• 지능정보연구
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• 제24권4호
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• pp.137-154
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• 2018

조류인플루엔자와 구제역 같은 동물감염병은 거의 매년 발생하며 국가에 막대한 경제적 사회적 손실을 일으키고 있다. 이를 예방하기 위해서 그간 방역당국은 다양한 인적, 물적 노력을 기울였지만 감염병은 지속적으로 발생해 왔다. 최근 빅데이터와 딥러닝 기술을 활용하여 감염병의 예측모델을 개발하고자 하는 시도가 시작되고 있지만, 실제로 활용가능한 모델구축 연구와 사례보고는 활발히 진행되고 있지 않은 실정이다. KT와 과학기술정보통신부는 2014년부터 국가 R&D사업의 일환으로 축산관련 차량의 이동경로를 분석하여 예측하는 빅데이터 사업을 수행하고 있다. 동물감염병 예방을 위하여 연구진은 최초에는 차량이동 데이터를 활용한 회귀분석모델을 기반으로 한 예측모델을 개발하였다. 이후에는 기계학습을 활용하여 좀 더 정확한 예측 모델을 구성하였다. 특히, 2017년 예측모델에서는 시설물에 대한 확산 위험도를 추가하였고 모델링의 하이퍼 파라미터를 다양하게 고려하여 모델의 성능을 높였다. 정오분류표와 ROC 커브를 확인한 결과, 기계 학습 모델보다 2017년 구성된 모형이 우수함을 확인 할 수 있었다. 또한 2017에는 결과에 대한 설명을 추가하여 방역당국의 의사결정을 돕고 이해관계자를 설득할 수 있는 근거를 확보하였다. 본 연구는 빅데이터를 활용하여 동물감염병예방시스템을 구축한 사례연구로 모델주요변수값, 이에따른 실제예측성능결과, 그리고 상세하게 기술된 시스템구축 프로세스는 향후 감염병예방 영역의 지속적인 빅데이터활용 및 분석 모델 개발에 기여할 수 있을 것이다. 또한 본 연구에서 구축한 시스템을 통해 보다 사전적이고 효과적인 방역을 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.105-123
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• 2018

