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문제 정의
- 따라서 본 연구는 LULUCF 부문 인벤토리 구축을 위한 이론적 배경 검토와 사례지역에 대한 토지이용변화 매트릭스를 분석함으로써 향후 체계적인 통계구축 방안을 제시한다는 점에서 선행연구와의 차별성을 갖는다.
- 이를 통해 LULUCF 항목별 분류 체계 마련, 위성영상을 활용한 통계 정확도 향상, 구축 방법에 대한 추가적 연구가 필요하다는 시사점을 도출하였다. 이러한 이론적 배경 및 선행연구, 사례분석을 통해 향후 국가 온실가스 인벤토리 LULUCF 부문의 체계적 통계구축을 위한 방안을 제시하였다. IPCC 의 LULUCF 통계를 인정받기 위해서는 과거 20년간의 전용정보를 체계적으로 구축할 필요가 있으며, 이를 위해 위성영상과 각종 토지정보체계를 활용하여 토지이용 변화 메트릭스의 구축방안을 제시하였다.
- 에너지, 산업공정, 농업, 폐기물 부문의 경우 체계적인 통계구축이 이루어지고 있지만 2015년 현재 LULUCF 부문의 통계 구축은 미흡한 현실이다. 이에 본 연구는 LULUCF 부문의 통계구축 방안 제시를 목적으로 진행되었다.
- LULUCF 카테고리 중 정주지, 기타토지에 대한 통계구축이 이루어지지 못하고 있어 IPCC 지침에 의거한 국제기준을 반영하여 체계적인 LULUCF 인벤토리 구축이 필요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 IPCC GPG2003에 의거한 국제기준을 반영한 LULUCF 인벤토리의 체계적 구축방안을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 토지이용전환분석을 위한 분류 항목은 중분류 토지피복 항목의 21개 항목을 IPCC 토지이용 항목에 맞게 재분류하고, KLIS 용도지역지구와 공원 및 시설 녹지, 개발사업 등은 지자체 내부 자료를 활용하여 조성여부로 현황 데이터를 수정·보완하였다. IPCC 토지이용구분에서 농경지, 산림지는 기존 대분류 토지피복분류 체계상의 산림, 농지로 대체하였으며, 초지는 자연초지와 인공초지를 구분하여 관목류, 초분류의 식생이 자생하는 지역, 자연적으로 발생한 초지, 하천주변 초지 중 제방외부의 자연초지 등은 초지로 구분하였다. 습지는 토지피복분류상의 내륙습지, 연안습지 및 내륙수 및 해양수를 습지로 분류하였고, 해변, 강기슭의 모래상, 암벽 및 바위 등의 자연적 나지와 공사장, 학교운동장 등의 식생피복이 없는 인공적 나지는 기타항목으로 분류하였다.
- LULUCF 부문의 토지이용 변화 분석을 위한 기본 자료로 위성영상 자료와 지목별 한국토지정보시스템(KLIS) 자료, 지자체에서 관리하고 있는 현황정보를 바탕으로 분석을 실시하였다. 분석은 크게 두 가지로 첫 번째는 토지이용에 대한 전반적인 변화분석은 80년대부터 취득이 가능한 LANDSAT TM 영상자료를 활용하여 시계열적인 토지이용 변화를 분석하였다.
- 이론적 배경 및 선행 연구 검토에서는 인터넷 및 문헌조사를 통해 국가 온실가스 인벤토리 구축체계 및 통계구축 현황을 검토하고, 관련된 선행연구 검토를 통해 본 연구의 차별성을 제시하였다. LULUCF(토지이용 변화) 사례분석에서는 위성영상 자료와 KLIS5), UPIS6) 등의 자료를 활용하여 1차적으로 경기도를 대상으로 토지이용변화를 분석하고, 토지이용 변화가 많은 용인시와 화성시를 대상으로 과거 10년간의 토지이용변화를 분석하고 시사점을 도출하였다. 마지막으로 이론적 배경 및 선행연구, 사례분석 내용을 기반으로 향후 국가 온실가스 인벤토리 LULUCF 부문의 통계구축을 위한 기본 방향과 공간정보 추출방법, 토지이용 변화 통계 구축 방안을 제시하였다.
- 국가 온실가스 인벤토리 LULUCF 부문의 통계구축 방안 제시를 위해 크게 이론적 배경 및 선행연구 검토, LULUCF(토지이용 변화) 사례분석, 통계구축 방안으로 구분하여 연구를 진행하였다. 이론적 배경 및 선행 연구 검토에서는 인터넷 및 문헌조사를 통해 국가 온실가스 인벤토리 구축체계 및 통계구축 현황을 검토하고, 관련된 선행연구 검토를 통해 본 연구의 차별성을 제시하였다.
