Land cover map is a typical GIS database which shows the Earth's physical surface differentiated by standardized homogeneous land cover types. Satellite images acquired by Landsat TM were primarily used to produce a land cover map of 7 land cover classes; however, it now becomes to produce a more accurate land cover classification dataset of 23 classes thanks to higher resolution satellite images, such as SPOT-5 and IKONOS. The use of the newly produced high resolution land cover map of 23 classes for such activities to estimate non-point sources of pollution like water pollution modeling and atmospheric dispersion modeling is expected to result a higher level of accuracy and validity in various environmental monitoring results. The estimation of pollution from non-point sources using GIS-based modeling with land cover dataset shows fairly accurate and consistent results.
토지피복도는 지표면의 상태를 나타내는 자료로 특히 환경 분야에서 지역의 현황을 파악하고 정책을 수립하기 위한 기초적인 자료이다. 토지피복도를 효과적으로 제작하기 위해서는 인공위성을 이용하여 한 지표면 현황에 대한 정보를 신속하게 수집하고, 이를 지리정보로 변환하여 구축하고 관리하여야한다. 본 연구에서는 우리나라 환경부에서 구축한 중분류 토지피복도의 제작과정을 검토하고, 이를 객관적이고 구체적으로 개선하고자 한다. 이를 위하여 국내외의 토지피복도 제작 현황과 문제점을 파악한 후, 중분류 토지피복도를 제작하기 위한 구체적이고 효과적인 개선방안을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 경계선 설정기준과 속성정보 부여기준은 기존의 토지피복도 제작과정에서 나타난 문제점을 보완할 수 있었다.
This study estimates unit for the nonpoint source(NPS), classified according to the existing Level-1(large scale) land cover map, by monitoring the measurement results from each Level-2(medium scale) land cover map, and verifies the applicability by comparison with previously calculated units using the Level-1 land cover map. The NPS pollutant loading for a basin is evaluated by applying the NPS pollutant unit to Dongcheon basin using the Level-2 land cover map. In addition, the BASINS/HSPF(Better Assessment Science Integrating point & Non-point Sources/Hydrological Simulation Program-Fortran) model is used to evaluate the reliability of the NPS pollutant loading computation by comparing the loading during precipitation in the Dongcheon basin. The NPS pollutant unit for the Level-2 land cover map is computed based on precipitation measured by the Sangju observatory in the Nakdong River basin. Finally, the feasibility of the NPS pollutant loading computation using a BASINS/HSPF model is evaluated by comparing and analyzing the NPS pollutant loading when estimated unit using the Level-2 land cover map and simulated using the BASINS/HSPF models.
The improved accuracy of the Land Cover/Land Use Map constructed using Hyperspectal Satellite Image and the possibility of real time classification of Land Use using optimal Band Selective Factor enable the change detection from automatic classification using the existed Land Cover/Land Use Map and the newly acquired Hyperspectral Satellite Image. In this study, the effective analysis techniques for automatic generation of training regions, automatic classification and automatic change detection are proposed to minimize the expert's interpretation for automatic update of the Land Cover/Land Use Map. The proposed algorithms performed successfully the automatic Land Cover/Land Use Map construction, automatic change detection and automatic update on the image which contained the changed region. It would increase applicability in actual services. Also, it would be expected to present the effective methods of constructing national land monitoring system.
Automatic land use and land cover change (LUCC) detection via remotely sensed imagery has a wide application in the area of LUCC research, nature resource and environment monitoring and protection. Under the condition that one time (T1) data is existed land use and land cover maps, and another time (T2) data is remotely sensed imagery, how to detect change automatically is still an unresolved issue. This paper developed a land use and land cover class knowledge guided method for automatic change detection under this situation. Firstly, the land use and land cover map in T1 and remote sensing images in T2 were registered and superimposed precisely. Secondly, the remotely sensed knowledge database of all land use and land cover classes was constructed based on the unchanged parcels in T1 map. Thirdly, guided by T1 land use and land cover map, feature statistics for each parcel or pixel in RS images were extracted. Finally, land use and land cover changes were found and the change class was recognized through the automatic matching between the knowledge database of remote sensing information of land use & land cover classes and the extracted statistics in that parcel or pixel. Experimental results and some actual applications show the efficiency of this method.
Park, Seong-Jin;Lee, Chul-Woo;Kim, Seong-Heon;Oh, Taek-Keun
농업과학연구
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제47권4호
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pp.933-940
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2020
Land-use change matrix data is important for calculating the LULUCF (land use, land use change and forestry) sector of the national greenhouse gas inventory. In this study, land cover changes in 2004 and 2019 were compared using the Wall-to-Wall technique with a land cover map of Sejong City from the Ministry of Environment. Sejong City was classified into six land use classes according to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines: Forest land, crop land, grassland, wetland, settlement and other land. The coordinate system of the land cover maps of 2004 and 2019 were harmonized and the land use was reclassified. The results indicate that during the 15 years from 2004 to 2019 forestlands and croplands decreased from 50.4% (234.2 ㎢) and 34.6% (161.0 ㎢) to 43.4% (201.7 ㎢) and 20.7% (96.2 ㎢), respectively, while Settlement and Other land area increased significantly from 8.9% (41.1 ㎢) and 1.4% (6.9 ㎢) to 35.6% (119.0 ㎢) and 6.5% (30.3 ㎢). 79.㎢ of cropland area (96.2 ㎢) in 2019 was maintained as cropland, and 8.8 ㎢, 1.7 ㎢, 0.5 ㎢, 5.4 ㎢, and 0.4 ㎢ were converted from forestland, grassland, wetland, and settlement, respectively. This research, however, is subject to several limitations. The uncertainty of the land use change matrix when using the wall-to-wall technique depends on the accuracy of the utilized land cover map. Also, the land cover maps have different resolutions and different classification criteria for each production period. Despite these limitations, creating a land use change matrix using the Wall-to-Wall technique with a Land cover map has great advantages of saving time and money.