우리나라의 수자원관련 인공위성 영상정보의 활용능력은 현재 선진국대비 20~30% 수준에 머무르고 있다. 지금까지 수자원분야에서 인공위성영상의 대부분의 활용은 수문모형의 입력자료로서 토지피복도를 사용하는 수준이다. 이 또한 2000년대 건설교통부 '유역조사사업'을 통하여 미국의 Landsat 영상을 활용하여 전국적으로 1975년부터 2000년까지 5년 간격의 기본적인 토지피복도 (USGS level 1~30 m 해상도)를 작성하여 이를 보급한 것으로부터 정착되었다 (국가수자원관리종합정보시스템 http://www.wamis.go.kr/). 2000년 이후로는 환경부가 토지피복도를 제작 공급하는 부처로 구분되어, 이후의 자료로는 2008년 10 m 해상도의 토지피복도가 구축되어 있다. 한편 2000년부터 위성영상을 획득하기 시작한 Terra/Aqua MODIS 위성은 영상정보 활용의 획기적인 전환점을 만들었다고 할 수 있다. 웹상에서 제공하는 다양한 수자원/수문관련 공간정보들이 거의 실시간으로 제공되고 있는 것이다. 공간해상도 또한 250~1,000 m 수준이라 수자원분야에는 충분히 활용이 가능하며, 상세화 (Downscaling) 기술을 개발하여 정보의 수준을 끌어올리기도 한다. 정부는 2005년 8월 국가과학기술위원회에서 '미래 국가유망기술 21'을 확정하였는데, 21개 핵심분야 중에서 공공성 (국가안위 위상제고)을 고려하여 "전지구 관측 시스템과 국가자원 활용"을 선정한 바 있다. 특히 '우주와 지구', '정보와 지식', '안전', '국토관리 및 사회인프라'기술분야에서 제안된 기술들 중에는 원격탐사기술을 중심으로 구성하여, 미래의 원격탐사기술이 수자원분야에 활용될 것을 고지한 바 있다. 이에 건설교통부는 2006년 5월 '국토이노베이션기술개발사업'을 추진하면서 건설교통 R&D 혁신로드맵의 "재해예방 및 감지기술 분야"에서 홍수재해 예방시 원격탐사기술이 큰 비중을 차지하는 것으로 제안한 바있다. 한편, 2013년에는 국토교통부 국토교통과학기술진흥원에서 '위성정보를 활용한 글로벌 수자원 감시, 평가, 예측시스템 개발'을 위한 기획을 거쳐 2014년 7월 '국토관측센서 기반 광역 및 지역 수재해 감시 평가 예측기술 개발 연구단 (2014~2019)'이 발족되었다. 기술개발 내용으로는 위성정보 기반의 수문기상인자 산출기술, 미계측유역 수자원변동 분석기술, 수문학적 가뭄감시 및 전망기술, 하천건천화 추적기술 등이 포함되어, 수자원분야에서 원격탐사기술의 획기적인 발전이 기대되고 있다. 또한, 정부는 2020년대에 수자원 전용위성을 쏘아올릴 계획을 가지고 있어, 인공위성영상을 활용한 연구는 급성장할 것으로 예상된다. 현재 원격탐사 기술개발을 위한 다양한 위성영상 분석소프트웨어 (PG-STEAMER, ERDAS, ER-MAPPER, IDRISI, ArcGIS 등)들이 적정한 가격으로 개발되어 있으므로, 분석툴에 대한 물리적인 환경은 갖추어져 있다고 볼 수 있다. 지난 30여년 동안 GIS를 이용한 다양한 수자원 관련연구가 정착되어 온 것과 마찬가지로, 이제 원격탐사관련 위성영상정보의 활용연구가 활성화되어 다양한 기술개발을 통한 수자원분야의 우주기술시대를 맞이하기를 기대해 본다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.151-163
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• 2003

본 연구에서는 한국형 지하수 프로그램 개발(3-DFM, 3-Dimensional Finite Difference Method)을 위하여 대수층에 있어 지형 지질상태가 지하수유동시스템내에서 동적거동을 하는 것으로 취급하여 유동과정의 알고리즘을 확립토록 하였다. 본 연구에서 개발된 3-DFM모델은 입력변수 자료에 대한 설정이 모두 한글로 구성되어 있으며, 각 입력자료와 매개변수들의 이해와 적용치에 대한 도움말을 설정하여 두었다. 따라서, 입력변수에 대해서는 아이콘을 입력변수에 두면 각각에 대한 상세한 정보를 알 수 있도록 설계하였다. 또한, 각 지층의 지질경계 상태나 초기수위자료를 지정할 때는 work sheet상에서 간단히 지정할 수 있도록 설계되어 있다. 그리고 각 대수층의 특성과 더불어 정류 및 부정류 해석시에 각 매개변수들에 대한 입력은 기존의 모델과 같이 복잡하지 않도록 활성칸이 설정되도록 설계되어 있다. 최종 입력자료를 이용한 분석결과에서는 우측에 입력자료에 대하여 설명과 더불어 좌측에 분석 결과치를 나타나게 하였으며 이에 대한 결과는 TXT파일로도 출력할 수 있도록 설정하였다. 본 연구에서 개발된 모델은 유한차분법을 이용한 수치모델이며, 실제 함양량을 적용하고 매개변수들을 결정하여 관측 지하수두치와 모의발생으로 얻은 계산 지하수두치를 비교 분석하여 개발모델의 적용성을 검토하였다. 본 연구에서는 제주도 세화리 및 송당리일대의 양수에 따른 지하수 유동시스템 해석을 위하여 3-DFM모델을 적용 분석한 결과, 정류상태에서 따른 관측치와 계산된 지하수두와의 상대오차백분율(E.P.)이 $0.03{\sim}0.07$의 범위로서 관측치와 거의 일치하였다. 그리고 분석유역의 양수 전의 모의발생분석 결과를 이용하여 지하등수두분포와 유속벡터를 산정한 결과 지하수 유동분포는 높은오름과 문석이오름 등에서 월랑봉, 용눈이오름 및 손자봉 등 각 방향으로 고르게 유출되고 있는 것으로 분석되었다. 이러한 분석결과는 MODFLOW모델과 비교할 때 일치된 결과를 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1331-1343
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• 2000

