• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.1009-1029
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• 2023

도시 수목은 탄소를 저장하고 불투수면적을 감소시키는 도시 생태계의 중요 요소이며, 탄소 저장량 및 순환량 산정 시 주요 정보로 활용될 수 있다. 많은 선행 연구에서 항공 라이다 자료 및 인공지능 기법을 활용하여 고해상도 수목 정보를 산출하고 있으나, 항공 라이다 영상은 제공하는 플랫폼이 제한되어 있으며 비용적인 면에서도 한계가 다수 존재한다. 따라서 본 연구에서는 수원시를 대상으로 자료 취득이 용이한 고해상도 위성 영상인 Sentinel-2를 활용하여 기계학습 기반의 도시 내 수목 피복률(fractional tree canopy cover, FTC)을 추정하고자 하였다. Sentinel-2 시계열 영상으로부터 중앙값 합성을 수행하여 수원시 전역에 대한 단일 영상을 제작하여 활용하였다. 도시 내 토지 피복의 이질성을 반영하기 위하여, 30 m 격자내 10 m 해상도의 광학 지수의 평균 및 표준편차 값과 환경부 세분류 토지 피복 지도 기반 항목별 피복률을 계산하여 기계학습 모델의 입력 변수로 활용하였다. 총 4가지의 입력 변수 조합을 설정하여, 입력 변수 구성에 따른 FTC 추정 정확도를 비교 및 평가하였다. 광학 영상의 평균 정보만을 활용(Scheme 1)했을 때 보다 도시 내 이질적인 특성을 반영할 수 있는 표준 편차 및 피복률 정보를 모두 함께 고려(Scheme 4, S4)했을 때 향상된 성능을 나타낼 수 있었다. 검증용 자료에 대해 S4의 Random Forest (RF) 모델이 0.8196의 R², 0.0749의 mean absolute error (MAE), 및 0.1022의 root mean squared error (RMSE)로 전체 기계학습 모델 중에서 성능이 가장 높게 나타났다. 변수 기여도 분석 결과 광학 지수의 표준 편차 정보는 도시 내 복잡한 토지 피복 지역에 대해 높은 기여도를 나타내었다. 훈련된 S4 구성의 RF 모델을 수원시 전역에 대해 확장 적용하였을 때, 참조 FTC 자료에 대해 0.8702의 R², 0.0873의 MAE, 및 0.1335의 RMSE의 우수한 성능을 나타냈다. 본 연구의 FTC 추정 기법은 향후 다른 지역에 대한 적용성이 우수할 것으로 판단되며, 도시 생태계 탄소순환 파악의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.199-208
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• 2011

세계적으로 물의 부족, 온실가스 배출증가, 에너지 소비 증가 등으로 인하여 지구가 위협받고 있다. 기존의 도시 계획 및 개발 과정에서 산림, 하천 등 자연 생태계가 파괴되어 왔으며 이는 불투수면의 증가를 초래하였다. 불투수면의 증가로 인하여 자연적인 물순환 체계가 파괴됨에 따라 도시내 물의 저류, 침투, 증발 등이 감소되고 있으며, 강우시 불투수면에서 발생하는 비점오염원이 하천 및 호소로 직접 유입되어 수계에 악영향을 끼치고 있는 실정이다. 본 연구에서는 강우시 불투수면에서 발생하는 비점오염물질을 저감하고 불투수면의 증가로 인한 도시지역의 온도증가, 열섬현상 등을 해결하는 소규모 HSSF 인공습지 기술을 개발하고자 한다. HSSF 인공습지는 표면에 물이 존재하지 않고 유체의 흐름이 표면 아래 수평으로 흐르는 습지이며 침전, 여과, 흡착, 식생에 의한 흡수 등의 기작을 포함한다. 이러한 HSSF 인공습지를 도시지역의 협소한 공간에도 적용이 가능한 소규모 형태로 개발하고자 pilot-scale test를 실시하였으며, 이러한 연구결과는 향후 국내 도시 열섬현상 저감 및 자연적 물순환 복원을 위한 시설 개발에 기초자료로 활용 될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.4-4
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• 2023

