초록 ▼

Ⅳ. 연구 결과
1) 자료 수집 및 분석
- 본 연구에서는 수생태계 건강성 통합정보 분석을 위해 수치지형도, 수생태계 건강성 조사 및 평가 자료, 한국형 Reach File, 하천자연도, 물환경정보시스템, 환경부 GIS DB 등의 자료를 수집하였으며 이를 유형별, 좌표계별, 속성데이터 항목별 등으로 분석함
2) GIS DB 구축
- 수집된 수생태계 건강성 통합정보를 ArcGIS를 이용하여 연계하였으며, 모든 DB는 KRF를 기준으로 연계 및 연결하여 위상관계 정립
- 수생태계 건강성 조사 평가 자료는 20

Ⅳ. 연구 결과
1) 자료 수집 및 분석
- 본 연구에서는 수생태계 건강성 통합정보 분석을 위해 수치지형도, 수생태계 건강성 조사 및 평가 자료, 한국형 Reach File, 하천자연도, 물환경정보시스템, 환경부 GIS DB 등의 자료를 수집하였으며 이를 유형별, 좌표계별, 속성데이터 항목별 등으로 분석함
2) GIS DB 구축
- 수집된 수생태계 건강성 통합정보를 ArcGIS를 이용하여 연계하였으며, 모든 DB는 KRF를 기준으로 연계 및 연결하여 위상관계 정립
- 수생태계 건강성 조사 평가 자료는 2008년부터 2013년까지 GIS 기반 공간데이터로 구축하였으며, 연도별 조사지점이 달라 각 연도별 데이터를 개별 구축
- 공간데이터로 구축 시 좌표체계는 KRF 기준 TM Bessel 중부원점으로 하였으며 연구의 효율성을 높이기 위해 Testbed 지역으로 4대강 권역 중 낙동강 권역을 중심으로 공간데이터를 수집 및 구축
3) 수생태계 건강성 자료의 표출
- 수생태계 건강성의 경향성을 파악하기 위해 공간적 보간기법을 활용하여 대유역별 수생태계 건강성을 표출
- 낙동강 대권역 250개 조사구간의 조사 값을 활용하여 조사지점 외 지역에 대한 미지의 값을 추정하여 전체적 경향 분석 및 공간적 분포 특성을 분석
- Universal kriging 기법을 이용하여 비범주형 자료에 대해 지역의 경향성을 파악할 수 있도록 GIS 프로그램을 이용하여 표출
- 서식 및 수변환경 요인들은 비모수적 방법에 의한 자료입력이 되어 있는 범주형 자료로 지시자 크리깅(Indicator kriging) 방법론을 이용하여 표출
4) 수생태계 건강성 자료의 공간분석
가) 분석을 위한 공간적 범위 설정
- 수생태계 건강성 조사 및 평가 결과를 효과적으로 확인할 수 있도록 GIS를 이용하여 지도화 하는 방안으로 다음과 같은 범위를 설정
- 각 하천별 건강성의 특성 및 공간분포 특성을 분석하기 위해 하천 집수구역 단위로 구분하여 표출 할 수 있도록 설정
나) Hotspot 분석
- 본 연구에서 활용되는 데이터는 전국 4대강 하천 960개 조사구간의 결과가 작성되어 있어 점으로 나타나는 특정한 현상을 분석하기 위해 공간적 자기상관성에 기본 개념을 둔 Hotspot(Getis-Ord G_i*) 분석을 활용
- 공간적 자기상관성 개념을 바탕으로 공간분포도를 작성할 수 있고 이런 공간분포도를 통해 공간패턴을 파악하고 지역 간 유사성과 차이점을 시각적으로 비교
다) LISA 분석
- 공간적 자기상관을 고려하지 않는 최근린군집분석방법은 통계적 작업을 통해 지점간의 거리만 고려하여 가장 가깝게 위치한 사건들을 그룹으로 묶고 핫스팟으로 인식
- 낙동강 유역의 수생태계 건강성 주요요인들이 유사한 값을 갖는 공간적 군집의 유의성 판정과 시각적 표출을 위해 연구에 활용
라) 표준편차타원체
- 분포경향을 측정하는 일반적인 방법은 x와 y축 방향으로 분리된 표준거리를 계산하는 것으로 두 축으로 분포된 거리를 바탕으로 타원체를 측정
- 수생태계 건강성 주요 지표들을 표준편차타원체의 시계열 분석을 하여 유역별 건강성 변화를 확인
- 중심점으로부터 각 지점과의 거리와 가중치를 함께 고려한 표준편차거리를 산출하여 시계열적으로 비교하면 수생태계 건강성 변화에 따른 하천유역 공간구조의 형태를 분석
5) 공간정보기반 UI 및 분석모듈
가) 데이터 통일화 프로그램
- 수생태계 건강성 조사 및 평가 자료의 효율적인 관리와 데이터 표준화를 통한 데이터 교환 및 보완, 고차원 분석이 가능하도록 입력기반 DB 관리시스템
- 수생태계 통합정보제공시스템 UI 내 데이터통일화 프로그램을 포함시켜 관리자 및 수생태계 건강성 조사 평가 전문가가 원스톱(One-stop)으로 확인할 수 있게 설계
나) 수생태계 건강성 통합정보제공시스템(UI)
- 수생태계 건강성 업무지원에 필요한 공간정보를 통합정보제공시스템에서 제공하여 수생태계 공간정보의 의사결정을 위한 기초정보로 사용
- 분석지도는 수생태계 건강성 조사 및 평가 자료를 공간 분석한 후 UI 상에서 표출하여 수생태계 건강성 보전 및 복원 지역을 맵뷰어 상에서 확인
- 수생태계 통합정보를 유역별, 지점별 일반적인 통계 정보와 함께 분석결과에 따른 보전 및 복원 의사결정지원 정보를 제공하여 관련 기관의 업무 활용
다) 공간정보 기반 분석모듈
- 분석기법에서 사용한 알고리즘을 모듈로 개발하여 향후 개발될 의사결정 시스템에서 활용할 수 있도록 하고 타 시스템에서도 해당 모듈을 참조하여 결과를 활용 할 수 있도록 개발
- 분석 모듈을 활용한 분석기법 검증을 통해 효용성을 검증하고 지점, 요소별 예측 분석결과를 실제 연도별 생태지표 이력과 비교하여 예측 정확성을 파악

