IEG 환경지질연구정보센터

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(1)NOAA NDVI를 이용한 충주댐 유역 산림 지역의 피복 분류 정확도 분석 Accuracy analysis of land cover classification using NOAA NDVI in forest area of Chungju-dam watershed. 박민지*ㆍ 신형진**ㆍ 하림***ㆍ 김성준**** * ** *** ****. 건국대학교 건국대학교 건국대학교 건국대학교. 일반대학원 사회환경시스템공학과 박사과정, [email protected] 일반대학원 사회환경시스템공학과 박사과정, [email protected] 일반대학원 사회환경시스템공학과 석사과정, [email protected] 생명환경과학대학 사회환경시스템공학과 교수, [email protected]. 요 약 본 연구에서는 자료취득이 용이하고 경제적인 NOAA 인공위성 자료에 식물량과 활 성도 파악에 지표인 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 이용하여 산림을 세분류하였다. 충주댐의 산림 지역을 추출하여 2000년 영상에 구름 및 노이즈를 제거하 고 연 최대 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)를 구축하여 산림을 침엽수, 혼효림, 활엽수로 분류하여 환경부에 23개 중분류 토지피복도, 임상도, 실제 자료의 비교 를 실시하여 그 정확도를 파악하였다. 비교 결과 이전 구축된 피복분류와 침엽수와 활엽 수에 대해 반대적인 결과를 보여 오차에 대한 확인이 향후 필요하다고 판단되어진다.. 1. 서 론. 하여 토지피복분류를 실시한 바 있다.. 현재 대부분의 토지피복은 전국의 약 70%. 본 연구에서는 2000～2004년까지의 iNDVI. 를 차지하고 있는 산림을 하나로 분류하고 있. 를 구축하고 산림에 대한 토지피복도를 추출하 여 환경부 중분류 토지피복도와 임상도와 비교. 다. 이와 같은 넓은 지역에서의 식생조사를 수 행하기 위하여 현재 유일한 현실적인 방법은. 를 실시하였다.. 지구관측위성 데이터를 이용하는 것이다(신사 철.외, 1996). NOAA 위성은 미국 해양대기청 (National Oceanic and Atmospheric Administration)에 의해 운영되고 있는 제 3세 대 기상관측위성이며, 이 위성의 이용목적은 정상적인 기상업무이며, 동일지점을 하루에 최 소 2회 관측이 가능하므로 시계열적인 자료의 확보가 가능한 위성이다(권형중 외, 2005). NOAA/AVHRR 자료를 이용하여 이규성 (1994), 김의홍과 이석민(1996), 서명석 등은 한 반도의 토지피복분류를 실시하였으며, 신사철 (1996)은 식생정보를 대표하는 iNDVI를 작성. 2. 재료 및 방법 2.1 iNDVI 구축 NDVI는 식물량과 활성도를 파악하지 위한 지표로 식물의 양과 분포 상황을 조사하는 것 뿐만 아니라, 그 계절변동의 특성으로부터 식 생분류나 피복분류에도 이용될 수 있다. NOAA/AVHRR 데이터를 이용할. 경우. NDVI는 다음 식과 같이 계산된다..   .       여기서,. Ch.1과. Ch.2는. 각각.

(2) NOAA/AVHRR 영상의 Channel 1(가시)과 2. NDVIj는 j번째의 NDVI이며 dj는 NDVIj에. (근적외)의 반사율을 의미한다. 구름의 영향을. 대응하는 관측일수이다. 본 연구에서 사용된. 받는 지역은 정확한 지표면의 정보를 획득할. 위성자료는 2001년 4월부터 11월까지로 적설의. 수 없으며, 이러한 지역의 NDVI 값은 과소 산. 영향으로 지표면의 식생정보 획득이 불가능한. 정되는 경향이 있다. 따라서, 어느 기간중의. 겨울철의 영상은 제외하였다. 또한, 구름에 영. NDVI의 총량을 정량적으로 표현을 하기 위하. 향으로 지표면의 식생정보 획득이 어려운 영상. 여 iNDVI (integrated NDVI)가 이용되고 있. 을 제외하여 1개월당 약 5-15개의 맑은 날의. 다.. 영상자료를 선정하여 2000～2004년도의 식생정. .  ×      . 보를 대표하는 iNDVI를 작성하였다 (표 10).. . <표 1> 월별 iNDVI 영상.

(3) 2000년에서 2004년의 차이는 침엽수가 5.5%. 2.2 산림부분 토지피복도 작성 또한, iNDVI의 히스토그램으로부터 피복. 감소하였으며, 활엽수와 혼효림은 각 3.3, 2.1%. 조건별로 고유의 특징적인 식생분포를 형성한. 증가하는 것으로 분류되었다. 하지만 2002년과. 다는 점을 이용하여, 히스토그램 분류방법으로. 2003년은 침엽수가 과다하게 분류되는 경향을. 유역의 활엽수, 혼효림, 침엽수에 대한 면적을. 볼 수 있다.. 고려하여 충주댐 유역 산림 지역의 피복분류를 수행하였다(그림 1). 분류 결과 표 2와 같이. (a) 2000년. (b) 2002년. (c) 2003년. (d) 2004년 <그림 1> 산림 세분화 피복분류.

