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위성영상을 이용한 도시녹지의 기온저감 효과 분석 (An Application of Satellite Image Analysis to Visualize the Effects of Urban Green Areas on Temperature)

  • 윤민호;안동만
    • 한국조경학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.46-53
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    • 2009
  • 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.

서울 도시계획 정책을 적용한 기후영향평가 - 남북녹지축 조성사업을 대상으로 - (Urban Climate Impact Assessment Reflecting Urban Planning Scenarios - Connecting Green Network Across the North and South in Seoul -)

  • 권혁기;양호진;이채연;김연희;최영진
    • 환경영향평가
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    • 제24권2호
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    • pp.134-153
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    • 2015
  • 도시 계획적 측면에서 도시의 구조적 변화에 따른 기후영향을 파악하여 그 결과를 도시계획에 반영하는 것은 중요하다. 서울시에서는 도시계획 시나리오 정보를 제공하기 위해 도시계획정보시스템(Urban Plan Information System, UPIS)을 활용 중이다. 지자체의 실제 도시계획에 따른 기후영향을 평가하고 분석하기 위해서는 UPIS에서 제공하는 도시계획시나리오와 도시기후분석모델을 손쉽게 연계할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 국립기상과학원의 도시기후분석모델(Climate Analysis Seoul, CAS)과 도시계획 시나리오를 연계하는 기술을 개발하였다. CAS는 건물과 식생의 물리적 배치에 따른 온도, 바람 등의 국지규모 변화와 중규모 기상모델인 MetPhoMod(METeorology and atmospheric PHOtochemistry mesoscale MODel)의 분석결과를 바탕으로 찬공기의 생성, 이동, 정체와 바람흐름, 열적환경 등을 분석하는 기능을 가지고 있다. 정밀한 도시정보를 모델에 적용하기 위해 고해상도의 항공 LiDAR(LIgit Detection And Ranging) 측량을 통해 생성된 래스터자료(1m 해상도)와 KOMPSAT-2(KOrea Multi-Purpose SATellite) 위성영상 자료(4m 해상도)를 이용하여 토지피복 및 수치표고자료로 활용할 입력자료를 생성하였다. 보다 정확한 도시지면 특징을 반영하기 위해 수치표면모델인 DSM(Digital Surface Model)과 수치지형모델인 DTM(Digital Terrain Model)을 전산유체역학모델(Computational Fluid Dynamics, CFD) 입력자료로 사용하여 상세바람분석을 수행하였다. 8방위의 유입류를 고려하여 재정비 전후의 도시구조물 주변의 흐름 및 풍속 분포와 녹지축 형성 전후의 열환경 변화를 분석하였다. 현실적인 기상상태 반영을 위해 CAS의 중규모 기상장을 입력자료로 사용하였으며, 그 결과 재정비에 따른 도시구조물 변화에 의해 바람길에 큰 변화가 확인되었다. 녹지축 형성 이후 전반적으로 재정비지역 주변의 온도가 감소하였다. CAS와 CFD의 연동을 통해 도시지역 재정비와 녹지축 형성 전후의 주변 바람길과 열환경에 대한 실제적인 평가가 가능하며, 도시개발계획과 녹지조성계획 수립에 유용할 것으로 기대된다.

유·무인 항공영상을 이용한 심층학습 기반 녹피율 산정 (Derivation of Green Coverage Ratio Based on Deep Learning Using MAV and UAV Aerial Images)

  • 한승연;이임평
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1757-1766
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    • 2021
  • 녹피율은 행정구역면적 대비 녹지가 피복된 면적의 비율로, 실질적인 도시녹화 지표로 활용되고 있다. 현재 녹피율은 토지피복지도를 기반하여 산출되는데, 토지피복지도의 낮은 공간해상도와 일정하지 않은 제작시기는 정확한 녹피율 산출과 정밀한 녹피분석을 어렵게 한다. 따라서 본 연구는 새로운 녹피율 산출방안으로 항공영상과 심층학습을 활용한 방안을 제안한다. 항공영상은 높은 해상도와 비교적 일정한 주기로 정밀한 분석을 가능하게 하며 심층 학습은 항공영상 내 녹지를 자동으로 탐지할 수 있다. 지자체는 매년 다양한 목적을 위해 유인항공영상을 취득하여 이를 활용해 신속하게 녹피율을 산출한다. 하지만 미리 취득된 유인항공영상은 취득 시기와 해상도, 센서와 같은 세부사항을 선택할 수 없어 정밀한 분석이 어려울 수 있다. 이러한 한계점은 다양한 센서의 탑재가 가능하고 낮은 고도의 비행으로 인해 고해상도 영상을 취득할 수 있는 무인항공기를 활용하여 보완될 수 있다. 이에 두 가지 항공영상으로부터 녹피율을 산출하였고 그 결과, 모든 녹지 유형으로 부터 높은 정확도로 녹피율을 산출할 수 있었다. 하지만 유인항공영상으로부터 산출된 녹피율은 복잡한 환경에서 한계가 있었다. 이를 보완하고자 활용한 무인항공영상은 복잡한 환경에서도 높은 정확도의 녹피율을 산출할 수 있었고 추가밴드 영상을 통해 더 정밀한 녹지 영역 탐지가 가능했다. 추후 기존 유인항공영상에 새로 취득한 무인항공영상을 보완적으로 사용해 녹피율을 효과적으로 산출할 수 있을 것이라 기대된다.

