국토-환경계획 연동을 위한 환경정보지도 작성 방안*
Landsat 위성영상을 활용한 지표온도지도 작성
A Study on the Environmental Information Map for the Linkage of Land Planning and Environment Planning
Guideline of Land Surface Temperature Map Using Landsat Image
14
윤형두**
Yun, Hyerngdu 신영규***
Shin, Youngkyu 유명숙****
Yu, Myungsuk 박상남*****
Park, Sangnam 노윤아******
Noh, Yoonah
Abstract
This study is performed to establish a guideline for precise mapping spatial environmental information focusing on climate category, for the purpose of application to environmental conservation plans in cities(si) or counties(gun). This guideline suggested making land surface temperature maps with satellite images(such as Landsat 8) by combining maximum temperature of each pixel among images taken for last 3 years. Land surface temperature maps in Cheongju-si, a pilot-test area, indicated the difference of temperature caused by land cover types. These maps helped to identify the distribution of heat islands(industrial complexes, etc.) and they also could contribute to establish plans for regulation of urban heat distribution.
색인어 : 지표온도, 열섬, Landsat 8, 환경정보지도, 환경보전계획
Key Words : Land Surface Temperature, Heat Islands, Landsat 8, Environmental Information Map, Environmental Conservation Plan
* 본 논문은 환경부의 재원으로 국립환경과학원의 지원을 받아 수행하였습니다(NIER-2017-01-01-051).
** 국립환경과학원 자연환경연구과 전문위원 (주 저자, 교신저자 : [email protected]) *** 국립환경과학원 자연환경연구과 연구관 ([email protected])
**** 더맑음 대표 ([email protected]) ***** 더맑음 팀장 ([email protected])
****** 바이앤 대표이사 ([email protected])
Ⅰ. 서론
1. 연구의 배경 및 목적
2013 년 국정과제로 채택된 환경계획을 국토계획과 연계하여 친환경적이고 지속가능 한 국토 개발을 유도하겠다는 취지의 ‘환경과 조화되는 국토개발’은 이후, 환경계획을 국토계획에 연동하는 ‘국토-환경계획 연동제’혹은 ‘국토⋅환경계획 통합관리’가 환경 부의 주요한 정책 방향이 되어 왔다. 그 결과로 환경부는 국토교통부와 함께 환경계획 또는 국토계획 수립시 서로의 계획을 반영하도록 환경정책기본법 제4조 제3항을 신설 하고(‘15.12.1), 국토기본법 제5조 제1항을 개정(’16.12.2)하는 등 관련 법령을 정비하였 고, ‘국토-환경계획 연동제’ 시행(‘16.12.2), ‘국토계획 및 환경보전계획의 통합관리 공 동훈령’ 제정(’18.3.28), 환경부와 국토교통부 차관을 공동의장으로 하는 ‘국가계획수립 협의회’ 발족(’18.10.2) 등의 성과를 이루었다.
연동제가 성공적으로 정착되기 위해서는 시⋅군 환경보전계획이 도시기본계획 또는 도시관리계획과 연동되어야 한다. 도시기본계획 및 도시관리계획은 지도를 바탕으로 토지이용계획, 관리권역 설정 등 공간단위 의사결정을 하고 있으므로 환경보전계획 역 시 대축척(1:5,000 이상)의 환경정보지도를 바탕으로 한 공간계획으로 수립되어야 한 다. 이러한 필요성에도 불구하고 대부분의 환경정보들은 주로 측정지점별 측정값 표 형태로 구축되어 있고 공간DB(수치지도 등) 구축이 미흡하여, 환경보전계획에 활용하 는 데에는 한계가 있었다.
이에 환경부 국립환경과학원에서는 기초지자체의 환경보전계획 수립에 활용할 수 있는 매체별 정밀공간환경정보지도의 작성기법 개발의 일환으로 2017년에 기후분야의 작성기법을 마련하였으며 본 논문에서는 지표온도지도의 작성기법을 정리하였다.
