개발가능지의 합리적 선정을 위한 토지형상기준 도입방안 A Study on the Application of Land Form
Standards for the Rational Choice of
Available Lands for Development
국토연 2005-3 ․ 개발가능지의 합리적 선정을 위한 토지형상기준 도입방안
글쓴이․김정훈, 조춘만 / 발행자․이규방 / 발행처․국토연구원 출판등록․제2-22호 / 인쇄․2005년 6월 27일 / 발행․2005년 6월 30일
주소․경기도 안양시 동안구 관양동 1591-6 (431-712) 전화․031-380-0426(출판팀) 031-380-0114(대표) / 팩스․031-380-0474
ISBN․89-8182-068-6
국토연 20053
개발가능지의 합리적 선정을 위한 토지형상기준 도입방안 A Study on the Application of Land Form Standards for the Rational Choice of Available Lands
for Development
•
김정훈․조춘만
연 구 진 연구책임
연구반
김정훈 책임연구원
조춘만 책임연구원
연구심의위원 신정철 선임연구위원 (주심) 최병남 GIS연구센터장 채미옥 연구위원 사공호상 연구위원
ⅰ
P ․ R ․ E ․ F ․ A ․ C ․ E
발 간 사
개발 가능한 토지를 공급하기 위해서 공급자측면에서 토지의 규모와 형태를 어떻게 정할 것인가 하는 것은 매우 중요한 문제가 될 수 있다. 당연히 공급자 입장에서는 공급비용이 최소화되는 측면에서 형태를 결정하려 할 것이다. 하지 만 어떠한 형태가 최상의 형상인지를 정하는 작업은 주변여건에 따라 형상에 미 치는 영향이 모두 달라 일반화시키는 것이 쉽지 않다. 통상 GIS를 이용한 개발가 능지 분석결과를 보면 극단적인 부정형 형상들이 결과물에 포함되어 있다. 이런 형상은 여러 가지 주제도를 중첩 분석함에 따라 나타나는 현상인데, 일반적으로 토지개발 시 효율을 떨어뜨리거나 개발패턴을 왜곡시킬 수가 있다.
본 연구에서는 이런 부정형의 형상들을 제척하는데 작업자의 주관이 아닌 자 동화 알고리즘 개발을 통한 체계적이고 계량적인 토지형상기준을 제시하고 있 다. 이는 개발비용을 최소화, 효율적인 개발수행 및 토지이용의 효율성 제고 등 에 기여할 것으로 기대된다.
또한 이 연구에서 제시하고 있는 토지형상기준에 대해 활용성을 높이기 위해 서는 형상과 관련된 보조지표들에 대한 지속적인 연구가 필요하고, 전문가의 의 견수렴이 이루어져야 하며, 실제 사례지역에 대한 철저한 실증분석이 뒤따라야 할 것이다.
그동안 국가GIS사업을 통해 국토공간정보기반이 비약적인 발전을 이루었고 이제는 이렇게 잘 구축된 공간정보를 활용하여 본 연구처럼 다양한 응용연구들 이 많이 나와 GIS활성화에 기여해 주기 바란다.
본 연구에 연구책임자로 참여한 김정훈 책임연구원의 열정과 노고를 치하하며 연구에 적극적으로 참여한 조춘만 책임연구원과 관계전문가에게 감사의 말씀을 드린다.
2005년 6월 국토연구원장 이 규 방
ⅲ
F ․ O ․ R ․ E ․ W ․ O ․ R ․ D
서 문
기존의 GIS 중첩분석을 통해 얻어진 개발가능지는 개발에 부적절한 소규모 형 상, 점적으로 흩어져 있는 아메바 형상, 길쭉한 형상, 개미허리 형상 등을 포함하 여 다양한 형상의 일단의 토지들을 포함한다. 이러한 형상들은 토지이용 효율을 떨어뜨리고 개발패턴을 왜곡시킬 수 있다.
본 연구에서는 개발가능지 분석 결과에 부정형 형상들이 포함됨에 따라 이런 형상을 개발가능지에서 제척하는데 작업자의 주관적 판단을 배제하고 체계적이 고 계량적인 기준으로 제척할 수 있는 방안을 마련하는데 연구의 목적을 두고 있다.
본 연구에서는 첫째, 기존의 개발가능지 분석에서 개발의 효율을 떨어뜨리는 부정형 형상들을 제척하기 위한 기준으로 토지형상기준을 정의하였다. 즉 토지 형상지표(Land Form Index, LFI)와 선형성지표(Related Circumscribing Circle Index, RCCI)의 개념을 도입하여 체계적이고 계량적인 기준으로 부정형 형상들을 제척 할 수 있는 방안을 마련하였다. 둘째, 수도권에 위치한 총 250개의 택지개발(예 정)지구를 대상으로 각 지구에 대한 면적과 둘레길이를 구하여 토지형상지표 (LFI)와 선형성지표(RCCI)의 기준값을 도출하였다. 셋째, 토지형상 실증분석을 위해 경기도 남부 10개시를 대상으로 LFI와 RCCI를 도출하여 4가지 토지형상 유
형을 제시하였다. 4가지 유형중 면적은 넓으나 LFI와 RCCI가 기준값 보다 낮은 지역을 대상으로 정형화 작업을 수행하였다. 정형화 작업이 수행되는 과정에 LFI 와 RCCI가 자동으로 계산되고 지속적으로 토지형상기준과 비교된다. 만약 LFI와 RCCI가 토지형상기준보다 좋은 값을 갖는 형상으로 정형화될 경우 작업이 종료 된다. 또한 정형화작업이후에도 LFI와 RCCI가 토지형상기준보다 낮게 나올 경우 그 형상은 개발가능지에서 완전 제척한다. 마지막으로 토지형상기준의 활용도를 제고하기위해 관리지역 세분화나 개발제한구역 조정가능지 등에 적용하여 활용 가능성을 제시하였다.
본 연구는 개발가능지 분석에 있어 LFI와 RCCI를 적용하여 분석대상토지의 규모 및 형상기준을 정형화한 최초의 연구로서 그 의의가 있다. 본 연구에서는 이런 부정형의 형상들을 제척하는데 작업자의 주관을 배제하고 체계적이고 계량 적인 토지형상기준을 제시하고, 자동화 알고리즘을 개발하였다. 이는 개발비용 을 최소화하고 효율적인 개발을 수행하는데 기여할 것이다. 이러한 기이한 형상 들을 골라 자동으로 제거할 수 있도록 최저형상기준을 제시한다면 개발비용을 최소화하고 효율적인 토지개발을 수행할 수 있을 것이다. 토지형상과 토지이용 효율성의 극대화 측면에서 토지형상 개념을 도입한다면 좀 더 합리적인 토지의 효율적 이용에 기여할 수 있을 것이다.
끝으로, 연구진이 아님에도 불구하고 많은 도움을 준 채 명기 연구원에게 깊은 감사를 드리며, 또한 기꺼이 자문회의에 참석하여 연구내용에 대한 조언을 아끼 지 않은 많은 전문가 여러분께 깊은 감사를 드린다.
2005년 6월
ⅴ
S ․ U ․ M ․ M ․ A ․ R ․ Y
요 약
제1장 연구개요
연구배경 및 목적
개발 가능한 토지공급을 위해 토지의 규모와 형태는 매우 중요한 문제가 될 수 있다. 토지 규모의 경우 정책결정에 따라 개발인구와 용적률 등이 정해지면 GIS분석 등으로 원하는 면적의 개발가능지를 쉽게 도출할 수 있다. 그러나 토지 형태의 경우 어떠한 형상이 최적인지를 결정하는 작업은 주변여건 및 제반 관계 자의 입장에 따라 그 일반화가 쉽지 않다.
통상 개발가능지 분석결과를 보면 극단적인 부정형 형상들이 결과물에 포함되 어 있다. 이런 형상은 여러 가지 주제도를 중첩 분석함에 따라 나타나는 현상인 데, 일반적으로 토지개발 시 효율을 떨어뜨리거나 개발패턴을 왜곡시킬 수 있는 문제점을 내포하고 있다. 따라서 이러한 기이한 형상들은 정형화작업을 거쳐 토 지를 효율적으로 이용․관리․보전할 수 있도록 하여야 한다. 예를 들면 개발이 불가능한 농업진흥지역이나 기 개발지 등이 제외된 아메바형태의 지역, 제척지 역을 제외하고 남은 환상형 띠 모양의 지역, 개발이 불가능한 길쭉한 띠 모양의 선형지역, 최소규모의 면적으로 구성된 지역 등이 이에 해당한다.
