산림조사는 산림보전 및 산림자원개발을 위한 기초자료로 주기적인 데이터 취득과 관리가 이루어지고 있다. 하지만 현재 우리나라의 산림조사는 단순한 산림의 현황을 파악하는 조사가 대부분이며, 공간정보로서 다양한 활용이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 무인항공 스캐너를 이용하여 산림지역의 자료취득 및 처리를 수행하고, 성과물의 분석을 통해 효율적 산림조사 방안을 제시하고자 하였다. 무인항공 스캐너는 식생 하부의 지면을 추출할 수 있기 때문에 산림지역 관리를 위한 DEM을 효과적으로 생성할 수 있으며, 기존의 사진측량방법에서 불가능한 정확한 지형 데이터의 생성으로 산림조사 및 관리를 위한 공간정보로써 활용이 가능하다. 또한 산림지역에서 전력선과 식생간의 간격 측정이나 송전선로 관리에 이용될 수 있다. 식생의 조사를 위한 정확한 연직방향의 거리 측정이 가능하기 때문에 기존 방법에 비해 수고측정의 정확도 및 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있다. 향후 무인항공 스캐너의 활용은 산림지역에서의 데이터 취득 효율성을 향상시킬 것이며, 기존의 인력에 의한 조사에 비해 정확도 개선 및 경제성 확보에 기여할 것이다.
대학연습림의 기능이 점차 확대되면서 산림 및 자연환경에 대한 다양한 정보가 필요하게 되고, 연습림의 관리전략에도 복잡한 기술이 요구되고 있다. 따라서 GIS 기법을 응용한 소위 산림정보시스템과 같은 체계적 수단을 통해 산림 및 입지환경에 대한 여러 가지 정보들을 보다 손쉽게 수집, 편집, 관리, 분석, 갱신하고 나아가 의사결정을 지원할 수 있다면 연습림의 관리에도 많은 효과를 얻을 수 있게 된다. 본 연구는 대구대학교 성주연습림을 대상으로 이러한 목적을 시범적으로 모색해보고자 한 것으로, 일차 단계로서 각종 공간자료를 수치지도화 하여 지형을 비롯한 임상, 토양형 등 여러 수치주제도를 구축함으로써 도면정보의 유지 및 통합과정의 어려움을 해소하면서 위치적 통일성과 정보의 통합성을 어느 정도 확보하였다. 또한 영림계획상의 속성자료와 연결하여 사용자 중심의 시스템을 개발함으로써 보다 신속한 검색, 분석은 물론 각종 산림계획의 수립, 평가, 실행과정의 의사결정 수단으로 활용할 수 있었다. 그러나 시스템의 기능에 대한 다양한 요구에 부응하고 효용성을 높이기 위해서는 최신 자료로의 갱신이나 새로운 기술의 도입 등 문제점에 대한 지속적인 보완이 필요할 것으로 생각된다.
본 연구는 동백나무림으로부터 거리별 산림군집의 생태적 특성을 파악하여 난대상록활엽수림의 생태적 천이에 관한 기초정보를 제공하기 위하여 수행되었다. 층위별 중요치 분석 결과, 교목층은 조사구- I에서는 동백나무, 그 외 조사구에서는 해송과 소나무의 중요치가 가장 높았다. 아교목층에서 중요치가 가장 높은 수종은 조사구- I은 동백나무, 조사구- II, III은 참식나무, 조사구 IV는 때죽나무였다. 전조사지에서 종다양도는 교목층이 0.121-0.515로 낮고 관목층이 1.112-1.589로 높게 나타났으며, 균재도는 아교목층 0.811- 0.930, 관목층 0.796-0.913으로 교목층 0.155-0.727에 비해 높게 나타나 종별 개체수의 분포상태가 균일하다는 것을 알 수 있었다. 토양 pH는 조사구- I이 5.72로 가장 높았으며, 전질소, 유효인산, 치환성양이온 함량도 다른 조사구에 비해 조사구- I이 가장 높게 나타났다.
