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문제 정의
- 본 연구에서는 청주시 주변의 미호천과 무심천을 대상으로 도심주변의 토지피복형태에 따른 공간 특성을 분석하고, 하천이 도심지 열 환경에 미치는 영향에 대하여 조사하고 분석하여 제시하고자 하였다.
- 본 연구에서는 청주시 소재 미호천과 무심천을 대상으로 하천으로부터 떨어진 거리에 따른 열환경에 대하여 토지 피복에 따른 공간적 특성 분석을 통하여 하천이 도심지 열 환경에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 그 결과 Quick-bird 영상을 이용하여 최대우도분류법으로 토지피복분류한 결과 청주시는 면적율 20.
- 본 연구에서는 청주시 소재 미호천과 무심 천을 대상으로 하천으로부터 떨어진 거리에 따른 NDVI 및 온도의 공간분포 추출을 위하여 토지피복도의 하천영역을 기준으로 반경 1 ㎞까지 200m 간격의 버퍼(burfer)를 생성하였다. 이를 기반으로 하천 주변의 거리별 공간 특성 분석을 수행하였다.
제안 방법
- 사용데이터는 중해상도의 Landsat 영상과 고해상도의 Quick-bird 영상을 이용하여 NDVI, 온도 및 토지피복도를 추출하였다. Landsat 영상은 30m 해상도의 band 1～4(가시광선～근적외선)와 60m 해상도의 band 6 (열적외선 band) 을 이용하여 지표면온도를 추정하였다. Quick-Bird 영상은 0.
- 특히 직접 연구 대상지역을 검토하여 판독이 가능한 지형지물을 선정하여 시가지, 건조지, 경작지, 산림, 초지, 습지 및 저수지, 나지, 수역의 7개 항목(Class)으로 분류하였다. 또한 0.6m의 공간해상도를 갖는 고해상도 영상이므로 분류의 정확도를 높이기 위해 분류항목을 세분화 하였다. 분류항목은 건조지역을 공업단지, 상업지, 위락시설 용지, 교통용지, 공공시설지로 세분화 하였고 경작지는 논, 밭, 하우스재배지, 과수원, 기타 재배지로 세분화 하였다.
- 본 연구에서는 청주시 소재 미호천과 무심 천을 대상으로 하천으로부터 떨어진 거리에 따른 NDVI 및 온도의 공간분포 추출을 위하여 토지피복도의 하천영역을 기준으로 반경 1 ㎞까지 200m 간격의 버퍼(burfer)를 생성하였다. 이를 기반으로 하천 주변의 거리별 공간 특성 분석을 수행하였다. 생성된 버퍼는 Fig.
- Landsat 영상으로 추출한 지표면온도의 정확성 평가를 위해 열화상 카메라를 이용하여 현장 온도 관측지점을 10 지점 선정(Table 2)하여 이차원 복사온도계를 이용해 현장온도를 수집하였다. 현지조사는 영상 취득일에 맞추어 8월부터 10월까지 4차례에 걸쳐 측정하였다. 조사 결과 현장에서 취득한 온도는 영상으로 취득한 지표면온도에 비해 약 10℃ 높게 나타났다.
- 미호천 및 무심천을 중심으로 반경 1㎞ 내의 NDVI 및 지표면온도 분포 파악을 위하여 200m 간격의 버퍼를 생성하여 하천의 근접성에 따른 NDVI 및 지표면온도 분포를 조사하였다(Table 2). 그 결과 가장 가까운 거리인 200m 이내 지점의 평균 NDVI 및 온도는 각각 0.
- 또한 현장온도조사는 이차원복사온도계(TJ-200, TECH-JAM; 파장대 영역 :8~16㎛, 오차 : ±2℃이내)를 이용하였고, GPS는 eTrex Venture사의 GARMIN(위성포착시간: 약 15초, 위치정확도: 평균 15m(95%), 고도정확도-평균 ±30m)을 사용하였다.
- 즉, 공간해상도 30×30m, 분광해상도 0.63～0.69 ㎛인 Band 3(빨강 파장)과 분광해상도 0.775～0.805㎛인 Band 4(근적외선 파장)를 조합하여 계산하였다.
