• 한국수자원학회논문집
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• 제45권11호
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• pp.1157-1168
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• 2012

본 연구에서는 시간에 따른 수질 변화를 파악하고 원인에 따른 경향을 분석함으로써 적절한 관리대책을 수립하는 것이 필요하다고 생각되어 이 같은 연구를 하게 되었다. 현재 수질오염이 심각한 낙동강 수계를 대상으로 2006~2010년까지 수질변화를 분석하였다. 수계의 803개, 국가하천 13개소, 지방1급 하천은 10개소, 하천에 합류하는 하천은 31개 지점에서 측정한 수은, BOD(Biological Oxygen Demand), TN(Total Nitrogen)과 TP(Total Phosphorus) 등의 월평균 자료결과를 바탕으로 하여 통계적 분석(상관분석, 회귀분석, 분산분석, 시계열분석)을 통한 낙동강 유역의 인근 지역의 계절별로 수질항목을 확인하였으며, 평가지표에 따른 변화를 측정하고자 하였다. 유역의 지질 및 지형의 영향이 주로 작용하는데 지역의 기후조건, 식생, 지형, 토양, 비포화대 매질의 영향을 받기 때문에 여러가지의 변수를 가지고 유출했으며, 이는 방류량의 결정문제, 호소의 부영양화 문제 등이 제기될 수 있겠으며, 좋은 개선방안을 만들어보려고 한다. 따라서 낙동강의 강우기 유량을 증대하는 대책이 병행되는 것이 바람직하며, 물 관리 대책에는 하천유지용수 확보를 구성을 해야하며, 수로 건설사업 완료를 지속적인 관찰이 필요하다. 그러나 지류에는 물이 흐르지 않는 시기가 발생하는 이유는 자연 상태에서 흘러야 하는 하천수 및 공업용수와 농업용수로 취수했기 때문이다. 따라서 이모든 것을 관찰 및 구성을 하기 위해서는 지속적인 연구가 필요로 하며, 다음과 같은 연구의 목적을 두고 연구조사 하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권3호
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• pp.246-260
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• 2014

90m 고해상도 SRTM 지형자료를 장착한 WRF 수치모형을 이용하여 광릉 활엽수림 KoFlux 타워(GDK)와 침엽수림 KoFlux 타워(GCK)가 위치한 계곡 및 주변에서의 국지 대기순환을 식생-대기 이산화탄소 순환 및 미기상학적 관점에서 연구하였다. 지표 부근 온도와 바람에 대하여 모형과 관측 결과를 비교함으로써 모형의 전반적인 성능을 평가하였고, 연구 지역에 국지순환이 발생한 맑은 날(Case I)과 흐린 날(Case II) 사례를 선정하여 수치모의를 수행하고 그 결과를 정성적으로 분석하였다. 관측된 바람장은 GDK와 GCK 간에, 또 Case I과 Case II 간에 주간 및 야간 국지풍의 시작, 종료, 지속시간, 강도 등에 차이를 보였다. 모형의 수치모의 결과들은 광릉 KoFlux 타워 관측으로부터 그 가능성이 제기된 관측지 계곡의 배수류가 실제로 존재함을 증거하였다. 전반적으로 모형이 모의한 바람장은 아침의 배수류-사면활승풍 전이와 저녁의 사면활승풍 역전 등을 포함하여 계곡 및 주변에서 관측된 국지풍의 일변화를 현실적으로 모사하였다. 또한 국지풍 간 상호작용의 복잡성도 지시하였는데, 가령 주간에 광릉 관측지 계곡 내부의 서풍은 반드시 산풍인 것은 아니었으며, 종종 약한 종관규모 바람 또는 서쪽에서 불어온 해풍과 같은 보다 큰 규모의 중규모 바람 등 다른 풍계와 결합이 되어 있었다. 광릉 생태계의 에너지, 물질, 정보 흐름의 시공간적 변동을 입체적으로 이해하는데 있어서 이러한 고해상도 국지순환 수치모의 결과는 상당히 유용한 것으로 판단되며, 구축된 국지모의 시스템을 지속적으로 개선하는 노력이 향후 뒤따라야 할 것이다. 아울러, 다른 농림생태계 관측지도 모의 영역에 포함시켜 모형 결과의 활용도를 넓힐 필요가 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_1호
