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문제 정의
- 에너지 상에서 불이익을 갖는 파편화된 토지이용을 방지하고자 도입한 목적인 ‘군집성 극대화‘와 ’클러스터 수 최소화‘는 연속된 패치의 개수가 5개로 줄어들어 양호 한 수준의 목적 달성율을 보인다. 다음 토지이용 전환 최소화의 목적 또한 경제적이고 에너지 측면에서 손실을 방지하기 위한 목적으로 달성 시 자원낭비를 최소화시킨다. 이는 적합도 값의 하락으로 목적 달성 여부를 확인할 수 있다.
- 적합도 값 변화양상을 고려하였을 때 소폭 감소한 것으로 추정컨대 이는 최적화에 기여하는 바가 다른 요소에 비하여 적음을 알 수가 있다. 다음으로 생태계 보전을 극대화하는 목적으로 본 연구의 가장 큰 목적이 달성되었다. 마지막으로 공시지가의 감소 최소화 목적을 고려하여 토지이용 재분배가 이루어짐으로서 토지이용 분배 시 토지의 금전적 가치 또한 고려되었다.
- 따라서 본 연구에서는 유전 알고리즘을 사용하여 다양한 목적들을 달성하기 위하여 종합적으로 판단하여 최적의 토지이용 배분 안을 제안하고자 하였다. 본 연구에서 고려한 목적은 총 4 가지로, 1) 지속가능한 발전의 취지와 맞는 자원의 효율적 배분을 고려한 군집성이 있는 토지이용, 2) 토지이용 전환의 최소화, 3) 환경적인 측면을 생각한 생태계의 보전 최대화, 그리고 4) 경제적 발전의 요소를 고려하여 경제적 이익의 최대화이다.
- 이 과정을 통하여 국토환경성평가지도 활용의 실효성을 높여주었다. 또한 결과 해석에 있어 양평군의 수역은 상수원보호구역이므로 도시 계획적 차원에서 현실성이 높은 안이 도출되도록 하였다.
- 본 연구에서는 개발이 예상되는 지역의 토지이용 계획 지침을 제공하고자 네 가지 목적을 바탕으로 토지이용 최적 분배 안을 제안하였다. 서로 상충하는 목적들을 달성하고자 토지피복지도를 기준으로 제약 요건을 도입하여 분석하였다.
- 본 연구는 국토환경을 고려하여 지속가능한 토지 이용 분배가 그 목적인만큼 자연으로부터 얻을 수 있는 이익의 정량화를 통하여 공간계획과 환경계획의 연계를 도모하고(Choi 2013), 이를 토지이용 변화 시에 나타나는 결과로 가시화하는 단계에서 직접적인 가치판단이 이루어진다면 사람과 기계가 제시하는 조화로운 계획안 도출이 가능할 것이다. 본 연구에서는 토지이용의 틀을 바꾸는 계획을 제안함으로써 더 근본적인 해결책을 찾으려하였다.
- 본 연구의 목적은 토지이용의 압축적인 배분, 토지 이용 전환 최소화, 생태계 보전 최대화, 경제적 이익 최대화로 이루어져있다. 이는 특정한 제약조건 하에 성립된다.
- 양평읍과 그 주변지역의 토지이용을 위한 본 연구는 네 가지 목적을 기반으로 수행되었다. 에너지 상에서 불이익을 갖는 파편화된 토지이용을 방지하고자 도입한 목적인 ‘군집성 극대화‘와 ’클러스터 수 최소화‘는 연속된 패치의 개수가 5개로 줄어들어 양호 한 수준의 목적 달성율을 보인다.
- ‘경제적 이익 최대화’는 토지이용이 변함에 따라 경제적 가치가 변한다는 점에서 제안되었다. 이 목적은 생태계 보전 목적과 상충된다는 점에서 다목적 최적화 방법이 본 문제를 해결함에 있어 적절함을 보여준다. 경제적 가치를 추정하기 위한 공시지가 관련 매트릭스 도출은 다음과 같은 순서로 이루어졌다.
- 초기 해 집단은(적합도)평가를 통해 현 상태를 진단하고 교차 및 변이를 통해 특징을 변화시켜간다. 이러한 과정을 거치는 GA는 공학 분야를 비롯하여 매우 널리 쓰이는 방법이고 본 연구에서는 토지이용을 배분함에 있어 다양한 목적을 가지고 있을 때 최적 안을 도출해 내기 위하여 사용하고자 한다. 진화는 반복적인 과정을 거쳐 적합도를 높여가며 최적해 집단으로 변화해나간다.
가설 설정
- 따라서 본 연구에서는 유전 알고리즘을 사용하여 다양한 목적들을 달성하기 위하여 종합적으로 판단하여 최적의 토지이용 배분 안을 제안하고자 하였다. 본 연구에서 고려한 목적은 총 4 가지로, 1) 지속가능한 발전의 취지와 맞는 자원의 효율적 배분을 고려한 군집성이 있는 토지이용, 2) 토지이용 전환의 최소화, 3) 환경적인 측면을 생각한 생태계의 보전 최대화, 그리고 4) 경제적 발전의 요소를 고려하여 경제적 이익의 최대화이다. 본 연구에서 도출된 결과는 대상지역에 적용시킬 수 있는 지속가능한 발전을 위한 균형 잡힌 토지이용 계획을 수립하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
- 2012). 국토환경성 평가지도가 국토환경을 통합적으로 평가하여 그 등급을 매겨놓은 지도임은 물론, 개발 및 보전지역을 구분해 놓았기 때문에 이를 토지이용분배의 참조 도면으로 사용할 경우 생태계 보전 목적에 부합하는 목적을 달성할 수 있음을 가정하였다. 그리고 국토환경성평가 지도와 생성된 가상의 계획안을 견주어 봄으로서 적합도 값이 계산되고 최적화 정도를 가늠할 수 있다.
- 두 번째, 국토환경성평가지도와 토지피복 지도와의 상관관계를 나타내는 점수 매트릭스 내에서(Figure 5) 점수를 확인한다. 세 번째, 위의 작업이 모든 격자에서 이루지면 값들을 모두 더한다. 이 값의 의미는 1population(1개의 유전자 혹은 개체)의 1generation(1세대)에 대한 적합도 값이다.
- 이 값에서 음수 값 제거를 위해 전체적으로 최소값을 더해주었다. 이 과정은 추후 오로지 덧셈으로만 이루어지는 적합도 값 계산 과정을 고려했을 때 적합한 방법이라는 가정 하에 이루어졌다. 값을 단순화시키기 위한 다음 과정으로, 계산된 값을 적당한 숫자로 나누어준 후 이를 반올림하였다.
- 분석 시 시가지역, 산림 및 농지 면적의 범위를 특정 수치 이상 및 이하로 제약조건을 걸어주었다. 출산장려정책이 발달되어 있는(Yang-pyeonggun 2016) 양평군의 특징으로 짐작하건데 향후 인구 증가가 가속될 것이라고 가정하고 양평읍의 토지이용 상한선을 높게 설정해주었으며, 앞으로 산림 면적증가가 일어나기에는 어려울 것으로 예상하여 특정면적구간으로 설정하여 제한해주었다.
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