후박나무의 유전자원보존을 위하여 10개 천연집단을 대상으로 9가지 엽의 형태적 특성에 대한 집단간 및 집단내 개체간 변이를 조사하고 다변량분석을 실시하였다. 엽의 평균 생장은 엽신장 9.8cm, 최대엽폭 4.0cm, 엽병길이 1.8cm, 엽맥수 8.4개, 엽저각 $67.9^{\circ}$, 엽두각 $78.0^{\circ}$로 나타났다. 각 형질특성에 대한 변이계수 값은 대체적으로 20% 내외의 비교적 유사한 특성을 나타냈다. Nested 분산분석 결과 모든 특성에서 집단간 및 개체간에 고도의 유의적인 차이가 인정되었으며, 전체 분산 가운데 집단간보다 집단내 개체간 차지하는 비율이 모든 특성들에서 높게 나타났다. 집단간 유연관계는 Euclidean distance 1.2 수준에서 크게 4개의 그룹으로 나뉘었으나 지리적 분포에 따른 특별한 경향은 나타나지 않았다. 유집군의 유형에 대한 주성분분석 결과 제3주성분까지가 누적변이 값이 92.8%로 나타났다. 제1주성분의 기여율은 40.3%로 대체적으로 최대엽폭, 제2주성분의 기여율은 28.7%로 엽신장, 제3주성분의 기여율은 23.8%로 엽병길이 특성의 기여도가 높게 나타나 후박나무 집단간 유연관계에 중요한 정보를 주는 요인으로 나타났다.
산림 바이오매스 조사는 탄소흡수원으로서의 산림을 평가하고 관리하기 위해 주기적으로 수행된다. 원격탐사의 한 종류인 라이다는 적은 노동력으로 객관적인 산림 구조 정보를 획득할 수 있어, 최근 라이다(LiDAR, Light Detection and Ranging)를 이용한 산림 조사가 주목받고 있다. 본 연구에서는 임분 상하층 바이오매스 추정에 백팩형 라이다(Backpack Laser Scanning, BPLS)와 드론 라이다(Unmanned Aerial Vehicle Laser Scanning, UAV-LS)를 이용하는 방법을 제시하고 그 정확도를 평가하였다. 상층의 경우 BPLS와 UAV-LS의 흉고직경과 수고 추정 정확도를 분석하였고, 하층의 경우 BPLS 데이터에서 추출한 수직구조 변수 중 최상의 변수 조합으로 하층 바이오매스를 추정하는 다중회귀모델을 개발하였다. 그 결과, BPLS는 흉고직경을 높은 정확도로 추정하였지만(R2 =0.92) 수고는 과소 추정하였다(R2 =0.63, Bias=-5.56 m). UAV-LS는 BPLS보다 더 높은 수고 추정 정확도를 보였다(R2 =0.91). 하층의 경우 점들의 평균 높이와 라이다 데이터를 같은 높이를 가진 10개의 층으로 나누었을 때 아래에서 네 번째 층의 점 밀도를 의미하는 변수가 선택되어 모델이 개발되었으며, 교차검증 결과 결정계수 값은 0.68로 나타났다. 본 연구의 결과는 BPLS와 UAV-LS를 이용한 임분의 상하층 바이오매스 조사 방법이 기존의 조사 방식을 효과적으로 대체할 수 있음을 시사한다.
