지이용에 적합한 용도를 논, 밭, 초지, 임지, 과수상전 5개의 범례로 나누어 확인하였다. 토지이용추천은 밭이 32.
- 울산광역시의 선사유적의 입지 변수로 평균고도, 평균경사도, 최소 수계거리, 평균사면방향, 지질속성, 배수등급, 심토토성, 토지이용추천을 선정하여 자연결점법과 분위수 방법을 이용하여 1부터 5까지의 값을 가진 5개의 등급으로 나누어 확인하였다. 각 변수의 등급을 가법분석을 통하여 셀마다 특정 점수를 부여하였다.
- 울산광역시의 선사유적의 입지 변수로 평균고도, 평균경사도, 최소 수계거리, 평균사면방향, 지질속성, 배수등급, 심토토성, 토지이용추천을 선정하여 자연결점법과 분위수 방법을 이용하여 1부터 5까지의 값을 가진 5개의 등급으로 나누어 확인하였다. 각 변수의 등급을 가법분석을 통하여 셀마다 특정 점수를 부여하였다. 가법분석을 통한 분석 결과는 자연결점방법은 최소 4에서 최대 40까지의 값의 분포를 보였으며 분위수 방법은 최소 4에서 최대 39의 분포가 나타났다(그림 8, 그림 9).
- 본 연구는 울산광역시에 분포하는 선사유적의 입지에 대해 계량적·통계적 방법으로 평균고도, 평균경사도, 수계와의 최소거리, 평균사면방향, 지질특성, 배수등급, 심토토성, 토지이용추천 변수를 이용하여 입지특성을 확인하였다.
- 본 연구는 울산광역시에 분포하는 선사유적의 입지에 대해 계량적·통계적 방법으로 평균고도, 평균경사도, 수계와의 최소거리, 평균사면방향, 지질특성, 배수등급, 심토토성, 토지이용추천 변수를 이용하여 입지특성을 확인하였다. 각 변수별로 5개의 등급으로 나누어 가법분석을 통한 선사유적이 존재할 지역의 예측 값을 확인하였다.
- 3을 이용하여 데이터 가공을 하였다. DEM(Digital Elevation Model)은 수치지도의 등고선 및 표고점을 이용하여 10m 해상도로 작성하였다. 이는 산악지형이나 구릉지의 경우 격자의 크기로 10m가 적합하고, 도심지나 농경지는 30m 간격의 격자로 구축하는 것이 적합하지만, 광역적인 수치표고모형을 구축 시에는 지형 관계없이 10m의 해상도로 구축하는 것이 적합하기 때문이다(우제윤 등, 2011).
대상 데이터
- 문화재의 위치정보는 문화재청과 지방자치단체가 문화재의 훼손과 파괴를 사전에 방지하고 보존·관리를 위하여 제작한 문화유적분포지도(울산광역시 2003; 2004)를 기초자료로 이용하였다.
- 본 연구에서는 울산광역시를 연구지역으로 설정하였다. 울산광역시는 경상남도 지역 중 가장 많은 선사시대 유적이 분포해 있어 경남지역의 선사유적 입지환경을 파악함에 중요한 지역이다(그림 1).
- 그러므로 연구에 사용된 유적은 선사시대분묘· 패총·기타유적을 제외한 문화유적분포지도에 명시된 선사시대 생활유적만 대상으로 한다.
- 고도, 경사도, 표면곡률, 수계와의 최소거리는 국가지리정보체계과정에서 제작된 1:5,000 및 1:25,000 축척의 수치지도(Vector Data)와 ArcGIS 9.3을 이용하여 데이터 가공을 하였다. DEM(Digital Elevation Model)은 수치지도의 등고선 및 표고점을 이용하여 10m 해상도로 작성하였다.
- 지질정보는 1:50,000의 지질도(한국지질자원연구원)를 이용하였으며, 토양정보는 1:25,000의 정밀토양도(농촌진흥청)를 이용하였다.
성능/효과
- 토지이용추천은 토양의 특성들을 종합한 토지이용에 적합한 용도를 제시하는 것으로 표토의 특성을 종합적으로 판단할 수 있으며 심토토성의 특징을 함께 조사함으로 표토·심토의 토성을 종합적으로 확인할 수 있다.
- 선사유적이 산재한 지역의 평균고도는 최저 5.3m에서 488.1m의 범위를 보이며 평균값은 63.1m로 확인되었다. 이는 울산 전 지역의 평균고도인 180.
- 평균경사도의 경우 이금삼과 조화룡(2000)의 경사도 분류에 의거해 완경사지에 입지하고 있음을 확인할 수 있으며 울산지역 평균경사도인 16.7°와 비교해 경사가 낮은 지역에 입지하였음을 확인 할 수 있다.
