A Geomorphological Classification System to Chatacterize Ecological Processes over the Landscape

생태환경 특성 파악을 위한 지형분류기법의 개발

  • 박수진 (서울대학교 사회과학대학 지리학과)
  • Published : 2004.09.01

Abstract

The shape of land surface work as a cradle for various environmental processes and human activities. As spatially distributed process modelings become increasing important in current research communities, a classification system that delineates land surface into characteristic geomorphological units is a pre-requisite for sustainable land use planning and management. Existing classification systems are either morphometric or generic, which have limitations to characterize continuous ecological processes over the landscape. A new classification system was developed to delineate the land surface into different geomorphological units from Digital Elevation Models(DEMs). This model assumes that there are pedo-geomorphological units in which distinct sets of hydrological, pedological, and consequent ecological processes occur. The classification system first divides the whole landsurface into eight soil-landscape units. Possible energy and material nows over the land surface were interpreted using a continuity equation of mass flow along the hillslope, and subsequently implemented in terrain analysis procedures. The developed models were tested at a 12$\textrm{km}^2$ area in Yangpyeong-gun, Kyeongi-do, Korea. The method proposed effectively delineates land surface into distinct pedo-geomorphological units, which identify the geomorphological characteristics over a large area at a low cost. The delineated landscape units mal provide a basic information for natural resource survey and environmental modeling practices.

효율적인 국토환경관리와 지속 가능한 생태자원의 보존을 위해서는 지형 및 토양의 공간적인 분포특성과 그것이 각종 자연 및 인문현상들과 가지는 상관성에 대한 이해가 선행되어야 한다. 기존의 지형분류법은 대부분 지형형성과정 혹은 지형의 단순한 형태분류에 치중하여, 분류 결과와 지표면에서 나타나는 다양한 생태학적 현상들과의 관련성을 파악하기 어려운 단점이 있었다. 이 연구는 지표면에서 나타나는 물과 에너지, 그리고 물질의 흐름을 생태적 환경특성을 반영하는 주원인으로 규정하고, 이에 근거하여 전산화된 지형분류법을 개발하는 것을 목적으로 한다. 지표면을 에너지와 물질의 흐름을 반영하는 8개의 토양지형단위(sod landscape units)로 구분하였으며, 이것을 수치고도모델(DEM)로부터 추출하는 방법을 개발하였다. 경기도 양평군의 약 12$extrm{km}^2$ 크기의 지역에 개발된 기법을 적용하여 토양지형단위들을 분류한 뒤, 각 단위들의 공간적인 분포특성을 살펴보았다. 개발된 방법은 일반적으로 구할 수 있는 수치고도모델에 적용할 수 있어, 넓은 지역의 지형특성들을 쉽게 파악할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 분류된 토양지형단위들은 자연환경조사와 제반 수문 및 토양환경 특성 파악에 중요한 기본자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 제시된 방법이 보다 널리 쓰이기 위해서는 기존 수치지도의 정확성의 문제, 사용된 수치고도모델의 격자크기에 따라 분류기준의 변화를 야기 시키는 스케일의 문제, 그리고 다양한 지형형성작용과의 상관성에 관한 보다 체계적인 연구가 요구된다.

