[논문]금오산 도립공원의 지형분석과 관광안내를 위한 GSIS와 고해상도 위성영상의 활용

이진덕; 최영근; 이호찬

문제 정의

또한 IKONOS위성영상을 처리하여 영 상지도를 제작하고 DEM 자료와 중합하여 3차원 시각화 영상 등을 제작함으로써 GSIS의 베이스맵으로의 활용 및 금오산의 자연경관의 시각적인 관리를 도모하고자 하였다. 또한 주요 등산로를 따라서 경관 및 문화재, 시설물 등을 포함하는 동영상 파일을 제작하는 등 Web기반의 금오산 도립공원의 관리 및 관광안내시스템 개발 을 위한 자료로 활용하고자 하였다.
또한 IKONOS위성영상을 처리하여 영 상지도를 제작하고 DEM 자료와 중합하여 3차원 시각화 영상 등을 제작함으로써 GSIS의 베이스맵으로의 활용 및 금오산의 자연경관의 시각적인 관리를 도모하고자 하였다. 또한 주요 등산로를 따라서 경관 및 문화재, 시설물 등을 포함하는 동영상 파일을 제작하는 등 Web기반의 금오산 도립공원의 관리 및 관광안내시스템 개발 을 위한 자료로 활용하고자 하였다.
본 연구의 공간적 범위인 금오산 도립 공원은 구미시 중심부와 거의 맞붙어 있는 거대한 도시공원으로서의 역할을 해 주고 있으며, GSIS기법을 도입하여 수치 지형도, 주제도, 위성영상 등으로부터 자료를 수집, 처리하고 데이터베이스를 구축 하였다. 이로부터 연구지역에 대한 지형분석 및 공원관리상 유용한 공간정보를 추 출하고자 하였다.