- 자연결점법을 통한 등급화 결과 5.7~10.0°구간이 가장 많이 분포하는 구간이며 분위수 방법은 7.1~8.9°구간이 가장 많이 분포하는 구간으로 확인되어 5등급으로 정하였다(표 2, 표 3, 그림 5).
- 자연결점법을 통한 등급화 결과는 169.3~178.6°의 구간이 가장 많이 분포하는 구간으로 확인되었으며 분위수방법은 148.0~178.61° 구간이 가장 많이 분포하는 구간으로 확인되어 5등급으로 설정하였다(그림 7).
- 유적의 입지에 있어 세류하천을 포함하는 지역이 최적의 입지라 할 수 있다(표 1). 자연결점법을 통한 등급화 결과는 0~106.1m의 구간이 가장 많이 분포하는 구간으로 확인되었고, 분위수방법은 0m가 가장 많이 분포하는 등급으로 5등급으로 설정하였다(표 2, 표 3, 그림 6).
- 지질분포의 경우 제 4계 충적층이 40.2%로 가장 높은 분포를 보였으며, 경상계 신라통 울산층(19.6%), 경상계 신라통 대구층(11.8%), 경상계 불국사통 흑운모화강암 및 각섬석 화강암(7.6%)순으로 나타났다(표 4). 울산 전 지역의 제 4계 충적층 비율이 18%인 것과 비교하면 제 4계 충적층 지역의 비중이 높음을 확인 할 수 있다.
- 토양 배수등급은 매우 양호, 양호, 약간 양호, 약간 불량, 불량, 매우불량으로 6개의 등급으로 구분할 수 있다. 연구지역의 선사유적은 양호지역이 47.8%로 가장 많은 비중을 차지하였으며 매우 양호(29.2%), 약간 불량(12.0%), 약간 양호(8.0%)순으로 확인되었다(표 5). 배수가 약간 양호 등급 이상이 85.
- 심토토성은 중식질, 식질, 식양질, 미사식양질, 사질, 사양질, 미사사양질로 7개의 범례로 나누어 확인하였다. 선사유적이 입지한 지역의 심토토성은 식양질이 42.7%로 가장 많은 비중을 차지하였고, 식질(33.5%), 사양질(15.0%), 사양질(2.8%)순으로 나타났다(표 6). 식양질과 식질이 주로 이루는 지역은 점토와 미사, 모래가 고루 함량하고 있으며, 논토양 유형분류 기준으로 보통 답에 속하며 보통 답은 토지 생산력이 매우 높아 벼 재배와 농업 생산에 효과적인 토양이다.
- 6%)순으로 나타났다(표 7). 울산광역시 전 지역의 토양 분포와 비교해 초지(55%), 임지(13%)의 비중은 줄어든 반면 밭(11%)과 논(17%)의 비중은 증가함을 확인 할 수 있다.
- 각 변수의 등급을 가법분석을 통하여 셀마다 특정 점수를 부여하였다. 가법분석을 통한 분석 결과는 자연결점방법은 최소 4에서 최대 40까지의 값의 분포를 보였으며 분위수 방법은 최소 4에서 최대 39의 분포가 나타났다(그림 8, 그림 9).
- 이는 울산광역시는 지형적으로 서쪽에 산지가 발달되어 있으며, 동쪽은 저지대가 발달되어 있는 지형의 영향을 많이 받은 것으로 볼 수 있다. 특히 태화강과 동천강 주변과 두 강의 하류가 합류하는 지역을 부근하여 높은 값을 나타냄을 확인할 수 있다. 두 강의 주변에 높은 값을 나타냄은 청동기시대 취락이 큰 강에 근접한 충적대지에 하천이나 계곡이 보이는 저구릉지에 입지하였다는 기존 학설을 뒷받침 할 수 있다.
- 이와 더불어 경사도 낮아 농경생활을 함에 있어 적합한 지역이라 할 수 있다. 또한 큰 강과 근접하여 식수이용과 농업용수 공급에 유리하여 높은 가능성을 보인 것으로 확인되었다.
- 분위수 방법의 분석결과로 예측 값은 21(11%)을 기준으로 정규분포양상을 나타내고 있으며 선사유적이 입지한 지역의 예측 값은 25(11%)가 가장 높은 빈도를 보였다. 선사유적이 존재하는 지역의 예측 값이 높은 순으로 누적빈도 90%이상인 지역을 확인하였다. 90%이상인 지역을 확인한 것은 예외 가능성인 10%를 제외한 대부분의 유적에 유의한 비율이다.
