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S U M M A R Y

요 약

제 1장 서 론

국토정책은 본질적으로 비가역적이고 외부효과를 유발한다는 점에서 매우 신 중한 정책수립이 요구된다. 또한 국토정책은 다양한 경로와 다양한 측면에서 국 가 및 지역경제 그리고 국토공간구조에 많은 영향을 미치기 때문에 종합적인 사 전검토가 필요하다. 즉, 국토와 관련된 각종 계획, 규제, 공공사업 등은 국토의 공간적․물리적 구조를 변화시키는 것은 물론, 고용, 재정, 부동산시장, 건설시장 등 경제부문 외에 교통, 환경 등에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상되므로 통합 적 관점에서의 분석이 이루어져야 한다.

따라서 국토정책의 수립에 앞서 정책효과에 대한 측정과 예측은 필수적인 과 정이며, 합리적인 정책결정을 위한 구체적이고 정확한 판단근거로서 사전적이고 모의적인 의태분석(simulation)이 필요하다. 이를 위해 그동안 부동산시장, 건설경 기전망, 개발사업의 효과분석 등 부문별 예측모형이 개발되기는 했으나, 국부적 인 전망에 그쳐 국토정책의 종합적 특성을 반영하기에는 한계가 있었으며, 급변 하는 국내외 환경변화로 신속한 정책대응이 요구됨에 따라 이를 뒷받침할 수 있 는 수시적, 즉시적 사전평가체계의 필요성이 대두되고 있다.

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본 연구는 국토정책에 따른 거시경제 및 국토공간구조의 변화 등 다양한 측면 에서의 효과를 종합적으로 분석할 수 있는 상시체계로서의 통합적 시뮬레이션 모형(가칭 KRIHS-SIM)의 개발과 적용을 위한 연구로서 다음과 같이 3단계 연구 로 추진하고자 한다. 1단계 연구(2010)에서는 모형의 틀을 구축하고, 기본적 상시 모형체계를 개발한다. 2단계 연구(2011)에서는 하부모형 개발과 더불어 분야를 보다 확장하고, 마지막 3단계 연구(2012)에서는 모형을 통합하고 검증하며, DB 및 운용체계를 구축하고자 한다. 본 연구는 국토정책의 다양한 효과를 종합적으 로 시뮬레이션 하고, 분야별로 심도 있는 연구결과를 지속적으로 반영하고 공유, 축적시켜 나갈 수 있는 체계를 개발한다는 점에서 선행연구와 차이가 존재한다.

연구방법에서 거시적 계량분석기법, 지역간산업연관모형, 시스템 다이내믹스모 형, 행위자기반모형 등의 시뮬레이션 기법, GIS 기반의 공간분석기법 등 국토정 책 유형과 목적에 맞게 다양한 방법론을 적용하고자 한다.

제2장 국토정책 시뮬레이션 수요와 모형개발 방향

1) 국토정책 시뮬레이션 수요

국토정책은 매우 다양하기 때문에 모든 정책시뮬레이션이 가능한 모형을 개발 하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 주요 국토정책 시뮬레이션 수요처인 국토해양부 및 국토연구원 등의 전문기관에 설문조사를 통하여 대표적인 국토정 책 유형을 조사하였다. 국토정책 수단 중 국토계획 72명(36%), SOC 투자 58명

(29%), 규제 36명(18%) 등의 순으로 시뮬레이션이 필요한 중요한 정책수단으로

응답하였다.

지원 규제 계획 조정 투자

복수응답(명) 19 36 72 15 58 200

응답비율(%) 9.5 18.0 36.0 7.5 29.0 100

<표 A-1> 중요 국토정책수단

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UrbanSim PECAS MetroScope Spatial Unit Zone, Gridcell, Household Zone Zone Platform Open Platform

(R, Postgresql, Quntum GIS) R, Postgresql

Language Python R

GIS Yes No Yes

Open Source Yes No Yes

<표 A-2> 기존 시뮬레이션 모형의 비교 2) 벤치마킹모형의 선정 및 모형개발 기본방향

국토정책에 따른 파급효과를 분석할 수 있는 시뮬레이션 모형을 주어진 여건 내에 개발하기 위해서는 현재까지 개발된 모형을 활용할 필요가 있다. 모형을 연 구개발하고 이를 컴퓨터 시스템으로 새롭게 개발하는 것은 많은 시간과 노력이 요구되기 때문이다. 따라서 기존의 다양한 모형 중에서 이 연구의 목적에 맞는 모형을 선정하여 집중 분석할 필요가 있다. 특히, 도시확산과 교통문제가 사회 적 이슈로 대두되고 있는 미국에서 상대적으로 많이 개발되어 발전하고 있기 때 문에 미국에서 많이 사용하고 있는 토지이용-교통 통합모형을 중심으로 선정하 도록 한다. 미국 MPO(Metropolitan Planning Organization)1)에서 가장 많이 선택한 모형(2009 FAMPO National TMA/MPO)은 UrbanSim, PECAS 등을 들 수 있다.

이 중에서 본 연구의 국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS-SIM)의 개발방향과 부 합하는 것으로 UrbanSim을 선정하였다. 해당 모형은 오픈 플랫폼을 기반으로 개 발하였으며, 모형의 소스코드 또한 공개되어 있고, 집계(Aggregate)와 비집계

(disaggregate) 두 접근방법을 제공하고 있는 등 지속적으로 발전하고 있다. 또한,

대도시지역, 해외 등 다양하게 적용되고 있어, 해외공동연구 등을 통해 개발기술 을 전수받을 수 있을 것으로 판단된다.

1) 연방정부의 예산을 받아 교통정책 등 계획관련 업무를 수행하는 기구로 지방정부와 교통당국의 대표

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본 연구에서 국토정책 시뮬레이션 모형 개발의 기본 방향은 다음과 같다. 첫 째, 국토공간에 미치는 다양한 영향을 종합적으로 판단할 수 있는 모형 체계이 다. 둘째, 국토정책의 다양한 효과를 포괄하되 중요도 및 활용성에 따라 핵심 모 형을 우선적으로 개발한다. 셋째, 대규모의 복잡한 모형을 지양하는 대신, 자료 및 방법론 등의 적용성을 고려한 실행가능하고, 지속가능한 모형체계를 구축한 다. 마지막으로 지속적으로 공유 및 축적 가능한 핵심기반의 오픈 플랫폼 기반 시스템 (Open Platform Based System)을 구축하고자 한다.