현행 개발가능지 도출 과정에 있어서 최종단계의 부정형 지역 처리 시 계획가
또는 지역 데이터분석 담당자의 주관적인 판단에 의한 임의처리 또는 제척 등이 이루어지고 있다. 광범위한 지역을 분석할 경우 수작업으로 이러한 업무를 수행 하기는 불가능하며 작업오류가 발생할 여지가 대단히 높다. 이러한 기이한 형상 들을 골라 자동으로 제거할 수 있도록 최저형상기준을 제시한다면 개발비용을 최소화하고 효율적인 토지개발을 수행할 수 있을 것이다.
또한, 최근에 정보통신기술과 GIS기술이 발달하면서 GIS 그 자체가 가지고 있 는 다양한 분석기법과 자료처리능력, 신속성을 바탕으로 방대한 양의 각종 공간 정보를 종합적으로 파악할 수 있고, 과거에 불가능했던 각종 공간분석을 가능하 게 한다. 이러한 GIS기술 향상과 공간정보의 축적 등을 활용하여 그동안 필요 성에는 누구나 공감하고 있었지만 체계적인 기준이 제시되지 못한 토지형상에 대한 최저형상기준 및 활용방안에 대한 연구가 시급히 요구된다.
본 연구에서는 개발가능지 분석 결과에 개발의 효율을 떨어뜨리는 부정형 형 상들이 포함됨에 따라 이런 형상을 개발가능지에서 제척하는데 작업자의 주관을 배제하고 체계적이고 계량적인 기준으로 제척할 수 있는 방안을 마련하는데 연 구의 목적을 두고 있다.
연구범위 및 방법
본 연구의 공간적 범위는 수도권 택지개발(예정)지구 총 250개를 대상으로 토 지형상기준을 도출하였다. 이를 근거로 경기도 남부 10개 시(안양, 군포, 의왕, 안 산, 수원, 용인, 화성, 오산, 평택, 안성)에 개발가능지 분석결과를 토지형상기준 의 네가지 유형으로 구분하여 적용 형상을 분류하였다. 또한 남해군과 화성시의 토지적성평가를 수행한 지역과 이미 완료된 개발제한구역 조정가능지에 토지형
ⅶ 동연구를 통해 개발가능지 정형화 방안에 대한 실증분석 및 자동화 알고리즘을 개발하고 타 분야에 활용방안을 마련하였다.
제2장 토지형상기준 정의
기존의 개발가능지 분석에서는 대부분 소규모 지역을 최소면적으로 필터링하 는 과정만을 거쳐 나머지 지역을 개발가능지로 간주하였다. 그러나 GIS 중첩분 석을 통해 얻어진 개발가능지는 선형, 아메바형상 등 다양한 형태를 갖으며 이중 에는 개발에 부적절한 형상이 포함되어 있다. 본 연구에서는 일반적으로 토지의 형상이 복잡하지 않고 단순한 경우가, 선형으로 길게 늘어져 있기보다는 집중되 어 있는 경우가 토지의 개발이나 활용성 측면에서 유리하다는 전제 하에 토지형 상의 복잡성과 선형성을 나타내는 지표를 토지형상기준으로 삼았다. 또한 토지 형상의 활용성 측면에서 복잡하지 않고 단순할수록, 길게 늘어져 있지 않고 집중 되어 있을수록 토지형상기준 값이 커지도록 토지형상 기준을 정의하여 사용자로 하여금 직관적이고 일관성 있게 이해 할 수 있도록 하였다.
토지형상지표(Land Form Index, LFI)
아메바형 토지와 같이 토지형상의 외형이 동일하더라도 기존 시가지나 소규모 토지이용규제 지역에 의해 홀 폴리곤(Hole Polygon)이 발생하면 토지의 활용 방 안이 달라지므로 이를 구분할 지표가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 토지형 상지표(Land Form Index, LFI)를 도입하여 토지형상의 복잡성을 계량화하는 지표 로 삼았다. 일반 도형의 토지형상지표 정의는 다음과 같이 표시할 수 있다.
LFI = 면적
둘레길이×변환길이
즉, 면적을 둘레의 길이로 나누고 다시 변환길이로 나눠 무차원화함으로써 동일 형상의 경우 규모(면적)에 관계없이 LFI값이 일정한 값을 갖도록 하여 LFI값 간 의 비교를 가능하게 해준다. 본 연구에서 정의한 토지형상지표(LFI)는 기준도형
의 토지형상지표를 1로 조정하고 토지형상지표가 1보다 작은 값을 취한다.
선형성지표(Related Circumscribing Circle Index, RCCI)
토지형상이 집중되어 있는 경우가 선형으로 길게 늘어져 있는 경우보다 토지 의 개발이나 활용성 측면에서 유리하다고 가정할 때 토지형상의 선형성을 표현 하는 지표가 필요하다. 이를 위해 선형성지표(RCCI)를 도입하여 토지형상의 선 형성을 계량화하는 지표로 삼았다. 래스터 자료에서의 RCCI는 ‘1-(토지의 면적/
토지의 최소경계원의 면적)’으로 계산되어 토지 전체의 선형성(overall patch elongation)을 측정한다. 본 연구에서는 최소경계원의 면적에 대한 해당 토지의 면적의 비로 RCCI를 재정의하여 토지형상의 기준을 직관적으로 쉽게 이해할 수 있고, 앞서 정의된 토지형상지표(LFI)와 일관성을 갖도록 아래와 같이 조정하였 다.
조정된 RCCI = 해당 토지의 면적 최소경계원의 면적
조정된 RCCI 값은 해당 토지의 형상이 원형에 가까우면 ‘1’에 가까워지며, 해당 토지가 선형일수록 조정된 RCCI 값은 ‘0’에 가까워진다. 해당 토지의 면적이 ‘0’
인 경우는 존재하지 않으므로 조정된 RCCI 값이 ‘0’인 경우는 없다.
제3장 토지형상기준 도출
수도권에 위치한 총 250개의 택지개발(예정)지구를 대상으로 각 지구에 대한 면적과 둘레길이를 구하여 토지형상지표(LFI)를 계산, 분석한 결과 평균 0.687084, 최소 0.311589, 최대 0.947271로 나타났다. 분석대상 중 평균 토지형상
ⅸ 최대 토지형상지표를 갖는 지구는 0.947271인 의정부 민락지구로 정사각형보다 더 원형에 가까운 형상을 갖는다.
한편, 수도권에 위치한 총 250개의 택지개발(예정)지구를 대상으로 각 지구에 대한 선형성을 구하여 조정된 RCCI 값을 분석한 결과 평균 0.405161, 최소 0.116874, 최대 0.754730으로 나타났다. 분석대상 중 평균 형상에 가장 가까운 지 구는 조정된 RCCI가 0.405295인 평택 장당지구로 분석되었다. 분석대상 중 최소 RCCI를 갖는 지구는 길쭉한 형상을 갖는 서울 가양지구로 분석되었으며 RCCI는 0.116874로 나타났다. 분석대상 중 최대 RCCI를 갖는 지구는 거의 원형의 형상 을 갖는 의왕 포일2지구로 RCCI는 0.754730으로 분석되었다.
제4장 토지형상기준 실증분석
이 장에서는 제3장에서 도출한 토지형상기준을 실제 개발가능지 분석에 적용 하기에 앞서 토지형상이 과연 토지이용의 효율성과 상관관계가 있는지 여부를 조사하기 위해 전략/시뮬레이션 게임인 SimCity를 이용하였다. 현실 여건에서 토 지형상이 토지이용 효율성과 상관관계가 있다는 검증을 하기가 불가능함으로 동 일한 면적의 각기 다른 형상에 대해 모든 조건을 똑같이 주었을 때 형상에 따른 개발효과를 분석해 보았다. 그리고 수도권 남부 10개 시군을 대상으로 개발가능 지를 분석하여 앞장에서 도출한 토지형상기준을 이용하여 4가지 토지형상 유형 제시를 통해 각 유형별 특징을 살펴보았다.
토지형상의 효율성분석: SimCity 활용
심시티는 다양한 도시계획의 이론을 접목시켜 개발된 시뮬레이션 게임이다.
특히 심시티의 특성상 토지이용계획이 도시의 성장에 많은 영향을 미치도록 시 뮬레이션 되어 있기 때문에 토지이용계획과 밀접한 관계가 있는 토지형상의 효 율성을 검증하기에 적합한 시뮬레이션 모형이라고 할 수 있다. 심시티에서는 공 간의 구조에 따라 공공시설의 면적과 관리비용이 각각 다르게 나타나기 때문에,
도시 공간구조가 적절하게 설계되었을 때 가장 최소의 비용과 면적으로 도시인 프라를 구성할 수 있다. 토지의 형상에 따른 개발가능지의 변화를 검증하기 위 해서는 외부적인 요소들을 배제한 상태에서 변화를 살펴보았다. LFI값에 의해 정해진 면적을 제외한 모두 외부적인 요소를 배제한 상태에서 각각 3가지 시나 리오별로 토지형상을 독립변수로 놓고, 주거지역과 상업지역, 공업지역, 공원의 면적과 규모를 동일하게 주었을 때 변화하는 도시의 성장구조를 가지고 검증을 시도하였다.
