공간정보를 활용한 재난지역
피해규모 산정 방법 실험 연구
01 연구배경 및 목적
n 우리나라는 연평균 약 538건의 산불이 발생하여 산불 1건당 평균 약 1.2ha의 산림이 소실되고 있음
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[표 1]에서 확인할 수 있듯이 최근 5년간(2014~2018) 연평균 약 538건의 산불이 발생하였 음∙
침엽수림이 많은 한국에서는 주로 수관화1) 피해가 많이 발생하며, 산불이 가장 많이 발생하 는 위험한 계절은 관계습도가 가장 낮은 3~5월 사이로, 이 기간에 연간 산불 발생 총건수의 78%가 발생하고 있음2)항목 2014 2015 2016 2017 2018
건수 (건) 492 623 391 692 496
면적 (ha) 137 418 378 1,480 894
건당 피해면적 (ha) 0.3 0.7 1.0 2.1 1.8
피해재적 (㎥) 6,962 31,591 6,647 224,172 100,710 피해금액 (백만원) 9,285 20,480 15,721 80,150 48,583 출처: 산림청 2018 산불통계연보(http://www.forest.go.kr, 접속일자: 19.10.11.)
표 1 최근 5년간 산불통계
n 국가 입장에서 산불은 재난인 동시에 인력과 시간이 많이 소요되는 초대형 행정업무
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넓은 면적에서 재산 및 산림자원에 큰 피해를 주는 산불 같은 대형 재난사고는 초기 대응부터 진화, 피해면적 산출, 복구 및 모니터링까지 광범위한 지역에 대한 현황 파악이 요구됨∙
산림청(중앙)에서는 이러한 업무를 효율적으로 수행하기 위해 산불 발생시 중앙산불방 지대책본부를 운영하며, 각 시·도에 산재한 지방산림청 및 국유림관리소에 산불방지 대1) 산불의 종류는 지중화(地中火), 지표화(地表火), 수관화(樹冠火), 수간화(樹幹火) 등이 있으며, 이 중 수관화(樹冠火)는 화세도 강하고 진행속도가 빨라 산불 중에서 가장 큰 피해를 주며, 일반적으로 활엽수보다 침엽수림에서 발생함
2) 산림청 - 산불조사 실무 매뉴얼(2009)
책본부를 설치 및 운영하고 있음
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또한, 산림청에서는 매년 기상 전망, 사회·문화적 여건, 정책추진 여건 등을 분석하여 산불 예방 및 신속한 대응을 위한 산불방지 종합대책을 발표하고 있음3)∙
그러나 적극적인 예방대책을 마련한다 해도 산불발생 자체를 방지하는 것은 불가하기 때문 에, 보다 신속하고 효율적인 대응체계를 마련하는 것이 매우 중요한 과제라고 할 수 있음 n 산림청의 「2019 산불방지 종합대책」의 세부추진계획 중 한 가지는 ‘산불현장 영상 모니터링 시스템을 활용한 체계적 산불관리’
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산불현장 영상 모니터링 시스템은 넓은 범위에서 공간정보 활용시스템이라 할 수 있음∙
따라서 산불현장 영상 모니터링 시스템에서 요구되는 공간정보기술 및 공간정보 데이터에 대해 살펴보고, 산불대응체계에 공간정보의 적용가능성을 검토해볼 필요가 있음n 재난대응체계에서의 공간정보 적용가능성 파악필요
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본 연구에서는 재난대응체계 및 공간정보를 활용한 재난관리에 대한 선행연구를 살펴보고 재난대응체계에서의 공간정보 적용가능성을 파악해보고자 함∙
또한, 실제 산불발생 지역의 공간정보 데이터를 활용하여 산불피해지역의 피해면적을 계산 해보고, 국토지표를 활용하여 사회·경제 현황을 분석해보고자 함∙
마지막으로 분석 결과를 토대로 공간정보기술을 활용한 신속하고 효율적인 재난대응체계를 제안하고자 함∙
3) 산림청 – 2019 산불방지 종합대책
02 재난대응체계 연구동향
1) 재난대응체계에 대한 선행연구
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양철근(2017)4)은 해외 사례를 참고하여 산불진화에 대한 통합적인 지휘체계를 확보하는 방안을 제시함- 현재의 산불대응체계는 현장대응 미숙, 이원화된 지휘체계, 책임소재 불분명 등의 문제가 있다고 분석함
- 개선방안의 한가지로 산불영상정보 활용을 제안하였으며, 이를 활용하면 산불을 실시간 모니터링하여 현장지휘 및 합동대응에 유용하게 쓰일 수 있다고 하였음
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허대욱(2016)5)은 재난대응을 효과적, 효율적으로 대응하기 위한 재난지휘체계방안에 대해 제시함- 한국과 외국의 사례를 비교 분석하여 재난 발생 시 다수의 여러 기관이 현장에 출동하여 개별적이고 독자적으로 활동하게 되면, 현장 지휘 및 통합조정 등이 어려워 효과적인 재난 현장대응이 어렵다고 분석하였음
- 제시된 방안에서는 협력적인 공조체계가 필요하며, 재난관련 정보의 통합 및 공유가 중요 하다고 하였음
- 또한 최첨단 IT 장비 확충을 통해 현장대응능력을 강화시킬 필요가 있다고 제안하였다.
