• 대한공간정보학회지
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• 제18권4호
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• pp.119-129
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• 2010

원격탐사 자료와 현장 자료를 이용한 산림 바이오매스 탄소량 추정은 전 세계적으로 각광을 받고 있으며, 국내의 경우 2010년 국립산림과학원에서 개발한 수종별 탄소배출계수를 통해 보다 정확한 탄소량 추정이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 2006년부터 2009년까지 구축된 제5차 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI) 자료를 기반으로 k-Nearest Neighbor(kNN) 알고리즘을 이용하여 충청북도 단양군의 지상부 바이오매스 탄소량을 추정하였다. 원격탐사 자료로는 계절 변화가 뚜렷한 한반도의 기후가 산림 지역의 분광 특성 및 이에 따른 탄소량 추정에 미치는 영향을 조사하기 위해 2004년부터 2005년까지 계절별로 취득된 Landsat TM 위성영상을 이용하였다. 분석결과 단양군 지역의 지상부 바이오매스 총 탄소량은 최대 3542768.49tonC에서 최소 3329037.51tonC 사이로 추정되었으나, 계절에 따른 특정 경향은 발견되지 않았다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권4호
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• pp.603-612
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• 2022

본 연구는 다중시기 위성영상과 머신러닝 알고리즘을 이용하여 준국가수준의 시계열 산림바이오매스량을 추정하였으며, 이를 바탕으로 산림배출기준선 설정하여 비교·분석하였다. 머신러닝기반의 산림바이오매스 추정 모델을 구축하기 위하여 Landsat TM 위성영상과 유럽항공우주국에서 제공하는 Biomass Climate Change Initiative 정보를 이용하였으며, 머신러닝 알고리즘은 비모수 학습모델인 k-Nearest Neighbor(kNN)과 의사결정나무 기반의 Random Forest(RF)를 적용하였다. 또한, 추정된 산림바이오매스량은 Forest reference emission levels(FREL) 자료와 비교하였다. 머신러닝 알고리즘 별 산림바이오매스 추정 모델을 비교해보면, 최적의 kNN 모델과 RF 모델의 Root Mean Square Error (RMSE)는 각각 35.9와 34.41였으며, RF모델이 kNN모델보다 상대적으로 우수하였다. 또한, FREL, kNN, RF 모델 별 산림배출기준선의 기울기는 각각 약 -33천ton, -253천ton, -92천ton으로 설정되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.213-218
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• 2017

본 연구의 목적은 임의효과(random effect)를 이용하여 충남지역 임령-바이오매스 모형을 개발하고 임의효과의 적용성을 평가하는데 있다. 충남지역 소나무림의 임령에 따른 바이오매스 모형 개발을 위해 임분 구조를 고려하여 전국의 중부지방소나무 임분에서 30개소(150그루)를 조사하고 임령과 바이오매스 자료를 수집하였다. 모형 개발에서 중부지방소나무의 임령-바이오매스 관계는 고정효과(fixed effect)이고 지역간 차이를 임의효과로 설정하였다. 임의효과에 따른 모형의 적합도를 검정하기 위해 아카이케의 정보기준(Akaike Information Criterion, AIC)을 참고하고 지역간 차이에 따른 분산-공분산 행렬과 오차항을 추정하였다. 추정된 공분산은 -1.0022, 오차항은 0.6240이고 분산-공분산 행렬을 이용한 임의효과 모형의 AIC는 377.7을 나타내어 선행 연구와 이질적인 차이는 없었다. 이러한 결과는 범주형 자료의 임의효과가 모형 개발에 반영된 결과로 판단된다. 본 연구의 결과는 임의효과를 이용하여 일부지역에 국한되어 개발되었던 바이오매스 모형 연구에 활용이 가능하다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권3호
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• pp.363-373
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• 2023

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.

• 한국산림과학회지
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• 제104권2호
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• pp.230-238
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• 2015

현재 우리나라의 주요 임업기계에 의한 임목수확작업시스템에서 벌목 및 조재, 집재, 소운재, 파쇄 등의 목재생산 및 파쇄작업에 대한 작업비용을 분석하여, 산림바이오매스 이용을 위한 효율적인 임목수확작업시스템을 구축하기 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 임목수확작업시스템의 작업비용을 분석한 결과, 체인톱에 의한 벌목 및 조재와 타워야더에 의한 집재, 임내작업차에 의한 소운재, 트럭에 의한 운재작업으로 이루어진 임목수확작업시스템 D가 63,482원/$m^3$으로 가장 적은 비용이 소요되는 것으로 나타났다. 또한, 산림바이오매스 이용을 위한 작업시스템의 작업비용을 분석한 결과, 소형 목재파쇄기에 의한 현장파쇄, 임내작업차에 의한 칩 소운반, 트럭에 의한 칩 운반작업의 작업시스템 E가 90,770원/ton으로 가장 적은 비용이 산출되었다. 따라서, 이들의 결과가 임목수확작업 및 산림바이오매스 이용을 위한 효율적인 작업시스템이라고 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.102.1-102.1
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• 2010