심시티의 형상기준 검증을 위해서 세 개의 시나리오에 대한 가정을 세워보면 다음과 같다. 첫째, LFI값이 높을수록 공공시설의 면적과 유지관리비용이 적게 든다. 둘째, LFI값이 높을수록 인구유입이 더 많아지고 계층적인 구조도 중산층, 상류층, 하류층의 순서로 인구가 분포하여 중산층이 가장 많은 안정적인 구조를 나타낼 것이다. 셋째 산업구조에서 상업지역의 경우 고급서비스와 고급오피스가 입지하고 공업지역은 첨단IT산업의 비율이 높을 것이다.
제1시나리오는 면적이 용인 죽전지구와 동일한 정사각형인 토지형상으로서 LFI값이 0.886227, RCCI가 0.636620, 면적이 3.59㎢인 경우로 LFI값과 RCCI값이 최대값에 가까운 경우이고 , 제2시나리오는 면적의 기준이 되는 용인 죽전지구로 서 LFI값은 0.423589, RCCI가 0.304484, 면적이 3.59㎢인 경우로 LFI값과 RCCI값 이 평균보다 다소 낮은 수준이고, 제3시나리오는 김포 양촌지구를 용인 죽전지구 와 면적을 동일하게 하기 위해 수정하였으며, LFI값이 0.311589, RCCI가 0.1335198, 면적이 3.59㎢인 경우로 LFI값과 RCCI값이 최소값에 근접한 경우이다.
3가지 시나리오의 분석결과 앞서 가정했던 것과 같이 토지형상이 가장 좋은 제1시나리오의 도시가 공공시설에 있어서 가장 적은 면적 분포와 낮은 유지관리
ⅺ 층, 상류층, 하류층 순서대로 안정적인 인구구조를 나타낸 반면, 제3시나리오의 경우 하류층, 중산층, 상류층 순위의 도시구조를 나타냈다. 산업분포 또한 제1, 2 시나리오의 경우 첨단IT산업이 많이 입지하고 있는 반면 토지형상이 가장 좋 지 않은 제3시나리오에서는 공해산업이 대부분 입지하고 있었다. 그러나 상업입 지에서는 토지형상과 상관없이 모든 시나리오에서 고급상업서비스와 상급상업 오피스가 대부분 입지하고 있었다.
결과적으로 심시티 분석에 의하면 토지형상이 도시에 미치는 영향이 있고 그 영향은 토지형상이 좋을수록 공공시설의 면적과 비용이 적게 소요되며, 중산층 위주의 안정적인 도시 인구구조와 외부의 인구유입의 증가, 공해산업위주의 1차 산업이 아닌 친환경적인 첨단IT산업위주로 변해간다는 것을 확인할 수 있었다.
개발가능지 분석을 통한 4가지 토지형상 유형제시
토지형상 실증분석을 위해 경기도 남부지역 10개 시(안양, 군포, 의왕, 안산, 수 원, 용인, 화성, 오산, 평택, 안성)를 대상으로 개발가능지를 분석하였다. 경기도 남부지역을 연구 대상지로 선정한 이유는 수도권의 다른 지역에 비해 지형이 평 탄하고 토지이용규제가 많지 않아 개발가능지가 많이 분포할 것으로 예상되기 때문이다. 개발가능지는 개발불능지, 기개발지, 개발억제지를 중첩분석을 통하 여 생성한 후, 이 지역을 연구 대상지 전체에서 제척하여 얻는다.
최소면적 필터링은 추출된 개발가능지 중 최소면적(예: 택지개발촉진법에 의 한 10만㎡, ) 미만의 면적을 갖는 지역을 제외시키는 작업으로 최소면적 기준 미 만의 지역은 최소면적 필터링 작업을 통해 개발가능지에서 제외되었다. 소규모 지역을 최소면적 필터링을 하고 난 개발가능지는 LFI의 기준과 RCCI의 기준에 따라 네 가지 유형으로 구분된다(본문 <표 4-5> 참조). (LFI 기준과 RCCI 기준은 본문 3장에서 택지개발(예정)지구를 분석하여 도출된 값을 사용하며 최저 토지 형상지표는 김포 양촌지구의 토지형상지표인 0.311589를, 최저 RCCI는 서울 가 양지구의 RCCI 값인 0.116874를 사용하였음)
<개발가능지 유형구분>
유형 구분 형상기준
유형Ⅰ LFI ≧ 0.311589, RCCI ≧ 0.116874 유형Ⅱ LFI < 0.311589, RCCI ≧ 0.116874 유형Ⅲ LFI ≧ 0.311589, RCCI < 0.116874 유형Ⅳ LFI < 0.311589, RCCI < 0.116874
유형Ⅰ은 LFI와 RCCI가 모두 기준 이상인 경우로 대부분 외형이 단순하고 토 지형상이 중심에 집중되어 있다(본문 <그림 4-11> 참조). LFI와 RCCI가 모두 기 준 이상인 형상들이기 때문에 개발가능지로서 활용성이 높으며 특히 LFI 값이 최저 기준 이상으로 토지의 외형이 단조롭고 토지의 내부에 홀 폴리곤이 거의 없는 형상을 나타낸다.
유형Ⅰ-1 LFI 0.756318, RCCI 0.362006 유형Ⅰ-2 LFI 0.634108, RCCI 0.314413 유형Ⅰ-3 LFI 0.634952, RCCI 0.359077 유형Ⅰ-4 LFI 0.898916, RCCI 0.571557
(유형Ⅰ-1)
(유형Ⅰ-2)
(유형Ⅰ-3)
(유형Ⅰ-4) <유형Ⅰ의 개발가능지 형상>
유형Ⅱ는 LFI는 기준 미만이고 RCCI는 기준 이상인 경우로 대부분 외형은 복 잡하지만 토지형상이 중심에 집중되어 있다(본문 <그림 4-12> 참조). RCCI 값이
ⅻⅰ 므로 유형Ⅱ의 경우 공공의 목적으로 토지를 활용하는 택지개발 사업 등에 사용 될 수 있을 것이다.
유형Ⅱ-1 LFI 0.108364, RCCI 0.296416 유형Ⅱ-2 LFI 0.185925, RCCI 0.494996 유형Ⅱ-3 LFI 0.290034, RCCI 0.379652 유형Ⅱ-4 LFI 0.143593, RCCI 0.330579
(유형Ⅱ-1)
(유형Ⅱ-2)
(유형Ⅱ-3)
(유형Ⅱ-4)
<유형Ⅱ의 개발가능지 형상>
유형Ⅲ는 LFI는 기준 이상이고 RCCI는 기준 미만인 경우로 대부분 외형은 단 순하지만 토지형상이 중심에 집중되지 않은 선형성을 띄고 있다(본문 <그림 4-13> 참조). LFI가 기준치 보다 높기 때문에 토지형상 외형이 단순하고 홀 폴리 곤이 발생하지 않아 대체로 아메바 형태를 띠지 않지만 RCCI 값이 낮아 길쭉한 형태의 선형을 이룬다. 유형Ⅲ는 주로 길쭉한 선형의 형상을 가지므로 신도시나 대규모 택지개발에는 적당하지 않고 소규모 택지개발이나 제1종, 제2종 지구단 위계획 등으로 활용이 가능할 것이다.
유형Ⅲ-1 LFI 0.427651, RCCI 0.084869 유형Ⅲ-2 LFI 0.451911, RCCI 0.099091 유형Ⅲ-3 LFI 0.393916, RCCI 0.065413 유형Ⅲ-4 LFI 0.467470, RCCI 0.101573
(유형Ⅲ-1)
(유형Ⅲ-2)
(유형Ⅲ-3)
(유형Ⅲ-4)
<유형Ⅲ의 개발가능지 형상>
유형Ⅳ는 LFI와 RCCI가 모두 기준 미만인 경우로 대부분 외형이 복잡하고 토 지형상이 중심에 집중되지 않은 선형성을 띄고 있다(본문 <그림 4-14> 참조). LFI 가 기준치 보다 낮기 때문에 토지형상 외형이 복잡하고 홀 폴리곤에 의해 아메바 형태를 이루며, RCCI이 낮아 길쭉한 형태의 선형을 이룬다.
유형Ⅳ-1 LFI 0.246153, RCCI 0.050450 유형Ⅳ-2 LFI 0.210576, RCCI 0.092224 유형Ⅳ-3 LFI 0.243676, RCCI 0.086011 유형Ⅳ-4 LFI 0.213681, RCCI 0.101380
(유형Ⅳ-1)
(유형Ⅳ-2)
(유형Ⅳ-3)
(유형Ⅳ-4)
<유형Ⅳ의 개발가능지 형상>
개발가능지 유형Ⅳ의 경우 대부분 길쭉한 선형이면서 아메바 형태를 이루므로 신도시나 대규모 택지개발뿐만 아니라 지구단위 계획 같은 소규모 개발에도 적 합하지 않다. 그러나 일정 규모 이상의 개발가능지에 대해서는 정형화 작업을 거 쳐 일부 부적절한 형상을 분리하여 토지의 효용성을 높일 수 있다. 정형화 작업 을 수행하여도 개발 부적절 형상으로 분류되는 개발가능지는 개발효용이 전혀 없는 것으로 판단되어 제척하였다.