C-band SAR 센서를 탑재한 수자원위성은 한반도 수자원 모니터링을 위해 개발되어 2025년 발사가 계획되어 있으며, 수변환경 및 부유물 탐지 및 다양한 활용이 기대되고 있다. 그 중 수변환경은 수변 생태계 안정성을 유지하는 역할을 담당하여 이에 대한 모니터링은 중요하다. s현장 관측 기반 탐지 방법과 비교하여 위성 원격탐사는 광범위한 지역을 반복적으로 관측하여, 연속적인 수변환경 및 부유물 정보를 제공할 수 있다. 이러한 특성에 기반하여 다양한 다중분광 및 SAR (Synthetic Aperture Radar) 위성 원격탐사 자료를 바탕으로 수변환경 및 부유물의 탐지 연구가 이루어졌다. 특히 단일 영상만을 사용하는 기법에 비해 다중분광 및 SAR 영상을 융합하여 높은 정확도를 보인 바 있다. 초기 연구에서는 임계값 알고리즘 또는 현장관측 기반의 부유물 농도와 위성 자료간의 선형관계를 분석하는 단순한 알고리즘이 주를 이루었으나, 최근에는 RF, CNN 등 보다 복잡하고 다양한 인공지능 알고리즘이 적용되어 높은 정확도로 해당 문제들을 해결하고 있다. 본 연구에서는 수자원위성 활용을 위해 인공지능 기반 수변환경 및 부유물 탐지 알고리즘을 개발하고자 한다. 수자원위성의 대체 자료로 유럽우주국의 Sentinel-1 A/B 위성의 C-band SAR 영상을 이용하였으며, 보조자료로 Sentinel-2 다중분광 영상을 이용하였다. 개발된 알고리즘은 수자원 관리를 위한 환경변화 탐지에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제94권6호
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• pp.462-467
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• 2005

도시림의 경관생태학적 관리를 위한 기초정보를 수집하기 위하여 대구광역시 시가지에 분포하는 고립된 잔존 임지 3개 공원을 대상으로 비오톱 유형을 구분하고, 그 기능적 등급과 식생경관의 구성적 특성을 평가하였다. 비오톱 유형은 소분류군을 기준으로 대개 15~20개 유형으로 나타났으며, 공원 면적이 클수록 비오톱 유형의 다양성과 평균 면적도 크게 나타남을 알 수 있었다. 비오톱 등급은 생물이 살아가기에 부적당한 낮음(1~3등급)이 전체의 72.7%로 대부분을 차지하고 있었으며, 높음(7~9등급)은 전혀 나타나지 않았다. 기능적 가치등급에 있어서는 중간(등급 3)과 그 이하(등급 4~5)가 대부분으로 나타났으며 비오톱 공간 면적이 클수록 등급도 다소 높아지고, 등급이 높을수록 상대적으로 저온역을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 식생경관의 구성적 특성은 아까시나무, 상수리나무가 공원에 관계없이 우점경관요소형으로 나타나 아주 단순하였으며, 그 평균 면적도 대개 1 ha미만의 아주 작은 공간규모를 나타내어 산림생태계 구성요소로서의 기능적 역할의 연속성에 많은 문제가 있는 것으로 판단되었다. 결론적으로 도시내 잔존 임지에 있어서 비오톱 유형의 다양성과 기능적 가치를 증대시키기 위해서는 각 유형별 생태적 최소면적을 확보를 위한 유사 비오톱 유형의 공간적 통합을 위한 경관생태시업이 필요한 것으로 판단되었다.

• 대한지리학회지
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• 제51권5호
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• pp.691-711
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• 2016

경제활동공간이 역동적으로 변화하고 있다. 특히 서울시 성동구 성수동 지역은 제조업 집적지였지만, 현재 급격한 변화를 겪고 있는 대표적인 지역 중 하나라고 할 수 있다. 성수동 지역은 도심 제조업이 쇠퇴하면서 공장 이전이나 폐업으로 인한 빈 공간에 새로운 행위자가 유입되고 있다. 이러한 행위자들은 전통적인 접근법에서는 다소 간과되었던 비경제적 행위자인 문화예술 부문의 창조적 행위자들이며, 이들의 비공식적인 모임인 문화예술 인식공동체는 생태계 형성 초기에 지역 생태계가 창조적 환경으로 변화하는데 영향을 끼친 것으로 보인다. 본 연구의 목적은 도시 공간구조 변화 메커니즘의 근본적인 동인을 규명하여 공간적 함의를 도출하고자 하는 것이며, 이를 위해 진화적인 관점에서 인식공동체의 단계별 형성과정에 따라 초기 문화예술 기반의 창조적인 지식생태계의 형성과정과 추동요인을 고찰하고자 하였다. 그 결과, 인식공동체는 진화적인 경로 창출과정에서 지역 프로젝트를 진행하며 지식창출을 위한 지식플랫폼으로서 일시적인 공간 형성에 기여했고, 성수동 지역은 공간적 근접성을 넘어 관계적 근접성을 추구하며 관계적 공간을 형성하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제41권2호
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• pp.27-37
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• 2013