토지피복지도는 토지의 피복특성과 토지활용특성을 나타내는 자료로서 토지피복분류체계에 따라 계층적인 구조로 1998년부터 제작되고 있다. 대분류는 Landsat 위성영상을 활용하여 남 북한에 대한 작업이 완료되었으며, 중분류는 IRS-1C, IRS-1D, KOMPSAT, SPOT-5 영상을 저해상 컬러 영상과 영상융합을 한 후, 그 결과자료를 전문가가 도화하여 제작하고 있다. 특히 도화에 의한 중분류 토지피복지도 제작은 위성영상의 구매 및 자료처리, 토지피복 지도제작 과정에서 막대한 비용이 필요하다. 본 논문에서는 최근 많은 연구가 수행되고 있는 초분광 위성영상인 EO-1 Hyperion을 이용한 중분류 토지피복지도 제작 가능성을 연구했다. 많은 분광정보를 제공하는 Hyperion 영상과 기존에 사용하던 Landsat-7 ETM+ 영상의 토지피복분류 비교 연구를 수행하여 Hyperion의 분류정확도를 평가했다. 또한, Hyperion에 적합한 최적밴드선택 방법을 통하여 초분광 위성영상 활용의 효율성을 증대시켰다.
To improve the performance of climate and numerical models, concerns on the land-atmosphere schemes are steadily increased in recent years. For the realistic calculation of land-atmosphere interaction, a land surface information of high quality is strongly required. In this study, a new land cover map over the Korean peninsula was developed using MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) data. The seven phenological data set (maximum, minimum, amplitude, average, growing period, growing and shedding rate) derived from 15-day normalized difference vegetation index (NDVI) were used as a basic input data. The ISOData (Iterative Self-Organizing Data Analysis), a kind of unsupervised non-hierarchical clustering method, was applied to the seven phenological data set. After the clustering, assignment of land cover type to the each cluster was performed according to the phenological characteristics of each land cover defined by USGS (US. Geological Survey). Most of the Korean peninsula are occupied by deciduous broadleaf forest (46.5%), mixed forest (15.6%), and dryland crop (13%). Whereas, the dominant land cover types are very diverse in South-Korea: evergreen needleleaf forest (29.9%), mixed forest (26.6%), deciduous broadleaf forest (16.2%), irrigated crop (12.6%), and dryland crop (10.7%). The 38 in-situ observation data-base over South-Korea, Environment Geographic Information System and Google-earth are used in the validation of the new land cover map. In general, the new land cover map over the Korean peninsula seems to be better classified compared to the USGS land cover map, especially for the Savanna in the USGS land cover map.
Landsat OLI 위성영상은 다양한 분광정보 밴드를 포함하고 있기 때문에, 토지피복지도 생성, 도심지역의 분석, 식생지수의 추출, 변화탐지 모니터링 등과 같은 다양한 원격탐사 분야에 활용할 수 있다. 또한, 토지피복지도는 GIS 및 국토 모니터링에 있어서 필수적인 정보이다. 본 연구에서는 Landsat OLI 위성과 기존의 토지피복지도를 활용하여 토지피복지도를 생성하고자 하였다. 이를 위해, 기존의 토지피복지도와 K-means 기법의 상관관계를 활용하여 훈련자료를 자동으로 생성하였으며, 생성된 훈련자료를 이용하여 각 클래스 별 분광 반사율 값을 추정하였다. 최종적으로, 반복적인 분광혼합분석을 통하여 각 클래스 별 점유 비율 영상과 토지피복지도를 생성하였다. 청주시 일대에 대한 토지피복지도와 Landsat OLI 위성영상을 활용한 실험을 수행하였으며, 감독분류 기법에 대한 결과 및 기존 토지피복지도와의 비교평가를 통하여 본 연구에서 제안된 기법이 수동으로 취득한 훈련자료가 없어도 효과적으로 토지피복지도를 생성할 수 있음을 정량적, 시각적으로 확인하였다.
본 연구에서는 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 지면피복 분류자료(MCD12Q1)에서 분류오류로 판단되는 화소들을 재분류함으로써 분류 정확도를 개선하였다. 최근 12년(2001-2012)간의 MODIS 지면피복 분류자료에서 지면피복 유형이 3개 이상으로 분류된 화소는 분류상에 오류가 있다고 판단하여 지면피복 재분류 화소로 선정하였다. 지면피복 재분류를 위해 공간해상도는 1 km이고 시간주기는 8일인 MODIS Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) 자료를 이용하였다. NDVI 자료 중 구름 등으로 오염된 화소를 보정하기 위해 시 공간 연속성을 이용한 보정기법인 Correction based on Spatial and Temporal Continuity (CSaTC) 기법을 이용하였다. 보정된 NDVI 자료를 1개월 주기로 합성한 후 분류 오류로 판단된 화소들에 대해 Iterative Self-Organizing Data Analysis (ISODATA) 기법으로 군집화를 수행하였다. 각 군집별 식생 계절변동 특성을 고려하여 지면피복을 분류한 후 정상으로 판정된 MODIS 지면피복과 합성하여 최종 지면피복 재분류 자료를 산출하였다. 분류 정확도는 GPS를 이용한 현장관측 자료와 유럽우주국의 지상검증참조자료 등 총 138개 지상 관측자료를 이용하여 검증을 수행하였다. 2012년 MODIS 지면피복 분류자료의 정확도는 약 68%이었으나 본 연구에서 재분류한 지면피복자료의 정확도는 약 74%로 나타나 일부 화소들에서 분류 정확도가 개선되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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