토지형상의 정형화 작업
ⅹⅴ 로 폭이 최소인 지점에서 분리하거나 토지형상 경계일부가 뾰족한 부분 등은 깎 아 냄으로써 토지형상을 좋게 만들 수 있다. 본 연구에서는 이런 일련의 과정을 토지형상의 정형화 작업이라고 하였다.
토지형상의 정형화 작업은 우선 유형IV로 분류된 형상들의 경계를 추출하고, 토지형상의 둘레길이와 면적을 계산하여 토지형상지표(LFI)와 선형성지표 (RCCI)를 계산한다. LFI와 RCCI값을 근거로 토지형상을 유형별로 분류(유형Ⅰ~
유형Ⅵ)한다. 그리고 최소폭 지점을 탐색하여 분리하고, 최소면적 필터링을 수행 하는 절차로 진행된다. 이 프로세스는 토지형상이 유형IV에서 유형Ⅲ이나 유형
Ⅱ, 유형Ⅰ로 바뀔 때 종료된다(본문 <그림 4-15> 참조).
시작
정형화 작업 완료 토지형상 경계추출
토지형상기준 지표 계산 (LFI, RCCI)
최소폭지점에서 분할
유형Ⅳ ?
Y
N 토지형상 둘레길이 계산 (최외곽 둘레, 내부홀 둘레)
토지형상 면적 계산 (최외곽 둘레면적,실면적,
최소경계원 면적)
최소폭지점 탐색 최소면적 필터링 시작
정형화 작업 완료 토지형상 경계추출
토지형상기준 지표 계산 (LFI, RCCI)
최소폭지점에서 분할
유형Ⅳ ?
Y
N 토지형상 둘레길이 계산 (최외곽 둘레, 내부홀 둘레)
토지형상 면적 계산 (최외곽 둘레면적,실면적,
최소경계원 면적)
최소폭지점 탐색 최소면적 필터링
<토지형상 정형화작업 흐름도>
부정형의 형상에 대해 최소폭 지점을 자동으로 결정하는 프로세스는 무수히 많은 경우의 수가 발생하고, 각 경우 대해 전문가 수준의 판단을 필요로 한다.
특히 벡터 기반의 데이터에서는 서로 인접한 점들과의 연결선을 최소폭으로 인 식하게 되는 오류가 많이 발생하기 때문에 본 연구에서는 래스터 기반의 데이터 에서 정형화 작업을 수행하는 방법을 선택하였다.
토지형상지표(LFI)를 계산하기 위해 토지형상의 실면적과 아메바 형태의 내부 홀 둘레를 포함한 전체 둘레 길이가 필요하고, 선형성지표(RCCI)를 계산하기 위 해서는 홀을 제외한 외곽경계의 면적과 최소경계원의 면적이 필요하다. 이런 작 업을 래스터 기반의 데이터에서 수행하기 위해서는 셀 탐색을 통한 토지형상 경 계추출이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 변으로 접한 주변 4개 셀을 탐색하여 토지형상의 경계를 추출하고(본문 <그림 4-21> 참조), 둘레의 길이와 면적을 계 산한 다음 토지형상지표(LFI)와 선형성지표(RCCI)를 계산하였다.
개발가능지 유형에 따른 활용방안
토지형상과 토지이용의 효율성과 상관관계를 검증하기 위해 SimCity에 3가지 토지형상을 적용한 결과, 토지형상이 좋을수록 인구규모가 크고 인구구조에서 안정적인 형태를 보였다(본문 <표 4-2> 참조).
이를 바탕으로 개발가능지를 분석하고 그 결과를 토지형상의 기준에 따라 4가 지 유형으로 구분하였으며 각각의 유형에 대한 활용방안을 아래 표와 같이 제시 하였다(본문 <표 4-6> 참조).
ⅹⅶ
<개발가능지 유형에 따른 활용방안>
유형 구분 형상기준 활용방안
유형Ⅰ LFI ≧ 0.311589,
RCCI ≧ 0.116874 모든 개발가능지로 활용 유형Ⅱ LFI < 0.311589,
RCCI ≧ 0.116874
신도시나 대규모 택지개발사업과 같은 대규 모 사업에 활용
유형Ⅲ LFI ≧ 0.311589, RCCI < 0.116874
소규모 택지개발사업이나 제1종, 2종 지구단 위계획 등에 활용
유형Ⅵ LFI < 0.311589, RCCI < 0.116874
정형화 작업을 통해 다른 유형으로 조정하거 나 개발가능지에서 제외
제5장 토지형상기준 활용방안
토지의 형상과 토지이용 효율성 증대 측면에서, 다음과 같은 부문에 토지형상 개념을 도입하면 좀 더 합리적인 토지의 효율적 이용에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
첫째, 토지형상이 토지조성비에 영향을 미칠 수 있기 때문에 토지형상을 본 연구에서처럼 계량화함으로써 토지개발 조성비 산정에 합리화를 기할 수 있다.
둘째, 토지형상이 정형적일 경우 해당 토지전체의 이용 효율성이 극대화 되어 좀 더 많은 건물배치가 가능해지고 따라서 연면적이 확대되는데 기여할 수 있다.
셋째, 토지형상이 당해 개발지구의 공원부지 제공에 영향을 미칠 수 있다. 일 반적으로 개발가능지 분석의 경우, 주변 산지 등 경사도의 한계에서 가능한 최대 면적의 개발가능지 확보를 위해 수지(finger)형 토지형상이 나타나곤 한다. 이 경 우 주어진 조건을 잘 활용하면 자연친화적인 공간계획이 가능하다.
넷째, 토지형상이 정형적일수록 당해 개발계획 지구에 공급되는 도시기반시설 의 총량을 줄일 수 있는 가능성이 있다. 이는 지구내 토지형상의 정형화가 토지 이용 효율성 극대화로 이어져, 좀 더 효율적의 도시기반시설 공급으로도 도시에 필요한 기반시설의 요구수준을 충족할 수 있다는 것이다.
다섯째, 토지형상이 부정형에 가까울수록 향후 도시의 무계획적 외연확산 (Urban Sprawl)을 부채질할 가능성이 있다. 해당 택지개발 부지의 일부가 지나치 게 부정형을 보인다든지, 대부분 형상이 양호함에도 개미허리형상을 보인다든지, 지나치게 선형(Linear) 토지형상을 보이는 등의 경우 더 큰 주변의 난개발 및 토 지의 외연확산 양상을 불러올 수도 있다.
관리지역 세분화에 대한 토지정형화의 필요성
기존 관리지역은 많은 경우 농림지역 사이에 점적으로 흩어져 있는 아메바 형 태를 원래 가지고 있고, 결과적으로 관리지역에 대한 개발지역과 보전지역을 공 간적으로 구분하는 데 있어 추후 용도로 활용이 어려울 정도로 비정형성 토지가 양산되는 결과를 초래하기 쉽다. 따라서 토지적성평가의 등급결과에 의한 관리 지역 세분화시 토지 형상개념이 적용된 일단의 필터링 작업을 통한 관리지역의 집․분산을 유도해 좀 더 토지활용도가 높으면서도 계획가 개인의 자의적 판단 이 가급적 배제된 관리지역 세분화가 이루어 질 수 있다. 토지적성평가 결과에 의한 관리지역 세분화 시 다음과 같은 경우들을 포함한 임의적 처리과정에 토지 형상개념의 적용이 필요하다.
- 아메바형태로 다양한 등급지역이 주변에 넓게 산재할 경우의 집단화 처리 - 동일 등급지역이 다양한 면적을 가지고 주변에 산재된 경우 집단화 처리 - 일정폭 이하 등급지역의 주변 용도로 편입 또는 제척 처리
- 최소면적 이하 등급지역의 주변 등급으로 편입 또는 제척 처리 - 일개 등급지역이 주변의 타 등급지역에 둘러싸여 있는 경우의 처리 특히, 도시관리계획수립지침 상 관리지역 세분화시 토지정형화 개념의 모호
ⅹⅸ 형상이 지극히 안 좋은 경우 해당 토지군의 효용성 저하로 토지가치의 하락을 불러올 가능성도 있다.