2) 재난대응에 위성영상자료 및 공간정보 활용 연구
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국내에서 위성영상을 활용하여 재난재해분석을 수행한 연구는 1990년대 후반부터 활발하 게 진행되어 왔음- 박병욱(1997)6)은 위성영상을 분석하여 토지피복분류를 하고, 중첩분석을 통해 홍수 및
4) 우리나라 산불 대응체계 개선방안 연구, 2017, 서울시립대학교, 학위논문 5) 효과적인 재난대응을 위한 현장지휘체계 개선방안, 2016, 광운대학교, 학위논문 6) 박병욱, 원격탐사 자료를 이용한 자연재해분석에 관한 연구, 1997, 한국측량학회지
가뭄에 대해 분석하였음
- 손영선(2006)7)은 LiDAR 자료로 DEM을 생성하고 위성영상을 중첩하여 면적 및 산림피 해액을 분석하였음
- 최승필(2006)8)은 산불 직후의 위성영상을 활용하여 산불 피해정도를 분류하였음 - 강준묵(2010)9)은 산불발생 전·후의 위성영상을 이용하여 산불피해지역의 면적을 산출하
였으며, 수치임상도와의 중첩분석을 통해 피해지역 산림의 피해량을 효과적으로 산정할 수 있는 방법을 제시하였음
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공간정보, 특히 GIS 데이터인 ESRI Shape(‘.shp’)를 활용하여 재난피해를 분석한 연구로는 조명희(2001)10), 이시영(2002)11), 김대영(2014)12) 등이 있음∙
국립재난안전연구원에서는 '국내위성자료를 이용한 재난관리 활용방안 연구(2014)'를 통해 국내 위성자료를 활용한 재난유형별 재난관리 적용성을 분석하였음- 재난관리 업무에서 위성영상을 활용한 전조감지, 현장정보 수집, 지속적인 모니터링 성과 는 준 실시간으로 현장의 상황을 전달하여 신속한 의사결정을 지원할 수 있다고 분석하였 으며,
- 특히나 산불 발생 이후에 위성을 활용하여 다양한 측면의 분석이 가능하기 때문에 산불 탐지에 서부터 피해분석에 이르기까지 전반적인 활용이 가능할 것으로 판단하였음
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앞서 검토한 선행연구 이외에도 위성영상을 활용한 홍수피해, 지진피해 등을 분석한 연구가 지속적으로 진행되어왔음13)- 이러한 연구 자료들을 검토해보았을 때, 재난대응체계의 공간정보적용가능성은 매우 높다 고 볼 수 있음
3) 산불 발생 및 재난대응 프로세스 분석
7) 손영선, LiDAR 자료 및 SPOT-4 위성영상을 활용한 산불피해 분석, 2006, 대한토목학회논문집 8) 최승필, 위성영상 자료에서 요인분석에 의한 산불 피해 지역 추출, 2006, 한국지형공간정보학회지 9) 강준묵, 위성영상을 이용한 산불재해 분석, 2010, 한국측량학회지
10) 조명희, GIS를 이용한 산불 정보관리시스템 개발, 2001, 한국지리정보학회지 11) 이시영, GIS 를 이용한 산불피해지역 특성분석, 2002, 한국지리정보학회지 12) 김대영, GIS를 이용한 산불발생의 공간적 분석, 2014, 국토지리학회지 13) 조명흠, 고해상도 위성영상을 활용한 HAITI 지진 피해 분석, 2011, 한국방재학회
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정부에서는 산불이 발생한 때에는 효율적인 산불진화를 위하여 산불진화기관이 수행하여야 할 임무와 역할을 규정하는 「산불진화기관의 임무와 역할에 관한 규정(기상청예규 제3호, 2016. 4. 13.)」을 시행하고 있음∙
큰 규모의 산불이 발생하면 [그림 1]과 같이 산불비상대책본부을 구성하여 진화될 때까지 진두지휘하고 있음∙
또한 각 지방산림관리청에서는 「산불진화 현장지휘 매뉴얼」 등을 작성하여 각 실무담당자의 역할을 명시하고 있음그림 1 산림청의 산불진화체계(출처: 산림청)
출처: 산림청(http://www.forest.go.kr, 접속일자: 19.10.11.)