제안 방법

1. GSIS를 이용하여 여러가지 지형분석을 행하고, 원격탐사를 이용하여 토지피복 분류도, 표준식생지수 분포도를 작성하여 데이터베이스를 구축하였다. 추후 GIS의 도면중첩기능을 활용함으로써 대상지역의 토지용도별 적지분석, 환경영향평가, 토지 이용의 시간적 변화 추출 등이 가능할 것이다.
수치고도모형과 도로망, 수계 등의 벡 터데이터와의 중첩 분석을 행하고 3차원 영상 등을 작성하였다. 1998년에 관측된 Landsat TM 영상(공간해상도 30m x 30m) 에 대한 영상처리를 행하여 연구지역의 토지피복분류도와 표준식생지수(NDVI) 분 포도를 작성하여 GIS 데이터베이스에 포 함시켰다.
GSIS의 여러가지 공간분석 기능 중에서 수치지형모형 해석 기능을 이용하여 3차원 지형자료에서 불규칙 삼각망(TIN), 격자망 모형(GRID)을 생성할 수 있으며 고도, 경사도, 사면방향, 지형단면분석 등 주제별로 지형분석을 할 수 있다. 1:5000 축척의 수치지도의 지형레이어에서 5m 간 격의 등고선자료 및 고도점 자료로부터 TIN과 GRID 수치고도모형을 생성하였다. 수치고도모형으로 표고분석, 경사도분석, 사면방향 분석, 지형단면분석을 행하고 DB를 구축하였다、도로망, 수계망은 지형도로부터 추출하였고, 또한 연구지역 의 한국자원연구소 발행 지질도(1/25,000) 등을 수치화하여 공간데이터베이스를 구 축하였다.
AVI 화일로 제작된 동영상은 파일의 용 량이 상당히 커지게 되어 웹상에서 구현 하기가 어려운 면이 있으므로 이를 실시 간으로 버퍼링해서 볼 수 있는 WMV 화 일로 변환해 주었다.
Level 2의 IKONOS영상으로부터 영상 지도의 제작을 위하여 지상기준점 (GCP) 선정을 통한 기하학적 보정단계와 수치지 도로부터 수치고도모형(DEM) 추출 단계, 그리고 지형보정을 통한 편위수정영상 및 3차원 경관모형 작성의 단계로 진행하였다. Im 해상도의 전정색 데이터와 4m 해 상도의 다중분광 데이터의 영상융합 (Image Fusion) 과정을 통하여 얻어진 Pan-Sharpened 영상을 바탕으로 영상지 도를 작성하였다.
(그림 8) 산림지가 대부분을 점유하고, 금오산저수지와 대성지 수역, 그리고 그 주변으 로 주차장, 숙박시설, 금오랜드, 자연학습 원, 대성지주변, 도로주변등 개발된 지역 이 나타나 있다. Landsat TM 영상을 이용한 식생활력도 분석을 위하여 밴드 3과 밴드 4의 연산을 적용하여 표준식생지수 (NDVI)를 도출하였다. (그림 9) 여기서 0.
Level 2의 IKONOS영상으로부터 영상 지도의 제작을 위하여 지상기준점 (GCP) 선정을 통한 기하학적 보정단계와 수치지 도로부터 수치고도모형(DEM) 추출 단계, 그리고 지형보정을 통한 편위수정영상 및 3차원 경관모형 작성의 단계로 진행하였다. Im 해상도의 전정색 데이터와 4m 해 상도의 다중분광 데이터의 영상융합 (Image Fusion) 과정을 통하여 얻어진 Pan-Sharpened 영상을 바탕으로 영상지 도를 작성하였다.
단면분석법은 지형의 특성, 사면의 변화 성을 분석하기 위해 유용한 방법으로서 대상지역의 최고봉인 현월봉을 지나는 동 서 횡단면도와 남북 종단면도를 도출하였다.(그림 4)
동영상은 금오산의 5개 주요 등산로 코 스를 따라 주요자연경관 3D 위성영상과 문화재, 폭포, 시설물 등을 담은 무비파 일로 제작하였다.
본 연구에서는 일반적으로 용이하게 DEM을 얻을 수 있는 수치지도 이용방식 을 채택하여 1:5,000 수치지도의 지형 등고 선 레이어를 이용하여 TIN 을 생성하고 GRID로 변환하여 작성하였으며 격자간격 은 20m 로 설정하였다. 영상의 시각화 (visualization)fe 원 영상에 수치표고모델을 중첩시킴으로서 이루어진다.
본 연구의 공간적 범위인 금오산 도립 공원은 구미시 중심부와 거의 맞붙어 있는 거대한 도시공원으로서의 역할을 해 주고 있으며, GSIS기법을 도입하여 수치 지형도, 주제도, 위성영상 등으로부터 자료를 수집, 처리하고 데이터베이스를 구축 하였다. 이로부터 연구지역에 대한 지형분석 및 공원관리상 유용한 공간정보를 추 출하고자 하였다.
분석된 경사도 분포의 특징은 그림 2와 같이 60%와 70%에서 급변점을 형성하고 경사 10%이하의 평탄지가 약 5%, 경사 30%이하의 완경사지가 약 16% 에 불과하며 50%이상의 고경사지가 약 60%를 점유하는 특성을 나타내고 있다. 사면방향 분석을 위하여 경사면 방향을 45° 간격으로 8 방향으로 구분하였다. 사 면방향은 동향이 상대적으로 우세하고, 그 다음이 북향, 남동향, 북서향과 북동향 순 으로 비교적 고르게 분포하고 있으며, 무 경사지는 3.
주제도에서 지질에 관한 자료는 1:25000의 지질도를 디지타이징을 행하였다. 수치고도모형과 도로망, 수계 등의 벡 터데이터와의 중첩 분석을 행하고 3차원 영상 등을 작성하였다. 1998년에 관측된 Landsat TM 영상(공간해상도 30m x 30m) 에 대한 영상처리를 행하여 연구지역의 토지피복분류도와 표준식생지수(NDVI) 분 포도를 작성하여 GIS 데이터베이스에 포 함시켰다.
1:5000 축척의 수치지도의 지형레이어에서 5m 간 격의 등고선자료 및 고도점 자료로부터 TIN과 GRID 수치고도모형을 생성하였다. 수치고도모형으로 표고분석, 경사도분석, 사면방향 분석, 지형단면분석을 행하고 DB를 구축하였다、도로망, 수계망은 지형도로부터 추출하였고, 또한 연구지역 의 한국자원연구소 발행 지질도(1/25,000) 등을 수치화하여 공간데이터베이스를 구 축하였다. 주제도에서 지질에 관한 자료는 1:25000의 지질도를 디지타이징을 행하였다.
토지피복 분류를 위하여 영상 대 수치 지도(image to vector)의 방법에 의해 위 성영상의 기하학적 보정을 행하고 열적외 밴드 6를 제외한 나머지 6개의 밴드영상 을 가지고 감독분류 방법으로 처리하여 토지피복 현황도를 추출하였다. (그림 8) 산림지가 대부분을 점유하고, 금오산저수지와 대성지 수역, 그리고 그 주변으 로 주차장, 숙박시설, 금오랜드, 자연학습 원, 대성지주변, 도로주변등 개발된 지역 이 나타나 있다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 IKONOS는 고해상도 의 민간용 상업위성(Space Imaging, Inc.) 으로서 기존의 8bits에서 llbits로 자료를 수집함으로써 256단계에서 2048단계로 contrast를 향상시킬 수 있게 되었다.
90㎛)로 구성된다. 본 연구에서는 방사보 정과 센서내부 원인으로 인한 기하보정 단계를 거친 Level 2영상(2001.3.24 관측) 을 원 영상으로 사용하였다.