- 국가 온실가스 인벤토리 중 LULUCF 부문의 자료 구축을 위해 위성영상과 KLIS, UPIS, 토지피복분류도 등의 기타자료를 확보하여 비교적 변화가 많이 일어난 지역인 용인시와 화성시를 대상으로 과거 10년간(2000년~2009년)의 토지이용변화를 분석하였다. LULUCF 부문의 토지이용변화에 대하여 용인시, 화성시를 사례지역으로 분석한 결과 다음의 시사점을 도출할 수 있었다.
- 이러한 문제해결을 위해 경기도 지역을 사례지역으로 LULUCF 부문의 토지이용 변화를 위성영상, KLIS, UPIS, 토지피복분류도 등의 자료를 활용하여 분석하였다. 그리고 변화율이 큰 용인시, 화성시를 대상으로 각 카테고리별 변화 메트릭스를 구성하여 과거 10년간의 변화 정보를 구축하였다. 이를 통해 LULUCF 항목별 분류 체계 마련, 위성영상을 활용한 통계 정확도 향상, 구축 방법에 대한 추가적 연구가 필요하다는 시사점을 도출하였다.
- 분석은 크게 두 가지로 첫 번째는 토지이용에 대한 전반적인 변화분석은 80년대부터 취득이 가능한 LANDSAT TM 영상자료를 활용하여 시계열적인 토지이용 변화를 분석하였다. 두 번째는 토지이용 전환 분석으로 타 토지에서 변환된 면적에 대해 분석하였다. 사례지역 선정을 위해 자료의 구득여부를 반영하여 경기도를 대상으로 토지이용변화를 분석하였으며, 1987년, 1999년, 2009년에 해당하는 경기도 지역의 토지이용변화를 LANDSAT 위성영상과 토지피복분류도(대분류)를 기반으로 KLIS와 UPIS 등의 기타참고 자료를 활용하여 분석하였다.
- LULUCF(토지이용 변화) 사례분석에서는 위성영상 자료와 KLIS5), UPIS6) 등의 자료를 활용하여 1차적으로 경기도를 대상으로 토지이용변화를 분석하고, 토지이용 변화가 많은 용인시와 화성시를 대상으로 과거 10년간의 토지이용변화를 분석하고 시사점을 도출하였다. 마지막으로 이론적 배경 및 선행연구, 사례분석 내용을 기반으로 향후 국가 온실가스 인벤토리 LULUCF 부문의 통계구축을 위한 기본 방향과 공간정보 추출방법, 토지이용 변화 통계 구축 방안을 제시하였다.
- LULUCF 부문의 토지이용 변화 분석을 위한 기본 자료로 위성영상 자료와 지목별 한국토지정보시스템(KLIS) 자료, 지자체에서 관리하고 있는 현황정보를 바탕으로 분석을 실시하였다. 분석은 크게 두 가지로 첫 번째는 토지이용에 대한 전반적인 변화분석은 80년대부터 취득이 가능한 LANDSAT TM 영상자료를 활용하여 시계열적인 토지이용 변화를 분석하였다. 두 번째는 토지이용 전환 분석으로 타 토지에서 변환된 면적에 대해 분석하였다.
- 첫째, LULUCF 부문의 항목별로 명확한 분류 체계를 마련하는 것이 선행되어야 할 것으로 판단된다. 사례분석에서는 IPCC에서 제시하고 있는 6가지 항목을 기반으로 토지피복분류도와의 항목을 연계하여 재분류하였으나 골프장, 묘지 등과 같은 분류 항목은 흡수원으로 보기에 문제가 있으며, 기존 초지분류에서 기타토지로 분류하여 분석을 실시하였다. 따라서 LULUCF 인벤토리 작성을 위한 세세부 항목을 재정의하고 IPCC에서 정의하고 있는 분류와 일치시키는 것이 필요하다.
- 두 번째는 토지이용 전환 분석으로 타 토지에서 변환된 면적에 대해 분석하였다. 사례지역 선정을 위해 자료의 구득여부를 반영하여 경기도를 대상으로 토지이용변화를 분석하였으며, 1987년, 1999년, 2009년에 해당하는 경기도 지역의 토지이용변화를 LANDSAT 위성영상과 토지피복분류도(대분류)를 기반으로 KLIS와 UPIS 등의 기타참고 자료를 활용하여 분석하였다. 토지이용변화 분석결과를 바탕으로 변화량이 큰 지역으로 도출된 용인시와 화성시를 대상으로 과거 10년간(2000년~2009년)의 LULUCF 인벤토리 변화내용을 추가 분석하였다.