그림 2 한국의 재난 대응 프로세스
출처: (구)국민안전처 위기관리 매뉴얼을 저자 재작성
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산불이 발생했을 때의 초기대응부터 상황종료까지의 프로세스를 간략하게 정리하면 위 [그 림 2]와 같음∙
산불발생(상황접수 및 전파)- 먼저 상황접수 및 초기상황 파악(원인, 피해내용, 현장조치사항 등)
- 초기상황에 따라 피해가 확대될 가능성이 크면(피해 확대 가능성 파악) 상위부서 혹은 기관 장, 유관기관 및 언론을 통해 초기상황을 보고하고 전파
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초기대응- 산불이 발생한 지역의 초기피해를 확인하고 주변시설물 및 인명대피 등의 대응 필요 - 초기상황에서 변화된 상황들(심각성, 전개속도, 지속시간, 파급효과, 확대가능성 등)을 전
파하고 추가피해 및 2차 피해가 확산되지 않도록 조치
- 초기 산불에서 진화되면 관련 보고 및 보고서를 작성하고 상황이 종료되나, 대형산불로 확산될 경우 재난본부가 설치됨
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재난대책본부 설치 및 운영- 산불이 대형화되면 장·차관 또는 산불대응 담당자의 판단에 따라 재난대책본부를 설치하 고 범정부적 지원을 요청함
- 대국민 브리핑이 필요한 경우를 대비해 상황보고서의 현황을 지속적으로 갱신하고, 보도 자료를 작성하여 각 언론사에 배포하고 대변인을 통해 관련 상황을 발표
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산불관리 및 진화- 산불피해 및 진화과정을 지속적으로 모니터링하고, 산불상황보고서를 작성 및 전파 - 진화 이후 대통령, 총리 등 주요 인사의 현장 방문을 대비해 브리핑 자료를 작성하고, 소방
대 및 군·경·소방서의 협조를 받아 산불을 진화함
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피해보고서 작성 및 피해수습 지원- 산불이 진화된 이후에는 피해파악 및 복구지원을 위해 산불조사·감식 수행
- 장·차관의 지시를 통해 피해지역 및 이재민에 대한 재정적 지원을 마련하기 위한 대책을 수립
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피해규모 파악- 피해지역의 피해규모 산정은 산림청 규정(산림청 훈령 제1200호 「산불관리통합규정」의 제33조)에 따라 피해면적 산정을 현장에서 목측, 실측 또는 항공사진, 축척 2만 5천분의 1 지형도에 의하여 피해면적을 산정하도록 하고 있음
- 피해면적이 10ha 이상인 경우는 GPS 측량장비로 피해면적을 산정하도록 하고 있음
4) 산불대응체계의 문제점
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앞서 살펴본 간략한 산불대응체계에서는 산불대응메뉴얼을 적극 활용하여 체계적인 산불대 책을 마련하고 있으나, 각 단계에서 작성되는 상황보고서 및 고위급 인사 브리핑 등 행정적 소요가 많이 발생할 것으로 예상됨- 피해면적 산정과정에서 목측, 실측 등의 방법을 사용한다고 규정하고 있어, 인력의 직접투 입이 필요하고, 많은 인력이 필요하다는 단점이 있음
- 실측 방법은 넓은 범위를 인력으로 감당할 수 없기 때문에, 넓은 면적에 대한 산불피해파악 방법은 적절하지 못한 방법임
- 항공사진은 절차상 비행승인, 촬영승인, 보안성 검토 등 거쳐야할 절차에 기간이 상당히 오래 걸리며, GPS 측량장비를 활용하는 경우에도 실측방법처럼 인적 자원의 소요가 큼