2. 연구의 범위 및 내용
본 연구는 기초지자체(시⋅군)의 환경보전계획 수립에 활용할 수 있는 지표온도지 도 작성기법을 마련하는 것을 목적으로 하고 있다. 기상청에서 발간한 “기후변화 상세 분석 보고서”, “한국 기후도(1981-2010)”, “기후변화 이해하기” 등에서는 측정소의 실 측자료를 사용하여 공간보간법으로 작성한 전국단위의 기온분포도 자료를 얻을 수 있 다. 그러나 관측소 초지의 백엽상 속에서 관측된 기온 자료로는 지표면온도의 공간분 포를 알 수 없기 때문에, 본 지도작성 기법은 위성영상을 활용한 지표온도지도 작성 방법에 중점을 두고자 한다.
이를 위해 국내외 기후분야 환경정보지도 구축 사례를 검토하여 작성기법을 마련하
고, 이에 따라 사례지의 지표온도지도를 시범 작성하여 작성 기법을 확정하고 환경보 전계획 활용방안을 제안하였다.
STEP 1
지표온도지도 작성 사례연구
• 유사연구 사례 • 환경보전계획 수립지침(안)
• 청주시 환경보전계획 • 서울지도 • 베를린 환경정보지도
↓
STEP 2 지표온도지도 작성기법 마련
• 지표온도지도 작성 방법 및 절차
↕ feedback
STEP 3 지표온도지도 시범작성
• 대상지: 청주시 - 청주시 지표온도지도 작성
↓
STEP 4 활용방안 제안
• 국토-환경계획 연동제에 활용 - 환경보전계획에 반영방안 제시 그림 1. 연구 진행 순서
사례연구에서는 ‘지방자치단체 환경보전계획수립지침(안)’을 검토하여 기후분야에서 제작 및 활용을 권고하는 지도를 확인하고, 지침에 따라 시범사업으로 수행된 청주시 환경보전계획의 작성 도면 및 도시계획에 활용 가능한 지도를 파악하였다. 또한, 서울시 에서 온라인상으로 제공하는 환경정보지도와 독일 베를린의 환경정보지도를 검토하여 환경정보제공 현황을 파악해 보았다.
기법마련에서는 지자체에서 지표온도지도 제작시 활용이 용이한 수준의 지도작성 방법을 제안하였다. 시범작성은 국토-환경계획 연동제 시범대상지인 청주시를 대상으 로 지도작성기법을 적용하여 지표온도지도를 작성하고 활용방안을 제안하였다.
Ⅱ. 사례연구
1. 최근 유사연구 사례
도시열섬 강도는 일반적으로 도시와 주변 지역 간의 지표 근처 기온차이로 정의되
며, 국지 규모의 날씨, 계절, 시간, 도시 크기, 지형학적 위치, 토지이용(토지피복), 인공
열과 같은 많은 요인들이 영향을 미친다.
1위의 요인 중 도시지역의 팽창에 따른 과도
한 도시개발과 녹지공간 및 자연지반의 축소는 토지의 피복을 인공지반으로 변화시켜
도시지역 온도를 상승시킴으로 도시열섬을 발생시킨다.
2이와 같은 도시열섬을 분석하 기 위한 모든 지점에 관측장비를 설치하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 이를 보완하기 위한 방법으로 Landsat 위성영상을 활용한 지표온도를 산출하는 방법이 유용 하게 활용되고 있다.
3미국지질조사국(USGS)에서는 ‘LANDSAT 8(L8) Data Users Handbook’을 배포하여 Landsat 8 위성의 제원과 역할, 제공되는 자료 및 영상의 사용방법 등을 제시(USGS, 2015) 하고 있으며, 본 연구에서도 그 내용을 반영하였다.
국립기상과학원은 Landsat 8 위성자료를 이용하여 지표면온도를 산출하는 방법과 도심녹지효과를 분석하는 과제를 수행하여, 도시녹지 및 녹지경계로 부터의 거리에 따 른 지표온도차를 도출하였다(국립기상과학원, 2016). 본 연구와 지표온도를 추출⋅변 환하는 방식은 같으나 범위 및 활용의 취지가 다르다. 약 20만㎡의 녹지를 중심으로 분석한 국지적 지표온도지도이며, 3년간(2013~2015년)의 55개 자료 중 구름의 영향이 적은 8개 사례를 선정하여 시간적으로 단편적인 해당일의 지표온도지도를 도출하였다.
구름영향은 보정과정 없이 제거하는 방식을 선택하였으나, 국지적인 규모의 대상지에 서 결과 도출하는 데는 무리가 없었다. 기초지자체 단위에서 활용이 가능한 지표온도 지도 작성기법 개발을 위한 본 연구와는 목적이 달라 대상의 범위, 활용영상의 수에서 차이가 나고, 그로 인하여 발생하는 문제(구름보정)의 보정방안 등의 내용이 본 연구에 수록되어 차별성을 갖는다.