개발제한구역 부분해제 시 토지정형화의 필요성
「개발제한구역부분해제를위한도시관리계획수립을위한지침」에 의거하여, 기존 집단취락지역에 대한 구역설정기준을 보면 크게 면적기준 및 일단의 구역 경계 설정기준으로 대별된다. 자연녹지지역으로 해제되는 경우나 지구단위계획 으로 해제하는 경우를 막론하고 토지형상 부정형의 문제가 빈번하게 노출되고 있으며, 개발제한구역 주민대표단 간담회 또는 공청회 등을 통해 이러한 문제들 이 민원으로 제기되어 왔다. 이는 개발제한구역 부분해제를 위한 「도시관리계 획수립을위한지침」에 의한 구역경계설정 관련 지침내용이 궁극적으로는 부분 해제되는 일단의 취락지역에 대한 토지형상을 전체적으로 고려하지 못하고 있기 때문이다. 소위 아령형, 생선가시형 등 형상이 좋지 못한 취락지구의 부분해제 가 현실적으로 사는 주민들에게 많은 생활의 불편과 토지가치 실현 불가능 및 결국에는 토지가격하락으로까지 연결될 수 있기 때문이다.
따라서 일단의 토지형상개념을 도입하여, 개발제한구역 내 취락구조, 기존 정 주환경을 고려한 향후 개발방향 등에 적합한 형상기준을 마련하여 부분 해제구 역의 구역계 설정시 중요한 고려사항으로 포함시키는 것이 바람직하다고 본다.
단, 지구단위계획을 통해 개발제한구역의 부분해제시 해제된 일단의 취락지역내 일정 토지가 도로, 공원, 주차장 등 도시계획시설로 결정되어 해제지역 전체 형 상 그 이면에 일반적으로 소규모에 해당하는 당해 해제지역 내부토지에 대한 주 거환경 및 생활환경이 악화될 가능성이 있다. 따라서 개발제한구역 당시보다 더 열악한 정주환경이 조성될 수도 있으므로 이 경우 전체 토지형상기준의 적용과 동시에 내부 정주환경에 대한 계획적 배려가 있을 때에만 전체 토지형상의 정형 화에 대한 노력이 그 효과를 발휘할 수 있을 것이다.
제6장 결론 및 향후 연구과제
기존의 방식대로 GIS의 중첩분석을 통해 얻어진 개발가능지는 개발에 부적절 한 소규모 형상, 점적으로 흩어져 있는 아메바 형상, 길쭉한 형상, 개미허리 형상 등을 포함하여 다양한 형상의 일단의 토지들을 포함한다. 이러한 형상들은 토지 이용 효율을 떨어뜨리고 개발패턴을 왜곡시킬 수 있으나 체계화된 정형화작업이 없어 작업자의 주관적인 판단에 의해 배제되어왔다. 본 연구에서는 이런 부정형 의 형상들을 제척하는데 작업자의 주관이 아닌 자동화 알고리즘 개발을 통한 체계적이고 계량적인 토지형상기준을 제시하였다. 이는 개발비용을 최소화, 효 율적인 개발수행 및 토지이용의 효율성 제고 등에 기여할 것으로 기대된다.
연구의 특징과 한계
본 연구는 기존의 개발가능지 분석의 한계로 지적되어 온 부정형 형상 처리작 업에 있어서의 작업자의 주관의 문제를 해결하기 위해, 토지형상의 기준 정의에 있어서 토지형상지표(Land Form Index, LFI)와 선형성지표(Related Circumscribing Circle Index, RCCI)를 도입하였다. 이를 바탕으로 체계적이고 계량적인 기준으로 부정형 형상들을 제척할 수 있는 가능성을 제시했다는데 그 의의가 있겠다. 또 한 토지형상기준을 활용할 수 있는 방안들을 제시하여 그 활용성을 높였다. 특히 도시관리계획상 관리지역 세분화 시 토지형상의 활용방안과 개발제한구역 부분 해제 시 활용방안을 정리하였다. 그리고 LFI와 RCCI를 이용하여 낱장 지적도를 연속지적도로 만들 때 나타나는 불부합문제로 야기되는 길쭉한 선형필지들을 도 출하여 제거할 수 있으며 불일치한 필지들을 도출하여 지적재정리하는데 활용할 수도 있음을 지적하였다.
ⅹⅺ of Adjacency) 등 두개 이상의 토지형상의 상호관련성을 고려한 토지형상 정형화 문제로 연구주제를 확대해 볼 수 있겠다.
둘째, 토지형상 우열의 판단기준을 토지이용 효율성에 국한하였다. 이는 GIS 중첩분석에 의한 지나치게 복잡하고 다양한 개발가능지 형상도출 현상뿐만 아니 라, 주변의 지형지세 및 개발여건 등 토지형상에 미치는 제 영향의 범위가 본 연 구의 한계를 뛰어넘는 것임에 기인했다. 향후 연구에는 토지형상의 판단기준으 로서 토지이용 효율성 이외, 지속가능성(Sustainability), 생태도시화, 도심재생, 장 소성, 근린의식 등 좀 더 다양한 토지형상 판단요소가 적용될 수 있겠다.
셋째, 본 연구에서 제시하고 있는 토지형상지표(LFI)와 선형성지표(RCCI)를 실제 사례에 적용하지 못하고 SimCity를 이용하여 가상으로 형상기준을 검증할 수밖에 없는 것이 현실적인 한계이다.
향후 연구과제
이 연구에서 제시하고 있는 토지형상기준에 대해 활용성을 높이기 위해서는 형상과 관련된 보조지표들에 대한 지속적인 연구가 필요하고, 전문가의 의견수 렴이 이루어져야 하며, 실제 사례지역에 대한 철저한 실증분석이 뒤따라야 할 것 이다. 본 연구와 관련하여 후속적으로 수행되어야 할 주요 연구과제를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 이 연구를 통해서 제시된 토지형상기준을 보완할 수 있는 보조지표개발 에 주력하여야 한다. 토지형상과 관련된 지형지세, 지반의 종류, 물가지수, 시공 사 물류체계 등 다양한 요소들에 의한 상관성을 분석하여 보조지표로 활용할 필 요가 있겠다.
둘째, 택지개발예정지구 지구계를 설정할 때 토지형상기준을 활용할 수 있는 방안 연구가 필요하겠다. 택지개발예정지구 지구계의 형상에 따라 건축연면적, 공원면적, 도시기반시설 공급량, 주변지역 난개발 여부 등 다양한 시뮬레이션을 통해 최적의 택지개발 지구계를 도출할 수 있는 연구가 요구된다.
셋째, 도시관리계획수립지침은 일단의 등급지역에 대한 “가능한 한 토지의 정
형화” 후에 생산, 보전 또는 계획관리지역으로의 세분화를 제도화하고 있다(동 지침 3-1-6-5(3) 참조). 그러나 이러한 토지정형화 조항에 대한 아무런 지침이나 판단절차 및 기준 등이 마련되어 있지 못하다. 따라서 세분화 후 각 적성에 따른 토지이용의 효율성 극대화를 위한 토지형상의 정형성이 미비되면 해당 토지군의 효용성 저하로 토지가치의 하락을 불러올 가능성도 있다. 본 관리지역 토지세분 화 이전단계의 토지정형화에 대한 객관적인 지침내용 마련을 위한 후속연구가 필요하다. 이를 위해서는 필연적으로 토지적성평가 결과와 실제 도시관리계획 과의 상관관계를 파악해야 하고, 이를 통해 향후 토지이용 결과 및 그들 각 토지 의 이용효율성 등에 대한 후속적인 연구를 통해 각 토지적성에 따른 적절한 토지 형상지표 마련이 가능할 것이다.
넷째, 개발제한구역 부분해제 등과 관련하여 토지형상개념을 적용하여 의사결 정과정을 객관화할 필요가 있다. 개발제한구역 해제지역에 대한 토지형상 부정 형의 문제가 빈번하게 노출되고 있으며, 지속적인 민원의 원인이 되어오고 있다.
부분해제가 예상되는 각 지역의 물리적 특수성 및 기존 지역주민들의 공간과의 상호관계 등을 보전하면서도 새로운 향후 개발을 유도할 수 있는 적극적인 토지 형상개념의 적용 노력이 필요하다.