본 연구의 목적은 한국의 비오톱 평가지표의 선정에 대한 실태를 파악하여 개선점을 제시하는데 있다. 이를 위해 국내 외에서 비오톱에 관한 문헌을 통해 평가지표에 대한 관련용어, 관련항목 및 척도를 비교 분석하였다. 본 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 비오톱 평가지표의 관련용어가 서로 혼용되어 사용되고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 비오톱 평가지표 관련항목은 항목선정에 대한 통합적 개념설정이 부족하여 사례지별 다양한 차이를 보이고 있었다. 셋째, 생물종에 대한 평가지표의 관련항목이 생략된 사례가 많이 있었다. 넷째, 평가지표의 척도에 대한 근거가 부족하였다. 다섯째, 평가지표의 척도가 사례지의 도시생태현황에 대한 상대적 가치를 충분히 설명하지 못하는 경우가 있었다. 본 연구결과는 우리나라 비오톱 평가지표 선정의 문제점을 해결하기 위한 개선점에 기초자료를 제공할 수 있을 것이다. 향후 우리나라 도시생태환경을 체계적으로 보전하기 위해서는 국가적인 차원에서 대 중 소도시별 비오톱의 상대적 가치를 반영하는 평가지표 개발 및 지침이 수립되어야 할 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제37권1호
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• pp.50-64
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• 2009

도시 근교에 입지한 담수호소는 다양한 생물이 서식하는 생물다양성의 보고이나, 무계획적인 이용의 증가로 수질오염과 식생훼손의 위험에 직면해 있다. 이에 본 연구는 사천시 두량저수지를 대상으로 담수호소의 생물다양성 유지와 이용의 조화를 추구하기 위한 관리방안을 제안하고자 동 식물 생태계의 정밀한 조사 분석 자료에 근거한 관리지역 설정 과정을 거쳐 생물다양성 증진을 위한 생태적인 관리방안을 제안하였다. 생태계 조사 분석 자료를 바탕으로 비오톱 유형 평가, 야생동물 서식처 평가, 보호종 출현 유무를 종합한 결과, 생태계 보전지역으로 설정된 지역은 층위 구조가 형성된 자연림과 생물서식의 기반을 제공하는 수면 및 습지, 서식처 다양성이 높은 주연부 지역이 보전가치가 있었다. 관리지역은 식생이 교란된 지역, 오염강도가 높은 상업지, 공업지 등과 낚시로 인해 훼손된 수변지역으로, 식생천이 유도, 관목식재 등의 식생관리와 오염물질관리 체계 구축을 통한 적극적인 관리가 시도되어야 할 것이다. 담수호소에 있어 수변식생과 산림식생 훼손은 생물다양성 및 수질에 직접적인 영향을 미치므로 보존지역과 이용지역을 명확하게 구분하고 이용지역 이외에는 엄정하게 복원 관리하여야 할 것이다.

• 환경영향평가
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• 제31권3호
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• pp.184-199
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• 2022

하천 건전성은 하천 생태계의 건강성과 인간의 물 이용에 대한 사회적 서비스 즉, 물 복지로 크게 구분할 수 있다. 본 연구에서는 하천의 생태적 건전성 및 물 복지 지수를 산정하고 4분면 모형을 이용하여 금강수계 14개 중권역에 대한 하천 종합건전성을 분석하였다. 하천의 생태적 건전성은 댐상류(대청댐 기준) 지역이 상대적으로 '좋음'으로 나타났으며 댐하류 지역은 '나쁨' 상태로 평가되었다. 반면, 물 복지는 인구규모가 큰 댐하류 지역이 상대적으로 '좋음' 상태였으며 댐상류 지역은 상대적으로 물 복지 수준이 '나쁨'으로 나타났다. 하천 종합건전성은 무주남대천, 보청천, 대청댐 유역이 생태적 건전성 및 물 복지 수준이 모두 양호했으며 금강공주, 논산천, 금강하구언 유역은 모두 불량한 것으로 나타났다. 갑천 유역은 지속적인 투자와 체계적인 관리로 2014년에는 두 지수 모두 양호한 것으로 나타났다. 따라서 벤치마킹을 통한 타 유역으로의 활용방안을 모색해야 할 필요가 있다.