시가화지역 토지이용 및 녹지구조에 따른 온도변화 연구 (Analysis of Temperature Profiles by Land Use and Green Structure on Built-up Area)

  • 홍석환;이경재;한봉호
    • 한국환경생태학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.375-384
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    • 2005
  • 본 연구는 시가화지역 토지이용 및 녹지구조에 따른 온도변화를 파악하고자 강남구 내 시가화지역을 대상으로 44개소 조사지를 블록단위로 선정하여 실시하였다. 온도값은 1999${\~}$2002년까지의 Landsat TM 및 ETM+ 영상 6scene을 적용하였다. 도시온도변화에 대한 영향요인 분석결과 토지 이용유형은 그 자체로 도시온도변화의 중요 인자로 작용하지는 않는 것으로 판단되었으며 토양피복유형은 상관관계 분석결과 상관계수가 건폐율이 0.368(2001년 6월)${\~}$0.709(1999년 5월)로 양(+)의 상관관계에 있었으며 녹지율은 -0.551(2001년 6월)${\~}$-0.860(1999년 6월)으로 음(-)의 상관관계를 보였다. 녹지용적(녹지용적계수${\times}$100), 녹피율과 온도값과의 상관관계 분석 결과 녹피율과의 상관계수는 -0.549(2001년 6월)${\~}$-0.817(1999년 6월)의 범위이었으며 녹지용적은 -0.517(2001년 6월)${\~}$-0.882(1999년 6월)로 녹피율과 녹지용적 모두 각 온도값과 강한 음(-)의 상관관계를 보였다. 도시화지역 온도변화 예측모형 구축을 위한 회귀분석 결과 녹지용적이 설명 변수로 채택되었다.

LANDSAT 영상을 이용한 해안선 자동 추출과 변화탐지 모니터링 (Automatic Coastline Extraction and Change Detection Monitoring using LANDSAT Imagery)

  • 김미경;손홍규;김상필;장효선
    • 대한공간정보학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.45-53
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    • 2013
  • 지구 온난화와 이로 인한 해수면의 상승은 명백히 전 지구적으로 일어나고 있는 변화이며 해안선의 변화 또한 동반되고 있다. 해안선은 해수면의 상승뿐만 아니라 인위적인 활동에 의해서도 변화할 수 있으나 지구온난화에 의한 해안선 변화의 파악은 지구 온난화의 진행을 파악할 수 있는 지표로써 활용이 가능하다. 따라서 본 연구의 목적은 자동으로 해안선을 추출 및 변화를 파악하는 데에 있다. 본 연구에서는 자동으로 해안선을 추출하기 위해서 수분지수를 활용하여 물과 육지의 대조를 극대화하였으며, 해안선의 자동 추출이 용이하도록 하였다. 수분지수로 변환된 영상에서 자동으로 물과 육지를 분할하기 위하여 적정 임계값을 자동으로 찾을 수 있도록 영상처리 기법을 적용하였고, 경계선 검출 알고리즘을 통하여 해안선을 추출하였으며 추출된 해안선으로 변화를 탐지하는 방법론을 제시하고자 하였다. 자동으로 물과 육지를 분할하고 경계선을 찾는 영상처리 기법은 다른 자료의 도움 없이 LANDSAT 영상만을 이용하여 적용될 수 있으며 추출된 해안선 또한 기준자료로 이용된 NLCD(National Land Cover Database) 자료와의 비교를 통해 유사하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 지구 온난화의 지표로써의 활용 가치를 확인하기 위해 연구 대상지역을 지층의 온도가 연중 $0^{\circ}C$ 이하로 항상 얼어 있는 영구동토로 선정하여 영구동토의 해빙으로 인한 해안선 변화를 정량적으로 확인할 수 있었으며 해안선의 변화가 가속화한다는 사실을 확인할 수 있었다.

