A Satellite Imagery-Based Survey of Reclaimed Land in South Pyongan Province, North Korea

위성영상을 활용한 북한 평안남도 간척지 실태조사

Abstract

This study surveyed the actual status of reclamation areas in South Pyongan Province, North Korea, using satellite images and literature to survey the creation date, area, and length of the embankment of the reclamation areas. The reclamation areas in South Pyongan Province were created in three stages, with the first stage completed in the late 1970s or early 1980s, the second stage in the late 1980s or early 1990s, and the third stage in the 2000s. The total area of the reclamation areas is 105,570 hectares. The land cover of the reclamation areas is as follows: agriculture (50.5%), saltern (29.5%), water bodies (13.6%), foreshore (12.4%), grasslands (3.0%), bare land (0.4%), facility (0.1%), and forests (0.1%). The study also found that the NDVI values of the reclamation areas vary depending on the location. The NDVI values of the Gwiseong and Namyang reclamation areas are low, while the NDVI values of the Samcheonpo and Jigdongbaedali reclamation areas are high. The study found that the NDVI values of the reclamation areas are correlated with the land cover of the reclamation areas. The study's findings can be used to understand the development direction and regional characteristics of the reclamation areas in South Pyongan Province. The study's findings can also be used to develop policies and plans for the sustainable development and utilization of the reclamation areas in South Pyongan Province.

Ⅰ. 서론

간척지법에서 간척지란 공유수면 또는 간석지를 매립 또는 배수하여 새롭게 조성한 토지를 말한다. 간척지는 주로 농업, 산업, 주거, 교통 등의 목적으로 개발되며, 간척지의 면적과 분포는 인구, 경제, 환경 등의 요인에 영향을 받는다. 북한이 1940년대 후반부터 추진한 간척지 건설 규모는 2020년 현재 9만 7,612 ha로 여기에 1810년대부터 일제강점기까지 개간된 33,598 ha까지 포함하면 북한의 간척지는 약 140,010 ha로 추정하고 있다 (Kim et al., 2023). 북한 간척지에 대한 정량적이고 정확한 정보를 제공하는 것은 남북 간의 토지자원 관리와 협력을 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 북한 간척지 정보에 대한 정확한 현황 파악을 통해 북한 간척지 진행현황과 농업생산 능력을 추정할 수 있는 중요한 기본 자료로 활용할 수 있다. 북한의 간척지에 관한 공식적인 자료는 1988년 조선지리전서의 내용이 가장 최근 자료로 근래 자료 확보가 어렵고, 남북한의 정치적 특성상 접촉이 제한되면서 관련 내용에 대한 정보가 부족하고 미흡한 상태이다.

사람 접근이 어려운 환경에 대한 공간정보 분석을 통한 실태분석은 위성영상을 활용한 실태분석이 가능하다. 북한 간척지와 같이 접근불능지역에 위치하고, 광범위한 지역에 대한 조사가 필요할 경우 원격탐사 기술이 유용하게 활용될 수 있다. 원격탐사를 활용하여 북한지역 간척지 연구내용들을 살펴보면 1918년 제작된 1/50,000 축척 지형도, 1977년부터 1987년도 사이에 촬영된 항공사진 기반 1/50,000 지형도와 1993년부터 1999년 사이에 수집된 SPOT 영상을 활용하여 북한 서해안지역의 미완공 간척지를 조사하였고 (Cho et al., 2001), 1999년과 2001년의 Landsat ETM 위성영상을 이용하여 북한 서해안 간척사업의 현황과 이에 따른 해안 변화를 분석하고 지도화하였다 (Lee et al., 2005). 북한 서한만 일대 간석지 추출을 위해 ASTER, KOMPSAT-1 EOC, Landsat 자료를 이용하여 미지형 (micro-landform)을 분류하고 경년에 따른 간석지 면적의 변화를 관찰하였으며 (Jo, 2005), KOMPSAT-1 EOC 위성영상과 MODIS 위성영상을 결합하여 북한 서해안 지역의 간척지를 조사하였다 (Shin et al., 2004). 북한 DMZ의 산림 현황분석을 위해 공간해상도 5 m의 RapidEye 위성영상과 구글어스 (Google Earth)를 활용하여 산림현황 및 산림황폐지 변화를 분석하였다 (Kwon et al., 2021). 북한 재령군의 논벼 재배지역 추출을 위해 RapidEye 위성영상을 사용하여 NDVI 및 객체기반 분류 기법으로 대상지역의 논벼 재배지역을 추출하는 연구를 수행하였다 (Lee et al., 2014). 북한 황해남도 일대에 대해서는 위성영상과 구소련의 지형도 등을 이용하여 농업이 집중된 황해남도 일대의 농업용수 수요량을 추정하는 연구가 수행되었다 (Jang and Chung, 2000). 이러한 연구들은 북한의 간척지에 대한 정량적인 정보를 제공하고 있으나, 위성영상의 해상도, 스펙트럼 영역, 촬영 시기 등에 따라 분석 결과에 차이가 있을 수 있다.

