An Application of Satellite Image Analysis to Visualize the Effects of Urban Green Areas on Temperature

Urbanization brings several changes to the natural environment. Its consequences can have a direct effect on climatic features, as in the Urban Heat Island Effect. One factor that directly affects the urban climate is the green area. In urban areas, vegetation is suppressed in order to accommodate manmade buildings and streets. In this paper we analyze the effect of green areas on the urban temperature in Seoul. The period selected for analysis was July 30th, 2007. The ground temperature was measured using Landsat TM satellite imagery. Land cover was calculated in terms of city area, water, bare soil, wet lands, grass lands, forest, and farmland. We extracted the surface temperature using the Linear Regression Model. Then, we did a regression analysis between air temperature at the Automatic Weather Station and surface temperature. Finally, we calculated the temperature decrease area and the population benefits from the green areas. Consequently, we determined that a green area with a radius of 500m will have a temperature reduction area of $67.33km^2$, in terms of urban area. This is 11.12% of Seoul's metropolitan area and 18.09% of the Seoul urban area. We can assume that about 1,892,000 people would be affected by this green area's temperature reduction. Also, we randomly chose 50 places to analysis a cross section of temperature reduction area. Temperature differences between the boundaries of green and urban areas are an average of $0.78^{\circ}C$. The highest temperature difference is $1.7^{\circ}C$, and the lowest temperature difference is $0.3^{\circ}C$. This study has demonstrated that we can understand how green areas truly affect air temperature.

위성영상을 이용한 도시녹지의 기온저감 효과 분석

위성영상 자료를 이용하여 녹지가 주변 도시지역 기온저감에 영향을 미치는 범위를 분석하는 방법을 제시하였다. Landsat 5 TM Band 6에서 표면온도를 추출하고, 이를 자동기상관측소의 실측기온을 이용하여 기온으로 보정하였다. 위와 같은 방법으로 위성영상으로부터 지표온도를 추출 보정한 후 녹지가 도시기온에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 등온선도를 작성하였다. 기온이 거리에 따라 급격하게 변화하는 지역을 기온완화구간이라고 정의하고, 100m당 $0.1^{\circ}C$ 이상의 기온저감을 기준으로 기온완화효과 영역을 설정하였다. 위와 같은 방법으로 수혜면적을 도출한 후 해당행정구역 내 인구가 동일하게 분포한다고 가정하여 기온저감수혜인구를 도출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 녹지의 기온저감영향이 녹지로부터 반경 500m까지 미친다는 선행연구를 토대로 기준을 설정할 경우 시가지 중 100m 당 $0.1^{\circ}C$ 이상의 기온저감 영향을 받는 면적은 $67.33km^2$로 전체 서울시 면적의 11.12%, 시가지면적을 기준으로 할 경우 18.09%를 차지한다. 서울시민이 시가지에 등밀도로 거주한다고 가정하면 2008년 1/4분기 기준으로 서울시 인구 10,456,095명 중 약 1,892,000명을 기온저감 수혜인구로 추정할 수 있다. 또한, 기온저감 영향권역 단면 50곳을 임의로 선정하여 단면도를 작성한 결과, 녹지의 경계부와 시가지의 기온은 평균 $0.78^{\circ}C$ 차이가 났으며, 최저 $0.3^{\circ}C$, 최대 $1.7^{\circ}C$의 차이를 보였다. 이를 통해 열섬완화측면에서 법률상 공원의 유치거리 및 배치의 적절성을 분석하여 향후 공원 조성 시 인간의 이용측면만이 아닌 열섬완화 및 열 쾌적성을 고려한 새로운 기준작성의 기초자료로 활용 가능하다.