바이오매스(Biomass)는 지구상에서 에너지원으로 이용될 수 있는 모든 식물과 미생물을 총칭하는 의미로 사용된다. 최근 바이오매스를 에너지자원화 시키는 방법으로 주목받는 열화학적 전환(Thermo-chemical conversion) 반응은 산소가 없이 혹은 희박한 조건에서 바이오매스에 열과 압력을 가하거나 공기나 수증기 등의 가스화제와 반응하여 바이오오일(Bio-oil) 및 합성가스(Syngas)로 변화하는 프로세스를 의미한다. 바이오매스로부터 바이오 DME(Di-Methyl Ether) 생산을 위한 합성가스를 제조하기 위해서 국내 산림자원을 대상으로 열분해반응 특성연구를 수행하였다. 또한 이들 물질로부터 바이오 DME 합성을 위해 최적의 합성가스 제조를 위한 타당성 연구를 수행하였다. 반응온도 $800{\sim}900^{\circ}C$에서 가스화 수율은 78~80%, 촤 수율은 17~20%, 타르 수율은 4~10%였고, 합성가스($H_2$/CO)비는 0.9~1.6였다.

• 한국산림과학회지
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• 제96권6호
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• pp.639-643
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• 2007

숲가꾸기 사업에 의해 산출되는 바이오매스 자원과 상업적 벌채지에서의 미이용 잔존 임목 바이오매스 등의 이용은 신고유가 시대에 바이오에너지원으로 각광받을 수 있을 것이다. 이점에 착안하여 이들 사업지에서의 바이오매스 자원량 계산 및 화석연료와의 대체 가능성에 대하여 구명해 보았다. 2005년 연간 숲가꾸기 사업지 면적은 294,115 ha이며, 이중 수집되는 물량은 $143,747m^3$, 이를 바이오매스 및 발열량으로 전환하면, 115천톤, 533, 199 Gcal이다. 그러나 숲가꾸기 후 임내에 잔존하는 가지, 잎, 초두부 등 잠재공급가능한 물량은 2,483천톤이며, 등유 환산가는 약 11,133억원에 이른다. 이는 숲가꾸기에 의해 실제 수집되는 산물의 약 20배에 달하는 화석연료 대체효과를 갖는 양이다. 그리고 용재로서 임목을 이용하기 위한 상업적 벌채지의 미 이용 잔존 바이오매스량은 475천톤, 발열량으로 전환시키면 2,206,235 Gcal이 되며, 실내등유가로 환산하면, 2,211억원으로, 이 역시 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원이 된다. 친환경적이며 재생가능한 자원으로서 임목 바이오매스의 화석연료 대체효과에 관심을 가질 시점이다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권4호
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• pp.65-72
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• 2011

본 연구의 목적은 중부지방소나무와 굴참나무의 부위별 바이오매스 상대생장식 개발에 있다. 부위별 상대생장식의 개발을 위하여 축적 및 임분의 구조를 고려하여 중부지방소나무에서 30개소 (70그루), 굴참나무에서 15개소 (32그루)를 선정하고 시료를 수집하였다. 바이오매스의 추정에 이용된 인자는 흉고직경, 흉고직경과 수고를 이용하는 두 가지이며, 지수식, 대수식, 2차방정식의 형태로 구분하였다. 최적의 상대생장식을 도출하기 위하여 이용된 통계량은 적합도지수 (FI), 잔차의 평균 (Bias), 잔차의 표준오차 (SEE)이다. 이를 통하여 추정된 수종별 바이오매스 상대생장식은 중부지방소나무에서 $W=aD^b$, $W=aD^bH^c$ 식이 적합하며 적합도는 0.937, 0.943이다. 반면, 굴참나무는 $W=a+bD+cD^2$, $W=aD^bH^c$ 식이 적합하며 적합도는 0.865, 0.874이다. 또한, 중부지방소나무와 굴참나무의 부위별 바이오매스 상대생장식은 중부지방소나무 $W=aD^b$ 이고, 굴참나무 $W=a+bD+cD^2$ 으로 나타났다. 본 연구의 결과로 제시된 중부지방소나무, 굴참나무의 바이오매스 상대생장식은 일부지역에 국한되어 개발되었던 상대생장식에 대한 단점을 보완할 수 있을 것이며 이들 수종에 대한 탄소량의 계정에 활용이 가능할 것이다.

• 한국임산에너지학회:학술대회논문집
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• 한국산림바이오에너지학회 2011년도 정기총회 및 학술연구발표회
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• pp.63-67
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• 2011

• 한국임산에너지학회:학술대회논문집
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• 한국산림바이오에너지학회 2007년도 정기총회 및 학술연구발표회
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• pp.17-25
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• 2007