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• pp.627-646
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• 2022

최근 지구 온난화로 인한 기후 변화와 관련된 문제의 심각성이 커지고 있으며 평균 기온 또한 상승하고 있다. 이로 인해 온도에 민감한 다양한 생물과 생물이 살아가는 환경에 영향을 미치고 있으며, 생태계의 변화 역시 감지되고 있다. 계절은 그 지역에 사는 생물의 종류, 분포, 생육 특성 등에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나이다. 기후 변화 영향 평가의 지표 중 가장 대중적이고 쉽게 인식될 수 있는 식물 계절 중 개화일과 단풍나무 절정일의 모델링을 수행하였다. 모델링에 사용된 식물의 종류에는 봄을 대표하는 식물로 볼 수 있는 개나리와 벚나무, 가을을 대표하는 식물로 볼 수 있는 단풍 나무와 은행 나무를 사용하였다. 모델링을 수행할 때 사용된 기상 자료로는 기상청의 Automated Surface Observing System (ASOS) 관측소를 통해서 관측된 기온, 강수, 일사 자료를 사용하였으며, 개나리, 벚나무의 개화일과 약 -0.2, 은행나무, 단풍나무의 단풍 절정일과 약 0.3 정도의 상관 계수를 가지는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 식생지수를 사용하여 모델링을 수행하였다. 사용된 모델로는 선형 모델인 다중 회귀 모형과, 비선형 모델인 Random Forest (RF)를 사용하여 모델을 수립하였다. 또한 각 모형으로 추정된 예측 값을 공간 내삽 기법을 이용하여 등치 선도로 2003~2020년의 식물 계절 변화 경향 성을 표현하였다. 향후에 높은 시공간 해상도를 가지는 식생지수를 사용한다면 더 높은 식물 계절 모델링의 정확도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_1호
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• pp.883-893
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• 2019

본 연구에서는 두 가지 방법으로 작물계수를 산정하고, 그 결과를 평가하였다. 첫 번째 방법에서는 GLDAS 자료를 청미천 플럭스타워의 증발산량 실측값과 비교하여 적정성을 평가한 뒤 GLDAS 기반 실제증발산량을 잠재증발산량으로 나눠 작물계수(GLDAS K_c)를 산정하였으며, 두 번째 방법에서는 MODIS기반 식생지수(NDVI, EVI, LAI, SAVI)와 플럭스타워에서의 토양수분 실측치를 이용해 다중선형회귀분석으로 작물 계수(SM&VI K_c)를 산정하였다. 전체기간에 대한 두 가지 작물계수(GLDAS K_c, SM&VI K_c)를 통계(mean, bias, RMSE, IOA)를 통해 비교해 본 결과 평균값은 각각 0.412와 0.378, bias는 0.031과 -0.004, RMSE는 0.092와 0.069, 적합도 지표(IOA)는 0.944와 0.958로 두 방식 모두 전반적으로 실측값과 유사한 패턴을 보여주었다. 그라나 SM&VI 회귀모형 방식이 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 벼의 생장 단계별로 GLDAS K_c와 SM&VI K_c에 대한 통계적 평가를 수행해본 결과 초기와 중기에는 GLDAS 기반의 K_c가 더 우수했으며, 후기에는 SM&VI 기반의 K_c가 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 봄철에는 황사, 여름철에는 비구름으로 MODIS 센서의 정확성이 감소했기 때문인 것으로 판단된다. 향후 연구를 통해 MODIS 센서의 관측 정확성이 향상된다면, SM&VI 기반 작물계수 산정방식의 정확성 역시 향상될 것으로 판단되며, 미계측 유역의 작물계수 산정이나 작물계수의 예측에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.651-660