환경부 토지피복도 작성 지침의 정의에 따르면 토지피복지도란 지구 표면 지형지물의 형태를 과학적 기준에 따라 분류하고 동질의 특성이 있는 구역을 지도 형태로 표현한 환경 기초지도로 정의되고 있다. 토지이용 지도는 인간의 경제적인 활동을 중심으로 토지의 이용 상황을 그 나라의 국토이용관리법에 따른 용도에 따라 나타낸 지도를 말하며, 국토이용계획과 관리를 위한 중앙정부 및 지자체의 정책수립 및 환경 해석 등의 자료로 활용할 수 있다. 이처럼 토지이용과 토지피복을 각각 경제적 기능과 지표면 특성으로 규정지었다. 그러나 위성영상을 이용한 분류 방법의 결과물은 정의에 명시된 토지피복과 토지이용의 구분이 분명하지 않아 토지피복 또는 토지이용 (land use and land cover)으로 쓰는 경우도 자주 있다(Campbell, 1996). 본 논문에서는 환경부에서 사용하고 있는 용어인 토지피복도 (land cover)라 하고, 대상지역의 토지피복도 분석은 육안 판독을 이용하여 간척지의 주요 이용 유형(농경지, 도심, 산림, 수계 등)을 식별하였다.

Fig. 1 Location of study areas

최근 인터넷 등을 통한 구글어스에서 고해상도 위성영상에 대한 접근이 쉽고, 국토지리정보원에서는 북한지역에 대해 1/25,000 축척의 수치지형도를 제작하여 필요한 기관에 무상으로 공급하고 있어 고정밀 공간정보 기반의 북한지역 간척지 실태분석이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 촬영시기, 공간해상도 및 분광해상도의 위성영상을 기초자료로 육안판독, 영상처리 기법 및 공간분석 방법을 활용하여 접근 불능지역인 북한 간척지의 과거 및 현재의 간척지 면적, 제방 길이, 간척 가능 면적, 간척지 내 토지피복현황 및 식생 활력을 조사하였다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구대상 지역

본 연구의 범위는 최근 북한 간척지연구에서 간척지 우선 대상지역으로 선정한 평안남도 간척지를 연구대상 지역으로 하였다. 평안남도 간척지는 간척지개간이 조기에 추진됨에 따라 간척지 이용의 효율성이 높을 것으로 판단되기 때문이다 (Kim et al., 2023). 평안남도 간척지 개간대상은 행정구역상 문덕군, 숙천군, 평원군에 위치한 ‘청천강어구 좌안지구’, 증산군, 온천군에 위치한 ‘증산-온천지구’, 온천군 일부와 남포시의 ‘대동강어구우안지구’이다.