다섯째, 토지형상이 도시의 난개발 가능성에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 토지형 상이 부정형에 가까울수록 향후 도시의 무계획적인 외연적 확산(Urban Sprawl)을 부채질할 가능성이 있다. 과거 제1기 신도시에 해당하는 분당 및 일산 등의 경우 주변 준도시지역, 준농림지역 및 무허가 취락시설 등이 인근 의 양호한 도시기 반시설, 양호한 도로경관, 주변지역과의 원활한 교통체계 등에 무임승차(Free Ride)하는 사례가 문제시 되어왔다. 특별한 물리적 사유가 없이 해당 택지개발
C ․ O ․ N ․ T ․ E ․ N ․ T ․ S
차 례
발간사 ··· i 서 문 ··· iii 요 약 ··· v
제1장 서 론 ··· 1
1. 연구배경 ··· 1 2. 연구의 목적 ··· 4 3. 연구의 범위 및 방법 ··· 4 4. 선행연구현황 ··· 5 5. 연구수행절차 ··· 10
제2장 토지형상기준 정의 ··· 11 1. 토지형상기준의 선정조건 ··· 11 2. 토지형상지표(Land Form Index, LFI) 정의 ··· 13 3. 선형성지표(Related Circumscribing Circle Index,RCCI) 정의 ··· 21
제3장 토지형상기준 도출 ··· 25 1. 택지개발(예정)지구 현황 ··· 25 2. 토지형상지표(LFI) 기준 도출 ··· 27 3. 선형성지표(RCCI) 기준 도출 ··· 29
제4장 토지형상기준 실증분석 ··· 33
1. 토지형상의 효율성 분석: Simcity 활용 ··· 33 2. 개발가능지 분석을 통한 형상기준 검증 ··· 41 3. 토지형상의 정형화 작업 ··· 54 4. 개발가능지 유형에 따른 활용방안 ··· 61 제5장 토지형상기준 활용방안 ··· 63
1. 토지형상기준의 활용방안 ··· 63 2. 도시관리지역 세분화에 따른 활용방안 ··· 67 3. 수도권 개발제한구역 부분해제 시 활용방안 ··· 79
제6장 결론 및 향후 연구과제 ··· 87
1. 토지형상기준 도입 의의 ··· 87 2. 연구의 특징과 한계 ··· 88 3. 향후 연구과제 ··· 89
참 고 문 헌 ··· 93
SUMMARY ··· 97
부록Ⅰ. 환경친화적 택지개발편람 - 택지개발예정지구 지정에 관한 사항 ··· 105 부록 II. 토지형상지표(LFI) 계산 프로그램 소스 코드 ··· 117 부록 III. 선형성지표(RCCI) 계산 프로그램 소스 코드 ··· 123
C ․ O ․ N ․ T ․ E ․ N ․ T ․ S
표 차 례
<표 2-1> McGarigal & Marks SI ··· 15
<표 2-2> 원을 기준도형으로 한 경우 토지형상지표(LFI) ··· 18
<표 2-3> 정사각형을 기준도형으로 한 경우 토지형상지표(LFI) ··· 19
<표 2-4> 기준도형간의 토지형상지표(LFI) 비교 ··· 19
<표 2-5> 토지형상지표(LFI)와 McGarigal & Marks SI 비교 ··· 20
<표 2-6> 토지형상지표와 조정된 RCCI 비교 ··· 24
<표 3-1> 수도권 택지개발(예정)지구 현황 ··· 26
<표 4-1> 시나리오에 공통적으로 적용된 요소들 ··· 36
<표 4-2> 시나리오별 산업구조 분석결과 ··· 36
<표 4-3> 개발가능지 분석기준 ··· 43
<표 4-4> 수도권 규모별 개발가능지 면적 ··· 45
<표 4-5> 개발가능지 유형구분 ··· 49
<표 4-6> 개발가능지 유형에 따른 활용방안 ··· 61
<표 5-1> 토지적성평가 필지별 등급분포 ··· 72
<표 5-2> 토지적성평가 집단화된 등급분포 ··· 73
<표 5-3> 3,4,5등급 지역에 대한 토지형상유형 구분 ··· 74
C ․ O ․ N ․ T ․ E ․ N ․ T ․ S
그 림 차 례
<그림 1-1> 중첩분석 결과 나타나는 형상 ··· 3
<그림 2-1> 토지형상기준의 선정조건 ··· 13
<그림 2-2> 변환길이 개념도 ··· 18
<그림 2-3> RCCI의 기하학적 의미 ··· 22
<그림 2-4> 조정된 RCCI의 기하학적 의미 ··· 23
<그림 2-5> 조정된 RCCI 계산 과정 ··· 24
<그림 3-1> 수도권 택지개발(예정)지구 현황도 ··· 26
<그림 3-2> 화성 동지지구 형상 ··· 27
<그림 3-3> 김포 양촌지구 형상 ··· 28
<그림 3-4> 의정부 민락지구 형상 ··· 28
<그림 3-5> 각형상별 토지형상지표 ··· 29
<그림 3-6> 평택 장당지구 형상 ··· 30
<그림 3-7> 서울 가양지구 형상 ··· 30
<그림 3-8> 의왕 포일2지구 형상 ··· 31
<그림 3-9> 각형상별 RCCI ··· 31
<그림 4-1> 시나리오별 토지형상과 심시티에서 제작한 모형 ··· 35
<그림 4-2> 제1시나리오 심시티 분석결과 ··· 38
<그림 4-3> 제2시나리오 심시티 분석결과 ··· 39
<그림 4-4> 제3시나리오 심시티 분석결과 ··· 40
<그림 4-5> 개발가능지 분석 대상지역 ··· 41
<그림 4-6> 개발가능지 분석방법 ··· 42
<그림 4-7> 개발가능지 분석결과 ··· 44
<그림 4-8> 수도권 규모별 개발가능지 분포도 ··· 46
<그림 4-9> 개발가능지 분석 형상 ··· 47
<그림 4-10> 최소 면적 필터링 ··· 48
<그림 4-11> 유형Ⅰ의 개발가능지 형상 ··· 50
<그림 4-12> 유형Ⅱ의 개발가능지 형상 ··· 51
<그림 4-13> 유형Ⅲ의 개발가능지 형상 ··· 52
<그림 4-14> 유형Ⅳ의 개발가능지 형상 ··· 53
<그림 4-15> 토지형상 정형화작업 흐름도 ··· 54
<그림 4-16> 셀 탐색을 위한 3 × 3 윈도우 ··· 56
<그림 4-17> 주변 8개 셀을 탐색한 결과 셀수가 6인 경우 ··· 56
<그림 4-18> 정형화 대상형상 ··· 57
<그림 4-19> 경계추출 전 형상 ··· 57
<그림 4-20> 셀 탐색을 통해 추출된 경계 ··· 58
<그림 4-21> 셀 탐색을 통해 추출된 경계 ··· 58
<그림 5-1> 등급지역이 넓게 산재한 사례 - 화성시 ··· 69
<그림 5-2> 주변에 타등급 용도로 둘러쌓인 사례 - 화성시 ··· 70
<그림 5-3> 타 등급지역에 둘러쌓인 사례 - 화성시 ··· 70
<그림 5-4> 일정폭 이하 등급지역의 사례 - 화성시 ··· 71
<그림 5-5> 도시관리계획수립지침에 의한 토지정형화 명시 부분 ··· 72
<그림 5-6> 토지적성평가 등급분류 결과 - 화성시 ··· 73
<그림 5-12> 정형화 작업으로 개발가능지에서 제외된 경우 ··· 79
<그림 5-13> 아령형의 부정형 부분해제취락지구 사례 ··· 80
<그림 5-14> 생선가시형의 부정형 부분해제취락지구 사례 ··· 80
<그림 5-15> E지구 민원반영 구역경계보정 전후 LFI 및 RCCI값 비교표 ··· 83
<그림 5-16> 우선 해제지역 설정을 위한 민원반영 지침 개선내용 ··· 83
<그림 5-17> Y지구 민원반영 구역경계보정 전후 LFI 및 RCCI 값 비교표 ··· 84
제 1 장∙서 론 1
1
C ․ H ․ A ․ P ․ T ․ E ․ R ․ 1서 론
이 장에서는 연구의 필요성과 목적, 연구의 방법 그리고 연구범위에 대하여 기술하고 선행연구현황과 연구수행절차에 대해서 기술하였다. 본 연구는 개발가능지 분석결과 에 개발의 효율을 떨어뜨리는 부정형 형상들이 포함됨에 따라 이런 형상들의 유형을 구분하고 개발이 불가능한 형상들은 제척하고자 수행되었다. 이를 위해 본 연구는 작 업자의 주관을 배제하고 체계적이고 계량적인 기준을 마련하는데 목적을 두고 있다.
이 연구를 효과적으로 수행하기 위해 관련문헌을 조사 분석하고, 기존 택지개발지구 사례를 조사하여 토지형상기준을 도출하여 실증분석을 시도하였으며, 선행연구현황 을 통해 이 연구에서 제시하고 있는 논리적 근거를 뒷받침하고 있다.
1. 연구배경
개발 가능한 토지를 공급하기 위해서 토지의 규모와 형태를 어떻게 정할 것인 가 하는 것은 매우 중요한 문제가 될 수 있다. 토지 규모의 경우 정책결정에 따라 개발인구와 용적률 등 규모가 정해지면 GIS분석 등 여러 가지 방법을 통해 원하 는 면적의 개발가능지를 쉽게 도출할 수 있다. 그러나 토지 형태의 경우는 당연 히 공급자 입장에서는 공급비용이 최소화되는 측면에서 형태를 결정하려 할 것 이다. 하지만 어떠한 형상이 최상의 형태인지를 정하는 작업은 주변여건에 따라 형상에 미치는 영향이 모두 달라 일반화시키는 것이 쉽지 않다.
