[논문]Virtual GIS를 이용한 산불피해지 복원기법 개발기법

조명희; 이명보; 임주훈; 김준범; 김성재

문제 정의

따라서 본 연구에서 GIS 분석 기법 및 Virtual GIS를 활용하여 산불 피해지의 복원기술에 적용 시캄으로서 향후 산불 관련 연구뿐만이 아니라 다른 많은 분야에서의 활용 가능성을 제시하고자 한다.
경년에 따른 산림경관의 생태를 10년, 20년 30년 단위로 표출하였으며 수종의 생장 모델링은 국립산림과학원에서 제공하는 수종별 지위지수 분류곡선을 참조하였다. 본 연구에서는 굴참나무의 지위지수분류 곡 선이 아직 구축되어 있지 않는 관계로 굴참나무와 생장발육 상태가 비슷한 상수리나무의 지위지수분류. 곡선을 사용하였다.
본 연구에서는 GIS기법을 이용하여 산불 피해지역의 자연환경 특성(사면방향, 경사도, 고도, 임상에 따른 산불 발생지점과의 상관성을 규명하여 대형 산불방지를 위한 내화수림대를 조성하였으며 나무생장 모델(지위지수분류곡선)을 활용하여 경년에 따른 산림경관의 변화를 미리 예측 하였다.
아울러 현실 세계와 가장 유사한 3차원 지형 기반으로 Virtual Environment를 구축하고 Tracking Simulation을 시행함으로서 산불 피해지 복원 기술에 있어 GIS 분석 기법의 활용성과 경관 생태학적 접근을 위한 공간자료의 적용 가능성을 제시하였다.

제안 방법

본 연구에서는 2000년 대 규모 산불이 발생한 강원도 원덕읍 검봉산 주변의 산불 피해지역을 대상으로 하였다. 지형 GRID Data와 수치 임상도를 기반으로 산불 발생 지의 공간 특성을 Arc view 3.2를 사용흐}였으며 GIS 공간 분석을 수행함으로서 내화수림대를 조성하였다.내화수종의 3D Modeling 기법에서는 연구대상지에 현존하고 있는 수종(소나무, 굴참나무)을 현지에서 직접 촬영을 하였으며 image processing을 위하여 Adobe 7.
2를 사용흐}였으며 GIS 공간 분석을 수행함으로서 내화수림대를 조성하였다.내화수종의 3D Modeling 기법에서는 연구대상지에 현존하고 있는 수종(소나무, 굴참나무)을 현지에서 직접 촬영을 하였으며 image processing을 위하여 Adobe 7.0을 사용하여 masking, saturation처리를 통하여 3D Model을 구 축하였다. 경년에 따른 수종의 생장 모델링은 국립산림과학원에서 제공하는 수종별 지위지수 분류곡선을 참조하였으며 Tracking Simulatione IMAGINE 8.
2에서 변환된 Coverage 및 Point 를 TIN (Triangulated Irregular Network)으로 생성하여 Cell간격 30m의 Grid 데이터를 획득하였다. 이를 기반으로 고도(Elevation), 사면경사(Slope) 및 사면 방향(Aspect)을 산출하여 속성 데이터 추출을 위해 정수형으로 재분류하였다. 연구 대상 지역의 전체 면적 75.
5km(26%)로 전체적인 지형이 동쪽과 남쪽으로 치우쳐 있는 것을 알 수 있었다. 또한 경사별 면적은 15° 미만이 약 20knf로 27%로 나타났으며 20-30°에 29.5km2로 전체 면적 중 39%를 차지한 것을 알 수 있었으며 이를 기반으로 연구 대상지 주변의 산불 발생 지점의 공간분포 특성을 분석하였다.
GIS 공간 분석을 이용한 연구 대상지의 내화수림대 조성에 있어서 분석 조건으로 경사도가 완만한 경사 (0-10°)에서 산불 발생이 많이 발생하였으나 내화수림대 조건에서는 경사가 30°이상이면 산불이가 속화되므로 내화수림대의 경사도의 조건은 30°이하로 하였다.고도는 400m 이하로 하고 임상은 혼효림과 소나무림 지역을 GIS 중첩 분석 조건에 만족하는 지역을 내화수림대로 선정하였다.
수종의 3D Modeling을 위하여 수종 이외 는 Masking 하였으며 수종의 화상 강조를 위하여 saturation 처리를 하여 3D Modeling을 수행하였다.
GIS DB구 축 레이어에서 등고선 및 표고점을 추출한 후 DEM(Digital Elevation Model)을 기반으로 Virtual GIS 상에서 현실 세계와 가장 유사한 3차원 지형기반위에 GIS 공간분석을 통하여 조성된 내화수림대와 수종의 3D 모델을 Overlay 하여 Virtual Environment 를 구축하고 Tracking Simulation 을 수행하였으며 , 표 1.은 Tracking Simulation에 있어서의 관찰자의 위치, 고도값, 시야각 등 다양한 정보를 나타내고 있다.