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• 2007

산성광산배수는 휴폐광산 광해의 주요한 문제로 널리 인식되어 왔으며 최근 황화광물을 많이 함유한 지역의 지반굴착 건설현장에서 산성배수의 발생과 이로 인한 환경오염과 구조물의 안정성 저해가 건설 분야의 현안문제로 대두되고 있다. 지구과학분야에서 간과하고 있는 건설현장에서 발생된 산성배수에 의한 피해 사례를 소개하고 향후 피해 저감대책기술 개발과정에서 지구과학분야 역할의 중요성을 피력하고자 한다. 우리나라에서 산성배수를 발생시킬 개연성이 높은 대표적인 암석은 옥천층군 변성퇴적암, 평안층군 함탄층, 중생대 화산암, 제3기 퇴적암 및 화산암이며 우리나라 표면적의 약 20%정도를 차지할 것으로 추정된다. 최근 건설현장에서는 산성배수에 대한 적절한 대책이 수립되지 않고 대규모 절토와 터널굴착이 빈번히 이루어지고 있으며 향후 산성배수에 의한 피해는 지속적으로 발생될 것으로 판단된다. 건설현장의 산성배수는 토양, 지표수와 지하수의 산성화 및 중금속 오염, 식생고사, 경관훼손, 사면안정성 저해, 구조물 부식, 콘크리트 및 아스콘 노후화 촉진 등이다. 암석의 산성배수 발생개연성평가는 static test와 kinetic test 방법이 있으며, 암석의 산성배수 발생능력과 중화능력을 측정하여 암석의 산성배수 발생개연성을 간접적으로 추정하는 acid base accounting test가 가장 널리 활용되고 있다. 산성배수에 대한 피해저감대책은 산성배수의 처리와 발생억제로 구분된다. 산성배수 처리방법은 중화제 투입 등의 적극적 처리와 자연적인 물리 화학 생물학적 과정을 이용한 소극적 처리로 구분된다. 산성배수의 발생억제는 산화제의 제거와 생성억제, 산화제와 황화광물의 접촉차단으로 구분된다.도시되며 지역에 따라 위도효과를 보인다. 황산염에 대한 황동위원소 대부분 화성기원을 보인다. 그러나 JR1 온천은 고염수에서 기원한 것으로 보이는 해양성기원을 보인다. 온천수의 $^3He/^4He$ 비와 $^4He/^{20}Ne$ 비는 $0.0143{\times}10^{-6}{\sim}0.407{\times}10^{-6}$ 범위와 $6.49{\sim}584{\times}10^{-6}$ 범위를 각각 보여주어 대기와 지각성분의 혼합선상에 도시된다. 이는 온천수내 헬륨가스의 대부분이 지각기원임을 의미한다. 죽림온천(JR1)의 경우 맨틀기원의 헬륨가스의 혼합율이 다른 온천에 비해 다소 높은 비율을 보여준다. 이들 동위원소비와 온천수의 pH와는 대체적으로 정의 상관관계가 확인되었다. 아울러 $^{40}Ar/^{36}Ar$비가 $292.3{\times}10^{-6}{\sim}304.1{\times}10^{-6}$ 범위로 대기기원임을 지시한다. Gram 양성, Gram 음성 균주는 Escherichia coli KCCM 11591를 제외하고는 0.8 - 0.95 cm로 항균력이 강했으며, Gram negitive의 Pseudomonas aeruginosa KCTC 1750 에서는 43% 발효주에는 0.95 cm, 45% 고은 발효주에는 0.95 cm의 항균성을 나타냈으며 관능평가에서도 가장 높게 났다. 관능평가에서는 45% 고온 발효주가 가장 높게 나타났으며, 항산화성 실험에 나타난 저온 45%의 갈색도의 측정과는 항산화성에서는 좀 다른 결과를 나타낸다. 그러나 항균성이 가장

• 한국조경학회지
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• 제36권2호