지준범 등(2016)은 2년(2013~2014년)간의 Landsat 8 위성자료를 보정하여 계절과 연 평균의 지표온도를 산출하였으며, 방법은 지상에서 관측한 지표면온도(AWS)와 위성지 도로 표출된 온도의 상관관계를 선형 회귀식으로 보정하여 결과를 도출하였다. 범위는 수도권으로 본 연구보다 광역적인 범위를 분석하였다. 두 온도의 상관관계 분석결과는 구름화소를 제거한 경우 상관계수 0.98, 평방근 오차(Root Mean Square Error) 2.84℃로 나타났다. 이 결과를 토대로 위성영상의 온도지도를 보정한 결과 지상관측 온도와의 상 관계수는 0.98로 같았으나, RMSE는 2.34℃로 개선되었다. 구름보정은 제거후 평균을 내는 방식으로 진행되었다. 결과적으로 두 지표온도가 상관성은 유의미한 결과가 도출 되었으나 지표온도를 관측하는 측정소가 적은 한계로 대상지 내에 지상관측 지점이 3개 인 것은 광역적 범위의 지표온도지도를 검증하는 데 무리가 있어 보인다. 또한, 제시된 온도보정방안은 시간과 비용, 기술력 측면에서 지자체의 적용이 어려울 것으로 판단되 어 지침으로의 활용은 힘들어 보인다.
1 김연희 외(2011).
2 Landsberg 외(1981).
3 김근희 외(2016).
계획단위 환경계획 체계 국토계획 체계
국가 국가환경종합계획 ⇔ 국토종합계획
↓ ↓
시⋅도
도환경보전계획 ⇔ 도종합계획
특별시⋅광역시
환경보전계획 ⇔ 특별시⋅광역시
도시기본계획 및 도시관리계획
↓ ↓
시⋅군 시⋅군환경보전계획 ⇔ 도시⋅군 기본계획, 도시⋅군 관리계획
자치구 자치구환경보전계획 ⇔ 특별시⋅광역시 도시⋅군 기본계획 및 도시⋅군 관리계획 중 당해 자치구와 관련된 사항
그림 2. 국토-환경계획 연동 체계(출처: 지자체 환경보전계획 수립지침(안))
결과적으로 최근 유사연구는 연구목적에 따라 물리적 범위, 시간적 범위, 자료의 범위 에서 차이를 보이며, 영상자료를 온도지도로 변환하는 방식은 같으나 최종 결과물을 내 는 과정에서 다소 차이가 있다. 그리고 위의 사례와 마찬가지로 해외사례(Hollingsworth et al., 1996) 에서도 구름을 제거하는 방식을 대부분 선택하고 있다. 하지만, 지표온도를 시⋅군⋅구 단위의 기초지자체 범위로 도면화하여 높은 온도의 분포를 주로 활용하기 위한 목적으로 최대값을 사용한 구름보정방법이 가장 적합한 것으로 판단된다. 또한, 구 름의 영역을 제공하는 QA자료로 제거할 수 있는 구름의 영역보다 넓게 구름이 주위의 온도에 영향을 미치고 있음을 본 연구를 통해 확인한 바, 최대값의 사용은 이를 보완하 는 방안으로 본 연구의 차별성을 갖는다 하겠다.
2. 국내외 환경정보지도 작성 현황
1) 지방자치단체 환경보전계획 수립지침(안)
이 지침(안)은 환경정책기본법 제18조 시⋅도환경보전계획과 동법 제19조 시⋅군⋅
구 환경보전계획의 수립기준을 정하고 구체적인 공간환경계획 수립방안에 대해 기술 하는 데 그 목적이 있다. 또한, 도시시기본계획 및 도시관리계획과 상호연계와 조화를 도모하고, 도시계획 수립⋅변경 및 시행 시 고려해야 할 환경보전 및 관리지침을 제시 하고 있다.
4지침의 부록에는 광역 또는 기초 지자체의 환경보전계획에서 적용할 부문별 주제도 의 종류, 활용 가능한 공간정보의 종류 및 출처 등을 제시하고 있다. 광역 및 기초 지자
4 환경부(2017).