대상 데이터

본 연구에서는 2000년 대 규모 산불이 발생한 강원도 원덕읍 검봉산 주변의 산불 피해지역을 대상으로 하였다. 지형 GRID Data와 수치 임상도를 기반으로 산불 발생 지의 공간 특성을 Arc view 3.
산불 발생지의 공간 특성 분석을 위하여 ArcView 3.2에서 변환된 Coverage 및 Point 를 TIN (Triangulated Irregular Network)으로 생성하여 Cell간격 30m의 Grid 데이터를 획득하였다. 이를 기반으로 고도(Elevation), 사면경사(Slope) 및 사면 방향(Aspect)을 산출하여 속성 데이터 추출을 위해 정수형으로 재분류하였다.
GIS 공간 분석을 이용한 연구 대상지의 내화수림대 조성에 있어서 분석 조건으로 경사도가 완만한 경사 (0-10°)에서 산불 발생이 많이 발생하였으나 내화수림대 조건에서는 경사가 30°이상이면 산불이가 속화되므로 내화수림대의 경사도의 조건은 30°이하로 하였다.고도는 400m 이하로 하고 임상은 혼효림과 소나무림 지역을 GIS 중첩 분석 조건에 만족하는 지역을 내화수림대로 선정하였다.
본 연구에서의 수종은 연구 대상지 주민의 생계유지에 절대적으로 필요한 소득원인 송이 생산을 위한 소나무림의 복구와 내화수림대에 조림될 산불에 강한 굴참나무 2종만을 고려하였으며 실세계와 가장 유사하게 표현하기 위하여 연구 대상지인 강원도 원덕읍 검봉산에서식하고 있는 소나무와 굴참나무를 현지에서 촬영한 이미지를 사용하였다.
경년에 따른 산림경관의 생태를 10년, 20년 30년 단위로 표출하였으며 수종의 생장 모델링은 국립산림과학원에서 제공하는 수종별 지위지수 분류곡선을 참조하였다. 본 연구에서는 굴참나무의 지위지수분류 곡 선이 아직 구축되어 있지 않는 관계로 굴참나무와 생장발육 상태가 비슷한 상수리나무의 지위지수분류.

이론/모형

0을 사용하여 masking, saturation처리를 통하여 3D Model을 구 축하였다. 경년에 따른 수종의 생장 모델링은 국립산림과학원에서 제공하는 수종별 지위지수 분류곡선을 참조하였으며 Tracking Simulatione IMAGINE 8.5의 Virtual GIS를 사용하였다.

성능/효과

이를 기반으로 고도(Elevation), 사면경사(Slope) 및 사면 방향(Aspect)을 산출하여 속성 데이터 추출을 위해 정수형으로 재분류하였다. 연구 대상 지역의 전체 면적 75.2knf중고도는 0-300m에 약 35.8km'로 63.8%가 분포하고 있었으며 사면방향별 면적을 추출한 결과 북동, 동, 남동쪽으로 23.4knf로 44.5%로 나타났으며 남, 남서쪽으로 19.5km(26%)로 전체적인 지형이 동쪽과 남쪽으로 치우쳐 있는 것을 알 수 있었다. 또한 경사별 면적은 15° 미만이 약 20knf로 27%로 나타났으며 20-30°에 29.

후속연구

1. GIS 분석 기법을 활용하여 내화수림대 를 조성함으로서 산불 발생 이후 생태계 차원에서 보다 과학적이고 체계적인 복구 및 재해방지 차원에서의 신속한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되며 향후 조성된 내화수림대에 적정 임분배치를 기초로 하여 대형.산불 확산 방지가 가능할 수 있을 것으로 기대된다.
GIS 분석 기법을 활용하여 내화수림대 를 조성함으로서 산불 발생 이후 생태계 차원에서 보다 과학적이고 체계적인 복구 및 재해방지 차원에서의 신속한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되며 향후 조성된 내화수림대에 적정 임분배치를 기초로 하여 대형.산불 확산 방지가 가능할 수 있을 것으로 기대된다.
2.연구 대상지의 경년에 따른 산림경관 의 변화를 예측함으로서 연구 대상지의 산림자원 생산량 예측, 친환경적인 임분구조의 타당성 평가 등 향후 강원도 동해안 지역의 산림정책 및 발전방향에 있어서 많은 정보를 제공할 것으로 판단된다.
3. Virtual GIS를 이용하여 컴퓨터 기반 위에 구축된 충분한 산불 피해지역의 가상 환경 (Virtual Environment) 을 통하여 Tracking Simulation을 구현함으로서 사용자로 하여금 새로운 접근 방식으로 가상현실을 체험하게 되고 사람과 컴퓨터 간의 사용자는 더 이상 관찰자가 아니라 가상공간상의 적극적인 참여자가 됨으로서 연구 대상지의 현실세계를 가장 근사하게 묘사할 뿐만 아니라 더 나아가서 현실세 계의 시공간적인제약을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.
향후에는 지형적 요소와 세분화되고 나무 생관 관련 인자들을 종합적으로 고려한 수종생 장 모델 등 보다 상세하고 생태학적인 GIS DB와 고정밀 위성영상자료를 활용하여 보다 정확한 산불피해 복구 및 대형 산불 방지를 위한 효율적인 경관 생태 학적 연구가 이루어져야 할 것으로 사료 된다.

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