성능/효과

토지피복 분류를 위하여 영상 대 수치 지도(image to vector)의 방법에 의해 위 성영상의 기하학적 보정을 행하고 열적외 밴드 6를 제외한 나머지 6개의 밴드영상 을 가지고 감독분류 방법으로 처리하여 토지피복 현황도를 추출하였다. (그림 8) 산림지가 대부분을 점유하고, 금오산저수지와 대성지 수역, 그리고 그 주변으 로 주차장, 숙박시설, 금오랜드, 자연학습 원, 대성지주변, 도로주변등 개발된 지역 이 나타나 있다. Landsat TM 영상을 이용한 식생활력도 분석을 위하여 밴드 3과 밴드 4의 연산을 적용하여 표준식생지수 (NDVI)를 도출하였다.
GIS 프로그램 MGE에서 GRID 구조는 TIN을 일정한 간격으로 구분하여 그 격자 셀의 고도값을 취하는 래스터 데이터구조를 갖는다. 분석된 경사도 분포의 특징은 그림 2와 같이 60%와 70%에서 급변점을 형성하고 경사 10%이하의 평탄지가 약 5%, 경사 30%이하의 완경사지가 약 16% 에 불과하며 50%이상의 고경사지가 약 60%를 점유하는 특성을 나타내고 있다. 사면방향 분석을 위하여 경사면 방향을 45° 간격으로 8 방향으로 구분하였다.
그림 1의 면적분포에 의하면 100m, 600m, 700m에서 고도급변점이 나타나고 전체적으로는 고도가 높아질수록 급한 고 도분포를 보여주고 있다. 연구지역의 고도를 전체 면적과 대비해 보면, 고도 400m 이하가 총면적의 약 67%, 600m 이하가 87%이상을 차지하고, 700m 이상의 고지 역도 7.2%를 나타낸다.(그림 1)

후속연구

2. GSIS를 접목한 지형 분석에 있어서 DEM을 작성하여 지형의 통계적 분석과 경관 분석 및 조경 설계 등에 활용할 수 있을 것이다.
3.고 해상도 위성영상으로부터 생성된 영상지도는 이미지 형태이면서 지도와 같은 정사투영의 상태이므로 실제적이고 시각적인 정보를 취득할 수 있으며, DEM과 결합하여 표현된 3차원 시각화는 다양한 시점에서 용이하게 인식할 수 있으므로 공원관리 측면에서 개발과 보존의 중도를 취하는 올바른 토지이용을 위한 사전평가도구로 활용될 수 있을 것이다.
GSIS를 이용하여 여러가지 지형분석을 행하고, 원격탐사를 이용하여 토지피복 분류도, 표준식생지수 분포도를 작성하여 데이터베이스를 구축하였다. 추후 GIS의 도면중첩기능을 활용함으로써 대상지역의 토지용도별 적지분석, 환경영향평가, 토지 이용의 시간적 변화 추출 등이 가능할 것이다.

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