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• pp.32-41
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• 2008

본 연구는 현재 비보 못과 비보 숲의 형태가 남아있는 대구광역시 소재 경주 최씨의 씨족마을인 옻골마을을 대상으로 실증적인 조사를 하여 환경생태적으로 해석하고자 한다. 특히, 비보경관인 비보연못, 비보숲 그리고 마을수계를 환경생태적으로 해석하고 규명하고자 한다. 연구방법은 연구대상지에 현재 남아 있는 비보경관에 대해 풍수지리적으로 서술하고 이것에 대한 환경생태적 의미를 규명하고자 한다. 환경생태적 의미는 매우 포괄적인 개념이지만 본 연구는 실증적 연구로서 삶의 질의 측면에서 다음과 같이 해석하고자 한다. 첫째, 지속적인 수계기능의 활성화를 규명하고자 수질을 측정했다. 즉 선비의 상징 및 휴식공간이 있는 동계, 생활주거공간인 서계, 이 두 계곡의 물이 합쳐지는 비보연못 그리고 연못에서 머문 후 마을 밖으로 흐르는 개울의 수질을 측정했다. 둘째, 마을의 안과 밖을 경계하는 비보숲의 미기후에 대한 기능을 평가하고자 했다. 즉 숲을 중심으로 각각 200m 떨어진 지점에 각 지점별 2개의 온도기를 설치하여 시간대별로 기온을 측정했다. 셋째, 건전한 생태계를 지속시킬 수 있는지에 대해 측정했다. 즉 경관생태지표를 선정하여 측정했다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 비보연못은 수질정화의 기능을 하는 것으로 규명되었다. 또한 동계정, 정려각 등 조경공간의 기능이 배치되어 있는 동계는 암벽과 계류 등 경관이 빼어나 주로 남성들이 이용하는 공간이었던 것에 비하여 주거공간이 많은 서계는 빨래 등 여성들의 활동에 필요한 공간으로 사용된 것으로 수질의 차를 설명할 수 있을 것으로 사려된다. 둘째, 비보숲의 경우는 그 목적인 방풍과 온도저감을 기대하기는 적합하지 않는 소규모의 마을숲으로 다만 마을의 영역을 구분하는 기능을 한다고 해석함이 바람직할 것이다. 셋째, 경관생태지표를 통한 생태적 건전성은 양호하며 보통의 전통농촌마을과 유사성을 보이고 있다. 녹지연결측면에서 본다면 마을 경계녹지와 마을숲의 연결은 매우 양호하다. 특히 훼손된 마을숲을 잘 복원한다면 생물서식환경의 기능을 할 수 있을 것으로 기대된다. 연구결과를 고찰해보면, 전통마을공간은 인간과 자연이 유기적인 통합체로 공존하는 환경생태학적 사고를 바탕에 둔 풍수지리사상의 영향으로 형성되었다. 또한 환경생태적 방법으로 볼 때, 풍수지리사상 중 비보사상에 의해 조성된 비보못과 비보숲의 의미는 지속 가능한 마을을 조성하는 중요 요소로 볼 수 있다. 다양한 수공간은 물의 순환체계를 원활하게 해주어 수질정화와 수량 확보에 크게 기여할 것이며, 숲은 마을을 위요시켜주면서 미기후를 조성하게 해주어서 겨울과 여름철의 기온차와 습도차를 줄어줄 것이다. 하지만, 숲의 규모가 작고 훼손이 심한 경우 상징적인 영역성을 나타내는 경우가 많다. 그리고 전체 녹지체계와 식생구성은 생물다양성을 증진시키고 종의 이동을 원활하게 하는 연결녹지로서 기여할 것이다. 옻골마을은 마을형국을 보다 완전하게 만들기 위해 비보경관을 조성했다. 즉 땅의 생태질서를 최대한 유지하고 그것에 대한 점진적 이해를 바탕으로 조정된 마을로 쾌적한 주거환경을 만들어 낼 수 있었다. 또한 이러한 전통마을계획방법은 유기적이고 환경생태적인 방법이라고 할 수 있을 것이다. 환경생태학에서 보는 전통마을은 객관적으로 이해될 수 있는 대상이다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.400-412
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• 2023