Table 1 List of study areas

2. 활용 자료

본 연구에서 활용한 위성영상 자료는 다섯 가지 종류를 활용하였다. 먼저 대상 간척지의 과거 현황을 파악하기 위해 미국 지질조사국 (USGS)에서 제공하고 있는 Keyhole 위성영상을 활용하였다. Keyhole 위성영상은 과거 미국의 첩보위성에서 촬영된 위성영상으로 더 이상 미국 국가 안보에 중요하지 않고 글로벌 변화 연구에 역사적 가치가 있을 수 있는 1960년대부터 1970년대까지 공간해상도 (GSD, Ground Sample Distance) 2∼10 m의 위성영상을 공개하고 있다. 본 연구지역에 해당하는 위성영상은 1975년도에 촬영된 공간해상도 5 m의 위성영상을 활용하였다. 두 번째 위성영상은 1986년에서 1993년도 촬영하여 생성한 CIB (Controlled Image Base) 영상이다. CIB는 SPOT Controlled Image Base 10 meter 영상으로 정사보정된 팬크로매틱 (흑백) 위성영상이다. 이 데이터는 1986년에서 1993년 사이에 SPOT 위성 시스템을 소유하고 운영하는 프랑스 우주국 CNES (Centre National d’ Etudes Spatiales)에 의해 수집된 위성영상으로 이미지 왜곡을 제거하고 지도의 기하학적 품질을 보정한 정사보정 영상이다. CIB 영상은 1980년도 연구 대상 지역 현황 파악을 위해 활용되었다. 세 번째 위성영상은 1980년에서 2000년 초반까지 연구 대상 지역의 변화를 분석하기 위해 촬영된 Landsat-4, 5 & 7 위성영상이다. Landsat 위성영상은 미국 위성 연구소 (NASA)에서 1982년부터 운영하는 위성이다. 네 번째는 구글어스 위성영상이다. 구글어스 위성영상은 공간해상도 0.5 m의 고해상도 위성영상을 인터넷에서 제공하여 주고 있으며, 가장 최신의 위성영상을 활용할 수 있다. 고해상도 위성영상을 제공해줌으로써 간척지의 길이, 면적의 제원과 토지 피복현황을 파악하는 데 활용하였다. 마지막으로 활용된 자료는 유럽우주항공국 (ESA)의 Sentinel-2 위성영상이다. Sentinel-2 위성영상은 2015년부터 운영하는 공간해상도 10 m의 광학위성으로 13개의 다중분광해상도를 가지면서 영상촬영 면적이 290 km의 넓은 지역을 촬영하여 무상으로 제공하고 있다. 본 연구에서는 2019년도 8월 위성영상을 이용하여 NDVI를 분석하는데 활용하였다.

Table 2 Specifications of satellite images used in this study

3. 기하보정

기하보정은 촬영된 위성영상이 지도좌표계를 갖고 있지 않거나, 원격탐사 이미지를 촬영한 카메라의 위치와 방향에 오차가 발생하여 보정 방법을 통해 이미지의 좌표를 일치시키는 작업을 말한다. 기하보정 과정 수행을 통해 왜곡이 최소화된 지도 좌표계로 변환된 위성영상을 활용하면 다양한 공간 정보 분석에 활용하여 더욱 신뢰할 수 있는 결과를 도출할 수 있다. 본 연구에서 기하보정을 두 개의 영상에 적용하였다. 하나는 조선지리전서 (간석지 편)의 간척지의 위치를 표시한 현황도의 작업으로 조선지리전서에서는 간척지의 위치가 대축척지도 기반에 대략적인 위치만 표시되어 있어 해당 자료만을 이용하여 명확한 위치와 경계선을 확인하기에 어려움이 존재하여 기하보정을 수행하였다. 나머지 영상은 USGS에서 제공하는 1970년 Keyhole 위성영상으로 해당 영상은 아날로그 필름을 스캐너 장비를 이용하여 단순 디지털화하여 영상이 지도좌표계로 되어 있지 않아 대상 간척지와 중첩 분석을 위해서는 지도좌표계 변환을 위한 기하보정이 필요하다.

두 이미지 모두 지도좌표계 부여를 위해서 GIS 기법인 이미지 와핑 방법을 통해 기하보정을 실시하였다. 먼저 변환을 수행할 조선지리전서 책자 내의 지도 이미지 및 원시 Keyhole 위성영상에서 참조영상으로 활용되는 구글어스 위성영상에서 위치가 명확한 지점을 기준점 (GCPs, Ground Control Points)로 지정하고 영상 대 영상 매칭을 수행하였다. 본 연구에서 영상의 매칭은 다항식 모델링 (Polynomial modelling)을 사용하였다. 다항식 모델링 방법은 왜곡의 원인을 고려하지 않고 단지 왜곡의 정도만을 분석한 후, 취득된 영상과 참조지도 간을 연결할 수 있는 보정식을 구하여 영상의 왜곡을 보정해 주는 방법이다. 지상기준점의 지도상 좌표를 (x, y), 영상 좌표를 (u, v)이라고 했을 때, 두 좌표를 연결하여 그들 사이의 관계식을 구하는 것이 목적으로 보정하는 방법으로 본 연구에서는 참조영상과 기준영상 간에 특징점을 다수 추출할 수 있어 3차 다항식을 사용하였다.