- 분위수 방법에 근거한 울산광역시에 존재하는 선사유적의 입지환경으로 평균고도는 20.4~35.5 m, 평균경사도는 7.1~8.8 m, 수계와의 최소거리는 0 m, 평균사면방향은 169~178.6°, 지질속성은 제 4계 충적층, 배수등급은 양호, 심토토성은 식양질, 토지이용추천은 밭인 지역이 선사유적 입지의 최적등급으로 선정되었으며, 최적의 입지환경에 가장 근접한 유적은 울주 구영리 유적이다.
- 자연결점법의 예측 값 25 이상에 분포하고 있었으며 분위수방법의 예측 값 20 이상인 지역에 분포할 가능성이 높은 지역으로 확인할 수 있다. 이를 통해 자연결점법에서 25이상인 지역과 분위수 방법을 통한 결과에서 예측 값이 20이상인 지역을 중첩해 중복되는 지역 즉 선사유적이 존재할 가능성이 있는 지역은 1값을 주고 중복되지 않는 지역 즉 선사유적이 존재할 가능성이 낮은 지역을 0값을 주면 그림 10과 같이 표현할 수 있다. 울산 전지역의 41.
- 이를 통해 자연결점법에서 25이상인 지역과 분위수 방법을 통한 결과에서 예측 값이 20이상인 지역을 중첩해 중복되는 지역 즉 선사유적이 존재할 가능성이 있는 지역은 1값을 주고 중복되지 않는 지역 즉 선사유적이 존재할 가능성이 낮은 지역을 0값을 주면 그림 10과 같이 표현할 수 있다. 울산 전지역의 41.9%가 선사유적이 존재할 가능성이 있으며 58.1%는 선사유적의 존재가능성이 낮은 것으로 확인되었다. 각 구별 로 유적이 존재할 가능성이 있는 지역은 남구가 전체면적의 78%가 선사유적이 분포할 가능성이 있는 적합한 환경으로 확인되었다.
- 1%는 선사유적의 존재가능성이 낮은 것으로 확인되었다. 각 구별 로 유적이 존재할 가능성이 있는 지역은 남구가 전체면적의 78%가 선사유적이 분포할 가능성이 있는 적합한 환경으로 확인되었다. 중구(70%),북구(55%)가 전체면적의 50% 이상이분포가능성이 높은 지역이고, 동구(38%)와 울주군(35%)은 분포가능성 있는 지역의 비율이 낮게 확인되었다.
- 각 구별 로 유적이 존재할 가능성이 있는 지역은 남구가 전체면적의 78%가 선사유적이 분포할 가능성이 있는 적합한 환경으로 확인되었다. 중구(70%),북구(55%)가 전체면적의 50% 이상이분포가능성이 높은 지역이고, 동구(38%)와 울주군(35%)은 분포가능성 있는 지역의 비율이 낮게 확인되었다. 이는 태화강 하류와 동천강 하류가 합류하는 지점이 북구, 중구, 남구의 경계를 이루는 지점이며 남구의 경우 고도와 경사도, 수계와의 최소거리, 지질의 요건을 모두 만족하는 지역이 많아 높은 가능성이 나온 것으로 확인되었다.
- 반면 유적이 입지한 지역에 대한 예측 값은 29(11%)이 최빈값으로 울산지역의 예측 값에 비해 비교적 높은 값을 나타냈다. 분위수 방법의 분석결과로 예측 값은 21(11%)을 기준으로 정규분포양상을 나타내고 있으며 선사유적이 입지한 지역의 예측 값은 25(11%)가 가장 높은 빈도를 보였다. 선사유적이 존재하는 지역의 예측 값이 높은 순으로 누적빈도 90%이상인 지역을 확인하였다.
- 90%이상인 지역을 확인한 것은 예외 가능성인 10%를 제외한 대부분의 유적에 유의한 비율이다. 자연결점법의 예측 값 25 이상에 분포하고 있었으며 분위수방법의 예측 값 20 이상인 지역에 분포할 가능성이 높은 지역으로 확인할 수 있다. 이를 통해 자연결점법에서 25이상인 지역과 분위수 방법을 통한 결과에서 예측 값이 20이상인 지역을 중첩해 중복되는 지역 즉 선사유적이 존재할 가능성이 있는 지역은 1값을 주고 중복되지 않는 지역 즉 선사유적이 존재할 가능성이 낮은 지역을 0값을 주면 그림 10과 같이 표현할 수 있다.
후속연구
- 향후 본 연구에서 사용된 환경변수 이외에 선사유적의 입지에 영향을 미치는 변수를 추가하고 다양한 통계모델을 이용하여 확인·검증할 필요가 있으며, 주변 도시의 선사유적을 추가하여 지역적 특성을 확인 할 수 있을 것으로 기대된다.
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