제3장 국토정책 시뮬레이션 모형체계 및 구축방안

1) 국토정책 효과의 분석 범위

국토정책 시뮬레이션의 정책효과 분석은 국토계획, SOC투자, 규제 등 3대정책 유형별로 경제부문, 교통부문, 환경부문, 토지이용 부문 등 크게 4가지 부문을 대 상으로 분석한다. 지금까지 개발된 국내외의 공간정책시뮬레이션 모형은 대부분 토지이용-교통모형으로 모형 내에 경제부문이 포함되는 경우도 있으며, 최근 환 경부문이 분석대상에 추가되고 있다. 분석의 공간단위는 분석목적 및 자료의 가 용성에 따라 시, 군, 구, 필지, 그리드(grid) 등 다양하게 적용할 수 있지만 공간자 료의 이용이 가능한 범위에 대하여 우선적으로 개발하고자 한다.

<표 A-3> 국토정책 효과의 분석 범위

정책유형

부문 국토계획 SOC투자 규 제

경 제 생산, 고용, 인구이동, 인구이동1) 생산, 고용, 인구이동

교 통 접근성, 혼잡도 접근성, 혼잡도 접근성, 혼잡도

환 경 온실가스배출, 에너지 사용량

온실가스배출, 에너지 사용량

온실가스배출, 에너지 사용량

토지이용

토지이용변화

입지 및, 이주(개발, 도 시재생)

토지이용변화 토지이용변화

주1) 현재 검토중으로 2단계 연구시 포함여부 결정

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2) 국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS-SIM) 체계

KRIHS-SIM은 외부에서 들어오는 자료(외생부문)와 이를 활용하여 분석결과

를 도출하는 모형 그리고 데이터베이스로 구성된다. 각 부분모형의 중요 기능은 다음과 같다. 거시경제 부문(외부모형)은 시군구단위의 연도별 인구수(가구수), 경제활동인구, 산업별 일자리(job) 예측자료 등으로 구성되며 국가전체 및 시군 구 총량제어 변수의 기능을 담당한다. 지역간 인구이동모형(외부모형)은 국토정 책에 의한 지역간 인구 및 일자리이동을 추정하여 전이모형에서의 국토정책에 의한 인구 및 일자리 수 변화량 자료로 활용한다.

가계-고용 전이(Transition)모형에서는 총량자료(예측자료)와 현재자료의 차이(t 기 예측인구- t-1기말 인구), 정책시나리오에 의해 변화되는 증가 혹은 감소되는 인구 및 일자리 수를 조정하여 총량자료와 일치시킨다.

<그림 A-1> 국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS-SIM) 체계(안)

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가계-고용 재입지모형에서는 가구/일자리의 특성을 고려하여 지역 내에서 다 른 존(zone)으로 이전할 가구/일자리를 선택하고, 가계-고용 입지선택모형에서는 전이모형과 재입지모형에서 결정된 신규 가구/일자리의 지역 내 이전할 존(zone) 을 선택한다. 여기서, 입지 선택시, 인구밀도, 용적률, 토지가격, 접근성, 매력도

(환경성, 공원 등) 등 타모형에서 결정되는 입지여건을 고려하여 선택하게 된다.

개발사업 전이모형은 국토정책(인프라투자, 규제완화 등)으로 인해 필요한 개 발수요량을 예측하고, 개발입지선택모형은 기존의 미개발지중 어느 존(zone)이 먼저 개발되는지를 예측한다. 이때 가계-고용 전이모형에서 주어지는 신규 가구 및 고용이전량 등 부동산수요, 지가, 입지여건, 수익성 등을 고려하여 미개발지 중에서 개발의 우선순위를 예측하게 된다.

부동산가격 평가모형은 공시지가와 같이 입지여건, 밀도, 용적률, 접근성 등의 결정요인을 이용하여 헤도닉 가격 모형 등의 방법론으로 추정하며, 개발입지선 택의 설명변수로 이용된다.

통행모형은 존(zone)간 통행량, 네트워크별 속도, 혼잡도 등을 추정하는데, 외 생적으로 결정된다. 환경모형은 온실가스배출, 종다양성 등 환경변수를 추정하 며, 경제활동과정, 소비과정에서의 에너지소비에 따른 온실가스 배출을 추정할 수 있다.

이외에도 국립박물관, 국립공원 등 공공시설 및 공간에 대한 시설이용 모형을 추가적으로 포함시킬 수도 있다. 또한 행위자기반모형(ABM)을 이용하여 최적입 지 선정 등의 정책시나리오에 대한 시뮬레이션 등을 검토하고 있다.

국토정책 시뮬레이션을 위한 주요 투입자료로는 인구 및 고용관련 거시변수와 지목, 용도지역 등의 토지이용자료, 통행량자료, 에너지 사용량자료, 기타 위치 및 공간정보 등을 들 수 있다. 그리고 국토정책 시뮬레이션을 위한 주요 정책효 과 지표는 경제파급효과, 토지이용변화, 도시공간변화, 교통 및 환경여건의 변화 등에 관한 지표로 구성된다.

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<그림 A-2> KRIHS-SIM의 Input-Output 체계

3) 시스템 개발 방향

시스템 개발방향은 오픈 플랫폼 기반 아키텍쳐, 데이터베이스 구축, 시뮬레이 션 모형 개발 등 3가지로 구분할 수 있다. 오픈 플랫폼 기반 아키텍쳐를 도입하는 이유는 모델링하는 대상에 따라 분석하는 자료와 다양한 방법론을 하나의 플랫 폼을 기반으로 모든 모형을 개발하는 것은 현실적으로 불가능하기 때문이다

<그림 A-3> 시스템 개발 방향

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또한 각 모형에 필요한 모든 S/W를 도입하는 것은 많은 비용을 수반할 뿐만 아니라 다양한 S/W를 기반으로 개발한 모형을 서로 연계하는 것도 쉽지 않기 때 문이다. 다양한 S/W 자원을 엮을 수 있는 개방전산환경(오픈 플랫폼)을 구축하 고, 이를 활용하여 모형을 개발하는 것이 효율적이다.

