Urban forests provide great ecosystem services to population in metropolitan areas even though they occupy little green space in a huge gray landscape. Unfortunately, urbanization inherently results in threatening the green infrastructure, and the recent urbanization trends drew great attention of scientists and policy makers on how to preserve or restore green infrastructure in metropolitan area. For this reason, mapping the spatial distribution of the green infrastructure is important in urban environments since the resulting map helps us identify hot green spots and set up long term plan on how to preserve or restore green infrastructure in urban environments. As a preliminary step for mapping green infrastructure utilizing multi-source remote sensing data in urban environments, the objective of this study is to map vegetation volume by fusing LiDAR and multispectral data in urban environments. Multispectral imageries are used to identify the two dimensional distribution of green infrastructure, while LiDAR data are utilized to characterize the vertical structure of the identified green structure. Vegetation volume was calculated over the metropolitan Chicago city area, and the vegetation volume was summarized over 16 NLCD classes. The experimental results indicated that vegetation volume varies greatly even in the same land cover class, and traditional land cover map based above ground biomass estimation approach may introduce bias in the estimation results.
본 연구의 목적은 토지피복의 입체적 분포가 도시기온의 변화에 작용하는 영향을 구명하여 열섬현상 완화에 기여할 도시조경의 전략을 모색하는 것이다. 연구대상지는 서울시 24개 AWS 지점별 직경 300m 공간이었고, 대상공간의 여름철 에너지 수지 및 기온에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수의 자료를 구득하였다. 또한, 춘천시에서 연구목적을 고려한 6개 지점을 선정하여 기온을 실측하고, 기온변화에 더 민감하게 반응할 30m 소공간의 지점별 토지피복을 실사하여 서울시 의 경우와 비교하였다. 서울시 AWS 지점의 여름철 기온을 추정하는 단순회귀모델을 도출한 결과, 식생체적, 녹지면적, 건물체적, 건물면적, 인구밀도, 포장로면적 등의 변수가 통계적으로 유의하게 여름철 기온변화에 기여하는 것으로 나타났다. 이들 중 기온변화의 설명력이 가장 높은 변수는 식생체적과 건물체적이었다. 기온변화에 유의한 변수들을 조합하여 유도한 다중회귀모델에서도 식생체적과 건물체적의 양 변수가 통계적으로 가장 적합한 모델을 생성하였다. 이 다중회귀모델에 따르면 식생체적의 10% 증가는 기온을 약 0.14% 감소시킨 반면, 건물체적의 10% 증가는 기온을 0.26% 증가시켰다. 소공간스케일에서 실측한 춘천시의 여름철 기온과 토지피복 간의 상관성 역시, 기온은 식생체적, 녹지면적 등의 증가에 따라 감소하는 반면 하드스케이프 면적의 증가에 비례하여 상승하는 경향이었다. 식생체적 변수를 적용하여 가장 적합한 단순회귀모델을 도출한 결과, 소공간스케일의 여름철 기온은 서울시 AWS 지점의 단순회귀모델과 유사하게 식생체적을 10% 증가시킴에 따라 0.32%($0.08^{\circ}C$)씩 감소하였다. 본 연구에 근거하면, 여름철 기온저감을 지향하는 도시조경은 식생체적을 증가시키면서 동시에 건물체적을 감소시키는 전략이 요구된다. 서울시 AWS 지점의 기온변화에 기여하는 건물체적의 영향력은 식생체적보다 약 2배 큰 것으로 분석된다. 따라서, 자연지반에서는 다층식재를 추진하여 식생체적을 확충하되, 건물의 입체적 표면에 의한 대기 가열을 제어하기 위해 벽면과 옥상의 녹화로 식물의 차양 및 증발산 효과를 증진해야 한다.
This study was conducted to analyze the planting structure and ecological characteristics of greon spaces on the grounds of e Dangjin steam power plant. To achieve these goals, we surveyed existing vegetation, plant community structure, Plant volume and growth rate. Based on e vegetation analysis, existing vegetation was classified into six types: herbaceous species $(70.54\%)$, evergreen coniferous trees $(21.17\%)$, deciduous broad-leaved trees $(5.10\%)$, deciduous coniferous trees $(1.47\%)$, shrubs $(0.12\%)$, and other types $(1.59\%)$. The coal storage, office, and playground areas were community is the natural forest area where a Pinus thunbergii / Pinus densiflora community is distributed in terms of vegetation structure, species diversity, plant volume, and growth rate. The artificial green spaces(near the coal storage, office, playground areas) had a single-layer structure. Species diversity indices of the artificial green areas were $0.1655\~0.4807$ compared to 0.8628 in the natural forest, which presented a good growth environment. Also, the plant volume in the artificial green space was lower than that of the natural green space. Therefore, it would be desirable to develope a multi-layer structure similar to that of the vegetation in the natural green space in order to improve the amount of plant volume. The plant-damage ratio of Pinus thunbergii was $52.48\%$ in the coal storage area, and $8.48\~ 11.52\%$, in the other survey areas. Also, the vitality of Pinus thunbergii was $15.45k{\Omega}$ in the coal storage areas, which indicates bad growing conditions. This suggests that soil characteristics and dust have a bad impact on growth. The investigation into deciduous tres' growth status showed that appropriate plants would be Albizzia julibrissin, Acer palmatum var. sanguineum, Acer palmatum, Malus spp., Prunus sargentii.