체가 필요할 경우 기상청의 기상자료 및 기후변화정보를 활용해 ‘열환경지도’를 작성 해 활용할 수 있도록 하고 있는데, 열환경을 파악하기 위해서는 지표온도지도의 작성이 필요하다.
2) 청주시 환경보전계획(2016~2025)
환경부와 청주시의 국토-환경계획 연동제 시범사업을 통해 수립된 청주시 환경보전 계획(2016~2025)은 다양한 환경정보지도를 바탕으로 한 공간계획으로 수립되어 연동 제를 지원할 수 있는 것이 특징이다.
이 계획에서는 ‘지방자치단체 환경보전계획 수립지침’ 개정(안)에 기반해 147건의 환경정보지도를 작성 및 활용하였다. 기후분야에서는 위성도면, 기상청 자료 등을 활 용하여 청주시의 주요 바람길 모의, 바람정체지역과 토지이용, 지표면(5m 높이) 바람 과 기온모의, 열섬지도, 도심 온도 변화 등 5건의 기후지도를 작성하였는데, 열섬지도 는 2015년 8월 30일 촬영된 Landsat 8 위성영상을 이용해 제작한 것이다.
5열섬지도 시간대별 온도변화 바람길지도
그림 3. 청주시의 기후지도 작성 사례
3) 서울시의 기후지도 구축 현황
서울시는 온라인에서 6개 분야의(토지/부동산, 교통, 기후, 환경, 관광, 도시관리) 30 개 주제도를 제공하는 지도포털서비스 ‘서울지도’를 구축⋅운영하고 있으며, 이중 기 후분야의 주제도는 도시기상관측망 위치도, 기상청과 연계된 기상도 등을 제공하고 있 다. 또한, 서울시 기후환경본부에서 온라인으로 제공하는 대기환경정보 중 기후분야 ( 기온, 강수량, 풍속) 지도를 연평균, 계절별, 극값 등의 분류로 제공하고 있다.
6서울시 에서 제공하는 기후지도는 2007년부터 수행된 ‘서울시 기후환경에너지 지도 제작’을 통해 구축된 DB로 1차년도(서울시, 2007)에는 기후지도에 대한 개념을 정리하고, 기온 에 대하여 지도를 시범 제작하였고, 2차년도(2008)에는 기온, 강수, 습도, 풍향, 풍속과
5 충북연구원(2016).
6 http://gis.seoul.go.kr
같은 기후요소와 전력, 가스 난방, 상수도와 같은 에너지원에 대한 2005~2006년 사이 의 자료를 구축하였다. 3차년도(2009)에는 자료를 최신자료로 업데이트하고 지도화하 여 DB를 구축함으로써 기후변화 대응계획 수립이나 친환경적 정책수립 시 기초자료 로 활용할 수 있도록 하였다.
7(도시기상관측망) 서울지도 서울특별시 대기환경정보
(기후지도-기온) 서울특별시 대기환경정보
(기후지도-풍속)
그림 4. 서울시의 기후지도 작성 사례4) 독일 베를린 환경정보지도
1976 년 환경생태계획 제도를 도입한 독일은, 베를린에서 도시개발, 환경보호 및 기 술국(Berlin Department of Urban Development, Environmental Protection and Technology) 의 설립과 함께 1981년 베를린 자연보호법(1979년)에 기반을 둔 새로운 토지이용계획 으로 ‘경관 프로그램(Landscape Program)’이 발효되었다
8. 이후 환경에 대한 시민들의 인식이 커지면서 환경정보 제공 요청이 증가하였고 이에 대응하기 위해 환경정보지도 (umweltatlas) 가 활발히 제작되었다. 1985년 12종의 주제도가 종이 도면으로 제작된 것 을 시작으로 현재는 9개 분야 93개 주제로 500여 건의 환경정보가 수치지도로 구축되 어 있으며, FIS-BROKER라는 인터넷 서비스를 통해 시민들에게 공개되고 있다
9.
기후부문은 12개의 주제(지표면 풍속, 도시 기후 구역, 주간 및 야간의 지표면 온도, 베를린 기후모델 분석지도 등)로 60여 건의 환경정보가 도면으로 구축되어 있다. 여기 에는 시 전역 또는 특정 지역의 평균기온, 주⋅야간 지표면 온도, 생리학적 열지수 등 의 도면이 포함되어 있다.