데이터베이스는 두 가지 조건을 만족하는 방향으로 개발해야 한다. 하나는 유 연한 공간단위로, 가구/기업단위, 시군구 단위, 시도 단위로 데이터베이스를 구축 해야 하며, 다른 하나는 시계열로 데이터를 축적해야 한다. 이 두 가지 원칙으로 데이터베이스를 설계하되, 갱신 등 유지보수를 쉽게 할 수 있는 도구도 개발해야 한다. 시뮬레이션 모형의 특성상 불특정의 다양한 사용자를 대상으로 하기보다 는 소수의 전문가를 대상으로 하기 때문에 웹 기반의 시뮬레이션 모형은 비용대 비 효과가 떨어질 것으로 판단되어 C/S(Client/Server)방식으로 개발하는 것이 바 람직하다.

<그림 A-4> 시스템 아키텍쳐

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4) 국토 정책시뮬레이션 시나리오(1단계)

전체 국토정책시뮬레이션 모형이 구축되기 전이라도 부문 모형만으로도 정책 시뮬레이션이 가능한 부분이 있다. 1단계 연구에서는 지역간 산업연관 모형, 인 구이동 모형, 산업입지 모형 등이 개발되어, 이들 모형을 이용한 정책시뮬레이션 을 하였다. 이들 모형은 생산, 고용, 인구이동 등 시군구 단위의 거시경제 변화 등을 분석할 수 있으므로, 분석목적이 이와 부합하는 국토정책 시나리오를 설정 하여 시뮬레이션을 하였다. 즉, 최근에 계획 및 실시되고 있는 주요 국토정책의 하나인 신도시 건설의 지역경제파급효과 및 인구이동 효과 시뮬레이션, 산업단 지 건설의 인구이동효과 시뮬레이션, 공공기관 지방이전 정책이 기업입지패턴에 미치는 효과 등에 대하여 시뮬레이션 하였다.

<표 A-4> 국토정책 시뮬레이션 시나리오(1단계 예시)

정책 유형 정책시나리오

국토 계획 신도시건설계획에 따른 생산, 부가가치, 고용, 인구 이동 시뮬레이션

SOC 투자 산업단지 조성에 따른 인구이동(수도권과 해당지 역) 시뮬레이션

규제/인센티브 공공기관 지방이전에 따른 지역간 기업이전 패턴 시뮬레이션

국토정책의 대표적 정책유형인 국토계획 정책시나리오를 가지고 계획효과분석 (planning effect analysis)을 실시하였다. 신도시계획, 산업단지조성 등과 같이 토지 이용계획이 주어지고, 계획대로 경제활동이 이루어지는 경우의 국토정책 효과를 분석하였다. 여기서, 주요 정책효과는 생산, 부가가치, 고용변화, 인구이동, 접근 성, 환경변화 등을 들 수 있다. 신도시계획 시나리오의 경우 고용기회, 주거기회 의 확대에 따른 인구이동 규모를 시뮬레이션을 하여 인구분산 정책의 타당성 등 을 평가하는 계획지원 분석(planning support analysis) 기능도 가능하다. 신도시 계 획에 따른 정책 영향은 산업, 고용, 인구, 교통, 환경, 부동산 등 여러 부문에 영향 을 미치지만 1단계에서는 생산, 부가가치, 고용, 인구이동 효과만을 다루었다.

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<그림 A-5> 신도시건설 정책의 시뮬레이션 개념도 (1단계)

제4장 모형 방법론 검토 및 기본모형 구축

본 장에서는 1단계 연구에서 개발한 지역경제 모형, 인구이동 모형, 기업입지 모형, 토지이용변화 모형 등에 대하여 이와 관련된 기존 모형 등을 조사하고, 본 연구에서 구축하고자 하는 모형의 선정이유 및 특성 등을 제시하였으며, 구체적 인 모형의 구축방법을 살펴보았다.

1) 지역경제 모형

지역경제 모형에서는 산업연관모형, 공간계량모형, 일반균형모형에 대해서 국 토정책 시뮬레이션 모형으로 구축 가능성을 검토하였으며, 1차년도에서는 산업 연관모형을 기본모형으로 선정하였다.

선정된 모형을 바탕으로 크게 토지이용-산업별 생산 모듈과 생산활동-지역경

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제 파급모듈 2단계로 지역경제 모형을 구축하였다. 1단계로 토지이용변화에 따 라 일자리가 늘어 생산활동이 증가하고 지역의 부가가치가 증가 하는 효과를 계 산할 수 있는 토지이용-산업별 생산 모듈을 개발하였다. 이러한 지역의 소득 증 가로 인해 해당 지역의 소비가 늘어나고 기업은 추가적인 생산을 하게 되며 이러 한 추가적인 생산을 위해서는 관련된 산업의 생산물이 중간재나 최종재로 소비 되므로 지역간 교역을 증대시키는 산업 및 지역간 연관관계가 발생한다. 1차 모 듈에서 계산한 해당지역 생산활동의 변화로 인해 타산업과 지역에 유발되는 총 경제활동 파급효과(생산, 고용, 인구)를 지역별로 분석할 수 있는 생산활동-지역 경제 파급 모듈을 2단계로 개발하였다. 분석지역의 단위는 2005년 한국은행 지역 산업연관표 기준인 16개 광역시도 단위로 하되, 광역시도내 시군단위로 배분하 여 미시적 공간분석에 활용할 수 있도록 만들었다. 시군단위로의 배분은 1차적으 로 시군별 생산액을 기준으로 배분하되, 시군 통계정보의 가용성에 따라 생산과 관련한 가장 적합한 배분기준을 적용하였다. 산업분류는 한국은행 산업연관표 28개 대분류 기준으로 작성하되 정부정책 및 국토연구원 정책프로젝트의 성격을 고려하여 하위산업으로 세분화가 가능하도록 틀을 구축하였다.