본 연구에서는 과정기반 생지화학모형 중 하나인 BGC-MAN (Biogeochemistry Management) 모형을 남북한에 적용하여 산림생태계의 생산성을 나타내는 지표인 순일차생산성(Net Primary Productivity, NPP)을 평가하였다. 기상자료의 경우에는 우리나라 기상청 기후정보포털의 실측 및 동아시아 시나리오 자료를 병행하여 활용하였다. 식생정보로는 소나무(Pinus densiflora) 및 참나무(Quercus spp.) 임분을 대상으로 우리나라의 광릉 및 설마천 유역과 북한 내 양묘장이 있는 것으로 알려져 있는 사리원, 서흥, 해주, 정주, 원산을 대상지로 선정하였다. 생물리적 정보 중경위도, 고도, 사면 방향 등의 지형정보는 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)의 수치표고모델을 활용하였으며, 토양정보 등의 경우에는 HWSD (Harmonized World Soil Database)의 정보를 활용하였다. 관리 요인의 경우에는 1950년의 한국전쟁으로 인한 남북한 산림파괴와 이후 산림의 재조림 과정을 고려하였다. 1991년부터 2100년까지 모의된 NPP의 전체 평균 값은 5.17 Mg C ha^-1이었으며, 범위는 3.30~8.19Mg C ha^-1로 도출되었다. 또한 기후 시나리오의 변동성이 커짐에 따라서 산림 생산성의 교란이 커졌으며, 소나무 임분의 생장 둔화가 두드러지게 나타났다. 기후변화에 따라 생태계 과정기반 모형의 중요성이 커지는 시점에서 BGC-MAN 모형의 한반도 적용성이 검토되었다. 본 연구의 제한된 자료를 통해서 기후변화에 대한 교란이 산림생태계에 미치는 여러 요인들이 분석된 만큼, 향후 모델링 방법의 보완을 통해 보다 한반도 전역의 정밀한 생태계 변화를 과정기반 모형을 통해 모의할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권2호
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• pp.69-78
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• 2011

벼는 전 세계 주요 식량 자원 중 하나이며, 특히 아시아 지역에서 벼 경작이 활발히 이루어지고 있다. 벼를 경작하기 위한 논은 다른 작물과 달리 모내기전에 논에 물을 가둬두며, 많은 양의 물이 관개용수로 사용된다. 따라서 신뢰도 있는 관개시기 및 논의 탐지는 효율적인 수자원 관리 및 물 수지 분석을 위해 반드시 필요한 요소이다. 본 연구에서는 MODIS 자료로부터 산출된 개선된 식생지수(Enhanced Vegetation Index, EVI)와 지표수분지수(Land Surface Water Index, LSWI)를 활용하여 관개시기와 논의 공간분포탐지를 실시했다. 한국의 이천 연구지와 일본 Mase 연구지를 대상으로 MODIS 기반의 관개시기 탐지 결과 관측자료와 각각 1일과 8일정도의 차이를 나타냈다. 이 결과는 MODIS 8일 단위 자료의 오차범위 내에서 신뢰도 있는 관개시기 탐지 결과를 나타낸 것으로 판단된다. 또한 관개시기 탐지 결과를 토대로 한국 전체를 대상으로 MODIS 기반의 논을 탐지하고 환경부 토지피복도의 논과 비교하였다. 그 결과, 논이 넓게 분포한 지역에서는 MODIS가 과대평가하는 결과를 나타냈으며, 규모가 작은 논에 대해서는 과소평가하는 결과를 나타냈다. 이는 MODIS 자료의 공간해상도(500m)가 한국 논의 규모를 표현할 정도로 세밀하지 못한 점과 산림, 도시, 호수 및 강 등을 제거하는 과정에서 오차가 발생했을 것으로 판단된다. 또한 Xiao et al.(2005)이 제안한 LSWI에 대한 임계값(+0.05)은 중국을 대상으로 개발된 값으로, 한국 논의 토지피복 복잡성을 잘 반영하지 못하여 오차를 발생시킨 것으로 사료된다. 따라서 신뢰도 있는 관개시기 및 논 탐지를 위해서는 한국 논의 규모 및 토지피복의 이질성을 체계적으로 고려한 LSWI의 임계값을 개발하여 적용할 필요가 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제83권2호