- IPCC 토지이용구분에서 농경지, 산림지는 기존 대분류 토지피복분류 체계상의 산림, 농지로 대체하였으며, 초지는 자연초지와 인공초지를 구분하여 관목류, 초분류의 식생이 자생하는 지역, 자연적으로 발생한 초지, 하천주변 초지 중 제방외부의 자연초지 등은 초지로 구분하였다. 습지는 토지피복분류상의 내륙습지, 연안습지 및 내륙수 및 해양수를 습지로 분류하였고, 해변, 강기슭의 모래상, 암벽 및 바위 등의 자연적 나지와 공사장, 학교운동장 등의 식생피복이 없는 인공적 나지는 기타항목으로 분류하였다. 정주지 부분은 토지피복상의 분류체계로 분류하기 어려운 부분으로 항공사진과 KLIS 용도지역지구, 공원시설현황자료 등을 활용하여 토지피복분류상 산림, 초지 또는 타 토지 이용으로 구분이 되어 있는 부분을 수정하여 정주지 항목으로 재분류하였다.
- 이론적 배경 및 선행연구 검토 결과 IPCC 가이드라인에 따라 LULUCF 부문의 각 카테고리별 면적과 과거로부터의 전용정보를 체계적으로 구축될 필요가 있으나 현재 우리나라는 전용된 면적정보 구축이 이루어지지 못하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 문제해결을 위해 경기도 지역을 사례지역으로 LULUCF 부문의 토지이용 변화를 위성영상, KLIS, UPIS, 토지피복분류도 등의 자료를 활용하여 분석하였다. 그리고 변화율이 큰 용인시, 화성시를 대상으로 각 카테고리별 변화 메트릭스를 구성하여 과거 10년간의 변화 정보를 구축하였다.
- 이렇게 구분된 LULUCF 범주별 공간정보는 위성영상을 이용하여 추출하는 것으로 원칙으로 하되 각 주제도 및 관련 통계자료를 참조하도록 한다. 위성영상의 경우 판독 및 영상의 디지털화 과정에 있어 기하보정 및 정사보정 등을 필요로 하며, 기하보정 및 정사보정을 위하여 토지이용현황도, 지적도, 수치지도, 자연생태현황도, 지형도, 임상도 등의 각종 주제도와 지목 통계 등의 자료를 활용될 수 있다[10].
- 국가 온실가스 인벤토리 LULUCF 부문의 통계구축 방안 제시를 위해 크게 이론적 배경 및 선행연구 검토, LULUCF(토지이용 변화) 사례분석, 통계구축 방안으로 구분하여 연구를 진행하였다. 이론적 배경 및 선행 연구 검토에서는 인터넷 및 문헌조사를 통해 국가 온실가스 인벤토리 구축체계 및 통계구축 현황을 검토하고, 관련된 선행연구 검토를 통해 본 연구의 차별성을 제시하였다. LULUCF(토지이용 변화) 사례분석에서는 위성영상 자료와 KLIS5), UPIS6) 등의 자료를 활용하여 1차적으로 경기도를 대상으로 토지이용변화를 분석하고, 토지이용 변화가 많은 용인시와 화성시를 대상으로 과거 10년간의 토지이용변화를 분석하고 시사점을 도출하였다.
- 08km2 감소하는 것으로 분석되었다(Table 4 참조). 이에 LULUCF 카테고리 항목별 분석을 위한 사례지역으로 용인시와 화성시를 선정하여 추가분석을 실시하였다.
- 이에 본 연구에서는 토지이용전환 분석을 위한 기본 자료로 환경부 토지피복자료와 국토교통부 KLIS 지역지구 자료, 고해상도 위성영상과 항공사진 등을 활용하여 IPCC 토지이용항목 기준에 맞춰 재분류하였다. 토지이용전환분석을 위한 분류 항목은 중분류 토지피복 항목의 21개 항목을 IPCC 토지이용 항목에 맞게 재분류하고, KLIS 용도지역지구와 공원 및 시설 녹지, 개발사업 등은 지자체 내부 자료를 활용하여 조성여부로 현황 데이터를 수정·보완하였다.