Abstract ▼

The purpose of this study is development of analytical techniques that can utilized to provide a multi-dimensional information about the aquatic health ecosystem.
Since 2007, aquatic ecosystem health assessment (four major rivers and each tributary) is being investigated in the whole country and

The purpose of this study is development of analytical techniques that can utilized to provide a multi-dimensional information about the aquatic health ecosystem.
Since 2007, aquatic ecosystem health assessment (four major rivers and each tributary) is being investigated in the whole country and a large amount of the data is continuously accumulated. Especially, it was to build a GIS database for comprehensive analysis using the aquatic ecosystem health. The database is established to support for decision making for the user to quickly information of water environment.
In this study, for an aquatic ecosystem health information analyzed, spatial information-based analysis techniques were developed. Spatial statistics of Kriging, Hotspot, LISA are used in this study. Database management system and user interface system are developed for the efficient management available. This system can be used as a government policy making. As a result, providing information on Aquatic ecosystem health is able to conserve and restore the environment.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• Abstract ... 9
• 목 차 ... 10
• 표 목차 ... 12
• 그림목차 ... 13
• 제1장 서 론 ... 18
• 제1절 연구 배경 ... 20
• 1.1 수생태계 건강성 조사 및 평가의 현황 ... 20
• 1.2 수생태계 건강성 통합정보 분석기법의 필요성 ... 20
• 제2절 연구 목적 ... 21
• 제2장 연구내용 및 방법 ... 24
• 제1절 연구 범위 ... 26
• 1.1 공간적 범위 ... 26
• 1.2 시간적 범위 ... 26
• 1.3 내용적 범위 ... 27
• 제2절 연구추진 체계 ... 27
• 제3절 연구방법 ... 29
• 3.1 GIS DB 구축을 위한 자료 분석 ... 29
• 3.2 GIS DB 구축 ... 36
• 3.3 수생태계 건강성 자료의 표출 방법 ... 45
• 3.4 수생태계 건강성 자료의 공간분석 방법 ... 50
• 3.5 해외사례 ... 55
• 제3장 연구결과 및 고찰 ... 58
• 제1절 공간보간법 활용 표출결과 ... 60
• 1.1 Universal Kriging ... 61
• 1.2 Indicator Kriging ... 88
• 제2절 공간정보기반 건강성 정보 분석결과 ... 106
• 2.1 Hotspot 결과 ... 106
• 2.2 LISA 결과 ... 132
• 제3절 시계열 분석 결과 ... 161
• 3.1 TDI 시계열 분석 결과 ... 161
• 3.2 BMI 시계열 분석 결과 ... 163
• 3.3 FAI 시계열 분석 결과 ... 164
• 3.4 HRI 시계열 분석 결과 ... 165
• 3.5 BOD 시계열 분석 결과 ... 166
• 제4절 공간정보기반 UI 및 분석 모듈 ... 167
• 4.1 UI 개요 ... 167
• 4.2 데이터 통일화 프로그램 개발 ... 170
• 4.3 수생태계 건강성 통합정보제공시스템 ... 172
• 4.4 공간정보 기반 분석모듈 ... 183
• 제4장 결 론 ... 220
• 제1절 주요 연구 결과 ... 222
• 1.1 자료 수집 및 분석 ... 222
• 1.2 GIS DB 구축 ... 222
• 1.3 수생태계 건강성 자료의 표출 ... 223
• 1.4 수생태계 건강성 자료의 공간분석 ... 223
• 1.5 공간정보기반 UI 및 분석모듈 ... 224
• 제5장 기대성과 및 향후계획 ... 226
• 제1절 기대성과 ... 228
• 제2절 향후 연구 계획 ... 230
• 2.1 수생태계 건강성 통합분석기법 고도화 ... 230
• 2.2 통합 UI 시스템 개발 ... 231
• 참 고 문 헌 ... 232
• 끝페이지 ... 234