[논문]오픈소스 GIS 프로그램의 지형인자 계산 비교: 도서지역 경사도와 지형습윤지수 중심으로

이보라; 이호상; 이광수

doi:10.7780/kjrs.2021.37.5.1.6

오픈소스 GIS 프로그램의 지형인자 계산 비교: 도서지역 경사도와 지형습윤지수 중심으로
Topographic Factors Computation in Island: A Comparison of Different Open Source GIS Programs 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.37 no.5 pt.1, 2021년, pp.903 - 916

이보라 (국립산림과학원 난대아열대산림연구소) , 이호상 (국립산림과학원 난대아열대산림연구소) , 이광수 (국립산림과학원 난대아열대산림연구소)

초록
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지형은 고도, 경사, 측면으로 설명되는 지표면의 물리적인 모양을 나타내는 것으로 지형적 조건에 따라 에너지의 이동이 결정된다. 이것은 태양 에너지를 얼마나 많이 받을지, 바람이나 비가 얼마나 많은 영향을 미칠지 등에 대한 중요한 결정 요인들로 지표면 상에 존재하는 모든 생물, 특히 산림 식생의 입지 환경에 큰 영향을 준다. 도서지역 산림과 같이 자연적으로 형성된 지형 인자가 산림 식생의 생태환경을 결정하는 요인이 될 때 보다 정확한 지형 인자들의 계산은 도서산림의 입지환경을 이해하는데 매우 중요하다. 최근에는 연구자, 학교, 산업 및 정부를 위해 수많은 무료오픈소스 소프트웨어 지리정보시스템 프로그램(Free Open Source Software Geographic Information Systems, FOSS GIS)들이 이러한 지형인자들을 보다 정확하게 계산하기 위해 다양한 알고리즘을 적용하고 있다. FOSS GIS 프로그램은 사용자 요구에 맞게 수정이 가능한 유연한 알고리즘을 제공한다. 이와 같은 수요에 맞춰 이 연구에서는 지형 분석이 특히 중요한 도서지역 산림을 대상으로 하여 FOSS GIS 프로그램들의 지형인자 계산 결과값을 비교해 보고 향후 지역 생태 연구에 있어 지형 인자 계산 방법을 결정할 때 그 기준을 마련하고자 한다. 연구 지역은 전라남도 도서 지역을 대상으로 하였고 FOSS GIS 프로그램 중 가장 널리 사용되는 GRASS GIS와 SAGA GIS로 처리하였다. 입지환경에 있어 가장 널리 사용되는 설명인자인 경사도와 TWI(Topographical Wetness Index) 지도를 각 FOSS GIS 프로그램으로 생성하고 그 차이를 분석하여 각 FOSS GIS 프로그램의 장단점을 토의하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

An area's topography refers to the shape of the earth's surface, described by its elevation, slope, and aspect, among other features. The topographical conditions determine energy flowsthat move water and energy from higher to lower elevations, such as how much solar energy will be received and how much wind or rain will affect it. Another common factor, the topographic wetness index (TWI), is a calculation in digital elevation models of the tendency to accumulate water per slope and unit area, and is one of the most widely referenced hydrologic topographic factors, which helps explain the location of forest vegetation. Analyses of topographical factors can be calculated using a geographic information system (GIS) program based on digital elevation model (DEM) data. Recently, a large number of free open source software (FOSS) GIS programs are available and developed for researchers, industries, and governments. FOSS GIS programs provide opportunitiesfor flexible algorithms customized forspecific user needs. The majority of biodiversity in island areas exists at about 20% higher elevations than in land ecosystems, playing an important role in ecological processes and therefore of high ecological value. However, island areas are vulnerable to disturbances and damage, such as through climate change, environmental pollution, development, and human intervention, and lacks systematic investigation due to geographical limitations (e.g. remoteness; difficulty to access). More than 4,000 of Korea's islands are within a few hours of its coast, and 88% are uninhabited, with 52% of them forested. The forest ecosystems of islands have fewer encounters with human interaction than on land, and therefore most of the topographical conditions are formed naturally and affected more directly by weather conditions or the environment. Therefore, the analysis of forest topography in island areas can be done more precisely than on its land counterparts, and therefore has become a major focus of attention in Korea. This study is focused on calculating the performance of different topographical factors using FOSS GIS programs. The test area is the island forests in Korea's south and the DEM of the target area was processed with GRASS GIS and SAGA GIS. The final slopes and TWI maps were produced as comparisons of the differences between topographic factor calculations of each respective FOSS GIS program. Finally, the merits of each FOSS GIS program used to calculate the topographic factors is discussed.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. The test data location of Korea’s south, Jeonnam province.
그림 Fig. 2. Digital Elevation Model (DEM) with 5 m resolution of Islands in Jeonnam Province, South Korea.
표 Table 1. The information of the islands in Jeonnam Province
그림 Fig. 3. Slope map of Islands in Jeonnam Province. Black dotted circle indicates Wando Island and red dotted circle indicates the largest uninhabited island named Sangsachi-do. (a) SAGA slope map, (b) GRASS slope map, (c) histogram of SAGA slope values, and (d) histogram of GRASS slope values.
그림 Fig. 4. The slope map for the central Island of Wando and gray circle indicates Sangwang-san in Wando.
그림 Fig. 5. The slope map for Sangsachido which is uninhabited island.
표 Table 2. Statistical results
그림 Fig. 6. Topographic Wetness Index map of the Islands in Jeonnam Province. (a) normalized SAGA wetness index map, (b) normalized GRASS topographic wetness index map, (c) histogram of SAGA wetness index, and (d) histogram of GRASS topographic wetness index.
그림 Fig. 7. Differences in normalized TWI values between the TWI maps obtained with SAGA TWI and GRASS GIS.
그림 Fig. 8. Wando island in Wando County. The details of comparison for the area near the Wando lake by land reclamation and the agro-industrial complex.
그림 Fig. 9. Keumho-dong in Gwangyang city for the industrial complex.
그림 Fig. 10. The relationship between the TWI and the slope from SAGA GIS and GRASS GIS of the islands area in Jeonman province, South Korea.
표 Table 3. Free Open Source Software GISs comparison '+' symbol indicates good performance

AI 본문요약
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대상 데이터

우리나라의 도서 통계에 관해서는 섬, 도, 여 등에 대한 정의와 측정이 어려워 지자체나 기관마다 조금씩 상이한 결과를 보이고 있다. 이 연구에서는 산림청 도서 통계 조사자료를 사용하였고 우리나라 도서는 총 4158개로 이 중 유인도가 494개 무인도가 3664개이며 산림이 0.5 ha 이상인 산림성 도서가 2153개로 집계되었다(국립산림과학원 내부 연구결과). 특히, 전라남도에는 우리나라 섬들의 55.
5 ha 이상인 산림성 도서가 2153개로 집계되었다(국립산림과학원 내부 연구결과). 특히, 전라남도에는 우리나라 섬들의 55.6% 인 2313개가 위치하고 있어 이 연구의 대상지로 선정하였다(Fig. 1.

데이터처리

GRASS GIS와 SAGA GIS 프로그램으로 경사도와 지형습윤지수를 계산하여 그 결과를 비교하였다. 이때 도서의 크기가 너무 작아(면적 0.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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