본 연구는 도심온도 저감을 위한 녹지의 기능을 규명하기 위하여 여름철 고온 시간대에 도심녹지에서 나타나는 표면온도 특성을 분석하였다. 도시 내 고립된 녹지인 익산 소라산 자연마당을 대상으로 고해상도 UAV 영상을 활용하여 정밀한 표면온도 자료를 취득하였고, 피복유형, 식생유형, 수종유형, 수종별 녹지용적과 표면온도와의 관계를 분석하였다. 연구결과 피복유형 중 습지와 산림은 저온역, 포장지는 표면온도가 월등히 높은 고온역으로 확인되었다. 식생유형에서는 산림 내 침엽수보다 활엽수의 표면온도가 낮았고, 조경수식재지 내에선 활엽수보다 침엽수의 표면온도가 낮은 반대의 결과가 확인되었다. 장초지보다 단초지의 표면온도가 높아 초지의 용적에 따른 온도차이가 확인되었다. 산림수종유형별 표면온도는 침엽수인 소나무림보다 활엽수인 아까시나무림과 활엽수혼효림의 표면온도가 낮았고, 활엽수혼효림과 아까시나무림간의 미세한 표면온도 차이가 확인되었다. 산림수종유형별 녹지용적과 표면온도 분석결과 소나무림과 활엽수혼효림에서는 기존 연구 결과와 유사하게 녹지용적 증가에 따라 표면온도가 감소하는 음의상관관계가 확인되었다. 그러나 아까시나무림은 용적의 증가에 따라 미세하게 표면온도가 상승하는 약한 양의상관관계가 확인되어 수종에 따라서는 용적과 온도의 일관된 상관성에 예외가 있을 수 있음을 확인하였다. 향후 침엽수와 활엽수간 차이, 용적과 온도의 관계, 수종별 차이 등 녹지의 세부적 속성과 온도의 관계에 관하여 정밀한 공간자료를 활용한 다각적인 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.
하천에 광범위하게 활착되는 식생은 수위 변화 및 흐름 저항에 절대적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 하천 시스템 전반에 영향을 미치는 중요 요소이다. 따라서 유입되는 식생의 형태와 규모를 정확하게 파악하는 것이 매우 중요함에도 불구하고 현장에서 이를 파악하기란 쉽지 않은 일이다. 따라서 최근에는 지상 레이저 스캐닝 등을 활용하여 대용량의 식생 정보를 취득하는 연구가 시도되고 있다. 그러나 식생의 복잡한 형상으로 인해 캐노피 영역의 정확한 정보를 획득하기 어려우며, 자연적인 영향에 매우 민감하게 반응한다는 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 지상 레이저 스캐닝을 통해 수집된 고해상도의 포인트 클라우드 데이터를 복셀 형식으로 재구현하여 식생의 물리적 구조를 분석하였다. 먼저 잎이 없는 단순한 형태, 잎이 있는 완전한 형태의 식생 및 패치 규모 식생 조건으로 설정하여 각각의 물리적 구조를 분석하였다. 이를 위해 측정된 데이터의 이상치 제거 및 불필요한 데이터의 필터링을 위해 통계적 이상치 제거 방법을 활용하여 각각 17 %, 26 %, 25 %의 포인트를 제거하였다. 또한 후처리 된 포인트 클라우드로부터 복셀 크기별 식생 형상을 재구현하여 실제 식생의 부피와 비교하였으며, 분석 결과, 오차 범위는 각 조건별로 8 %, 25 %, 63 %로 나타났다. 대상 샘플의 규모가 클수록 더 큰 오차가 발생하였으며, 복셀 크기 조정 시 식생의 표면이 시각적으로 비슷하게 보이지만 전체 식생의 부피는 이러한 변화에 매우 민감한 것으로 나타났다.
The vegetation index is a crucial parameter in many biophysical studies of vegetation, and is also a valuable content in ecological processes researching. The OVIs (Optical Vegetation Index) that of using multispectral and hyperspectral data have been widely investigated in the literature, while the RVI (Radar Vegetation Index) that of considering volume scattering measurement has been paid relatively little attention. Also, there was only some efforts have been put to fuse the OVI with the RVI as an integrated vegetation index. To address this issue, this paper presents a novel FVI (Fusion Vegetation Index) that uses multispectral and full-PolSAR (Polarimetric Synthetic Aperture Radar) data. By fusing a NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) of RapidEye and an RVI of C-band Radarsat-2, we demonstrated that the proposed FVI has higher separability in different vegetation types than only with OVI and RVI. Also, the experimental results show that the proposed index not only has information on the vegetation greenness of the NDVI, but also has information on the canopy structure of the RVI. Based on this preliminary result, since the vegetation monitoring is more detailed, it could be possible in various application fields; this synergistic FVI will be further developed in the future.