1차년도에는 주요 광역권에 국토계획으로 가상의 신도시를 건설하는 시나리 오를 분석할 수 있는 지역경제 모형을 구축하였다. 신도시계획이 토지이용계획 을 변화시키고 지역경제를 성장시키는 파급효과와 공간에 미치는 장기효과는 2 차년도에 개발하고 1차년도에는 단기에 발생하는 지역경제 파급효과만을 모형 화하였다. 여기서 장기와 단기의 구분은 산업의 생산구조의 변화 여부로서, 단기 에는 생산구조에 변화가 없고 장기에는 생산구조가 변화하는 과정을 포함한다.

<그림 A-6> 지역경제 모형 구축과정

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2) 인구이동 모형

인구이동 모형은 기존에 선행되어온 인구이동과 관련된 이론 및 연구동향을 바탕으로 중력모형, 의사결정모형, 행위자기반모형, 시스템다이내믹스모형, 위계 선형모형 등을 검토하여 인구이동모형의 구축가능성을 검토하였으며, 1차년도에 서는 시스템 다이내믹스모형과 위계선형모형을 기본모형으로 선정하였다.

시스템 다이내믹스모형은 거시적 측면의 접근방법으로 시간의 흐름에 따라 변 하는 시스템을 동태적이고 순환적 인과관계의 관점에서(dynamic feedback

perspective) 현상을 이해하고 설명하고자 하는 모형으로 인구이동의 동태성을 분

석하는 측면이 강하다. 국토정책이 지역 간 인구이동에 미치는 영향을 파악하기 위해서 특정한 국토정책이 모든 지역 간 인구이동의 상호작용 구조에 어떠한 영 향을 미치는 가를 파악하여야 하였고, 이를 파악하기 위해서 이론적으로는 개별 지역의 인구, 주택, 사업체수, 고용자수, 사회경제 인프라와 삶의 질 등은 물론이 고 지역 간 매력도의 차이, 지역 간의 거리, 지역 간 네트워크 관계(사업체간의 관계 등)도 파악하였다. 최종적으로 국토정책은 이러한 지역의 내적 요인은 물론 이고 지역 간 매력도의 차이에 영향을 미침으로써 지역 간 인구이동을 초래하게 된다. 이러한 내용을 바탕으로 1차년도에서는 충북 오창 산업단지를 대상으로 인 구이동 시뮬레이션 모형을 구축하였다.

<그림 A-7> 국토정책과 인구이동의 Stock/Flow 관계

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위계선형모형은 미시-거시 통합측면의 접근방법으로 미시적 분석결과가 거시 적 해석에 대한 설명력을 결여하는 알커의 원자학적 오류(Alker's Atomistic

Fallacy) 또는 거시적 분석결과가 미시적 결과에 대한 설명력을 결여하는 경우 로

빈슨의 생태학적 오류(Robinson's Ecological Fallacy)를 보완할 수 있는 방법론이 다. 1차년도에서는 2008년 시점에서 제주시와 서귀포시를 제외한 82개 도시 간의 전입인구의 흐름을 설명하는 전입모형을 구축하였다.

독립 변수

무제약 모형

임의계수모형

1수준 2수준 2수준

변수미포함

2수준 변수 포함

추정 계수

상수항

상수항  4.265*** -4.810*** -4.909***

2007년

총종사자수     0.595***

누적 주거용

건축허가면적     0.171***

수도권     0.355***

도내이동

상수항    1.421*** 0.462***

충청권     1.260***

호남권     1.740***

대경권     1.229***

동남권     1.479***

강원권     2.034***

인지거리

 상수항   -0.422*** -0.440***

인구50만

-100만미만     0.043**

인구100만이상     0.059**

전출지인구수   0.941*** 0.943***

분산

1수준 1.959*** 0.428*** 0.427***

2수준

상수항(U0) 1.027*** 1.823*** 1.269***

도내이동(U1)   0.744*** 0.053***

인지거리(U2)   0.021*** 0.021***

분산 합 2.987 3.015 1.771

N 1수준 6,606

2수준 82

***, **, * : 유의수준 0.01, 0.05, 0.1에서 유의함

<표 A-5> 인구이동 모형 추정 결과

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3) 기업입지 모형

기업입지 모형은 거시 및 미시적 접근방법을 검토하였고, 이 중에서도 행위자 기반모형, 확률선택모형 등 미시적기반의 시뮬레이션 모형을 주로 검토하였으며, 각 모형별 구축방안을 제시하였다.

행위자기반모형은 특정분야(domain)의 현실세계를 구성하는 개별 행위자

(agent)들의 속성과 행태를 파악하고, 이를 바탕으로 행위자의 상호작용 및 의사

결정 규칙(rule)을 정의하여 행위자 간 상호작용이 만들어내는 새로운 질서나 외 부환경의 충격에 의한 시스템 변화에 대한 순환적 반응(feedback response)과정을 관찰한다. 이는 행위자들 간 국지적 상호작용의 결과를 상향식(botton-up)으로 종 합함으로써 규범적 방식(top-down)으로는 예측하기 어려운 현실세계의 복잡한 특성을 이해하기 위하여 활용할 수 있는 모형으로, 가상의 산업단지 신설로 인한 기업의 입지이전에 관한 행위자기반모형의 구축과정을 설명하였다.