- 토지피복분류는 미국지질조사원(USGS)과 우리나라 환경부의 분류체계를 참고하여 토지이용 분류기준을 마련하였다. 특히 직접 연구 대상지역을 검토하여 판독이 가능한 지형지물을 선정하여 시가지, 건조지, 경작지, 산림, 초지, 습지 및 저수지, 나지, 수역의 7개 항목(Class)으로 분류하였다. 또한 0.
- Landsat 영상으로 추출한 지표면온도의 정확성 평가를 위해 열화상 카메라를 이용하여 현장 온도 관측지점을 10 지점 선정(Table 2)하여 이차원 복사온도계를 이용해 현장온도를 수집하였다. 현지조사는 영상 취득일에 맞추어 8월부터 10월까지 4차례에 걸쳐 측정하였다.
- 미호천 및 무심천을 주변 1㎞ 내의 토지피복도와 NDVI, 온도 데이터를 중첩 분석하여 토지이용별 평균 NDVI 및 평균 온도를 추출하였다. 거리에 따른 토지피복 면적율을 살펴보면 주거지 및 상업지, 교통용지와 논은 하천에서 멀어질수록 감소하는 경향을 보였고, 밭과 산림, 초지 등은 증가하는 것으로 나타났다(Fig.
대상 데이터
- 본 연구의 대상지역은 하천으로부터 떨어진 거리에 따른 열환경의 변화 파악을 위하여 무심천과 미호천이 T자형으로 분포해 있는 청주시 주변지역을 선정하였다. 청주시는 삼각형 모양으로 도심이 형성되어 있고, 주위에 오창평야와 가래산 등이 위치하고 있으며, 북쪽으로는 미호천이 흐르고, 미호천의 지류인 무심천이 청주시를 양분하는 형태로 흐르고 있어 하천이 도심지 열환경 분포를 파악하기에 적합한 지역이다.
- Landsat 영상은 30m 해상도의 band 1～4(가시광선～근적외선)와 60m 해상도의 band 6 (열적외선 band) 을 이용하여 지표면온도를 추정하였다. Quick-Bird 영상은 0.6m 해상도의 가시광선～근적외선 영역 4개 Band를 포함하는 고해상도 영상으로 토지피복 분류에 사용하였다. 또한 현장온도조사는 이차원복사온도계(TJ-200, TECH-JAM; 파장대 영역 :8~16㎛, 오차 : ±2℃이내)를 이용하였고, GPS는 eTrex Venture사의 GARMIN(위성포착시간: 약 15초, 위치정확도: 평균 15m(95%), 고도정확도-평균 ±30m)을 사용하였다.
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2.2 사용데이터 및 조사내용
사용데이터는 중해상도의 Landsat 영상과 고해상도의 Quick-bird 영상을 이용하여 NDVI, 온도 및 토지피복도를 추출하였다. Landsat 영상은 30m 해상도의 band 1～4(가시광선～근적외선)와 60m 해상도의 band 6 (열적외선 band) 을 이용하여 지표면온도를 추정하였다.
이론/모형
- 분류항목은 건조지역을 공업단지, 상업지, 위락시설 용지, 교통용지, 공공시설지로 세분화 하였고 경작지는 논, 밭, 하우스재배지, 과수원, 기타 재배지로 세분화 하였다. 분류기법은 사전에 선정된 표본집단(Training Data)을 활용하여 감독분류기법(Supervised Classification) 중 최대우도분류법(Maximum Likelihood Method)을 사용하였다.
성능/효과
- 토지이용별 평균 NDVI와 온도를 추출한 결과 NDVI는 산림>경작지>초지>나지>시가지 및 건조지 순으로 나타났고, 평균온도는 NDVI의 역순으로 나타났다.
- 현지조사는 영상 취득일에 맞추어 8월부터 10월까지 4차례에 걸쳐 측정하였다. 조사 결과 현장에서 취득한 온도는 영상으로 취득한 지표면온도에 비해 약 10℃ 높게 나타났다. 이 관계를 회귀식 으로 나타내면 2차식으로 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.
- 조사 결과 현장에서 취득한 온도는 영상으로 취득한 지표면온도에 비해 약 10℃ 높게 나타났다. 이 관계를 회귀식 으로 나타내면 2차식으로 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.
