가. 영상분석을 통한 시범 구축 결과
1) 정규화식생지수(NDVI) 분포도 작성 결과
개성지역의 아리랑 3호 위성영상을 이용하여 밴드 간 공간분석을 통해 정규화식생지수 를 산출하고 식생활력분포도를 분석하였으며 계절별로 동일한 시기의 두 개 영상을 접합 한 후 하나의 분포도로 각각 작성하였다. 그 결과 식생지수의 범위는 봄 영상의 경우 -0.32~+0.82의 값, 겨울 영상은 -1~+1 값의 범위로, 겨울 영상이 봄 영상에 비해 지수 의 범위가 넓게 나타났다. 지수별 특성은 일반적으로 바위, 모래, 수역과 같은 지역은 0.1 이하의 값을 지니며, 관목과 초지 및 작물재배지역은 0.2~0.5의 값을 보이고 교목과 숲이 치밀하며 식생의 최대 성장 단계에 도달했을 때 0.6~0.9의 값을 나타낸다(USGS, 2015, http://phenology.cr.usgs.gov). 따라서 시범 구축지역의 정규화식생지수 분포도가 새로운 분류항목을 구분하는 데 적용이 가능한지 여부를 확인하였다.
<그림 4-8> 개성지역의 정규화식생지수 분포 - 봄 영상(좌), 겨울 영상(우)
이를 파악하기 위해 식생지수분포도와 육안판독 결과를 중첩하여 분류군(대분류 항목) 별로 식생지수의 특성을 분석하였다. 그 결과 산림지역, 습지, 초지, 나지, 농업, 시가화건 조지역, 수역 순으로 식생지수의 평균값이 높게 나타났으며, 특히 산림지역은 0.5 이상의 평균값을 나타내 확연한 차이가 있었다. 전체적으로 표준편차는 0.12~0.16에 이르며 최 소값과 최대값, 범위(Range)의 경우 유사하게 나타나는 것은 육안판독으로 분류한 구획 내에 일부 식생이 나타나기 때문이다.
<그림 4-9> 육안판독 결과와 식생지수분포도의 중첩
<표 4-11> 시범 구축지역의 분류군(대분류 항목)별 식생지수 특성
구분 MEAN STD MIN MAX RANGE
산림지역 0.52 0.14 -0.06 0.78 0.84
습지 0.36 0.16 -0.32 0.75 1.07
초지 0.34 0.14 -0.12 0.77 0.89
나지 0.23 0.12 -0.20 0.75 0.95
농업지역 0.22 0.13 -0.16 0.76 0.91
시가화건조지역 0.17 0.13 -0.23 0.78 1.01
수역 0.04 0.12 -0.22 0.72 0.94
2) 무감독분류 결과
아리랑 3호 위성영상을 이용하여 시범 구축 대상지역의 무감독분류를 실시한 결과 총 면적은 155.35㎢, 항목별 면적비율은 산림지역 42.70%, 농업지역 37.99%, 시가화건조 지역 10.99% 순으로 나타났다. 전체 면적에서 10% 이하의 비율을 차지하는 타 토지피복 항목은 수역 2.45%, 초지 2.46%, 나지 2.36%, 습지 1.05% 순으로 나타났다.
<그림 4-10> 개성지역의 무감독분류를 통한 시범 구축 결과
<표 4-12> 무감독분류를 통한 분류항목별 면적
구분 시가화
건조지역 농업 지역
산림
지역 초지 습지 나지 수역 합계
면적
(㎢) 17.08 59.02 66.34 3.82 1.63 3.66 3.81 155.35 비율
(%) 10.99% 37.99% 42.70% 2.46% 1.05% 2.36% 2.45% 100.00%
나. 육안판독을 통한 시범 구축 결과
시범 구축 대상지역의 총면적은 155.35㎢이며 육안판독 결과 항목별 면적비율은 농업 지역 41.44%, 산림지역 34.41%, 시가화건조지역 11.16% 순이며, 구획 수에 따른 비율은 농업지역 28.82%, 시가화건조지역 26.45%, 나지 17.07% 순으로 나타났다.