<그림 A-8> 행위자기반모형의 일반적 구축절차

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확률선택모형은 개별 의사결정주체들의 선택행태(choice behavior)를 설명하기 위하여 경제학·지리학·사회학·도시계획·교통계획 등 광범위한 분야에서 활용되는 모형으로 1차년도에서는 기존에 연구된 기업입지모형에 대한 파라미터 추정결 과를 활용하여 개별 업체들이 시군구 지역들을 대상으로 입지를 선택하는 과정 들을 시뮬레이션 모형으로 구성하였다. 다만, 기업의 입지에 영향을 주는 효용은 정량적인요인 뿐만 아니라 정성적인 요인도 고려할 필요가 있지만, 이를 정량화 시키기는 어렵기 때문에 분석에 포함된 독립변수가 설명하지 못하는 부분에 대 해서도 선택 과정에서 어떤 형태로든 반영할 필요가 있다. 이에 대한 대안으로서 다항난수 발생기법(multinomial randomization)을 활용하였으며, 전국의 IT(Information Technology) 업종에 해당하는 업체들(2009년 FEMIS자료 기준)을 대상으로 특정 시군 지역에 입지이전을 유도하는 정책적 변화가 외생적으로 주 어졌을 경우, 전체적인 기업입지 이전경향 및 국지적 유입-유출의 공간적 패턴이 어떻게 변화할 것인지를 예측할 수 있는 시뮬레이션 모형을 구축하였다. 정책시 행으로 인해 해당 지역의 효용이 변화하게 되고, 이는 각 기업들의 입지 선택에 대한 효용을 변화시켜서 전체적인 입지변화를 초래하게 된다.

<그림 A-9> 정책시행에 따른 기업의 입지이전 변화 개념도

수도권

비수도권

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4) 토지이용변화 모형

토지이용변화 모형은 국토정책의 시행에 따라 토지이용이 어떻게 변할 것인지 를 예측하는 내용으로 토지수요예측부문, 토지잠재력분석부문, 토지변화예측부 문으로 구성할 수 있다. 1차년도에서는 이와 관련된 방법론을 검토하고, 실제 모 형은 2차년도에 구축될 예정이다. 다만, 2차년도에 개발될 토지이용변화 모형을 위해 1차년도에서는 관련 방법론, 토지이용변화에 영향을 주는 공간의사결정 요 소들, 민간부문의 개발지 선정 과정 등을 검토하여 토지이용변화 예측모형의 구 성(안)을 제시하였다. 토지변화예측모형으로는 셀룰러오토마타(CA), 행위자기반 모형(ABM), 마코브체인(MC) 등 다양한 각종 공간변수간의 관계해석 알고리즘으 로부터 모형을 구성할 수 있으며, 시뮬레이션 결과를 검토하면서 파라미터의 조 정과 변수간의 관계를 조정하여 적용할 예정이다.

<그림 A-10>토지이용변화 예측모형의 구성(안)

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제5장 국토정책 시뮬레이션 활용 사례

1) 신도시 계획이 지역경제 및 인구이동에 미치는 효과

정책 시뮬레이션을 위한 시나리오는 각 권역별 주요 도시(서울시=시나리오1, 부산시=시나리오2, 대전시=시나리오3, 광주시=시나리오4, 원주시=시나리오5)에 면적 12.6㎢(380만평), 인구 10만명 규모의 신도시를 건설하는 경우로 정하였다.

신도시계획의 구체적 토지이용계획은 세종시 사례를 참조하여 비례적으로 적용 하였다. 이러한 규모의 신도시가 시나리오 대상지 5개 지역에 건설되었을 때 생 산활동-지역경제 모듈을 이용하여 지역별 생산 및 고용 파급효과를 구하고 인구 이동 모형으로 전입인구량을 시뮬레이션하였다.

신도시건설 신규 취업자

및 생산액 생산 및 고용

파급효과 대상지

인구전입량

면적당 고용원단위, 1인당 생산액

지역경제모형 인구이동모형

<그림 A-11> 신도시 건설 시나리오 시뮬레이션 방법

신도시 토지이용계획에 따른 경제활동 규모는 각 용도별 계획면적에 단위면적당 고용원단위, 1인당 생산액을 곱하여 산출되며, 그 결과 신도시계획으로 인한 신 규 취업자수는 4만 4,930명, 생산액은 6조 1,288억원이 되는 것으로 추정되었다.

구 분 부지면적 (1,000㎡)

용적률 (%)

건물면적 (1,000㎡)

취업자 (명)

생산액 (억원)

업무상업 일반업무상업 295.6 180 532 7,070 3,403

중심업무상업 120.0 465 558 22,016 33,137

산업단지 첨단산업 295.6 63 248 5,771 14,901

녹색산업 120.0 54 108 2,421 5,769

공공 및 생활근린

주거단지 2,012.6 4,720 1,991

공원녹지 7,350.0

공공및생활시설 2,200.0 2,932 2,087

합 계 12,572.2 44,930 61,288

<표 A-6> 토지이용계획에 의한 신도시내의 신규 취업자 및 생산액

(18)

① 지역경제에 미치는 효과

이러한 신도시내의 경제활동은 타지역과의 산업간 연관관계를 통하여 타지역 에 생산을 유발하게 된다. 이러한 신도시의 경제활동이 5개 광역별로 각각 시행 되는 경우의 지역경제 파급효과를 추정해 보면 다음과 같다. 그 결과 생산 파급 효과는 원주시가 가장 크고 서울시가 가장 낮게 나타났다. 부가가치 기준으로는 부산이 가장 효과가 큰 것으로 추정되었는바 이는 서울, 부산 등 대도시의 경우 원주에 비해 부가가치율이 높은 서비스업의 비중이 높은 산업구조를 가지고 있 기 때문이다.

시나리오

전국 해당지역

총생산액 (억원)

총부가가치 (억원)

총취업자 (명)

총생산액 (억원)

총부가가치 (억원)

총취업자 (명) 시나리오1(서울) 96,798.14 45,175.00 73,973 75,674.81 37,803.78 60,266 시나리오2(부산) 100,919.94 48,149.81 80,153 72,761.08 37,460.07 61,485 시나리오3(대전) 100,128.78 46,516.55 81,654 68,350.23 34,348.99 59,607 시나리오4(광주) 99,131.24 45,753.01 82,579 69,670.37 34,006.19 61,382 시나리오5(원주) 103,945.89 47,803.42 85,690 71,830.05 35,393.66 64,912

<표 A-7> 시나리오별 지역경제 파급효과

② 지역간 인구이동에 미치는 효과

시나리오별 인구이동 효과는 신도시 건설에 따른 고용기회와 주거기회의 증대 에 따른 인구이동 효과로서 도시간 인구이동모형을 이용하여 시뮬레이션 하였 다. 해당 지역의 고용증가량은 지역산업연관모형을 통해 구한 취업자수를 사용 하였고 주거단지 연면적은 인구 10만명을 기준으로 4,565,351㎡로 산정하였다. 각 시나리오별로 고용기회와 주거기회의 증가로 인해 전입한 인구수는 서울이 22,507명으로 가장 많고 광주시가 10,541명으로 가장 작게 나왔다.