공간계획 측면에서 보면 이와는 전혀 다른 접근을 할 수 있다. 개발가능지를
선정할 때 역시 토지형상과 함께 토지 규모가 중요하게 고려된다. 형상이 부적합 하더라도 면적이 큰 경우는 다양한 방법으로 개발할 수 있고, 이 경우 주어진 조 건을 잘 활용하면 오히려 자연친화적인 공간계획이 가능할 수 있다. 물론 토지 형상이 부정형이더라도 경우에 따라서는 토지이용의 효율성을 낮추거나 비용요 인을 증가시킨다는 측면보다는 자연친화적 공간설계나 지역특성이 반영된 공간 의 설계가 더 중요시될 수도 있다.
그러나 본 연구에서는 개발가능지에 대한 최초의 토지형상 연구로써 연구의 범위를 가능하면 단순화할 필요가 있어 토지형상에 따른 토지이용의 효율성 측 면에 연구의 초점을 맞추고자 한다.
종전 수작업에서는 개발가능지를 도출할 때 개발에 부적합한 형상이 나타났을 때 작업자가 적당히 조정하여 결과를 만드는 것이 가능했지만, 전산자료와 컴퓨 터를 이용하여 결과물을 도출할 때는 기준자체를 조정하기 전에는 결과물을 마 음대로 조정하기 어렵다. 따라서 통상 개발가능지 분석결과를 보면 극단적인 부 정형 형상들이 결과물에 포함되어 있다. 이런 형상은 여러 가지 주제도를 중첩 분석함에 따라 나타나는 현상인데, 일반적으로 토지개발 시 효율을 떨어뜨리거 나 개발패턴을 왜곡시킬 수가 있다. 따라서 이러한 기이한 형상들은 정형화작업 을 거쳐 토지를 효율적으로 이용․관리․보전할 수 있도록 하여야 한다. 예를 들 면 <그림 1-1>에서 보는 바와 같이 개발이 불가능한 농업진흥지역이나 기 개발 지 등이 제외된 아메바형태의 지역, 제척지역을 제외하고 남은 환상형 띠 모양의 지역, 개발이 불가능한 길쭉한 띠 모양의 선형지역, 최소규모의 면적으로 구성된 지역들이 발생한다.
제 1 장∙서 론 3
<아메바형태의 지역> <환상형 지역>
<선형 지역> <최소면적 지역>
<그림 1-1> 중첩분석 결과 나타나는 형상
최소면적 지역은 일정 면적 기준에 의해 필터링으로 제거하고, 개발의 효율이 떨어지는 부정형의 지역에 대해서는 토지형상 정형화과정을 통해 재분류할 필요 가 있다. 현재는 개발가능지를 도출한 뒤 부정형의 지역을 제거할 때 계획가의 주관적인 판단에 의해 제척되고 있는 실정이다. 광범위한 지역을 분석할 경우 수 작업으로 이러한 업무를 수행하기는 불가능하며 작업오류가 발생할 여지가 대단 히 높다.
이러한 기이한 형상들을 골라 자동으로 제거할 수 있도록 최저형상기준을 제 시한다면 개발비용을 최소화하고 효율적인 토지개발을 수행할 수 있을 것이다.
최근에 정보통신기술과 GIS기술이 발달하면서 GIS 그 자체가 가지고 있는 다 양한 분석기법과 자료처리능력, 신속성을 바탕으로 방대한 양의 각종 공간정보
를 종합적으로 파악할 수 있고, 지금까지는 불가능했던 각종 공간분석을 가능하 게 한다. 게다가 지난 10년간 국가GIS사업의 추진으로 지형도와 지적도를 비롯 한 각종 지도를 전산화하고 국가기본지리정보와 위성영상자료 등 기초공간정보 가 구축되면서 이의 활용이 가능함에 따라 토지형상에 관한 연구의 기반이 갖추 어졌다고 볼 수 있다.
이러한 GIS기술 향상과 공간정보의 축적 등을 활용하여 그동안 필요성에는 누구나 공감하고 있었지만 체계적인 기준이 제시되지 못한 토지형상에 대한 최 저형상기준 및 활용방안에 대한 연구가 시급히 요구된다.
2. 연구의 목적
본 연구에서는 개발가능지 분석 결과에 개발의 효율을 떨어뜨리는 부정형 형 상들이 포함됨에 따라 이런 형상을 개발가능지에서 제척하는데 작업자의 주관을 배제하고 체계적이고 계량적인 기준으로 제척할 수 있는 방안을 마련하는데 연 구의 목적을 두고 있다.
구체적으로는 첫째, 토지형상기준으로서 토지형상지표(Land Form Index, LF I)1)와 선형성지표(Related Circumscribing Circle Index, RCCI)2)를 정의한다. 둘째, 기 개발된 택지개발지구 사례를 조사하여 토지형상지표와 선형성지표의 기준을 도출한다. 셋째, 도출된 기준을 실제사례지역에 적용해보고 토지형상기준보다 낮은 형상들은 정형화과정을 수행한다. 마지막으로 관리지역 세분화나 개발제 한구역 조정가능지 등에 활용 가능성을 제시한다.
제 1 장∙서 론 5
본 연구의 공간적 범위는 수도권 택지개발(예정)지구 총 250개를 대상으로 토 지형상기준을 도출한다. 이를 근거로 경기도 남부 10개 시(안양, 군포, 의왕, 안 산, 수원, 용인, 화성, 오산, 평택, 안성)에 개발가능지 분석결과를 토지형상기준 의 네가지 유형으로 구분하여 적용 형상을 분류한다. 또한 남해군과 화성시의 토 지적성평가를 수행한 지역과 이미 완료된 개발제한구역 조정가능지에 토지형상 기준을 적용하여 활용방안에 대한 시사점을 제시한다.
연구의 주요내용에 대한 연구의 방법은 먼저 국내․외 개발가능지 분석 관련 연구 및 사례를 문헌과 인터넷을 통하여 고찰한다. 둘째, 연구협의회를 통해 택 지개발, 토지적성평가, 도시계획 등의 분야 전문가들의 다양한 의견을 반영한다.
셋째, 협동연구를 통해 개발가능지 정형화 방안에 대한 실증분석 및 활용방안을 마련한다.
4. 선행연구현황
1) 선행 연구 검토
본 연구에서는 국내외 토지형상에 관한 자료를 중심으로 선행 연구에 대한 검 토를 하였다. 선행연구의 조사과정에서 크게 세가지 부문으로 나누어 검토하였 다. 첫째는 CI(compactness Index)3) 개념을 형상분석에 적용한 사례이고, 둘째는 SI(Shape Index) 개념을 형상분석에 적용한 사례이며, 마지막은 국내 개발가능지 관련 연구들을 검토하였다.
먼저 CI 개념을 형상분석에 적용한 사례로는 형상을 계량화하여 비교분석하는 기법으로 Patton (1975)이 이를 처음 도입하였다. 그러나 CI의 규모의존성에 대 한 한계를 지적하고 규모에 영향을 받지 않는 대안적 형태계량화가 필요함을 언 급하였다. Ebdon (1985)는 지리적 분석에 있어서 형태의 계량화를 위해
3) CI(Compactness Index)는 일정 면사상이 완전한 원의 형태에서 얼마나 변형되어 있는지에 대한 지표로 사용되며, 형상을 계량화하여 비교분석하는 계수이다.
Compactness개념을 처음 적용하였다. Compactness는 일정 면사상이 완전한 원의 형태에서 얼마나 변형되어 있는지에 대한 지표로 사용된다.
Li & Yeh (1998)는 GIS를 사용하여 지속가능한 토지개발모델을 제시하고 있으 며, 농촌의 빠른 도시화의 상황에서 도시지역의 무질서한 확산을 제어하는 방법 을 제시하였다. 이 연구의 논리가운데 하나로서, 한정된 양의 토지를 사용할 때, 가능하면 Compactness Index가 높은 토지이용 패턴이 토지이용의 효율성을 극대 화할 수 있다고 보고 있다. Li & Yeh (2004)에서는 중국 서부지역의 Pearl River Delta지역에 있어서의 도시지역 확산 및 토지이용패턴의 변화에 대한 분석을 통 해, 강력한 토지이용정책과 토지의 식생변화 간 관계성을 증명하고 있다. 토지이 용패턴의 계량화를 위해 역시 Compactness Index를 사용하였다
Das & Neutiyal (2004)는 임지의 타용도로의 전이가능성을 분석함에 있어 임분 (林分, stand, 즉 수종·수령·임상·생육상태 등이 비슷하고 인접산림과 구별되는 한 단지의 산림) 다양화지수와 Compactness Index를 사용한 연구이다. 이 연구에서 숲의 형태 및 분산화 정도를 표현하는데 있어 Compactness Index를 사용하였다.