4. 정규식생지수

북한 대상지역 간척지는 위성영상으로 해당 간척지의 농경지 활력과 토지피복 분류에 참조로 활용하기 위해 NDVI를 분석하였다. NDVI는 Normalized Difference Vegetation Index (정규식생지수)의 약자로, 식생의 밀도와 활동도를 측정하는 지수이다. NDVI는 위성영상에서 적외선 밴드와 가시광선 밴드의 반사율 차이를 이용하여 계산하고, NDVI는 -1에서 1까지의 범위를 가지며, 일반적으로 0.2 이상이면 식생이 있고, 0.6 이상이면 높은 밀도의 식생이라고 간주한다 (KOSTAT, 2011; Na et al., 2016; Yoo et al., 2017; Na et al., 2017).

정규식생지수인 NDVI는 식생 또는 식물의 존재와 건강 상태를 추정하기 위한 지수로 위성영상 마다 밴드별 대역이 상이하여 해당 대역에 맞는 밴드를 선택해야 한다. Sentinel-2 위성영상의 밴드를 활용한 NDVI는 공식 (1)을 사용하여 계산된다. Sentinel-2 위성영상에서 8번 밴드인 NIR (근적외선 밴드, Near-Infrared)과 4번 밴드인 Red (적색 밴드)는 위성영상에서 해당 파장에서 측정된 반사율을 나타낸다.

\(\begin{aligned}N D V I=\frac{\left(N_{B 8}-R_{B 8} D_{B 4}\right)}{\left(N_{B 8}+R_{B 4}\right)}\end{aligned}\)       (1)

NDVI는 -1에서 1 사이의 값으로 변동하며, -1에 가까우면 물체나 건물과 같은 비식생 지역을 나타내고, 1에 가까울수록 식생의 활력도가 높다. 위성영상에서 NDVI를 사용하면, 다양한 환경 조건에서의 식물 커버와 건강 상태를 추적하고, 가뭄이나 홍수, 병해충 발생 및 기후변화의 영향을 모니터링할 수 있다. 이를 통해 농업 생산성 평가, 적절한 비료 사용, 토지 관리 측면에서의 지원과 같은 의사 결정에 도움이 되며, 본 연구에서는 토지피복분류 단계에서 식생과 비 식생 지역인 염전, 나지, 도심 등의 판독에도 활용하였다.

Ⅲ. 적용 및 결과

1. 평안남도 간척지 개발 변화

간척지 개발 변화를 파악하기 위해 간척지 생성 시기 정보가 담겨 있는 위성영상을 촬영시기로 구분하여 다시기 위성 영상을 활용하였다. 1975년도 위성영상에 해당 간척지가 판독되면 1975년 이전에 존재하는 간척지로 하고, 1975년에서 1987년 사이에 존재하는지와 1987에서 2000년 초반 존재 여부, 마지막으로 고해상도 위성영상을 활용할 수 있는 2000년 이후의 시기로 구분하여 개략적인 간척지 생성 시기를 조사하였다. 간척지의 면적과 방조제 길이는 구글어스 위성영상과 기하보정된 조선지리전서 및 과거 위성영상을 중첩하여 대상지역을 판독하여 공간정보로 구축한 후 분석하였다. 구축된 자료의 비교는 조선지리전서의 현황과 비교를 통해서 현황을 비교하였다.

화진간척지는 1975년 이전, 1975년에서 1987년 사이 그리고 2020년 현재까지 3단계에 걸쳐서 간척지 개발이 위성영상에서 관측되었고, 온천간척지, 귀성간척지는 1975년 이전에 존재하고 있는 간척지와 개발 예정 간척지가 혼재하고 있는 것으로 판독되었다. 남포동부간척지의 경우에는 1987년 이전에 개발된 간척지와 그 이후 개발된 간척지가 혼재된 것으로 파악되었다. 금성간척지는 1975년 위성영상에서는 보이지 않았으나, 1987년 위성영상에서는 간척지가 조성되고 있는 것으로 파악되었다.