7 서울시정개발연구원(2007, 2008, 2010)
8 http://www.stadtentwicklung.berlin.de/umwelt/landschaftsplanug/index.html 9 https://fbinter.stadt-berlin.de/fb/index.jsp?Szenario=fb_en
부문 공간정보 구축연도 1. 토양 토양군집, 불투수성 토양피복 등 16개 주제도 1992∼2016
2. 물 하천 수질, 해수의 질 등 20개 주제도 1992∼2016
3. 대기 이산화황 - 배출 및 오염 등 11개 주제도 1993∼2016
4. 기후
1961~1990 평균기온 장기관찰 1993, 2001
지표면 풍속 1995
야간 복사현상의 평균이하인 기간의 온도 1993, 2001
도시 기후 구역 1993, 2001
주간 및 야간의 지표면 온도 1993, 2001
기후 기능 1993, 2001
강수량 분포와 강수 유출 장기관찰 1994
생리 기후 - 열대야 1998, 2009
베를린 기후모델 - 분석지도 2003, 2009, 2009, 2016 베를린 기후모델 - 도시 기후의 계획 방향 2004, 2009, 2016
미래의 기후 변화 및 온난화 2010
기후파라미터의 장기적 변화상 2015
5. 비오톱 식생, 식물 및 동물군의 핵심지역 등 7개 주제도 1995∼2016 6. 토지이용 준공된 지역의 실 토지이용 등 10개 주제도 1995∼2017 7. 교통/소음 교통량, 도로변 개발시 교통 소음 등 6개 주제도 1994∼2016 8. 에너지 주요 난방 유형, 이산화탄소 배출량 등 10개 주제도 1996∼2017
9. 인간과 환경 베를린 환경 정의 2015
표 1. 독일 베를린의 환경정보지도 구축현황-기후분야 중심으로
Ⅲ. 지표온도지도 작성기법 마련
지표온도지도 작성을 위해 위성영상의 열적외 밴드를 수집해야 하며 위성영상은 LANDSAT, 천리안 위성자료 등 이용 가능한 자료 중 선택할 수 있다. 본 연구에서는 위 성영상 중 수집이 용이하고 활용 사례가 많은 LANDSAT-8을 이용한 지표온도지도 작성 방법을 제시하였다. 위성영상 이외에 지표온도지도를 표현하기 위한 지형, 지물 등의 지 도를 수집하여야 하며 해당 자료는 국토정보플랫폼(국토지리정보원)을 통하여 수치지도, 항공사진, 정사영상, 공개DEM, 온맵 등의 자료를 수집할 수 있다(신영규 외, 2017).
구름 영향 보정을 위해 초안에서는 아래와 같이 다른 시기에 촬영된 위성영상을 활 용하는 방법이 제안되었다(그림 5).
그러나 연구 과정에서 LANDSAT-8 영상 생성주기(16일 간격)의 한계, 위성 영상에
서 확인되지 않지만 표면 온도에 영향을 주고 지나간 구름에 대한 보정 방법 미비, 구
그림 5. 지표온도지도 작성 과정(초안)
그림 6. QA밴드 구름보정의 한계
름⋅그림자⋅반사 등의 구분 불확실성, 구름 크기의 다양성(수십m~수km) 등으로 인 하여 구름셀의 보정값 생성에 문제가 있음을 확인하였다. LANDSAT-8의 QA밴드에 위성영상에서 구름 및 그림자 등의 구분이 되어 있지만 실제 지도 작성 결과 토지 피복 에 따라 물이나 유리로 된 건물 등은 구름 및 그림자로 표현되는 경우가 발생였다. 또 한 위성영상의 전체 구름양이 10% 미만 일지라도 지표온도 지도를 작성하는 지역에 구름이 몰려있는 경우 해당지역에서 상당한 영역이 구름에 의하여 지표면 온도가 실제 와 다르게 나타날 수 있음을 확인하였다.
< 그림 6>은 최근 3년간 여름철 영상 중 가장 구름이 적은(전체 운량 2.35%) 2017년
6 월 16일의 QA 밴드 영상으로 해당지역(청주)의 남쪽으로 구름의 영향을 받는 지역이
모여 있음을 확인할 수 있었다. 이처럼 구름 영향 지역이 집중되어 있거나 그 면적이 넓은 경우 주변 셀의 값으로 보정하기 곤란하였다.