오늘날 지속가능한 발전의 주요 목적으로서 환경의 효과적 보호와 신중한 자연자원의 이용이 강조된다. 이와 같은 목적들을 성취하기 위해서 종합적인 경관 정보가 필수적이다. 한국의 경우, 도시화는 전통적인 농촌 경관 변화, 산림 손실과 단편화 등 많은 환경 문제를 야기했다. 특히 산림이 높은 생물 다양성 가치를 갖고 있는 한국으로서는 산림 손실과 단편화는 생태관점에서 보면 아주 치명적이다. 현재 개인 또는 공공 부분 개발 프로젝트를 위한 환경 영향 평가의 일부분으로 시각 경관 영향 평가가 요구된다. 그러나 이런 시각 경관 영향 평가는 단지 전체 경관의 일부분의 경관 정보만을 제공하고, 특히 현재 경관 평가에서는 경관의 생물 다양성 가치를 평가하지 않는다. 본 연구는 이와 같은 문제점들을 극복하고 한국 상황에 맞는 지속가능한 경관 계획을 위한 필수적인 종합 경관 정보를 제공하기 위해서, 경관 특성과 생물 다양성 가치 평가를 위한 생태 이질성 지수를 결합한 진보된 경관 특성 평가 방법론을 제시하는데 그 목적이 있다. 이 방법론을 통해 경관 특성 평가에서 12가지 경관 특성 유형(type)을 분류하였고 그것의 분포, 경관 특성적 형태, 경관 특성에 부정적인 영향을 줄 수 있는 개발 압력 등을 분석하고 서술하였다. 분석 결과, 주택과 산업 단지 개발, 농지 형질 패턴 변경, 수변 공간 개발 등이 주요 개발 압력으로 나타났다. 경관 생태 이질성 평가 결과에서는 도시근교 지역과 농촌 경관 특성 유형 지역에서 잠재적 생물 다양성 가치가 높았다. 산림 지역 경관 특성 유형에서는 잠재적 생물 다양성 가치가 중간 수치로 나온 반면 도시 경관 특성 유형에서의 잠재적 생물 다양성 가치는 아주 낮았다. 비록 제한된 데이터와 경관 생태 이질성 지수 사용으로 인한 문제점들(스케일 종속적, 변화 패턴이 예측하기 힘든 지수, 자의적인 분류시 다른 결과 발생, 더 종합적인 생물 다양성 잠재력을 평가하기 위해서는 더 많은 다른 경관 생태 지수 필요 등)이 제기되었지만, 이 연구에서 제시된 진보된 경관 특성 평가 방법론을 통해 얻은 종합적인 경관 정보가 지속가능한 경관계획을 할 때 어떻게 잘 활용되어질 수 있는지 예로써 증명하였다. 그 결과 진보된 경관 특성 평가 방법론이 지속가능한 경관 계획을 위한 수단으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 산림 시업에 따른 풍치 관리 정보를 파악하고자 수행하였다. 대상 임분은 현재 산림무육작업 요구도가 높은 낙엽송 인공림을 대상으로 하였다. 촬영된 임분 사진의 모의조작을 통하여 산림작업별로 구분된 35매의 임분 경관이 이용되었다. 각 경관은 신뢰성 검정을 통해 얻은 3개 집단, 전체 593명의 평가 자료를 이용하여 분석하였다. 시각 선호도 평가는 1 - 10 point 평점값을 이용하였다. 이들 평점값의 보정은 RMRATE의 SBE 분석 프로그램을 통해 실시되었다. 시각 선호도와 이미지 척도와의 관련 정도를 비교하기 위해 13매의 간벌 임분을 대상으로 어의 구별척을 이용하여 공간 이미지를 측정하였다. 일반적으로 무육 전의 자연 임분 보다는 작업 후의 쾌적하고 질서 정연한 임분을 높게 선호하고 있었다. 시각 선호도는 나지 면적과 폐잔재 면적이 증가할수록 감소하였으며 임목 밀도, 지하고, 지피식생과 높은 관련이 있었다. 소규모 개별지의 벌구 모양은 곡선보다는 직선 모양을 선호하고 있었다. 시각 선호도는 응답자의 사회경제적 변수에 따라 유의적 차이가 있었다. 연구 결과들은 산림풍치관리를 위한 시업 수행 방법을 제시하고 있다.