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• pp.175-190
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• 1994

산지사면붕괴(山地斜面崩壞)에 의(依)한 피해(被害)를 예방(豫防) 또는 극소화(極小化)하기 위(爲)하여 산사태(山沙汰)가 자주 발생(發生)하는 지역(地域)을 중심(中心)으로 각(各) 조사(調査) 단위사면(單位斜面)에 대(對)하여 산지사면붕괴(山地斜面崩壞)에 영향(影響)하리라고 예상(豫想)되는 12개(個) 환경요인(環境要因)을 현지조사(現地調査)하고 붕괴(崩壞)와 환경인자(環境因子)와의 관계(關係)를 수량화(數量化) 이론(理論)에 의(依)한 방법(方法)으로 분석(分析)하여 산사태발생(山沙汰發生)의 위험도(危險度)를 평가(評價)할 수 있는 예측(豫測)모델을 도출(導出)하였으며, 또한 이를 기초(基礎)로 하여 위험도(危險度)를 각(各) 급별(級別)로 구분(區分)하고 예지(豫知)모델을 검토(檢討)하였던 바 그 결과(結果)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 산지붕괴발생면적(山地崩壞發生面積)에 영향(影響)을 주는 인자(因子)는 강우(降雨), 령급(齡級), 표고(標高), 토성(土性), 경사(傾斜), 사면위치(斜面位置), 임상(林相), 곡차수(谷次數), 종단사면형(縱斷斜面形), 모암(母岩), 토심(土深), 방위(方位)의 순(順)이었으며, 편상관계수(偏相關係數)에 의(依)한 인자(因子)는 령급(令級), 강우(降雨), 토성(土性), 모암(母岩), 경사(傾斜), 사면위치(斜面位置), 표고(標高), 종단사면형(縱斷斜面形), 곡차수(谷次數), 임상(林相), 토심(土深), 방위(方位)의 순(順)으로 나타났다. 또한 산지붕괴발생빈도(山地崩壞發生頻度)에 의(依)한 인자(因子)의 순위(順位)는 령급(令級), 표고(標高), 토성(土性), 경사도(傾斜度), 식생(植生), 강우(降雨), 종단사면(縱斷斜面), 곡차수(谷次數), 모암(母岩), 토심(土深)이었으며 사면위치(斜面位置) 및 방위(方位)는 기여도(寄與度)가 낮게 나타났다. 산지사면붕괴위험(山地斜面崩壞危險) 예지(豫知)를 위(爲)하여 붕괴발생면적(崩壞發生面積)에 의(依)한 예측(豫測)모델에서 위험도(危險度) 예측점수표(豫測點數表)를 작성(作成)할 수 있었으며, 점수합계(點數合計)가 9.1636이면 붕괴발생위험(崩壞發生危險)이 높은 것으로 평가(評價)되었으며 산지(山地) 사면붕괴(斜面崩壞)가 발생(發生)한 사면(斜面)과 발생(發生)하지 않은 사면(斜面)에 의(依)한 예측(豫測)모델에서 우사면(雨斜面)에 대(對)한 사면판별(斜面判別) 구분치(區分値)는 -0.02였고, 그 적중율(適中率)은 73%로 높았다. 또한 판별구분치(判別區分値)를 기준(基準)으로 한 산지사면붕괴발생(山地斜面崩壞發生) 위험도별(危險度別) 점수(點數)는 A급(級)은 0.3132 이상(以上)이었고, B급(級)은 0.3132~-0.1051, C급(級)은 -0.1050~-0.4195, D급(級)은 -0.4195 이하(以下)였다. 그리고 산지사면붕괴발생(山地斜面崩壞發生)의 예지(豫知)는 판별구분치(判別區分値)를 기준(基準)으로 위험도(危險度)을 A, B, C, D의 4등급(等級)으로 구분(區分)할 수 있었으며, 총(總) 300개(個) 사면(斜面) 중(中) A급사면(級斜面) 68개(個), B급사면(級斜面) 115개(個), C급사면(級斜面) 65개, D급사면(級斜面) 52개(個)였다. 위험도(危險度) A, B급(級)에서의 산사태발생(山沙汰發生)은 150개(個) 붕괴지(崩壞地) 중 125개(個)로서 약(約) 83.3%의 높은 적중율(適中率)을 보여 예측(豫測)모델로서 응용(應用) 가능성(可能性)이 높게 나타났다. 따라서 이러한 예지방법(豫知方法)에 의(依)하여 선정(選定)한 위험(危險)한 지역(地域)에 대(對)하여 산지재해위험도(山地災害危險度) 지도(地圖)를 작성(作成)하여 토지이용(土地利用) 계획(計劃) 및 재해위험지(災害危險地) 선정기준(選定基準)의 행정지표(行政指標)로서 활용(活用)할 수 있을 것이다. 또한 산지재해(山地災害)에 대(對)한 종합(綜合) 대책(對策)에 유용(有用)하게 활용(活用)함으로써 막대(莫大)한 재산(財産) 피해(被害)와 인명(人命) 손실(損失)을 사전(事前)에 방지(防止)할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_1호