지표온도지도의 작성 목적이 환경보전계획 수립을 위해 지표온도의 공간적 차이를 파악하기 위한 것임을 감안할 때, 일정 기간(최근 3년) 동안 촬영된 위성 영상 중 픽셀 별로 계절별 최대온도를 추출하여 조합하는 방법이 적당하다고 판단되어 구름 영향 보 정 방법을 수정하였다.
그림 7. 지표온도지도 작성 과정(최종안)
Ⅳ. 지표온도지도 작성과정 및 시범적용 결과
1. 위치확인 및 위성영상 수집
LANDSAT-8 의 위성영상은 미국지질조사국(USGS)에서 제공하고 있는 사이트
10를 통해 다운받을 수 있다. Enter Search criteria의 Address/Place에 원하는 지역명을 입력 하고, 위성영상의 기간, Data Sets, Select Your Data Set(s)의 “Landsat Collection 1 Level-1>>Landsat 8 OLI/TIRS C1 Level-1” 선택의 과정을 수행하여 습득가능하다. 청 주시가 포함된 LANDSAT-8은 Path 115, Row 35 지역으로 위성자료에서 왼쪽 상단에 위치하고 있으며 30m 간격의 Cell이 1,044,324개 포함된다. 위치 확인후 여름철과 겨울 철의 평균지표온도지도의 작성을 위하여 최근 3년간(2015~2017) 여름(6~8월)과 겨울(1 월, 2월, 12월)의 위성자료를 수집하였다.
10 https://earthexplorer.usgs.gov/
그림 8. 대상지(청주시)의 Landsat 영상
번호 년-월-일 계절 번호 년-월-일 계절
1 2015-06-11
여름
1 2015-01-02
겨울
2 2015-06-27 2 2015-01-18
3 2015-07-13 3 2015-02-13
4 2015-07-29 4 2015-02-29
5 2015-08-14 5 2015-12-04
6 2015-08-30 6 2015-12-20
7 2016-06-13 7 2016-01-05
8 2016-06-29 8 2016-01-21
9 2016-07-15 9 2016-02-06
10 2016-07-31 10 2016-02-22 11 2016-08-16 11 2016-12-06 12 2017-06-16 12 2016-12-22 13 2017-07-02 13 2017-01-07 14 2017-07-18 14 2017-01-23 15 2017-08-03 15 2017-02-08 16 2017-08-19 16 2017-02-24 표 2. 최근 3년간의 Landsat 위성영상 리스트
2. 열적외밴드 변환 및 최대온도 추출
수집한 위성영상의 정사보정을 수행하고, 열적외밴드(10번 밴드) 위성영상을 원하는 지역(영역)으로 분할한 후, 각 셀(30m 간격)의 좌표 및 Digital Number (DN)를 추출한 다. 열적외밴드의 DN을 분광복사량으로 변환(수식 1)
11하고 다시 지표온도로 변환(수 식 2)
12하는 과정을 거쳐 각 계절별 최대온도를 추출하였다.
- 수식1
L λ : 분광복사량(W/(㎡*sr*㎛))
ML : 배수 환산계수(RADIANCE_MULT_BAND_10 = 3.3420E-04) AL : 가산 환산계수(RADIANCE_ADD_BAND_10 = 0.10000) Qcal : DN(Digital Number)
11 USGS(2015).
12 USGS(2015)에서 제공하는 수식은 켈빈온도(Kelvin temperature)로 섭씨온도(Celsius temperature) 변환을 위해 –273.15 적용
ln - 수식2
T : 지표온도(℃)
L λ : 분광복사량(W/(㎡*sr*㎛))
K1 : 열 변환 상수(K1_CONSTANT_BAND_10 = 774.8853) K2 : 열 변환 상수(K2_CONSTANT_BAND_10 = 1321.0789)
지표온도지도를 작성함에 있어 구름 및 그림자에 의한 영향을 최소화하기 위하여 작성기법에서 제시한 방법대로 계절별 최대온도를 추출하여 지표온도지도를 작성하였 다. 여름철 16개의 자료 중 각 셀별 최대 온도를 추출한 결과, 2017년 6월 16일의 위성 자료에서 64.0%의 자료가 추출되었고 2016년 8월 16일의 위성자료에서 30.3%, 2017 년 8월 3일의 위성자료에서 5.5%, 나머지 위성자료에서 0.2%의 자료가 추출되었다. 겨 울철 위성자료의 경우 2017년 2월 24일의 위성자료에서 57.1%, 2015년 2월 19년 자료 에서 26.1%, 2016년 12월 6일의 위성자료에서 13.7%, 나머지 위성자료에서 3.1%의 자 료가 추출되었다.