- 습지는 토지피복분류상의 내륙습지, 연안습지 및 내륙수 및 해양수를 습지로 분류하였고, 해변, 강기슭의 모래상, 암벽 및 바위 등의 자연적 나지와 공사장, 학교운동장 등의 식생피복이 없는 인공적 나지는 기타항목으로 분류하였다. 정주지 부분은 토지피복상의 분류체계로 분류하기 어려운 부분으로 항공사진과 KLIS 용도지역지구, 공원시설현황자료 등을 활용하여 토지피복분류상 산림, 초지 또는 타 토지 이용으로 구분이 되어 있는 부분을 수정하여 정주지 항목으로 재분류하였다.
- 사례지역 선정을 위해 자료의 구득여부를 반영하여 경기도를 대상으로 토지이용변화를 분석하였으며, 1987년, 1999년, 2009년에 해당하는 경기도 지역의 토지이용변화를 LANDSAT 위성영상과 토지피복분류도(대분류)를 기반으로 KLIS와 UPIS 등의 기타참고 자료를 활용하여 분석하였다. 토지이용변화 분석결과를 바탕으로 변화량이 큰 지역으로 도출된 용인시와 화성시를 대상으로 과거 10년간(2000년~2009년)의 LULUCF 인벤토리 변화내용을 추가 분석하였다.
- 토지이용전환분석을 위한 분류 항목은 중분류 토지피복 항목의 21개 항목을 IPCC 토지이용 항목에 맞게 재분류하고, KLIS 용도지역지구와 공원 및 시설 녹지, 개발사업 등은 지자체 내부 자료를 활용하여 조성여부로 현황 데이터를 수정·보완하였다.
대상 데이터
- 수준에서의 통계구축을 위해 미래 변화 자료는 보다 정밀한 위성영상자료를 활용할 수 있다. 2012년 이후의 토지이용변화 자료 구축을 위해 KOMPSAT-3(해상도 1m급) 위성영상을 활용하고, 토지이용변화 면적의 정합성 확보를 위해 KLIS(한국토지정보시스템)의 DB 및 각종 주제도와 통계자료를 활용할 수 있다. 한국항공우주연구원에서 관리하고 있는 KOMTSAT-3 위성영상을 활용하여 2012년 이후 매년 전국단위로 LULUCF 부문별 토지이용변화 자료를 구축하고, 이와 함께 한국토지정보시스템(KLIS) 자료와 국토교통부 및 환경부에서 제공하고 있는 각종 주제도를 활용한 보정작업을 통해 정확도를 향상 시켜야 한다.
성능/효과
- 경기도 지역의 지자체별 토지이용변화를 검토한 결과 용인시, 화성시가 변화량이 큰 것으로 분석되었다. 용인시는 1987~2009년 사이 정주지, 초지의 면적이 각각 72.
- 경기도 지역에 대한 시군별 토지이용변화 분석결과 화성시, 용인시의 경우는 1994년 이후부터 준농림지 개발이 허용되면서 농경지 면적이 감소하고, 정주지 면적이 급격히 증가한 것으로 타났다. 용인시는 96년 분당신도시와 함께 용인 서북부 지역의 대규모 택지개발사업으로 인해 정주지 면적이 증가한 반면, 농경지와 산림지 면적은 감소하였으며, 화성시는 최근 10년 사이 대규모 택지개발사업과 산업단지 조성 등으로 정주지 면적이 급격히 증가하고 농경지와 산림지 면적은 지속적으로 감소하고 있는 것으로 분석되었다.
- 용인시의 IPCC 토지이용 항목별 2000년~2009년 사이 토지이용 전환율7) 변화를 살펴보면 - 2000년에서 2009년 정주지에서 정주지로 유지되는 면적은 총 45.8km2로 81.9%이며, 산림지, 농경지, 초지, 습지, 기타에서 변환되는 면적은 각각 7.5, 19.7, 2.2, 0.4, 7.8km2로 분석되었다(Table 5 참조).
- 위성영상을 활용한 LULUCF 토지이용분류 항목을 추출하고, 이를 바탕으로 LULUCF의 6가지 범주별로 공간정보 추출이 가능하다. 위성영상과 함께 토지이용 특성별로 각종 주제도와 통계자료를 참조하여 경계선을 추출하고, 이를 기반으로 LULUCF의 6가지 범주별로 공간속성 정보를 추출되어야 한다.