2단계 연구에서는 지역산업연관 모형의 제약을 완화하여 동태모형으로 개발 하고, 인구모형도 보다 설명력이 높은 모형으로 지속적으로 개선할 예정이다.

(19)

시나리오 고용증가량 (명)

고용증가비율 (%)

주거면적 증가량(㎡)

주거면적 증가비율(%)

전입인구 (명) 시나리오1(서울) 60,266 1.50% 4,565,351 19.14% 22,507 시나리오2(부산) 61,485 5.31% 4,565,351 46.82% 12,252 시나리오3(대전) 59,607 13.87% 4,565,351 78.29% 14,696 시나리오4(광주) 61,382 13.44% 4,565,351 74.42% 10,541 시나리오5(원주) 58,450 63.02% 4,565,351 221.53% 14,975

<표 A-8> 시나리오별 전입인구수

2) 산업단지 개발이 지역경제 및 인구이동에 미치는 효과

산업단지 개발정책 시나리오는 충북 오창산업단지 개발 사례를 적용하여, 이 러한 산업단지 개발이 지역경제 및 인구이동에 미치는 효과를 시뮬레이션 하였 다. 오창과학산업단지 조성으로 주거단지 건설과 산업단지의 분양 및 기업체 유 치를 통해 고용 및 인구유발을 초래하여, 순인구전입으로 나타나게 된다. 본 연 구는 시스템다이내믹스 모델을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다.

<그림 A-12> 산업단지 건설에 따른 지역간 인구이동 구도

(20)

80,000 40,000

40,000 20,000

0 0

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Time (Year)

: 1,2

오오오오 오 오오

: 1,2 오오오 오 오오

① 인구 및 고용에 미치는 효과

1차 과학산업단지 개발(2005년 완료)과 2차 산업단지 개발(2011년 완료)을 모

두 포함한 2020년까지의 시뮬레이션 결과로서 1, 2차 오창과학산업단지 건설로 인해 오창신도시(오창읍)의 인구는 2009년 기준 현재의 4만여명에서 2020년에는

6만 5천여명으로 증가할 것이며, 주택수는 3만여 호수로 증가할 것으로 예측되

었다.

<그림 A-13> 인구 및 주택수 시뮬레이션 결과

인구증가와 주택수의 변화는 1차 및 2차 개발에 의해 일시적 증가행태(Step)가 나타나고 있음을 알 수 있다. 인구이동의 시스템행태 측면에서는 1차 개발에서 주택건설이 먼저 이루어졌으나, 인구전입에 지연이 발생하여 주택수의 증가와 인구증가가 일치하지 않는 결과를 보여주고 있다. 이는 사회경제인프라 공급수 준의 지연에 영향을 받은 결과임을 알 수 있다.

사업체수와 고용의 시뮬레이션 결과에서는 오창신도시의 기업체수는 2020년 에 2,800여개로 증가하고 고용은 3만여명 이상으로 증가하는 것으로 예측되었다.

오창과학산업단지의 개발은 산업단지 개발의 특성상 기업체수보다는 고용자수 의 증가에 더 큰 영향을 미친 것으로 나타났다.

(21)

4,000 40,000

2,000 20,000

0 0

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Time (Year)

: 1,2

오오오오 오 오오

: 1,2

오오고오 오 오오

20,000 10,000 8,000 10,000 5,000 4,000 0 0 0

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Time (Year)

: 1,2 오오충충충충충충 충충 오충 오 오오

: 1,2 기기충충충충충충 충충오충 오 오오

: 1,2 충충충충충충충충 충충 오충 오 오오

<그림 A-14> 사업체 수 및 고용자 수 시뮬레이션 결과

② 지역간 인구이동에 미치는 효과

인구이동을 나타내는 인구전입과 전출은 오창과학산업단지의 1, 2차 단계 개 발과정에 따라 그 변화가 반영되어 나타나는 행태를 보여주고 있다. 전입은 충북 권, 수도권, 비수도권 순으로 많은 것으로 나타난 반면 전출은 충북권, 비수도권, 수도권 순으로 많은 것으로 나타났다.

<그림 A-15> 인구전입 시뮬레이션 결과

(22)

800 400 400 400 200 200 0 0 0

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Time (Year)

: 1,2 충충충충충충 충충 오 오오

: 1,2 기기충기충충충 충충 오 오오오

: 1,2 오오충충충충 충충 오 오오

기기 기 충 충충 오 오오

<그림 A-16> 인구전출 시뮬레이션 결과

한편, 오창과학산업단지의 1, 2차 개발에 따른 주택수 및 기업체수 입주의 변 화 행태는 1차 산업단지 개발의 경우 주택수는 2004년 중반부터 2007년 까지 약 2년반 만에 주택공급이 완료되었고, 2차 산업단지의 경우는 2010년 말부터 2015 년까지 약 5년에 걸쳐 공급이 이루어 질 것으로 예측되었다.

<그림 A-17> 주거단지 개발 시뮬레이션 결과 15,000

15,000

7,500 7,500

0 0

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Time (Year)

"1오차차 오오차 차차 오차 오오차차 " : 1,2 오 오오

"2 오 차차 오오차 차차 오차오오 차차 " : 1,2 오 오오

(23)

기업입지의 경우 1차 산업단지 개발시 2003년부터 2012년까지 약 10년에 걸쳐 입주가 이루어졌으나, 1차 산업단지의 경우 2011∼2019년 까지 약 8년 정도로 1 차에 비해 다소 빨리 입주가 완료될 것으로 전망되었다.

