도시지역에서 산소를 발생하고 이산화탄소를 감소시킬 수 있는 중요한 지상객체로 수목을 뽑을 수 있다. 이러한 수목의 관리를 위하여 라이다 자료를 이용한 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 국내에서 라이다 자료처리 소프트웨어가 미비하여 국외 소프트웨어에 의존하고 있다. 이에 본 연구에서는 라이다 자료에서 수목을 자동으로 추출할 수 있는 자동화 공정을 제안하였다. 제안한 공정에는 라이다 자료의 분류, 건물영역, 수목 등을 자동으로 추출할 수 있는 기능이 개발되었다. 제안한 공정은 용인지역의 연구대상지에 적용하여 실험을 수행하였으며 약 88%의 수목이 자동화 공정을 통해서 추출되었다.
현재 도시화로 급증하는 온실가스는 기후변화에 커다란 영향을 미치고 있다. 이로 인해, 정부에서는 기후변화의 예방을 위하여 산소를 발생시키고 이산화탄소를 저감시키는 수목을 활용하는 다양한 방안을 모색하고 있다. 수목의 이산화탄소 저감량을 산정하기 위해서 개별 수목에 대한 정보를 추출하는 것이 필수적이다. 항공 라이다 자료는 지상의 건물 뿐만 아니라 수목에 대한 3차원 정보를 점군형태로 가지고 있다. 본 연구에서는 항공라이다 자료를 이용하여 개별 수목을 추출하는 자동화 모델을 개발하였다. 이를 위해, 수목을 추출하기 위한 방법론을 설정하고 그것을 모델로 개발하는 과정으로 진행되었으며 자동화된 모델은 ArcGIS의 모델빌더를 기반으로 하였다. 개발된 모델의 적용성을 평가하기 위해서 용인시를 대상으로 상업용 소프트웨어와 비교하였다. 실험결과 본 연구에서 개발한 자동화 모델의 추출율이 9.91% 높은 것으로 확인되었으며 상대적으로 수목추출이 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다.
도시화에 따른 이산화탄소의 발생이 증대되고 있는 실정에서 이를 해결할 수 있는 대안으로 도시의 녹지화가 추진되고 있다. 도시지역에서 수목은 이산화탄소를 저감시킬 뿐만 아니라 심미적인 효과가 있다. 본 연구에서는 이러한 수목의 공간정보를 효율적으로 추출하기 위하여 라이다 자료를 이용하는 방법론을 제안하였다. 제안한 방법론에서는 수목추출에 따른 작업의 효율성을 향상시키기 위하여 점, 면, 영상기반의 복합적 자료처리를 수행하였다. 기존의 정규화된 수치표면모델은 건물과 수목정보를 모두 포함하고 있어 수목 추출 시 자료처리의 복잡성이 높은 문제점을 안고 있다. 따라서 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에서는 건물추정영역을 제거한 수치표면모델을 이용하였다. 제안한 방법론의 적용성을 평가하기 위하여 도시지역 내의 건물과 수목이 공존하는 3개의 지역을 선정하였으며 수목추출의 정확도는 디지털 카메라에 의해 촬영된 디지털 영상과 비교하였다.
공간해상도가 높은 드론 영상은 수목 밀도가 높은 지역에서 추출 한계를 갖는 기존 연구의 대안으로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 드론 영상으로부터 수목이 우거진 산림 지역 내 수목 개체를 추출하였다. 영상 분할 과정을 거쳐서 추출되는 수목 개체 인식을 위해, DSM(digital surface model), 그리고 R, G, B 밴드 모두를 조합한 경우와 각각을 분리 조합한 경우의 영상 분할 결과를 비교하였다. 또한, 낙엽수림의 수목 우거짐의 변화를 시기별 영상별로 실험하였다. 3, 4, 5월 영상 중 숲이 울창한 5월의 경우 현지 측량한 나무를 기준으로 한 수목 개체 추출율은 50%로 나타났고, 수관폭 정확도 분석 결과 RMSE(root mean square error)가 1.5미터 이하로 가장 좋은 결과를 보였다. 실험지역의 추출은 중간 나무, 작은 나무 2가지 크기로 추출하였으며 작은 크기의 나무가 추출 정확도가 더 높았다. 이를 바탕으로 수고 추출을 하고, 수관폭과 흉고직경간의 관계식을 이용하여 흉고직경을 추정한다면, 임목재적 추정 및 산림바이오매스 추정까지 가능할 것으로 보인다.