북한 평안남도에서 계획 및 개발된 간척지의 제원을 문서상으로 확인하는 방법은 북한에서 편찬한 조선지리전서 (간석지 편) 문헌이다. 위성영상으로 판독한 간척지의 전체 면적은 105,570 ha로 나타났다. 해당 면적의 모든 간척지가 개발되어 활용되는 것은 아니고, 해당 면적의 84%인 88,676 ha는 간척지 계획 면적이고, 매립하여 활용하는 간척지의 면적은 16,831 ha (15.9%)로 파악되었다. 위성영상을 활용하여 조사한 제원과 조선지리전서 (간석지 편) 문헌을 비교해보면 위성 영상에서 간척 예정지를 포함하여 판독한 방조제 길이가 문헌상의 방조제 길이보다 102.5% 길게 나타났으며, 간척지 면적의 경우 위성영상으로 판단한 면적이 조선지리전서의 면적보다 좀 더 좁게 판독되어 대비 94.2%로 나타났다. 조선지리전서와 위성영상 분석 결과 제원의 차이가 크게 발생하는 간척지는 삼천포, 직동배다리, 석다간척지에서 제원의 차이가 발생하였다. 일부 간척지에서 차이가 크게 발생한 원인을 분석해 보면 문헌상에서 간척지의 경계와 계획 구획에 대한 구체적이고 명확한 자료가 없다. 또한 대상 간척지가 개발된 간척지인지 아니면 개발 예정인 간척지인지에 대한 명확한 설명이 없어 과거 위성영상과 비교를 통해 존재 여부를 파악하였으며, 위성영상에서 제방 등의 지형⋅지물을 판독하여 해당 간척지의 경계를 파악함으로 인하여 제원에 차이가 발생한 것으로 판단된다. Fig. 2에서 보는 것과 같이 청천강어구, 남양, 평원, 증산, 풍정, 온천 및 귀성간척지의 경우 간척지 개발을 예상하는 지역으로 대상지역의 제방 길이는 조선지리전서 (Table 3)에서 섬지역을 연결한 지도를 참고하였으나, 연결지점이 명확하지 않은 곳은 기하보정된 이미지를 이용하여 최대한 비슷하게 연결하여 구축하였음에도 불구하고 오차가 발생한 것으로 파악되었다.

Table 3 Images before and after geometric correction

Table 4 A time-series satellite image of the study area

Table 5 Comparison of reclaimed land properties derived from satellite imagery and records on ‘The Geographic Encyclopedia of the DPRK’ for South Pyongan province

Fig. 2 Current status of reclaimed land

해당 간척지를 제외하면 제방의 길이는 100.9%, 간척지의 면적은 97% 정확한 것으로 파악되었다. 각 간척지에서 과거 위성영상에서 판독이 가능한 간척지는 연도별로 방조제 길이와 간척지의 면적을 별도로 산출되었다.

2. 평안남도 간척지 토지피복현황 분석

간척지 토지피복현황 분석 결과에 따르면, 가장 일반적인 간척지 사용 용도는 농지로서, 전체 간척지 면적의 약 50.5%를 차지한다. 두 번째로 흔한 간척지 사용 용도는 염전으로 이는 전체 간척지 면적의 약 29.5%를 차지한다. 세 번째로 일반적인 간척지 사용 용도는 수계이며, 이는 전체 간척지 면적의 약 13.6%를 차지한다. 나머지 간척지 사용 용도는 갯벌, 초지, 나지, 주거지, 숲 등이 포함된다.

Table 6 Land cover status of reclaimed land (area and ratio)

간척지 이용현황은 지역에 따라 다양하게 나타난다. 간척지 면적이 가장 큰 지역은 금성, 온천, 남양, 풍정 등의 순이다. 금성은 농경지와 제방만을 건설하고 매립이 이루어지지 않은 수계지역 비율이 높은 곳으로 총 4607.4 ha의 간척지가 존재한다. 풍정간척지는 농경지가 많아 총 3463.4 ha의 중 농경지의 비중이 97.1%를 차지하고 있다. 그리고 초지의 비율이 가장 높은 간척지는 삼천포 간척지로 전체 52.69 ha 중 18.6%를 차지하고 있다. 초지로 구성된 지역은 방조제 안쪽 지역으로 농경지와 연결된 지역이다. 따라서 해당 지역은 이른 시일 안에 농경지로 활용될 가능성이 크다. 향후 갯벌을 간척지로 개발하여 활용하는 측면을 고려한다면 남양간척지가 다른 간척지에 비해 갯벌의 비중이 가장 높은 17.5%로 개발 가능성이 가장 높은 간척지라고 할 수 있다. 다만 남양간척지의 대부분이 현재 염전으로 활용되고 있어 간척지로 개발되더라고 농경지보다는 염전으로 활용할 가능성이 커 보인다.