• 한국조경학회지
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• 제52권2호
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• pp.1-20
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• 2024

도시하천 내 조경 식물은 하천생태계에 미치는 영향이 크기 때문에 도입 기준과 적정성에 관한 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구는 서울시 고덕천을 사례로 조경 식물의 식재종 및 생육상태를 조사하여 도시하천 내 조경 식물의 식재방안을 제시하고자 하였다. 우선 식재지반 관련 하천구조와 침수피해 영향권을 분석하였다. 식재종 적정성은 선행연구 결과에 제시된 자생종과 습지성에 기준을 두고 분석하였다. 식재 위치 및 식재 형태에 따른 적정성은 하천 지형구조별 적응종과 부적응종을 생육상태로 분석하였다. 고덕천 습지성 식물의 식재비율은 교목이 가장 높았고, 관목이 가장 낮았다. 식재 위치별 식물의 생육상태는 수변에 식재된 식물이 가장 양호했고, 둔치, 제방 사면 순으로 나타났다. 도시하천은 자전거도로와 산책로의 불투수포장으로 인해 토양이 건조해지면서 건조지성 식물의 적응력이 높아지고 있는 것으로 판단되었다. 제방 사면의 적정종은 자생종과 건조지성 식물로 판단되었다. 둔치는 습지성 식물의 식재비율을 높이고, 수변에는 건조지성 식물의 식재비율을 낮춰야 할 것으로 판단되었다. 식재 형태에 따른 생육상태를 분석한 결과 혼합종을 식재했을 때 생육상태가 가장 양호한 것으로 나타났고, 단일종을 식재했으나 다른 식생이 출현한 경우가 가장 생육생태가 불량한 것으로 나타났다. 도시하천은 자생종과 습지성 식물의 식재비율을 높이고, 식재 위치에 적정한 식물종을 선정해야 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.144-144
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• 2015

본 연구는 서울과 5대 광역시를 대상으로 (1) 과거추세가 연장되는 시나리오와 (2) 최근 활발하게 논의되고 있는 스마트 성장, 컴펙트 개발 등을 고려한 도시성장 시나리오를 전제로 미래의 토지이용의 변화를 예측하였다. 토지이용 변화 예측에는 로지스틱 회귀 분석을 기반으로 한 CLUE-s(Conservation of Land Use and its Effects at Small regional extent) 모형을 이용하였다. 토지이용 변화예측을 위해 WAMIS(WAter Management Information System)에서 제공하는 1975년부터 2000년까지의 5년 단위의 토지이용별 통계자료와 환경부에서 제공하는 2008년 토지이용도를 구축하였으며, 각 토지이용 항목은 총 6가지(시가지, 수역, 산림, 논, 밭, 초지)로 재분류하였다. 도시성장 시나리오는 지자체 조례에 따른 물리적 개발기준과 국토 환경성 평가 지도를 바탕으로 개발 제한 구역을 설정하고, 미래 인구변화와 토지수요 수요량 추정을 통해 미래 토지이용 변화 예측 시나리오를 구축하였다. 또한 도로망, 하천망과 유효 토심, 토양통 등을 고려한 토양 속성을 토지 피복 변화 예측을 위한 모형의 동적 요소(driving factor)로 대입하였다. 두 가지의 시나리오를 통해 미래 토지 이용 변화 예측결과 각 시나리오에 따라 확연히 다른 양상의 토지이용 변화 패턴을 보였다. 과거추세가 연장되는 시나리오에서는 물리적인 토지개발 기준 범위 내에서 무작위로 토지이용이 변화하며 시가지가 급속하게 성장하는 패턴을 보여주었다. 반면, 도시성장 시나리오를 전제로 하였을 경우 기존의 시가지와 연계하여 인근에 위치한 미개발지가 시가지로 변화하는 양상을 보였으며, 로그 추세로 증가 혹은 감소하는 패턴에 따라 변화폭이 줄어들며 종래에는 각 토지이용의 변화량이 0%로 수렴하는 모습을 보였다. 토지이용 변화 비율은 두 가지 시나리오 모두 주로 산지와 농지가 감소하고 시가지가 증가하는 모습을 보였다. 본 연구를 통해 구축한 미래 토지이용 변화 시나리오는 수문생태계에 큰 영향을 주는 지표의 변화에 대해 회귀분석을 기반으로 정량적인 예측을 가능케 함으로써 기후변화 시나리오 등 다양한 미래 예측 시나리오와의 접목을 통해 미래 수자원 예측 연구에 활용도를 높일 수 있을 것이라 기대한다.