본 연구에서는 두충나무, 황벽나무 등을 포함하는 수목추출물의 소재특성을 시험하여 화장품 및 피부질환 치료소재로서의 응용 가능성을 조사하였다. 수목추출물의 항산화력은 DPPH 자유라디칼 소거법으로 측정되었으며 저농도에서는 항산화력이 낮았으나, $1000{\mu}g/ml$의 고농도에서는 우수한 항산화제인 비타민 C와 유사하였다. 항균력은 원판확산법으로 측정되었으며, 수목추출물은 피부상재균인 Staphylococcus epidermidis에 대해서는 낮은 항균력을 보이지만, 여드름 유발균인 Propionibacterium acne에 대해서는 높은 항균력을 보여주는 선택성 항균력이 있어, 여드름소재로서 매우 우수한 특성을 나타내었다. 무모생쥐를 이용한 항아토피 시험결과, 수목추출물은 DNCB에 의해 유도된 피부염증을 14일 째 거의 정상상태로 회복시켰으며, 피부내 항체인 IgE의 농도도 대조군에 비해 16% 낮추어주어 항아토피 효과가 우수한 것으로 나타났다. 따라서 수목추출물은 항여드름효과 및 항아토피 효과가 뛰어나서 화장품 혹은 피부질환 치료소재로서 응용 가능성이 매우 높음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 삼백초 추출물 25%, 뽕나무 줄기추출물 20%, 닥나무 줄기추출물 20% 등을 함유한 복합수목추출물의 화장품소재로서의 이용가능성을 검토하였다. 소재 시험으로는 세포독성시험, 엘라스타제 억제효과시험, 티로시나제 억제효과시험, 항산화효과시험 및 온도 안정성시험이 실시되었다. 복합수목추출물은 세포독성이 낮았으며, 우수한 엘라스타제 억제효과와 항산화효과를 보여주었으나 티로시나제 억제효과는 다소 낮았다. 추출물을 함유한 스킨, 로션 및 에센스 제형을 제조하여 온도 안정성시험 결과 스킨과 에센스 제형은 우수한 안정성을 보여주었으나 로션은 상분리가 관찰되고, 점도의 변화가 심하여 제형의 변경이 필요한 것으로 나타났다. 따라서 삼백초 추출물, 뽕나무 추출물 및 닥나무 추출물을 함유한 복합수목추출물은 화장품소재로서 응용 가능성이 높음을 알 수 있었다.
지구온난화에 대한 관심이 증가함에 따라 온실가스를 저감할 수 있는 산림자원에 대한 관심도가 증가되고 있다. 이러한 산림자원에 대한 정보는 대부분 항공사진 또는 위성영상을 이용한 도화에 의해 구축되었다. 그러나 영상정보만을 이용한 경우 수목이 울창한 산림지역의 수고정보를 정확하게 구축하지 못하는 단점이 발생하였다. 이에 본 연구에서는 라이다 자료와 정사영상을 이용하여 산림지역에서 개별 수목을 분리하고 수고정보를 효율적으로 획득할 수 있는 자료처리 방법을 제안하였다. 라이다를 이용한 자료처리는 정규화된 수치표면모형을 생성한 후 국지적 최대값 필터링을 통하여 수목점을 추출하였다. 또한 정사영상을 이용한 자료처리는 수목영역을 추출하기 위하여 객체기반 영상분류법을 적용하였다. 그리고 라이다 및 정사영상의 결과를 조합하여 최종 수목점을 추출하였다. 용인지역에 대한 실험을 통하여 라이다 자료와 정사영상을 각각 이용하는 방법에 대한 장단점을 분석하고 두 자료를 융합하여 산림지역에서 개별 수목에 대한 정보를 획득할 수 있었다. 이를 통해 제안한 방법의 효율성을 검증할 수 있었다.
수목영역에서 획득된 라이다데이터는 수목의 높이 및 수목생체량과 같은 수목관련 정보추출에 이용될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 지형지물을 포함하고 있는 라이다데이터로부터 수목영역을 분류하는 방법을 제시한다. 이를 위해 수목에서 나타나는 라이다데이터의 다반사 특성, 높이 편차 및 방향성을 인지적 단서로 이용하였다 각 단서들은 먼저 후보영역을 분류하는데 이용되었으며, 수목이 밀집한 최종 수목영역 분류를 위하여 후보영역에 대한 이진영상을 생성한 후 영상처리를 수행하였다. 기준데이터를 이용하여 실험 결과에 대한 검증을 수행하였으며 세 가지 인지적 단서에 의한 방법 모두 높은 분류 성공률을 보였다.
본 연구는 수목장의 바람직한 정착을 위한 정책방향을 제언하기 위하여 수목장의 동기와 수목장지의 선호조건에 대한 요인분석을 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 전국의 장례식장 이용자 522명을 대상으로 설문을 실시하였다. 설문결과 수목장의 동기로는 나무를 통한 추모, 간소함, 추모지 확보 용이성, 친환경성, 후손 배려가 요인 추출되었으며 수목장지의 선호조건으로는 자연경관미, 추모지 정서, 편리성, 안정감, 경제성이 추출되었다. 요인분석 결과를 바탕으로 수목장의 동기와 관련하여 다양한 형태의 수목장지 개발, 수목장에 맞는 장묘절차 개발, 공공복지서비스로서 수목장 보급, 다수 장묘가 가능한 수목장 방식 개발, 수목장지 관리의 전문성 향상을 제언하였다. 수목장지의 선호조건과 관련하여 자연미 있는 숲의 조성, 기존 묘지의 수목장지 전환, 접근성이 좋은 곳에 입지 선정, 휴식과 추모를 함께 할 수 있는 공간으로 조성, 수목장지 이용 가격의 저렴화를 제언하였다.
산림자원 관련 정보 취득을 위한 산림자료의 조사 및 측정은 방대한 면적, 불리한 접근성 등의 요인에 의하여 많은 시간과 노력이 요구되는 항공사진 분석이나 부분적인 표본조사에 의존하여 왔다. 따라서 정확한 산림자원정보 취득을 위해서는 산림의 수평적 분포에 대한 정보만을 제공하는 광학 원격탐사 기술 및 다중분광영상 보다는 밀도가 높은 산림에서도 산림지형 및 임목의 특성에 관련된 정보의 직접 취득이 가능한 항공라이다와 같은 기술적 접근이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 항공라이다 자료를 이용하여 수목의 개체수 및 높이와 같은 산림정보를 자동으로 추출하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 특히 불규칙 점군자료에서 식생점을 추출하기 위한 방법으로 영역확장법을 적용하였고 수목의 수관 모양에 대한 형태학적 특징을 이용하여 수목의 개체수 및 높이를 추출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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