<그림 A-18> 산업단지 기업입주 시뮬레이션 결과 50

50

25 25

0 0

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 Time (Year)

"1 오 차차 오차 오오오오 충오 " : 1,2 오 오오

"2 오 차차 오차 오오오오 충오 " : 1,2 오 오오

본 모형의 한계 및 향후 필요한 과제는 다음과 같다. 국토정책이 지역 간 인구 이동에 미치는 정교한 시뮬레이션 모형을 구축하기 위해서는 무엇보다 먼저 다 양한 측면에서 지역 간 상호작용의 특성을 규명해야 한다. 다양한 통계자료의 수 집과 분석이 필요하며 그 만큼 모형에 포함될 수 있는 변수가 확대될 수 있을 것이다. 전국단위의 지역간 인구이동 모델로 확장하기 위해서는 관련 DB와 연동 될 수 있는 시뮬레이션 모델의 구축이 필요하다. 또한 국토정책과 인구이동(전 입, 전출)에 대한 유형화와 정책효과가 인구이동의 지역간 긍정적, 부정적 차이 에 대한 반응을 보다 정교하게 연구할 필요가 있다. 마지막으로 모델의 시뮬레 이션 결과에서 보다 많은 국토정책적 시사점을 도출하기 위해서는 인구이동이 초래하는 지역별/지역간 영향까지 연쇄적으로(피드백 구조를 통해) 분석할 수 있 는 모델로 확장하여야 한다.

(24)

3) 공공기관 이전이 기업의 입지변화에 미치는 효과

기업이전 시뮬레이션 모형은 개별기업이 여러 입지대안들 중 가장 큰 효용을 주는 대안을 선택하는 과정을 모델링한 것이다. 정책시나리오는 공주시에 공공 기관이 증가할 경우 IT업종 기업의 지역간 이전을 시뮬레이션하였다.

① 만인당 공공기관이 1공공기관

빨간색 표시된 지역은 해당지역에 순전입기업이 많은 지역이고, 파란색은 전 출기업이 많은 지역을 나타내는데, 공주지역은 전입기업이 300개, 전출기업이 4 개로 추정되었다.

<그림 A-19> IT업종기업의 지역간 이전 시뮬레이션-(만인당 공공기관 7개→30개)

(25)

공주시의 만인당 공공기관수를 약 7개에서 21개로 설정한 경우의 결과를 보면 완화된 정책효과의 차이를 쉽게 구별할 수 있다. 공주시로 이전하는 공공기관수 가 상대적으로 줄어든 결과, 이 효과의 영향을 받는 업체의 수는 눈에 띄게 줄어 든 것이다. 그림의 하단그래프에서 빨간선 이상이 공공기관 이전이 기업의 입지 이전에 통계적으로 유의미한 수준을 나타내는데 이 경우 통계적으로 유의미한 이전패턴이 곧 사라진 것을 확인할 수 있다.

<그림 A-20> IT업종기업의 지역간 이전 시뮬레이션-(만인당 공공기관 7개→20개)

(26)

한편 공주시로 이전하는 만인당 공공기관수를 40개로 크게 증가시킬 경우, 공 주시로만 976개의 업체가 이전해 들어와, 상대적으로 강한 기업체 유인력으로 인 하여 다른 지역으로 이전해 들어간 업체들의 수는 상대적으로 줄어들어서 빨간 색 큰 원이 공주시를 포함한 일부지역으로 한정되어 분포하며 전체적으로 전출 기업의 수가 많은 지역이 크게 확대된 것을 볼 수 있다. 향후 연구에서는 기존연 구에서 이용한 기업입지요인에 관한 설문조사 결과대신 전국자료를 이용하여 입 지요인에 관한 통계분석을 통하여 효용함수를 재구성하여 기업입지 모형을 개선 할 예정이다.

<그림 A-21> IT업종기업의 지역간 이전 시뮬레이션-(만인당 공공기관 7개→40개)

(27)

4) 국토정책 시뮬레이션 결과의 2차 활용-지역경제 평가지수 개발

앞서 5개의 신도시 건설 시나리오를 통해 분석된 결과는 크게 생산액 변화, 부 가가치 변화, 고용변화 및 순전입인구 변화로서 시군단위(165개 지역)로 도출되 었다. 이러한 결과들을 이용하여 지역경제 평가지표를 산정하였다. 이러한 정책 평가지표는 국토정책이 지역경제에 미치는 영향에 관해서 보다 손쉽게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 기존에 연구된 지역지표와 연계하여 지역정책의 평가수단 으로 활용될 수 있을 것이다.

① 지역소득지수의 작성 및 주요 결과

소득수준의 대표지표인 1인당 GRDP와 소득의 원천인 고용변수의 대표지표의 하나인 취업률 지표를 통합하여 지역소득지수로 정의하고 기존 연구결과의 가중 치를 이용하여 지표를 통합하였다. 신도시 건설 시나리오에 의한 1인당 GRDP는 도출된 시군별 부가가치유발액을 시군별 GRDP에 합산하고, 시군별 전입인구를 시군별 인구에 합산하여 재산출하여 적용한다. 취업률은 취업자수에 고용유발을 더하고, 경제활동인구에 전입인구를 더한 값을 적용한다.

인당



 

인구 전입인구



 부가가치유발액

취업률  경제활동인구 전입인구

취업자 고용유발

신도시건설 정책시나리오별 1인당 GRDP는 원주에 신도시 건설을 하는 경우 가장 높게 상승하는 것으로 나타났다. 이는 상대적으로 서비스업의 비중이 높은 산업구조를 가진 서울, 부산 등 대도시일수록 생산유발효과가 상대적으로 작게 나타나기 때문이다. 반대로 취업률의 경우에는 서비스업의 경우 생산액 단위당 취업계수가 높아 서비스업의 비중이 높은 산업구조를 가진 지역일수록 취업효과 가 크게 된다. 1인당 GRDP와 취업률지표를 가중치를 적용하여 통합한 소득지수 는 1인당 GRDP의 지역간 순위와 유사하지만 취업률 증가가 상대적으로 적은 광 주의 경우 대전보다 소득지수 변화가 작은 것으로 추정되었다.