대규모 홍수 매핑을 위한 저해상도 광학위성영상의 활용 방법 (Methodology to Apply Low Spatial Resolution Optical Satellite Images for Large-scale Flood Mapping)

  • 박연연;이화선;김경탁;이규성
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.787-799
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    • 2018
  • 대규모 홍수 발생 시 적기에 침수지의 공간적 분포와 변화를 모니터링하기 위한 정확하고 효율적인 매핑 수단이 필요하다. 본 연구에서는 높은 시간해상도로 동일 지역을 하루에 여러 번 관측이 가능한 저해상도 광학위성영상을 이용하여 대규모 홍수 범람으로 인한 침수지를 탐지하는 방법을 제시하고자 하였다. 2010년 1월 모로코 세부강 유역에서 발생한 대규모 홍수로 인한 침수지를 탐지하기 위하여 MODIS 일별 표면반사율 영상을 사용하였다. 영상에서 나타나는 침수지의 다양한 분광특성을 분석하여 침수지의 유형이 순수한 물표면과 물과 식물이 혼재된 형태가 함께 분포하고 있었다. 침수지 탐지는 분광특성에 따라 선정된 밴드의 반사율 영상에 직접 임계값을 적용하는 방법과 물 관련 분광지수에 임계값을 적용하는 방법을 비교하였다. 침수지 탐지 결과의 정확도 검증은 TM 영상에서 판독된 부분 지역의 침수지 지도와 비교하였다. NDWI를 제외한 나머지 방법에서 90% 이상의 높은 정확도를 얻었다. 모든 침수지 탐지 방법에서 SWIR밴드와 적색광밴드가 가장 중요하며, 2개의 밴드에 직접 임계값을 적용하는 단순한 방법으로도 정확하고 효율적인 침수지 탐지가 가능했다. 기존의 NIR밴드는 침수지 탐지에 있어서 큰 역할을 하지 못했지만, 식물이 혼재된 침수지의 유형을 구분하는데 유용했다.

대응점 및 히스토그램을 이용한 영상 간의 컬러 차이 측정 기법 (Method of Measuring Color Difference Between Images using Corresponding Points and Histograms)

  • 황영배;김제우;최병호
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.305-315
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    • 2012
  • 두 카메라 혹은 다수의 카메라에서의 컬러 보정은 이후 알고리즘의 성능 향상 및 양안식 3D 카메라에서 매우 중요한 기술이다. 최근 컬러 보정 방법들이 다수 제안되었지만 이 방법들의 결과에 대한 정확한 측정 방법이 많지 않으며 기존의 측정 방법은 두 영상이 카메라의 위치에 따른 서로 다른 장면을 가지고 있을 경우 적합하지 않을 수 있다. 본 논문에서는 컬러 보정을 위한 컬러 간의 차이 측정 기법을 제안한다. 이 기법은 대상이 되는 두 영상의 장면이 일치하지 않는 경우를 고려하여 대응점 검색을 통해 두 장면간의 같은 컬러를 가져야 하는 대응점을 찾고 이 대응점 주위의 영역으로부터 통계치를 계산하여 컬러의 차이를 계산한다. 이 경우 두 영상의 위치 변화를 하나의 기하학적 변환으로 설명하는 기존 방법에서 생길 수 있는 대응점간의 불일치를 고려할 수 있다. 또한 대응점들이 영상의 모든 영역을 포함하지 않을 수 있기 때문에 전체 영상의 통계치를 계산하여 컬러의 차이를 측정한다. 최종적인 컬러의 차이는 대응점 기반과 전체 영상 기반의 컬러 차이의 가중치의 합으로 결정되며 이 가중치는 대응점 기반의 컬러 비교가 영상 내의 얼마만큼의 영역을 포함하는지에 따라서 결정된다.

면내삽법이 환경적 형평성 분석에 미치는 영향 (Effects of Areal Interpolation Methods on Environmental Equity Analysis)

  • 전병운
    • 한국지역지리학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.736-751
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    • 2008
  • 다수의 연구들이 환경적 형평성 분석에 있어서 환경위험의 영향권 내에 있는 인구를 추산하기 위하여 흔히 단순면가중내삽법을 사용하고 있지만, 그 도출된 결과치는 불가피하게 부정확하다. 왜냐하면, 단순면가중치법은 인구가 원시구역 내에서 균등하게 분포되어 있다는 것을 비현실적으로 전제하고 있기 때문이다. 두 개의 대안적인 면가중치법, 즉 지능형 면가중치법과 회귀법은 주택의 위치에 관한 추가적인 지리적 정보를 이용함으로써 환경위험의 영향권 내에 있는 인구를 추정하는데 있어서 분포적인 편차를 설명할 수 있다. 본 연구는 환경적 형평성 분석에 있어서 환경위험의 영향권 내에 있는 인구를 추정하기 위한 다섯 개의 면내갑법을 탐색하고, 상이한 면내삽법에 대한 환경적 형평성의 민감도를 분석하고자 한다. 본 연구는 면내삽 과정에서 원시구역과 목표구역에 위성영상으로부터 추출된 토지피복의 분포와 같은 추가적인 지리정보를 제공하기 위하여 GIS 기법을 사용하였다. 독립표본 t-test통계량은 환경적 형평성 가설을 검정하기 위하여 사용되었다. 또한, 편재계수는 상이한 면내삽법에 따른 인구추정치의 상대적 변이성을 비교하기 위하여 계산되었다. 본 연구는 사례지역에서 환경적 형평성 분석의 결과는 환경위험의 영향권 내에 있는 인구를 추정하기 위해서 사용된 면내삽법에 민감하지는 않았지만, 상이한 면내삽법들이 사용됨에 따라 그 추정치는 대개 변동적 이었다는 것을 규명하였다. 이것은 환경적 형평성에 대한 통계적 분석결과는 어떤 면내삽법을 사용하느냐에 따라서 어느 정도까지는 변할 수 있다는 것을 암시한다.