본 연구는 LiDAR 센서의 산림자원조사 적용성 검토를 위하여 제주 절물자연휴양림을 대상으로 삼나무의 개체목 탐지, 흉고직경과 수고를 측정하여 전통적인 산림자원조사와 정확성과 효율성을 비교·분석하였다. 백팩형 지상라이다(Backpack Personal Laser Scanning; BPLS)는 Greenvalley International 사(社)의 Model D50을 사용하였다. 최적의 데이터 수집을 위하여 표준지의 밀도와 작업 효율성을 고려한 LiDAR스캔의 표본추출방법을 7가지로 구분하였다. 분석은 개체목 변수 측정의 정확성을 파악하고 요소작업별 시간과 전체 분석시간을 조사하여 효율성을 평가하였다. 분석 결과, 백팩형 지상라이다를 이용한 입목 탐지율은 모든 패턴이 100%로 나타났다. 정확성은 패턴5(흉고직경: RMSE: 1.07 cm, Bias: -0.79 cm, 수고: RMSE: 0.95 m, Bias: -3.2 m)와 패턴7(흉고직경: RMSE: 1.18 cm, Bias: -0.82 cm, 수고: RMSE 1.13 m, Bias: -2.62 m)이 현장조사 방법으로 얻은 결과와 비교하였을 때 통계적 정확성이 높은 결과를 보였다. BPLS와 현장조사를 이용하여 1 ha의 데이터를 처리하는데 걸린 시간을 환산한 결과 BPLS는 약 115분~135분이 소요되며, 현장조사방법은 375분~1,115분으로 BPLS를 이용한 방법이 더 효율적인 것으로 나타났다. 따라서 하층식생이 적고 비교적 관리가 잘 된 인공 침엽수림에서는 BPLS 장비를 활용하여 효율적인 산림자원조사가 가능하며, 앞으로 다양한 임분 조건에서 적용 가능성을 분석할 필요가 있다고 판단된다.
산림자원의 효율적인 관리를 위한 정보획득을 위해서는 서로 다른 센서를 장착한 다수의 무인항공기가 동시에 운영되어야 한다. 이에 따라 지상제어국 안테나는 지속적으로 대국에 대한 추적을 수행해야 할 뿐만 아니라 타 무인항공기에 대한 전파간섭 영향을 억제해야 한다. 본 논문에서는 위상배열안테나 시스템을 기반으로 구축된 지상제어국에 있어, VPR 알고리즘을 기반으로 지속적인 추적 및 전파간섭 억제를 위한 빔 형성 기법에 관하여 연구하였다. 다양한 무인항공기 운영 환경에 대한 모의실험 결과, 제시된 기법을 기반으로 운항중인 무인항공국에 대한 지속적인 추적을 할 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전파간섭원에 대해 지속적인 패턴 널을 형성하여 전파간섭을 억제할 수 있음을 확인하였다.
제5차 국가산림자원조사는 국가단위의 산림자원 통계량을 산출하기 위해 설계되어 2006년부터 야외 표본점 자료를 수집하고 있다. 하지만, 표본의 개수가 적은 소면적 시군구의 산림통계를 산출하기 위해서는 보정자료를 이용하는 소면적 추정기법의 적용이 요구된다. 본 연구에서는 야외 표본점의 위치정보를 활용할 수 있는 공간통계기반 합성추정법을 적용하여 소면적 시군구의 임상별 산림면적 및 ha당 평균축적 등을 추정할 수 있는 방안을 제시하기 위해 수행하였다. 먼저 조사된 표본점은 수종별 흉고단면적의 비율에 의해 임상별로 사후층화되었다. 합성추정법을 적용하기 위하여 목표 시군과 인접하는 시군들을 하나의 가상 시군으로 설정한 후, 이러한 가상 시군에 포함되는 표본점 자료를 산림통계량 산출에 이용하였다. 합성추정법에 의한 임상별 비율은 임상도와 차이가 있는 것으로 나타났다. 한편, 합성추정법에 의한 임상별 ha당 평균축적은 표준오차가 ${\pm}3.5\;m^3/ha{\sim}{\pm}7.7\;m^3/ha$로 직접추정에 의한 표준오차(${\pm}7.8\;m^3/ha{\sim}{\pm}24.7\;m^3/ha$)보다 낮아 상대적으로 정확한 추정치를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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