GIS와 USLE를 접목해서 토양유실량을 산정하는 방법론을 개발하여 동해안의 소규모 하천인 강릉 사천천에 적용하였다. GIS를 이용해서 유역의 수계도를 작성하고, 유로추적, 유역면적의 결정 등의 공간분석을 효과적으로 수행할 수 있었다. 토양도와 토지이용도를 이용해서 유역내 토양과 토지이용정보를 일정한 크기의 그리드별로 입력하였고, 공간분석 결과도 그리드별로 저장하였다. 이들 정보에 기초하여 USLE의 각종 인자에 대한 주제도를 생성하였고, 각각의 주제도를 중첩하여 토양유실량을 산출하였다. 이와 같이 GIS를 활용함으로서 지역별로 토지이용 형태별로 토양유실량의 정도를 효과적으로 평가할 수 있었다. 사천천 유역 전체의 평균 토양유실량은 약 1.36ton/ha/yr로 나타났으며, 임야지에서는 0.15ton/ha/yr, 밭에서는 27.04ton/ha/yr, 논에서는 0.78ton/ha/yr로 산출되었다. 밭은 전체유역면적의 약 4.4%인 $2.4km^2$를 차지하는데 밭에서의 총토양유실량은 약 6561ton/yr로 전체 유실량의 84.9%를 차지하고 있어서 면적에 비해 토양유실량이 많다. 산림지역의 토양침식량은 적은 편에 속하나, 밭에서는 경작지에 대한 토양유실 허용치 11.2ton/ha/yr와 비교하면 밭에서의 토양침식에 대한 대비가 필요함을 알 수 있다. 사천천 하류부에서 98년 7월 24일~28일, 98년 9월 29일~10월 1일 2회의 집중호우시에 유출량과 수질을 실측 조사한 결과, 유출량이 증가함에 따라 SS, TN, TP의 오염물질 농도가 높아지고, 유출오염부하량도 증가하는 경향을 보였다. 따라서 토양유실이 많은 홍수기에 인과 질소의 영양물질의 유출량이 큰 것으로 나타났다. 사천천 유역에서 년간 발생되는 오염부하량 중에서 SS는 21%, TN은 39%, TP는 약 19%가 본 연구에서 조사한 2회의 강우동안에 유출되었다. 따라서 우리 나라의 하천에서는 여름의 홍수기에 단기간에 많은 양의 오염물질이 집중적으로 유출되는 것을 알 수 있다.

• 한국조경학회지
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• 제41권1호
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• pp.21-33
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• 2013