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서비스디자인을 적용한 실버대상 동화책의 디자인적 제안 (A Design Suggestion of Fairy Tales for the Silver Applying to the Service Design)

  • 이서;오치규
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.491-501
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    • 2016
  • 실버세대의 인구가 증가하면서 사회의 고령화와 실버산업이 사회적 이슈가 되고 있다. 문헌정보학, 교육학, 디자인학 등의 선행 연구를 살펴보면 실버세대를 위한 동화책의 필요성 제시와 디자인의 관점에서 실버 세대를 위한 동화책의 특징에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 동화책은 정보를 전달하는 매체일 뿐만 아니라 작가가 독자에게 서비스를 제공하는 플랫폼이기도 하다. 따라서 본 연구의 목적은 서비스 디자인의 관점에서 감각적 체험이 실버대상을 위한 동화책 디자인에 대한 중요성을 제시하고 오감(시각, 청각, 후각, 미각, 촉각)을 기준으로 실버대상 동화책의 포맷, 그리드, 타이포그래피, 활자, 편집 구조, 이미지, 레이아웃, 표지, 종이, 인쇄, 제작에 대해 분석하는 것이다. 연구 결과에 따르면 실버대상 동화책은 아동용 동화책과 서로 다른 성향과 특징(활자, 그림의 표현, 색채, 종이 등)을 가진 것으로 나타났다. 실버대상 동화책은 실버 세대의 생리적, 심리적 요소를 고려해 실버세대의 심미 기준에 맞춰서 디자인하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 토대로 차후 실버대상 동화책에 대한 더욱 심층적인 연구가 이루어질 것으로 귀추(歸趨)되며 향후 실버를 대상으로 하는 동화책의 개발에 이론적으로 도움이 될 것을 기대한다.

위성영상을 이용한 기후변화에 따른 미래 식생정보 예측 기법 제안 (Proposal of Prediction Technique for Future Vegetation Information by Climate Change using Satellite Image)

  • 하림;신형진;김성준
    • 한국지리정보학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.58-69
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    • 2007
  • 지구상에서 육지 표면의 76%를 차지하고 있는 식생은 기후 변화와 관련하여 지역 부존 수자원과 환경 및 생태학적 시스템에 큰 변화를 가져올 수 있다. 본 연구에서는 위성 영상을 통해 추출된 NDVI를 통해 미래 식생정보를 예측하고자 넓은 지역에 대한 식생 피복의 파악이 용이한 NOAA 위성의 AVHRR 센서(1994년~2004년)와 Terra 위성의 MODIS 센서(2000년~2004년)로부터 얻을 수 있는 월별 정규화 식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)를 통하여 현 식생정보를 정량화하였다. 5년 동안의 NDVI 값은 NOAA보다 MODIS가 전체적으로 20% 정도 높게 추출되었다. 이로부터 국내 5대강 유역의 토지피복별 NDVI와 월평균 기상인자(평균기온, 최고기온, 최저기온, 강수량, 일조시간, 풍속, 습도) 사이의 상관관계를 분석하였으며, NDVI는 평균기온과 상관성이 높은 것으로 판단되었다. 상관분석 결과 얻어진 NDVI-기온 선형 회귀식을 이용하여 기후변화 시나리오의 CCCma CGCM2 모의 결과 값으로부터 토지피복에 따른 미래 NDVI를 추정 하였다. NOAA NDVI에 의해 추정 된 미래 식생정보는 현재의 NDVI 최대치와 큰 차이를 보이지 않았지만, 현재 7월에서 8월 사이 최고에 이르렀다가 9월부터 감소하는 NDVI값이 미래에는 10월까지도 높게 지속되는 경향을 보였다. MODIS NDVI에 의해 추정 된 미래 식생정보는 7월에서 8월 사이에 현재보다 약 5% 정도 증가하는 경향을 보였다.

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