Keywords

References

  1. 권혁재, 1999, 지형학(제 4판), 법문사
  2. 김우관. 임용호, 1997, 'GIS를 이용한 거제도 지형 및 하계분석.' 한국지역지리학회지, 3(2), 19-35.
  3. 김주환, 2002, 지형학, 동국대학교 출판부
  4. 김태호, 2003, '제주도 해안지대의 지형분류.' 한국지형학회지, 10(1), 33-47
  5. 오경섭, 1996, '한국의 지형. 토양환경 정밀지도화 방안에 관한 연구' 한국지형학회 지, 3(1), 1-25.
  6. 이금상. 조화룡, 1998, 'GIS 기법에 의한 한국의 고도. 기복량분석' 대한지리학회지, 33(4), 487-497
  7. 이민부. 김남신. 한균형, 2001, 'GIS Database 구축을 위한 지형요소의 지도화' 대한 지리학회지, 36(2), 81-92
  8. 조태영, 1997, GIS 활용을 위한 지형분류체계 및 데이터베이스 설계에 관한 연구, 이화여대석사학위논문
  9. Ahnert, F., 1976, Brief description of a comprehensive three-dimensional process-response model of landform development, Z. Geomorphol., N.F., Suppl. Bd., 25, 29-49
  10. Armstrong, A.C., 1980, Soils and slopes in a humid temperate environment: a simulation study, Catena, 7, 327-338
  11. Blaszczynski, J.S., 1997, Landform characterization with geographical information systems, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 63, 183-191
  12. Carson, M.A. and Kirkby, M.J., 1972, Hillslope Form and Process, Cambridge University Press, Cambridge
  13. Conacher, A.J. and Dalrymple, J.B., 1977, The nine unit landsurface model: An approach to pedogeomorphic research, Geoderma, 18, 1-153
  14. Conrad. O., 1998. DiGem-Software for Digital Elevation Model. Ph.D. Thesis (in German), University of Goettingen, Germany
  15. Dalrymple, J.B., Blong, RJ., and Conacher, A.J., 1968, An hypothetical nine unit landscape model, Zeitschrift fure Geomorphologies N.F. Bd, 12, 60-76
  16. Dikau, R., 1989, The application of a digital relief model to landform analysis in geomorphology, in Raper J. (ed.), Three Dimensional Applications in Geographical Information Systems, Taylor & Francis, 151-175
  17. Dymond, J.R., Derose, R.C. and Harmsworth, G.R., 1995, Automated mapping of land components from digital elevation model, Earth Surface Processes and Landforms, 20, 131-137
  18. Gerrard, J., 1992, Soil Geomorphology, Chapman & Hall, London
  19. Giles, P.T. and Franklin, S.E., 1998, An automated approach to the classification of the slope units using digital data, Geomorphology, 21, 251-264
  20. Hack, J.T., 1960, Interpretation of erosional topography in humid climates, American Journal of Science, 258, 80-97
  21. Jenson, S.K. and Domingue, J.O., 1988, Extracting topographic structure from digital elevation data for geographic information system analysis, Phogrammetric Engeneering and Remote Sensing, 54, 1593-1600
  22. Mitas, L. and Mitasova, H., 1998, Distributed soil erosion simulation for effective erosion prevention, Water Resources Research, 34, 505-516
  23. Moore, I.D. and Wilson, J.P., 1992, Length-slope factors for the revised universal soil loss equation: simplified method of estimation, Journal of Soil and Water Conservation, 475, 423-428
  24. Park, S.J. N. and van de Giesen, N., 2004, Delineation of soil-landscape units along hillslopes to identify the spatial domains of hydrological processes, Jounral of Hydrology, 295, 28-46
  25. Park, S.J., McSweeney, K. and Lowery, B., 2001, Prediction of soils using a process based terrain characterisation, Groderma, 103, 249-272
  26. Parsons, A.J., 1988, Hillslope Form, Routledge, London
  27. Pennock, D.J., Zebarth, B.J. and De Jong, E., 1987, Landform classification and soil distribution in hummocky terrain, Saskatchewan, Canada, Geoderma, 40, 297-315
  28. Ruhe, R.V., 1960, Elements of the soil landscape, Transactions of the 7th International Congress of Soil Science, Madison, 4, 165-169
  29. Schoeneberger, P.J., Wysocki, D.A., Benham, E.C., and Broderson, W.D., 1998, Field book for describing and sampling soils, Natioan Soil Survey Center, National Resources Conservation Service, USDA, Lincoln, NE.
  30. Tucker, G.E. and Bras, R.L., 1998, Hillslope processes, drainage density, and Iandscape morphology, Water Resource Research, 34, 2751-2764
  31. Vitek, J.D., Giardino, J.R. and Fitzgerald, J.W., 1996, Mapping geomorphology: A journey from paper maps, through computer mapping to GIS and virtuall reality, Geomorphology, 16, 233-249
  32. Wilson, J.P. and Gallant, J.C., 2000, Digital terrain analysis, in Wilson J.P. and Gallant J.C. (eds.), Terrain Analysis: Principles and Application , 1-27, John Wiley and Sons
  33. Wilson, J.P., Repetto, P.L. and Snyder, R.D., 2000, Effect of data source, grid resolution, and flow routing method on computed topographic attribute, in Wilson J.P. and Gallant J.C. (eds.), Terrain Analysis: Principles and Application, John Wiley & Sons, 133-161
  34. Wise,S., 2000, Assessing the quality for hydrological applications of digital elevation models derived from contours, Hydrological Processes, 14,1909-1929
  35. Wolock, D.M. and Price, C.V., 1994, Effects of digital elevation model and map scale and data resolution on a topography-based watershed model, Water Resources Research, 30, 3041-3052
  36. Young, A., 1972, Slopes, Oliver and Boyd, Edinburgh