지형학에서 일반적으로 정의하고 있는 곡률도는 하천지형에서 특히 많이 사용하며 특정 곡류하도의 평면적 발달을 나타내는 지표이다. 특정 곡류하도의 반경을 r, 곡류하도의 하폭을 w라고 할 때 r/w로 나타낸다. 곡률도는 곡류하도의 평면적인 발달 상태, 특히 곡류하도의 측방이동을 조절하는 주요인자이다, 대체로 r/w 가 3 이상일 때는 측방이동이 활발하게 진행되다가 3 이하로 변하면 측방이동이 억제되기 시작하며, 2에 가까워지면 측방이동이 최소로 된다.(자연지리학사전, 한국지리정보 연구회, 2006.5.25, 한울아카데미)
이를 산지지역에 적용할 경우 사면이 볼록하거나, 오목한 정도를 구분할 수 있는 지표로 이용할 수 있다. 이전의 경사만을 고려한 사면 분류가 갖는 가장 큰 약점인, 프로세스에 대한 설명력의 부족을 보완하고자, 적용된 방법이다. 일반적으로 사면 스케일의 형성과정에 바탕을 둔 분류에 가장 적절하며, 좀 더 넓은 규모의 지형분류를 위해서는 다른 지형변수들과 함께 사용하는 것이 효율적이다. 위의 고도와 경사 그리고 곡률도의 조합을 이용한 지형분류가 사용상의 효율성과 명확성이 커서, 가장 광범위하게 사용되고 있다. 이들의 조합을 응용한 예는, 최대 최소 곡률도를 이용한 Wood(1996), 그리고 단면상에서의 평면곡률도를 이용한 Dikau(1989)의 연구 그리 고 이들의 혼합을 사용한 Schmidt & Hewitt(2004)의 연구들이 있다.
자료: http://www.jennessent.com/downloads/DEM%20Surface%20Tools%20for%20ArcGIS_A4.pdf
<그림 Ⅱ-10> 곡률도 비교
제 2 장 지형파라미터 19 4) MBI(Mass Balance Index: 사면물질이동지수)
사면물질이동지수는 Friedrich, 1996, 1998가 제시한 지수로 사면에서 물질이 이동하는 것을 정량화하여 이를 통해 지형을 분석하는 방법이다. MBI를 이용한 지형분류법의 가장 큰 전제는 형태가 다른 사면지형일지라도 사면물질이동지수를 이용해서 구분할 수 있다는 점이다. 일반적으로 음의 MBI는 순수한 퇴적이 발생하는 지점으로 와지나 범람원과 같은 지형들이며, 양의 MBI를 보이는 지점은 순수한 침식이 발생하는 지점으로 지형적으로 경사면이 이에 해당한다.
아울러, MBI가 0이 되는 지점은 침식과 퇴적이 동일한 지점으로 평탄면이 이에 해당한다. 비교적 큰 스케일에서의 지형들을 구분할 때에는 효과적이지만, 작은 스케일에서의 기복변화를 보이는 지형을 구분할 때는 오류를 야기할 수 있다.
자료: Moller, M. et al.. 2008. “Placing soil-genesis and transport processes into a landscape context: a multiscale terrain-analysis approach”. Journal Plant Nutrition and Soil Science.
Vo.171. pp.419–430. Figure 2. (a) 참조
<그림 Ⅱ-11> 사면의 위치에 따른 MBI (Möller et al., 2008)
따라서 연구목적에 따른 스케일 종속성이 기본적으로 내재되어 있어, 이러한 스케일 과 대상지형과의 크기를 조율하는 것이 이 분류법의 성공을 판단하는 가장 큰 점이다.
이러한 스케일 의존성을 극복하고자, 두 개 이상의 서로 다른 스케일에서 독립적인 작업을 수행하고, 이를 다시 감독 분류하는 방법을 사용한다.
20 산지관리를 위한 지형구분 방안 연구
5) FI(Floodplain Index: 범람원 지수)
범람원 지수는 Chovanex & Waringer가 제시한 것으로 일반적인 지형의 분류시에, 순수 퇴적지형 중에서 일반적인 와지와 범람원을 구분은 간단하지지 않아, 이러한 문제를 해결하기 위해서 만들어진 지수이다. FI는 주로 하천을 분석의 대상으로 하기 때문에 생물의 거주지와 연관된 연구에서 많이 사용된다.
∙
∙
∙
∙
∙
FI를 위한 HV 유도식
H1 ~ H5는 각각의 거주지(habitat) 별로 구분한 것이다. 각각 거주지를 구분하는 방법은 다음과 같다.
자료: A. Chovanec et al., 2005, “The Floodplain Index – a new approach for assessing the ecological status of river/floodplain systems according to the EU water Framework Directive”.
Arch Hydrobiol. Vo.15, No.1-4. pp.169-185. Fig 1. 참조
<그림 Ⅱ-12> habitat type에 따른 분류
제 2 장 지형파라미터 21 구분된 각각의 HV를 이용하여 FI를 구하는 식은 다음과 같다. 여기서 IW는 가중치로 그 지역에 할당된 가중치이다.
×
FI식
다음은 Danube 강을 대상으로 FI를 이용하여 분석한 결과를 표로 정리한 것이다.
자료: A. Chovanec et al., 2005, “The Floodplain Index – a new approach for assessing the ecological status of river/floodplain systems according to the EU water Framework Directive”.
Arch Hydrobiol. Vo.15, No.1-4. pp.169-185. Table 3. 참조
<그림 Ⅱ-13> FI를 이용한 Danube 강의 지형분류
22 산지관리를 위한 지형구분 방안 연구