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• pp.931-946
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• 2017

본 연구는 토양의 수분 상태를 고해상으로 관측 및 분석하고 농업분야에의 응용 가능성을 평가하기 위한 연구이다. 이를 위하여 Landsat-8 OLI(Operational Land Imager)/TIRS(Thermal Infrared Sensor)의 광학 및 열적외선 위성영상을 연구자료로 전라북도 농업지역을 포함(연구자료 내 46%)하는 2015, 2016, 및 2017년 5-6월에 촬영된 영상 세 장을 이용하였다. 연구지역의 각 영상 촬영일의 토양의 수분 상태는 SPI(Standardized Precipitation Index)3 가뭄지수를 통하여 효과적으로 획득할 수 있으며, 각 영상은 보통, 습윤, 및 건조한 토양 수분 조건을 갖는다. 이러한 각기 다른 토양수분 조건을 갖는 영상을 대상으로 토양의 수분 상태를 관측하고 SPI3 가뭄지수로부터 획득한 토양의 수분 상태와 비교/분석을 수행기 위하여, TVDI(Temperature Vegetation Dryness Index)를 계산하였다. TVDI는 Landsat-8 OLI/TIRS 위성영상으로부터 계산한 LST(Land Surface Temperature) 및 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)의 관계로부터 추정하여 계산된다. LST-NDVI의 형상 공간 내 픽셀의 분포에서 NDVI에 따른 LST의 최대/최소값을 추출하고 이를 대상으로 각각 선형회귀분석(linear regression analysis)을 통하여 NDVI에 따른 LST의 Dry/Wet edge를 결정할 수 있으며, 최종적으로 NDVI에 따른 두 edge 사이에서의 LST 값의 비율을 계산하여 TVDI 값을 계산한다. TVDI 값으로부터 관측된 영상 내 상대적인 토양의 수분 상태를 매우 습윤, 습윤, 보통, 건조, 매우 건조의 5단계로 분류하여 SPI3로부터 획득한 각각의 토양수분 상태와 비교하였다. 연구자료 획득시기인 5-6월 시기의 특성상 모내기로 인하여 영상 내 가장 많은 비율을 차지하는 논 지역의 영향으로 영상 전체 중, 약 62% 이상이 습윤 및 매우 습윤한 상태로 분류되었다. 또한, 보통으로 분류되는 픽셀은 영상 내 밭 지역의 영향 때문으로 분석되었다. 영상 전체에 대해서는 대략적으로 SPI3의 토양수분 상태와 대응하였지만 매우 건조, 습윤, 및 매우 습윤에 해당하는 세분류 결과에서는 SPI3 토양수분 상태와 대응하지 않았다. 또한, 영상에서 논과 밭의 농업지역을 추출 및 분류한 후, SPI3 토양수분 상태와 비교하였을 때, 논 지역의 토양수분 상태 관측 분류 결과는 매우 건조, 보통 및 매우 습윤에서, 밭 지역은 보통의 분류에서만 SPI3 가뭄지수와 대응하지 않았다. 이는 매우 건조한 나지 및 매우 습윤한 모내기로 인한 논 지역, 수계, 구름 및 산지 지형효과 등의 이상치로 인하여 잘못된 Dry/Wet edge 추정의 문제로 사료되어진다. 그러나 5-6월 시기의 농업지역 중, 밭 지역에서는 세분류된 토양의 수분 상태를 효과적으로 관측할 수 있었다. 고해상 광학위성 기반 농업지역에 대한 토양수분 상태의 시 공간적 변화를 관측하여 농업지역의 농업생산량예측 등 그 응용이 가능할 것으로 사료된다.