본 연구에서는 3차원 지상 라이다 스캐너를 통해 수집되는 포인트 클라우드를 활용하여 식생의 정보를 수집하였으며, 수집된 데이터를 기반으로 객체를 재구현하여 물리적 형상을 분석하였다. 이를 위해 원시 데이터의 필터링 단계별 최적의 데이터를 구축하였으며, 구축된 데이터를 활용하여 실제 부피와 Alpha Shape 및 Voxel 기법을 활용한 부피 산정 결과를 산정한 후 각각 비교하였다. 분석 결과, Alpha Shape를 적용하여 부피를 산정한 경우 데이터 필터링과 관계없이 실제 부피보다 과다 산정되는 것으로 나타났다. 또한 Voxel 기법을 활용할 경우 8차 필터링 후 실제 부피와 가장 유사한 것으로 나타났으며, 이후 필터링이 진행될수록 실제 부피에 비해 과소 산정되는 것을 알 수 있었다. 따라서 포인트 클라우드를 활용하여 객체를 재구현 할 경우, 대상이 되는 객체의 복잡한 형상으로 인한 내부 공극을 고려해야 하며, 필터링 과정에서 최적의 데이터 구축을 위한 필터링 과정에 반드시 주의할 필요가 있다.
As the influence of fine dust on society spreads gradually, the public's interest in indoor air is increasingly rising. Air-purifying plants are drawing keen attention due to their natural purifying function enabled by plant physiology. However, as their fine dust reduction mechanism is limited to adsorption only, vegetation bio-filters that optimize purification effects through integration with air-conditioning systems is rising as an alternative. In accordance with the relevant standard test methods, this study looked into the fine dust reduction assessment method by air-conditioning airflow volume that can be used for the industrial spread of vegetation bio-filters. In the case of PM10 at 300 ㎍/m3, it was in the order of EG-B(3,500CMH, 29 min.) < EG-A (2,500CMH, 37 min.) < CG(0CMH, 64 min.) for reaching the maintenance level (100 ㎍/m3) of publicly used facilities. For reaching the WHO Guideline(50 ㎍/m3) requirement, it was in the order of EG-B (51 min.) < EG-A (160 min.) < CG (170 min.). In the case of PM2.5, it was in the order of EG-B (26 min.) < EG-A (33 min.) < CG (57 min.) for reaching the maintenance level (50 ㎍/m3) of publicly used facilities. It was in the order of EG-B (48 min) < EG-A (140 min) < CG (158 min) for reaching the WHO Guideline (25 ㎍/m3) requirement. The findings from the analysis showed that fine dust can be reduced most efficiently when the system is operated at 3,500CMH level. The limitation of this study is that due to the absence of a way of assessing the stress of plants in vegetation bio-filters, generating optimal air-conditioning air flow of the relevant system and economics analysis against the existing facility-type air purification system have been clarified, which should be explored further though follow-up studies.
This study evaluated the effects of fibers on the void ratio, compressive strength and repeated freezing and thawing resistance of porous vegetation concrete with binder type (non-sintering inorganic binder and blast furnace slag cement) and natural jute fiber volume fraction (0.0 %, 0.1 % and 0.2 %). The natural jute fiber volume fraction affected the void ratio, compressive strength and repeated freezing and thawing resistance. Added of natural jute fiber resulted in improved properties of the void ratio, compressive strength and freezing and thawing resistance. Also, the both compressive strength and freezing and thawing resistance increased with natural jute fiber volume fraction up to 0.1 % and then decreased with fiber volume fraction at 0.2 %.
The purpose of this study is to analyze the characteristics of vegetation changes and structures in the buffer green zone of Sihwa Industrial Complex and propose environmental, ecological and multi-functional vegetation management directions. The density of the Pinus thunbergii decreased from $23.1trees/100m^2$ in 2006 to $9.6trees/100m^2$ in 2017 due to the influence of thinning works. Its green volume increased from $0.97m^3/m^2$ to $2.02m^3/m^2$, contributing to the improvement of the atmospheric environment and promotion of biodiversity. The density of deciduous broad-leaved trees at the top maintained at $18{\sim}21trees/100m^2$. In the areas where the understory vegetation was removed, Pueraria lobata spread as an invasive plant and disturbed the forest. In the areas where the understory vegetation was not removed, various native plant species including the Rhus javanica and Celtis sinensis were introduced and contributed to the development of a forest in a multiple structure. There was a concern with the spread of Robinia pseudoacacia which developed into understory vegetation in Pinus thunbergii forest and some canopy forest. The study proposed vegetation management directions for the back, top and front side according to the physical structure of large-scale buffer green zone formed in a long linear form and the usage characteristics of adjacent land.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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