- 미호천 및 무심천을 주변 1㎞ 내의 토지피복도와 NDVI, 온도 데이터를 중첩 분석하여 토지이용별 평균 NDVI 및 평균 온도를 추출하였다. 거리에 따른 토지피복 면적율을 살펴보면 주거지 및 상업지, 교통용지와 논은 하천에서 멀어질수록 감소하는 경향을 보였고, 밭과 산림, 초지 등은 증가하는 것으로 나타났다(Fig.4). 청주시 하천 주변의 토지피복은 주거지 및 상업지, 교통용지가 가장 큰 비율을 차지 하고 논과 밭, 산림 순으로 분포하였다.
- 토지이용별 평균 NDVI와 온도를 추출한 결과 NDVI는 산림>경작지>초지>나지>시가지 및 건조지 순으로 나타났고, 평균온도는 NDVI의 역순으로 나타났다. 특히, 시가지를 비롯하여 공업지, 상업지 등 건조지역과 나지는 평균 24℃ 이상의 높은 온도 분포대를 형성하여 대체로 인구밀집지역은 높은 온도분포를 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 3 과 같다. 분석 결과 청주시 주변의 피복특성은 논이 미호천 주변에 집중되어 있고 시 중심은 주거지와 공업단지 등 건조지역으로 구성되어 있다. 특히, 청주시 주변의 경우 논과 밭의 면적율이 각각 20.
- 분석 결과 청주시 주변의 피복특성은 논이 미호천 주변에 집중되어 있고 시 중심은 주거지와 공업단지 등 건조지역으로 구성되어 있다. 특히, 청주시 주변의 경우 논과 밭의 면적율이 각각 20.98%와 11.77%로 농경지의 비율이 높은 것으로 나타났고 주거지를 비롯한 건조지역의 비율이 34.86%로 전형적인 도심의 토지피복 특성을 나타내었다.
- 미호천 및 무심천을 중심으로 반경 1㎞ 내의 NDVI 및 지표면온도 분포 파악을 위하여 200m 간격의 버퍼를 생성하여 하천의 근접성에 따른 NDVI 및 지표면온도 분포를 조사하였다(Table 2). 그 결과 가장 가까운 거리인 200m 이내 지점의 평균 NDVI 및 온도는 각각 0.29와 23.09℃로 나타났고, 가장 먼 거리인 1㎞ 이내 지점의 평균 NDVI 및 온도는 각각 0.39와 21.92℃로 나타났다. NDVI는 하천을 기준으로 거리가 멀어질수록 증가하는 경향을 보였고, 온도는 이와 반대로 감소하는 것으로 나타났다.
- 92℃로 나타났다. NDVI는 하천을 기준으로 거리가 멀어질수록 증가하는 경향을 보였고, 온도는 이와 반대로 감소하는 것으로 나타났다. 이는 하천주변에 식생보다는 주차장과 하상도로 및 제방 위의 도로 등으로 구성되어 있는 결과를 반영한 것으로 판단된다.
- 본 연구에서는 청주시 소재 미호천과 무심천을 대상으로 하천으로부터 떨어진 거리에 따른 열환경에 대하여 토지 피복에 따른 공간적 특성 분석을 통하여 하천이 도심지 열 환경에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 그 결과 Quick-bird 영상을 이용하여 최대우도분류법으로 토지피복분류한 결과 청주시는 면적율 20.98%인 논이 미호천 주변으로 집중되어 있고 시내의 중심은 주거지와 공업지 등 건조지역으로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 청주시 하천의 근접성에 따른 NDVI 및 온도 분포 분석 결과, 가장 가까운 거리인 200m 이내의 지점 평균 NDVI 및 온도는 각각 0.
- 98%인 논이 미호천 주변으로 집중되어 있고 시내의 중심은 주거지와 공업지 등 건조지역으로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 청주시 하천의 근접성에 따른 NDVI 및 온도 분포 분석 결과, 가장 가까운 거리인 200m 이내의 지점 평균 NDVI 및 온도는 각각 0.29와 23.09℃로 나타났고, 가장 먼 거리인 1㎞ 이내의 지점 평균 NDVI 및 온도는 각각 0.39와 21.92℃ 로 NDVI는 하천을 기준으로 거리가 멀어질수록 증가 경향을 보였고, 이와 반대로 온도는 감소하는 것으로 나타났다.
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