간척지는 바다, 갯벌 등을 메우기 때문에 염분이 작물재배를 결정하는 중요한 요소이다. 간척 초기에는 염분 제거에 효과적인 갈대, 나문재, 퉁퉁마디 등의 자생 염생식물을 재배하고, 염분농도가 0.2% 이상의 지역에서는 유기물 공급에 좋은 자운영, 유채 등을 재배하면 염분농도를 낮추면서 토양을 개량하는 효과가 있다. 또한, 염분농도가 0.2% 이하인 중염도 토양에서는 내염성 및 저항성 사료작물과 경관작물을 재배한다 (RDA, 2023). 자연 방치하에서 염분 제거에 걸리는 기간은 표토 40년, 심토 90년이 소요되기 때문에 내륙수를 통한 지속적인 염분 제거 작업을 수행한다 (Lee et al., 2012). 따라서 근래 조성된 간척지의 경우 염전, 초지, 나지 및 수계의 비율이 높고, 초기에 개발된 간척지의 경우 농경지의 비율이 높다. 귀성간척지의 경우 전체 토지이용 현황의 78.9%가 염전으로 활용되고 있음이 확인되었다. 남양간척지에서 염전의 비율은 70.5%, 오리섬간척지도 염전의 비율이 55.2%로 나타났다. 한국민족문화대백과사전에서는 남포 서쪽의 덕동⋅광량만⋅귀성 일대가 북한 최대의 염전지대로 북한 총 염전의 70％를 차지한다고 기술된 것을 비춰볼 때 해당 간척지는 염전 생산용으로 활용되고 있음을 확인할 수 있었다.

Fig. 3 Land cover status of reclaimed land

3. 평안남도 간척지 정규식생지수 분석

본 연구에서 간척지 NDVI 분석에 활용된 위성영상은 2019년도 8월에 촬영된 위성영상을 사용하였다. 8월 위성영상을 활용한 이유는 지상 실측 NDVI를 기준으로 8월의 위성영상이 국내 쌀 생산량 추정에 적합하다는 연구 (KOSTAT, 2011)를 참고로 하였으며, 최근 위성영상 검색 결과 연구 대상지역에 구름이 없는 연도는 2019년도 위성영상으로 해당 시기의 위성영상을 활용하였다.

간척지별 NDVI 특성을 살펴보면 낮은 NDVI 구간 (0.2 이하)에서는 귀성간척지가 82%, 남양간척지가 74%로 높은 비율을 차지하고 있으며, 화진, 석다간척지는 9%로 비교적 낮은 비율을 가진다. 해당 간척지의 NDVI가 낮은 지역은 염전 및 갯벌 지역으로 나타났다. 중간 NDVI 구간 (0.2∼0.5)에서는 천지봉간척지가 93%로 가장 높은 비율을 가지고 있으며 오리섬간척지가 61%로 높은 비율을 가지고 있다. 금성과 온천간척지에서도 59%와 54%로 중간 구간에서 높은 비율을 보인다. 농경지로 판독된 지역에서 높은 NDVI 구간 (0.6 이상)에서는 50% 이상 차지하는 간척지는 삼천포 93%, 직동배다리 90%, 어룡 85%, 열귀 76%, 풍정 67%, 석다 58%로 나타났다. 이와 같은 결과는 2020년도 벼 생산량이 5.5 톤/ha로 북한 평균 4.5 톤/ha보다 1 톤 이상 높게 나타난 것에서도 확인할 수 있다 (FAO, 2021). 또한 해당 간척지는 조성된 지 오래된 간척지로 현재 농경지로 활발하게 이용되고 있으며, NDVI 값을 고려하였을 때 식량 생산량도 많을 것으로 추정된다. 화진간척지의 경우 현재 조정된 간척지에서 NDVI 값은 인접 지역보다 낮게 나타났다. 이는 작물이 자랄 수 있는 염도가 낮은 환경이 조성되기 위해서는 상당한 시간이 필요하다는 점과 농업용수 공급에 여전히 어려움을 겪고 있어 농경지로 이용은 제한적일 수밖에 없기 때문으로 보인다 (Kim et al., 2005).