그림 9. 여름철 최고 온도 추출 그림 10. 겨울철 최고 온도 추출
3. 온도의 구간설정 및 배이스맵 중첩
최고온도를 추출한 도면은 지표온도를 등급별로 나타내고, 연속수치지형도 등을 이
용하여 지형⋅지물 및 행정구역계를 표시하였다.
그림 11. 여름철 지표온도지도 그림 12. 겨울철 지표온도지도
Ⅴ. 지표온도지도의 활용방안 고찰
지표온도는 기온보다 토지피복에 따른 복사에너지 차이를 잘 반영한다. 시범 작성한 청주시 지표온도지도에서는 도시의 어느 지역에서 더 많은 열이 발생하는지, 어느 지 역이 상대적으로 서늘한지 잘 보여주고 있다.
청주시 여름철 지표온도는 21.7~41.4℃로 나타났으며, 33℃ 이상으로 나타나는 지 역은 청주일반산업단지, 오창과학산업단지, 오송생명과학산업단지, 오창제2산업단지, 청원옥산일반산업단지, 청원현도일반산업단지 등 산업단지와 청주국제공항, 그리고 낭 성면 지산리의 벌목지역, 가덕면 내암리의 벌목지역, 청원구 정북동의 정북동토성 등 나대지로 나타났다. 또한 청주 시가지에 위치한 구룡산, 명심산, 운천공원, 월명공원 및 오송생명과학산업단지내의 오송호수공원 등은 인근의 상업 및 산업지구보다 지표온도 가 낮게 나타나 여름철에 도심지에서 산림 및 수변지역이 지표온도를 낮추는 데 중요 한 역할을 하고 있음을 보여준다.
겨울철 지표온도는 –2.3~18.9℃로 나타났으며, 9℃ 이상으로 나타나는 지역은 청주
일반산업단지, 오창과학산업단지, 오송생명과학산업단지, 오창제2산업단지, 청원옥산
일반산업단지, 청원현도일반산업단지 등 산업단지와 청주국제공항 그리고 단일사업장
에서 규모가 큰 편인 한청판지, 깨끗한나라 청주공장, 롯데주류 청주공장, 일화 초정공
장 등으로 나타났다. 그 외에도 오송읍 동평리 및 서평리의 비닐하우스 일대의 지표온 도가 높게 나타났으며, 대청호 및 수변지역의 지표온도가 높은 것으로 나타났다.
제시한 방법에 따라 지표온도지도를 작성해 본 결과, 지표온도가 높은 열섬지역이 확인되는데 이 지역은 대부분 청주시의 중심시가지와 공장지역(산업단지)이다. 항공사 진과 중첩해 보면 철제 지붕 건물이 밀집해 있고, 주변에 녹지가 부족한 것을 알 수 있다.
지표온도지도를 활용한 열섬효과 완충을 위해서는 지표온도가 높은 산업단지 및 도 심지 내 추가적인 녹지 확보와 더불어 바람장분석을 통한 바람길 확보가 필요하다. 가 용부지가 있다면 도시계획시설(공원 등) 결정으로 사전 확보할 필요가 있고, 부지확보 가 여의치 않을 경우 신규 산업단지 혹은 기존 산업단지의 신규공장 설립시 지구단위 계획으로 지붕소재의 규제, 차광막 설치, 열반사 페인트 도색 등을 제안할 수 있으며, 주거⋅상업⋅업무 중심의 도심지는 옥상 및 벽면녹화를 계획한 건축물에 용적률 인센 티브를 제시하는 등의 방법이 계획적으로 반영될 필요가 있다. 또한, 지표온도지도는 열섬지역(도시지역)의 연담화를 방지하기 위해 도시기본계획 및 관리계획에서 신규 개 발사업의 입지 검토, 개발밀도가 높은 용도지역으로의 변경 시 참고자료로 활용할 수 있다.
그림 13. 여름철 고온 지역의 지표온도지도와 위성영상
그림 14. 겨울철 고온 지역의 지표온도지도와 위성영상