후속연구
- 둘째, 위성영상을 기반으로 다양한 참고자료를 활용하여 정확도를 향상시킬 수 있는 연구가 필요하다. 위성영상을 기반으로 KLIS, UPIS, 토지피복분류도를 비롯한 현황자료를 참조하여 사례지역을 분석하였으나 LULUCF의 각 항목별 변환자료를 세부적으로 분석하기 위해서는 고해상도 영상과 기타 토지정보체계를 연계하여 자료를 구축할 수 있는 다양한 방법론에 대한 연구가 필요하다.
- 셋째, 국가단위의 LULUCF 인벤토리는 2000년부터의 자료구축이 가능하며, 앞으로 체계적인 자료구축 방안 마련이 필요하다. 본 연구에서는 사례지역인 용인시와 화성시를 대상으로 과거 20년간의 각 항목 간 변화 매트릭스를 구축하였으나 향후에는 시계열별 관련 자료의 체계적 구축이 필요할 것이다.
- 셋째, 국가단위의 LULUCF 인벤토리는 2000년부터의 자료구축이 가능하며, 앞으로 체계적인 자료구축 방안 마련이 필요하다. 본 연구에서는 사례지역인 용인시와 화성시를 대상으로 과거 20년간의 각 항목 간 변화 매트릭스를 구축하였으나 향후에는 시계열별 관련 자료의 체계적 구축이 필요할 것이다.
- 둘째, 위성영상을 기반으로 다양한 참고자료를 활용하여 정확도를 향상시킬 수 있는 연구가 필요하다. 위성영상을 기반으로 KLIS, UPIS, 토지피복분류도를 비롯한 현황자료를 참조하여 사례지역을 분석하였으나 LULUCF의 각 항목별 변환자료를 세부적으로 분석하기 위해서는 고해상도 영상과 기타 토지정보체계를 연계하여 자료를 구축할 수 있는 다양한 방법론에 대한 연구가 필요하다.
- 우리나라는 온실가스 의무감축국으로의 편입이 예상되며, 이에 따른 온실가스 감축 의무화에 따라 각 부문별 온실가스 배출 통계의 체계적 구축이 필요할 것이다. 이러한 온실가스 통계를 기반으로 각 부문별 각종 정책 및 실행계획이 마련되어 현실성 있는 온실 가스 감축이 이루어지길 기대해본다.
- 그리고 변화율이 큰 용인시, 화성시를 대상으로 각 카테고리별 변화 메트릭스를 구성하여 과거 10년간의 변화 정보를 구축하였다. 이를 통해 LULUCF 항목별 분류 체계 마련, 위성영상을 활용한 통계 정확도 향상, 구축 방법에 대한 추가적 연구가 필요하다는 시사점을 도출하였다. 이러한 이론적 배경 및 선행연구, 사례분석을 통해 향후 국가 온실가스 인벤토리 LULUCF 부문의 체계적 통계구축을 위한 방안을 제시하였다.
- LULUCF 부문의 토지이용변화에 대하여 용인시, 화성시를 사례지역으로 분석한 결과 다음의 시사점을 도출할 수 있었다. 첫째, LULUCF 부문의 항목별로 명확한 분류 체계를 마련하는 것이 선행되어야 할 것으로 판단된다. 사례분석에서는 IPCC에서 제시하고 있는 6가지 항목을 기반으로 토지피복분류도와의 항목을 연계하여 재분류하였으나 골프장, 묘지 등과 같은 분류 항목은 흡수원으로 보기에 문제가 있으며, 기존 초지분류에서 기타토지로 분류하여 분석을 실시하였다.
- KLIS DB는 구축시점이 상이하며 시계열 DB가 구축되지 않으므로, 미래 토지이용변화 자료구축을 위해 시계열 구축시점을 설정하여 매년 KLIS 데이터를 확보하는 것을 통해 토지이용변화 자료 구축을 위한 보정자료로 활용하는 것이 필요하다. 향후 AFOLU 수준에서의 통계구축을 위해서 필요한 전용위치에 대한 추적이 가능하도록 정밀한 영상 및 관련 자료를 활용할 필요가 있다.
- 향후 AFOLU9) 수준에서의 통계구축을 위해 미래 변화 자료는 보다 정밀한 위성영상자료를 활용할 수 있다. 2012년 이후의 토지이용변화 자료 구축을 위해 KOMPSAT-3(해상도 1m급) 위성영상을 활용하고, 토지이용변화 면적의 정합성 확보를 위해 KLIS(한국토지정보시스템)의 DB 및 각종 주제도와 통계자료를 활용할 수 있다.
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