NDVI 분석은 농경지의 식생 활력도 뿐만 아니라 토지피복도 구축시 농경지와 비농경지의 구분에 활용하였다. 위성영상에서 판독시 농경지와 염전의 형태가 사각 형태로 비슷하게 나타나 토지피복도 구축에 사용되는 위성영상이 가을, 겨울 시기의 영상일 경우 색상 차이가 없어 염전과 농경지의 구분이 모호할 수 있으나, NDVI를 활용하게 되면 염전과 농경지의 구분을 명확하게 구분할 수 있다.

Table 7 Distribution of NDVI by reclaimed land Unit : Area ratio (%)

Fig. 4 NDVI of reclaimed land

Ⅳ. 결론

본 연구에서는 평안남도 간척지의 역사와 현재 상황을 파악하기 위해 실태조사를 수행하였다. 이를 통해 화진간척지, 온천간척지, 귀성간척지와 같은 다양한 지역에서 간척지 개발이 다단계로 이루어진 것을 확인하였다. 또한 조선지리전서와 비교하여 간척지별로 제원의 차이를 조사하여 문헌상의 간척지 면적과 방조제 길이가 위성영상으로 확인한 결과와 일치하는 지역과 차이가 있는 지역을 구분할 수 있었으며, 아직 개발되지 않고 계획단계의 간척지가 다수의 지역에 많은 면적으로 존재한다는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 해당 지역의 변화와 특성을 이해하는 데 중요한 정보를 얻을 수 있었다.

토지피복도 분석 결과에 따르면 대상지역 간척지는 1975년부터 개발되기 시작하여 현재까지 총 105,570 ha의 면적이 조성 중임을 확인하였다. 이 중 농지 (50.5%)가 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 염전 (29.5%), 수계 (13.6%), 갯벌(12.4%), 초지 (3.0%), 나지 (0.4%), 도심 (0.1%) 및 숲 (0.1%)로 토지피복이 구성되어 있다. 간척지 토지피복현황 조사 결과로 다양한 간척지 사용 용도의 분포를 제시하였다. 조사 결과 가장 일반적인 간척지 사용 용도는 농지인 것으로 나타났으며, 염전과 수계도 많은 면적을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 갯벌과 초지 형태의 토지피복지역은 간척지의 다양한 사용 용도와 개발 가능성이 존재하는 것으로 보인다.

간척지별 NDVI 특성을 살펴보면, 귀성간척지와 남양간척지가 낮은 NDVI 구간 (0.2 이하)에서 높은 비율을 차지하고 있으며, 삼천포간척지와 직도배다리간척지가 높은 NDVI 구간 (0.6 이상)에서 높은 비율을 차지했다. NDVI를 통해 식물 생장의 특성을 파악하였다. NDVI 값이 낮은 지역과 높은 지역의 비교를 통해 식생의 차이와 식물 생산에 대한 예측을 할 수 있었다. NDVI가 낮은 북한 간척지는 농경지 이외에도 염전으로 많이 활용되고 있고, 조성된 간척지에서도 염분 제거, 개발 지역 등의 이유로 인하여 농경지로 활용되지 못하기 때문으로 보인다. 농경지로 조성하여 활용하고 있는 간척지들은 높은 NDVI 값을 나타내며 이는 기존 연구결과 및 참고문헌과 비교하였을 때 농경지로 활발하게 이용되고 있음을 알 수 있다.

실태조사 및 토지피복현황 분석 결과는 간척지의 발전 방향과 지역 특성을 이해하고 활용할 수 있다. 또한 북한지역 간척지 일대의 지속적인 발전과 활용을 위한 정책 수립 및 계획 수립에도 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 그러나, 본 연구에서 현장조사가 부족하고 문헌자료의 한계로 인해 데이터의 정확성과 실제 현장의 상황과 일치하는지에 대한 검증이 제한적이기 때문에 향후 공간해상도, 분광해상도 및 시간해상도가 향상된 위성영상 자료와 탈북민 인터뷰와 북한 간척지 최신자료 확보 등을 통해 접근불능지역 간척지 실태분석 및 현황 파악에 대한 더욱 상세한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

감사의 글

본 논문은 농촌진흥청 연구사업 (세부과제번호 : PJ015282032021)의 지원에 의해 수행한 결과를 보완 및 수정하였음을 알려드립니다.