<그림 4-11> 개성지역의 육안판독을 통한 시범 구축 결과
<표 4-13> 육안판독을 통한 분류항목별 면적 및 구획 수
구분 구분 면적 구획 수
㎢ % 개 %
시가화건조지역
고밀시가지 5.16 3.32% 57 3.00%
저밀시가지 9.20 5.92% 435 22.92%
교통지역 2.97 1.91% 10 0.53%
농업지역
논 20.82 13.40% 166 8.75%
밭 41.77 26.89% 309 16.28%
기타재배지 1.78 1.15% 72 3.79%
산림지역 고밀산림 24.92 16.04% 76 4.00%
저밀산림 28.53 18.36% 130 6.85%
초지 자연초지 1.90 1.22% 92 4.85%
인공초지 1.40 0.90% 106 5.58%
습지 내륙습지 3.64 2.34% 90 4.74%
나지 자연나지 1.56 1.00% 40 2.11%
기타나지 10.41 6.70% 284 14.96%
수역 내륙수 1.28 0.82% 31 1.63%
합계 155.35 100.00% 1,898 100.00%
다. 정확도 검증 결과 1) 검증 지점 선정
분류결과에 대한 정확도 평가 기준은 토지피복지도 작성 지침(환경부 훈령 제1036호, 2013.4.19)의 제18조(평가 방법 및 기준)에 따라 국제규격 KS Q ISO 2859-1에서 제시 하는 내용을 적용하였다. 분류된 항목별로 국제규격의 표본크기를 기준으로 공간분포를 고려하여 총 1,898개 구획 중 <그림 4-12>와 같이 총 129개를 선정하였다.
지침에서의 정확도 평가는 기본자료로 사용한 영상자료, 분류항목 특성에 따라 수치지형 도, 항공사진 등을 참조자료로 활용하고 검증이 모호한 지역은 현지 검증을 실시하도록 되어 있다. 그러나 접근불능지역인 북한지역의 특성상 현지 검증이 불가하기 때문에 분류항목 별 특성을 고려한 항목별 대조자료를 사용하여야 한다. 따라서 수치지형도 및 구글 영상자료, 정규화식생지수 등의 영상분석 결과를 추가적으로 활용하여 정확도 평가를 실시하였다.
<그림 4-12> 분류결과에 대한 정확도 검증 지점
2) 방법 및 검증 시 고려사항
시가화건조지역의 정확도 검증은 교통지역의 경우 수치지형도를 통해 확인할 수 있으 나 고밀시가화와 저밀시가화의 구분은 수치지형도만으로 정확도를 판단할 수 없다. 따라 서 <그림 4-13>과 같이 영상 전체에 균질하게 나타나는 정규화식생지수 분포도를 대조하 여 속성을 추가적으로 재확인하였다.
<그림 4-13> 고밀과 저밀시가화지역의 정확도 평가
산림의 경우에도 고밀산림과 저밀산림의 구분은 수치지형도만으로 정확도를 판단 할 수 없으므로 <그림 4-14>와 같이 영상 전체에 균질하게 나타나는 정규화식생지수 분포도 를 대조하여 속성을 추가적으로 재확인하였다.
<그림 4-14> 고밀과 저밀산림지역의 정확도 평가
농업지역의 정확도 검증은 논과 밭의 경우 수치지형도를 통해 확인할 수 있으나 기타재 배지의 경우 수치지형도만으로 정확도를 판단할 수 없다. 따라서 <그림 4-15>와 같이 타 구글 영상을 통해 속성을 추가적으로 재확인하였으며, 특히 과수원의 경우 타 영상을 통해서도 판단하기가 어려운 한계가 일부 존재한다.
<그림 4-15> 기타재배지의 정확도 평가
습지의 정확도 검증은 수치지형도에서 하천 및 저수지 경계 내부에 위치해 있는지의 여부만을 판단할 수 있다. 따라서 <그림 4-16>과 같이 영상 전체에 균질하게 나타나는 정규화식생지수 분포도를 대조하여 식생이 자라고 있는지 재확인하였다.