SI(Shape Index) 개념을 형상분석에 적용한 사례로는 CI의 규모의존성에 대한 한계성을 극복하고자 노력한 Lovejoy (1982)로서 다양한 스케일의 경우 면사상간 비교를 위한 지표로서 Fractal차원을 삽입하였다. Fractal은 각 패턴에 있어서 규 모의존성에 의한 변화내역에 대한 보정없이 바로 면사상간 비교가 가능케 한다.
Fractal을 이용하는 유사한 사례로서 다음과 같은 연구가 있다. (Cullinan, V.I., Thomas, J.M., (1992), "A comparison of quantitative methods for examining landscape pattern and scale", Landscape Ecology 7, 211-227 / O'Neill et. al., (1988), "Indices of Landscape Pattern", Landscape Ecology 1, 153-162.)
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총면적)하였다.
Hong (2000)는 임지(landscape)의 공간패턴을 계량화하고자 하는 시도로서 집 단화지수(Aggregation Index)를 제안하였다. 접촉지수(contagion index), 형상지수 (Shape Index) 및 인근가능성(Probability of Adjacency)를 조합하여 집단화지수를 도출하였다.
마지막으로 국내 개발가능지 관련 연구를 살펴보면 이성호 (1988)가 부산광역 시의 도시용지 부족문제에 직면하여, 임계요인분석법을 이용하여 개발가능지 분 석을 시행하였다. 또한 건설교통부와 한국토지공사 (2000)에서 택지개발예정지 구의 지정에 있어서, 기존 개발가능지분석의 틀을 사용하면서 다양한 자연환경 관련 자료를 포함하여 택지개발예정지구 지정에 대한 지침을 제시함으로써 환경 친화적 택지개발의 실현을 목표로 하였다.
황지욱 (2002)은 접경지역의 자연환경, 토지이용 및 지역특성을 파악하기 위한 토지이용지표를 설정하고 GIS로 수치지도화하여 개발가능지를 분석하였다. 특 히 접경지역지원법 제4조4항이 규정하는 자연환경적 특성과 국토방위의 전력적 가치를 고려하여 개발억제지역을 추출할 경우 활용가능한 개발가능지의 설정범 위와 인구수용능력 등을 분석하였다. 그리고 이정 (2002)은 GIS를 이용하여 도면 중첩법에 의한 개발적지선정과정을 보여주었다. 기존 관광개발적지 선정기법과 비교하여, GIS 분석을 통해 관광과 관련된 다양한 환경친화적 관광개발의 새로 운 가능성을 제안하였다.
2) 선행연구와의 차별성
국내에서 개발가능지 분석에 대해 토지형상지표와 선형성지표 개념을 적용하 여 분석대상토지의 규모 및 토지형상기준의 정형화를 꾀한 연구는 없었다. 기존 개발가능지 관련 국내 연구의 경우 전통적 개발가능지 분석의 틀을 기초로 연구 대상지 또는 계획부문별 특수성에 기인한 추가적 지표설정에 그치고 있어, 본 연구에서 중점을 두고자 하는 개발가능지 분석결과에서 나타나는 기이한 형상을
제척하는데 작업자의 주관을 배제하고 체계적이고 계량적인 기준으로 제척할 수 있는 합리적 선정방안에 기여하지 못하고 있다.
외국사례의 경우에서 조차도 형상지수(SI)나 선형성지표(RCCI) 개념을 사용하 는 대부분의 분야가 산림(Forestry Science) 및 조경생태학(landscape Ecology)에 한 정되어 있고, 식생의 분포면적, 형태 및 다양성 등을 분석하는데 형태 계량화의 필요성을 제기하며 형상지수(SI)나 선형성지표(RCCI) 개념을 도입해 사용하고 있다.
본 연구에서 제시하는 토지형상지표(LFI)와 선형성지표(RCCI)는 최초로 개발 가능지 분석에 활용하여 개발의 효율을 떨어뜨리는 부정형 형상들을 체계적이고 계량적인 기준으로 제척할 수 있는 방안을 마련하는데 있다. 이는 최신 GIS기술 을 이용해 좀 더 간단하고 범용성이 있는 토지형상기준을 개발가능지분석의 정 형화에 사용할 경우 다양한 계획부문에 있어서의 개별 작업자의 주관과 오류를 방지하고 토지 효율을 제고할 수 있는 개발가능지 형상화에 기여할 것으로 예상 된다.
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3) 주요 선행연구와 본 연구의 차별성 요약
구 분
선행연구와의 차별성
연구목적 연구범위 연구방법 주요 연구내용
주 요 선 행 연 구
1
<Sustainable land development model for rapid growth areas using GIS>
- 도시확산(Urban Sprawl)을 통제하기 위해 GIS를 이용한 지 속가능한 토지개발모 델 연구
- 지속가능한 개발 및 지속가능한 토 지이용의 정의 - GIS를 이용한 지속
가능한 토지개발모 델 적용
- 선행연구 분석 - 지속가능한 토지
개발모델개발 - 설정된 모델을 사
례지역 적용으로 현재 진행중인 토 지개발실태의 문 제점 파악
- 토지이용전용과정을 평가하는 데 있어서 바람직한 토지이용 의 잣대를 높은 CI값, 최저의 토지생산성 침해로 봄 - 지속가능한 도시개발의 관점에
서 볼때, 현재 비계획적 도시성 장패턴의 악영향을 강조함
2
<Spatial Pattern Analysis Program for quantifying l a n d s c a p e structure>
- Landscape Ecology 부 문의 다양한 형태의 landscape 측정기준 (metrics)을 계산하기 위한 범용프로그램 개 발에 관한 연구
- 기존 landscape 구 조를 계량화 하는 기법 정리 - Vector & Raster
버전으로 양분되는 두가지 시스템 개 발
- 선행연구 분석 - 당시 기존 분석프
로그램의 경우 특 수한 하드웨어 환 경의 제한된 단점 을 보완코자 Arc/Info 소프트 웨어기반 범용적 GIS분석툴 마련
- 면적, patch 규모, edge, 형태, 중심점, 인접성, 다양성 및 전 이성을 기반으로 하는 총체적 Landscape 구조의 계량화를 위 한 기법 총정리
- Landscape metrics 계산프로그 램 개발
SI = 0.25×(p/ A), 공 식에 의해 형태를 계량화 (p: 면사상의 총둘레, A: 총 면적)
3
<An aggregation index(AI) to quantify spatial patterns of landscapes>
- 집단화지수(aggregation index)개발을 통한 landscape의 공간유형 계량화에 관한 연구
- 기존 landscape 공 간유형의 계량화 기법정리 - aggregation 측정에
있어서 기존 기법 의 한계성을 극복 하는 AI개발 및 사 례적용
- 선행연구 분석 - 공 간 패 턴 간
aggregation을 측 정할 수 있는 지 표개발 - 사례지역 지표적
용 및 평가
- 전이지수(CI), 형태지수(SI), 동 종의 인근가능성지수(QI) 등 공 간유형 계량화 기법정리 - McGarigal & Marks의
SI = 0.25×(p/ A), 공식을 적용
본 연 구
< 개발가능지의 합리적 선정을 위한 토지형상 기준 도입방안>
- 개발가능지 선정시 작 업자의 주관을 배재할 수 있는 정형화된 토 지형상기준 개념도입 및 개발에 관한 연구
- 공간범위: 수도권 택지개발(예정)지구 및 경기도 남부지 역
- 내용범위: 개발가능 지 합리적 선정을 위한 토지형상기준 제시
- 토지형상기준 정 의
- 수도권 택지개발 (예정)지구 분석 및 사례지역 분석 -토지형상기준 도출
및 검증
- 토지형상기준 정의 - 토지형상기준 도출 - 토지형상기준 실증분석 - 토지형상기준 활용방안
5. 연구수행절차
연구흐름 세부내용 연구방법
토지형상기준 정의
∙토지형상기준의 정의
타연구와 비교
∙토지형상지표(Land Form Index) 정의 분석
∙선형성지표(Related Circumscribing Circle Index) 정의
토지형상기준 도출
∙택지개발(예정)지구 현황
사례조사 GIS분석
∙토지형상지표(LFI)기준 도출
∙선형성지표(RCCI)기준 도출
토지형상기준 실증분석
∙토지형상의 효율성 분석: SimCity 활용
GIS분석 현지조사 연구협의회
∙개발가능지 분석을 통한 형상기준 검증
∙개발가능지 정형화 작업
∙토지형상기준 검증결과
토지형상기준 활용방안
∙관리지역 세분화 시 활용방안
시뮬레이션
∙개발제한구역 부분해제 시 활용방안