(28)

<표 A-9> 시나리오별 개별지표 및 소득지수의 변화

구분 개별지표1)

소득지수1)

1인당GRDP 취업률

기준 100.000 100.000 100.000

시나리오1(서울) 100.140 100.156 100.146

시나리오2(부산) 100.163 100.142 100.155

시나리오3(대전) 100.257 100.217 100.242

시나리오4(광주) 100.259 100.195 100.236

시나리오5(원주) 100.655 100.414 100.567

주 : 165개 시군의 평균값임

② 지역간 형평지수 작성 및 주요 결과

지역형평성 지수는 신도시건설 시나리오별 건설이전과 이후 1인당 GRDP 및 인구의 지역간 격차가 얼마나 완화 혹은 심화되었는지를 평가하기 위한 지수이 다. 지역의 소득수준과 지역의 인구를 나타내는 1인당 GRDP와 인구를 지역간 형평의 대표적인 지표로 선정하였다. 1인당 GRDP와 인구지표의 지니계수를 통 합한 지역형평성 지수는 원주, 서울, 대전에 신도시건설을 하는 경우 지역간 형 평성 변화는 미미하지만 악화시키는 방향인 것으로 추정되었다. 이와 같이 신도 시 건설로 인한 지역의 소득수준 및 고용수준은 모든 지역에서 증가하지만 지역 간 편차는 지역에 따라 완화시킬 수도 있고, 오히려 악화시킬 수도 있게 된다.

<표 A-10> 시나리오별 개별지표 및 지역형평성 지수의 변화

구분 개별지표1)

지역형평성지수1)

1인당GRDP 인구

기준 0.2377 0.7070 0.4723

시나리오1(서울) 0.2378 0.7071 0.4724

시나리오2(부산) 0.2376 0.7070 0.4723

시나리오3(대전) 0.2378 0.7071 0.4724

시나리오4(광주) 0.2375 0.7070 0.4723

시나리오5(원주) 0.2387 0.7070 0.4728

주 1) 165개 시군의 지니계수 값을 나타냄

(29)

제6장 결론 및 향후 연구계획

국토정책은 지역경제 및 국토공간구조에 직접적인 영향을 미칠 뿐 아니라 일 단 정책이 시행되면 원상회복이 불가능하고, 일부 가능하더라도 엄청난 사회적 비용을 치르게 된다. 따라서 국토정책의 수립에 앞서 정책효과에 대한 측정과 예 측은 필수적인 과정이며, 구체적이고 정확한 판단근거로서 사전에 모의실험을 통하여 합리적인 정책결정을 지원할 수 있는 정책시뮬레이션 통합모형을 구축하 고자 한다.

본 연구에서 국토정책 시뮬레이션 모형 개발의 기본 방향은 첫째, 국토공간에 미치는 다양한 영향을 종합적으로 판단할 수 있는 모형 체계, 둘째, 국토정책의 다양한 효과를 포괄하되 중요도 및 활용성에 따라 핵심 모형의 우선 개발, 셋째, 대규모의 복잡한 모형을 지양하고, 자료 및 방법론 등의 적용성 등을 고려한 실 행가능하고, 지속가능한 모형체계의 구축, 마지막으로 지속적으로 공유 및 축적 가능한 핵심기반의 오픈 플랫폼 기반 시스템 (Open Platform Based System)을 구 축하고자 한다.

국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS-SIM) 의 체계는 도시 내의 마이크로 동태시 뮬레이션 체계로 이루어진 UrbanSim 모형을 내생부문으로 하고, 국토공간 전체 의 경제적 파급, 인구이동 등 시군구간 상호작용을 분석할 수 있는 모형을 외생 부문으로 하여, 상호 연계하는 구조로 설계하였다. 즉 특정 공간에 시행되는 국 토정책의 효과가 시군구간 생산, 고용, 인구 등 거시경제 측면의 지역간 상호작 용을 분석하고, 동시에 이러한 변화가 국토정책 시행되는 해당지역에서 주거 , 교통, 환경, 부동산, 토지이용 등 국토공간에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 마 이크로한 분석단위의 변화와 연계하는 체계로 이루어져 있다.

국토정책 시뮬레이션 모형(KRIHS-SIM) 시스템은 향후에도 다양한 모형을 통 합․연계하여 지속적인 발전을 하기 위해 다양한 S/W 자원을 엮을 수 있는 개방 전산환경(오픈 플랫폼)을 구축하고자 한다. 데이터베이스도 유연한 공간단위로, 가구/기업단위, 시군구 단위, 시도 단위로 데이터베이스를 구축하고, 동시에 갱신

(30)

등 유지보수를 쉽게 할 수 있도록 개발해야 한다.

1단계 연구에서 개발된 생산측면에서의 지역간 산업연관 모형, 인구이동 모형,

산업입지 모형 등을 이용한 정책시뮬레이션을 이용하여 최근에 계획 및 실시되 고 있는 주요 국토정책의 하나인 신도시 건설의 지역경제파급효과 및 인구이동 효과 시뮬레이션, 산업단지 건설의 인구이동효과 시뮬레이션, 공공기관 지방이 전 정책이 기업입지패턴에 미치는 효과 등에 대하여 시뮬레이션 하였다.

그러나 1단계 연구에서 개발된 지역간 산업연관 모형, 인구이동 모형, 산업입 지 모형 등은 아직 완성된 것은 아니고 다양한 국토정책 수요에 부응하기 위한 프로토타입의 시범 모형이기 때문에 수정․발전시켜야 할 부분이 많이 남아 있 다. 예를 들어 2단계 연구에서는 지역산업연관 모형의 제약을 완화하여 동태모형 으로 개발하고, 인구모형도 보다 설명력이 높은 모형으로 지속적으로 개선할 예 정이다. 산업입지모형의 경우에도 산업입지 요인에 관한 통계적 분석을 바탕으 로 보다 다양한 이전요인을 포함하여 보다 현실적이고 설명력이 높은 모형으로 개선할 예정이다.

■ 색인어 _ 국토정책 시뮬레이션, 인구이동 모형, 지역경제모형, 산업입지 모형, UrbanSim 모형

■ 한국연구재단 연구분야 분류코드 _ B170900

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