(4) <표 2> 산림 분류별 면적 결과 분류. 2000 면적(㎢). 2002. 비율(%). 면적(㎢). 2003. 비율(%). 면적(㎢). 2004. 비율(%). 면적(㎢). 비율(%). 활엽수. 1501.0. 26.6. 868.1. 15.4. 870.9. 15.4. 1688.0. 29.9. 혼효림. 1307.4. 23.2. 1374.5. 24.4. 1536.5. 27.2. 1428.6. 25.3. 침엽수. 2832.6. 50.2. 3398.4. 60.2. 3233.7. 57.3. 2524.4. 44.8. 총합. 5641.0. 100.0. 5641.0. 100.0. 5641.0. 100.0. 5641.0. 100.0. 3. 환경부 토지이용도, 임상도 비교. 이렇게 작성된 토지피복도에 산림부분은 추. 1999～2001년의. 출하여 iNDVI를 이용하여 추출된 산림 지역과. IRS-1C, Landsat TM, 수치지형고(1:5,000)를. 비교를 실시하였다. 비교 결과 면적은 육안으. 환경부의. 토지피복도는. 이용하고, 참고자료로 임상도, 생태․자연도,. 로 확인하였을 때도 확실한 차이가 있었다. 고. 지형도(1:25,000)등을. 위도 지역이 앞서 분류를 실시한 경우 대부분. 사용한다(환경지리정보).. 임상도는 산림청의 산림자원조사 성과를 바탕. 침엽수로 구분되었으나 임상도와 중분류 토지. 으로 제작된 것으로 1:25,000 수치지도를 기초. 피복도의 경우 활엽수로 분류되는 것을 확인. 로 1:15,000 항공사진을 판독하여 도화 작업하. 할 수 있다(그림2, 3). 면적만으로 비교하였을. 여 작성된다(국가수자원관리종합정보시스템).. 때는 표 3과 같이 나타났다.. <그림 2> 임상도. <그림 3> 환경부 중분류 토지피복도.

(5) <표 3> 산림 분류별 면적 결과 비교 분류. 2000 면적(㎢). 임상도 비율(%). 면적(㎢). 환경부. 비율(%). 면적(㎢). 비율(%). 활엽수. 1501.0. 26.6. 1659.6. 30.9. 1669.1. 30.0. 혼효림. 1307.4. 23.2. 1339.8. 25.0. 1386.6. 24.9. 침엽수. 2832.6. 50.2. 2364.1. 44.1. 2502.0. 45.0. 총합. 5641.0. 100.0. 5363.4. 100.0. 5557.7. 100.0. 4. 결론 및 향후 연구계획. 다.. 환경부와 임상도와의 비교 결과와 같이 본 연구에서 추출된 분류가 반대적인 것을 확인. 참고문헌. 할 수 있었다. 여러 가지 위성영상을 이용한. 권형중, 신사철, 김성준 (2005) NOAA/AVHRR. 환경부의 중분류 토지피복도나 임상도가 고위. 위성영상을 이용한 기후학적 물수지 분석, 한 국농공학회논문집, 47(1), pp. 3~9. 도 지역에 활엽수가 지배적이라는 것에서 확 인이 필요하다고 판단된다. 따라서 향후 연구 지역을 방문하여 여러 지 점에 대해 지배 식물을 확인하고 본 연구에서 실시한 토지피복도의 오차를 확인하여 정확한 분류가 이루어지도록 할 계획이다. 그 결과를 반영하여 한반도에 대한 전체적인 산림 지역 분류를 하고자 한다.. 김의홍, 이석민 (1996) NOAA AVHRR 자료를 이용한 한반도 토지피복 변화연구, 한국GIS학 회지, 4(1), pp. 13~20 서명석, 곽종흠, 김희수, 김맹기 (2001) 극궤도 기상위성 자료를 이용한 한반도의 지면피복분 류, 한국지구과학회지, 22(2), pp.138~146 신사철, 최윤수, 안기원 (1996) NDVI를 이용한 한반도의 피복분류, 16(2), pp. 139~146. 한국토목학회논문집,. 감사의 글. 이규성 (1994) 시계열 AVHRR 위성자료를 이. 본 연구는 21세기 프론티어 연구개발 사업인. 용한 한반도 식생분포구분, 83(4), pp. 441~449. 수자원의 지속적 확보기술개발사업단의 연구비 지원(과제번호 : 2-2-3)에 의해 수행되었습니. 한국임학회지,.

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