<그림 4-16> 내륙습지의 정확도 평가
3) 정확도 평가 결과
라. 결과물 비교분석
8.77 5.81 0.22 0.41 0.01 2.11 0.01 17.33 50.60% 33.53% 1.30% 2.34% 0.05% 12.15% 0.03% 100.00%
농업 9.87 47.92 1.71 0.99 0.08 3.69 0.10 64.37 15.34% 74.44% 2.66% 1.54% 0.12% 5.74% 0.16% 100.00%
산림 0.59 17.32 22.79 11.44 0.00 1.20 0.11 53.45 1.11% 32.41% 42.64% 21.41% 0.00% 2.24% 0.20% 100.00%
초지 0.20 1.20 0.17 0.09 0.00 0.23 0.00 1.90 10.77% 63.23% 8.79% 4.94% 0.06% 11.96% 0.25% 100.00%
습지 0.76 1.99 0.20 0.05 0.01 0.63 0.01 3.64 20.89% 54.69% 5.46% 1.36% 0.24% 17.22% 0.14% 100.00%
나지 1.72 6.50 0.71 0.66 0.01 1.92 0.46 11.98 14.34% 54.28% 5.93% 5.53% 0.07% 16.00% 3.85% 100.00%
수역 0.15 0.15 0.03 0.06 0.01 0.10 0.79 1.28 11.61% 12.02% 2.22% 4.58% 0.50% 7.48% 61.58% 100.00%
합계 22.06 80.90 25.83 13.71 0.11 9.86 1.47 153.95 14.33% 52.55% 16.78% 8.90% 0.07% 6.41% 0.95% 100.00%
2) 동일지역 무감독분류와의 결과 비교
8.85 6.23 1.23 0.01 0.01 0.60 0.39 17.33 51.10% 35.96% 7.10% 0.06% 0.06% 3.48% 2.25% 100.00%
농업 5.26 41.07 16.40 0.14 0.08 0.76 0.66 64.37 8.17% 63.80% 25.48% 0.22% 0.12% 1.18% 1.03% 100.00%
산림 0.35 4.68 44.73 1.92 0.09 0.04 1.64 53.45 0.65% 8.76% 83.68% 3.59% 0.17% 0.07% 3.07% 100.00%
초지 0.12 0.96 0.38 0.26 0.01 0.03 0.13 1.90 6.33% 50.62% 20.04% 13.71% 0.53% 1.81% 6.96% 100.00%
습지 0.22 0.92 0.71 0.33 1.27 0.05 0.14 3.64 6.14% 25.27% 19.50% 9.06% 34.89% 1.40% 3.74% 100.00%
나지 2.15 4.79 2.51 0.22 0.02 2.12 0.17 11.98 17.93% 40.00% 20.96% 1.84% 0.17% 17.70% 1.40% 100.00%
수역 0.05 0.17 0.33 0.02 0.03 0.00 0.68 1.28 3.57% 13.29% 25.86% 1.57% 2.35% 0.10% 53.27% 100.00%
합계 11.81 63.52 68.99 1.70 0.51 3.60 3.81 153.95 7.67% 41.26% 44.82% 1.10% 0.33% 2.34% 2.47% 100.00%
마. 1단계 토지피복지도 구축 소요예산(추정)
1,227.03 312,000 382,833,448 북한 전역
중분류 회의비 인*회 105 100,000 10,500,000 7인*3회*5년
부가세(직접경비의 10%) 18,575,063
합계 37,100,000 만 단위 절사
총계 1,600,000,000 십만 단위 절사
주: 2015년도 측량기술자 노임단가 적용
② 부문별 소요예산(안)
참조자료준비 초급 0.080 127,013 10,161
영상융합
자료변환 초급 0.040 127,013 5,081
기하보정 초급 0.080 127,013 10,161
밴드통합 초급 0.040 127,013 5,081
영상융합 초급 0.040 127,013 5,081
검수 및 수정 중급 0.040 151,075 6,043
정사보정
지상기준점 선정 중급 0.100 151,075 15,108
정사보정 중급 0.100 151,075 15,108
검수 및 수정 중급 0.040 151,075 6,043
- 시가화건조지역 제작 소요공수(100㎢ 기준)
- 농업지역 제작 소요공수(100㎢ 기준)
- 산림지역 제작 소요공수(100㎢ 기준)
- 기타지역 제작 소요공수(100㎢ 기준)
③ 산정 근거
2) 기존 제작비용과 비교
(ISP) 511,000 4,213,000 2,106,000 1,050,000 1,404,000 2015년
연구(안) 312,000 2,064,000 1,209,000 667,000 1,278,000 2009년
대비 증감 -199,000 -2,149,000 -897,000 -383,000 -126,000
본 연구를