이 연구는 대구광역시에 위치한 중심상업지역을 포함한 국채보상운동공원과 2.28공원지역을 대상지로 미기후 실측과 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 여름철 인간 열환경 지수를 분석하고, 그 지수를 토대로 인간 생기후지도를 제작하여 향후 도시 조경계획 및 디자인에 이용할 방안을 모색하는데 목적을 두었다. 인간 열환경 지수를 분석하기 위해 필요한 자료들로서 기후자료(기온, 습도, 풍속, 태양 및 지구 복사에너지)와 도시공간 구성자료(건물의 위치와 높이; 수목의 위치와 높이; 수목의 종류와 건물 벽, 지표면의 재질; 태양 복사에너지 반사율과 지구 복사에너지 방사율)를 지리정보시스템 자료와 실측을 통해 구축하였다. 그 결과, 풍속이 약할수록 도시중심상업지역이 공원보다 높은 기온을 나타냈으며, 습도는 반대의 현상을 보였다. 특히, 주풍 방향의 길들은 지역풍의 영향으로 주풍과 직각방향의 길들보다 더 낮은 기온을 나타냈다. 여름철 열환경 지수에서 가장 큰 영향을 미치는 기후요소는 태양직사광선으로 나타났으며, 도시공간에서 그늘 조성이 가장 효과적인 열환경 개선 방법이었다. 그 방법 중 파고라에 수목그늘을 이중적으로 조성하는 방법이 가장 효과적이었으며, 북향의 건물 벽 앞에 수목그늘을 조성하는 것이 그 다음으로 효과적이었다. 또한, 수종 선택뿐만 아니라 식재방식에도 중점을 두어야 하는 것으로 나타났다. 양지의 열환경 지수는 따뜻한 정도(warm)에서 매우 더운 정도(very hot)로 나와, 음지의 중간(neutral)에서 따뜻한 정도(warm)에 비해 불쾌한 열환경이 조성되었다. 특히, 양지는 넓은 광장형태의 지역들이 좁은 길보다 더 불쾌한 결과를 보였다. 재질의 반사율을 건물 벽 0.15, 지표면 0.1 낮췄을 때, 열환경 지수가 음지에서는 한 단계 중 1/6만큼, 양지에서는 1/3만큼 감소됨을 알 수 있었다. 이와 같은 미기후적 접근방식이 도시 열환경 개선방안을 찾는데 효과적일 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제42권3호
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• pp.1-12
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• 2014

도시의 공원녹지는 지역 주민들의 신체활동과 건강증진을 위해서 중요한 역할을 담당할 수 있기 때문에, 본 연구에서는 공원녹지의 다양한 특성과 신체활동 및 건강증진 목적의 공원녹지 이용의 상호관련성을 분석하고자 한다. 설문조사는 경상남도 창원시에 거주하는 541명의 주민들을 대상으로 공원녹지의 이용패턴과 주관적인 근린환경 인식을 파악하기 위해서 실시하였다. 사례지역에 대한 공원녹지의 접근성과 물리적 근린환경에 대한 공간정보를 구축하기 위해서 지리정보시스템(GIS)을 이용하였다. 다중회귀분석은 공원녹지의 특성과 신체활동 목적의 공원녹지 이용횟수, 자가인식 건강수준, 그리고 체질량지수(BMI)와의 상호관련성을 규명하기 위해 수행하였다. 거주지로부터 200m 이내에 분포하는 공원녹지의 출입구와 공원의 개수, 집 주변에서 운동하는 사람을 많이 볼 수 있거나, 저렴하게 이용할 수 있는 운동시설이 많다고 느낄수록 신체활동의 증가에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 집 주변 공원녹지까지의 거리가 가깝고, 공원녹지의 개수가 많고, 면적이 넓을수록, 보행이 편리할수록, 공동주거지역의 비율이 높을수록 자가인식 건강수준(perceived health level)에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 거주지로부터 400m 이내에 분포하는 공원녹지의 개수, 보행환경의 안전성, 공동주거지역의 비율, 도로비율, 교차로 밀도 등이 BMI와 상호관련성이 있는 것으로 나타났다. 독립변수인 공원녹지의 특성과 종속변수인 신체활동 목적의 공원녹지 이용횟수 및 자가인식 건강수준 사이의 다중회귀분석 결과, 유의수준 10% 이내에서 의미가 있는 회귀모형이 도출되었다. 본 연구는 공원녹지와 근린환경의 특성이 지역주민들의 신체활동과 건강에 미치는 영향을 규명함으로써, 향후 신체활동 목적의 공원녹지의 이용을 증진하고 비만을 감소시키기 위한 목적의 조경계획을 수립하는데 활용 가능할 것이다.

• 환경정책연구
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• 제12권3호
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• pp.21-47
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• 2013

GCI(Geospatial Correlative Integration) 중 Frequency ratio 모델을 적용하여 2006년 태풍 에위니아에 의하여 발생한 강원도 인제 가리산리 지역의 산사태 취약성도를 작성하였다. 또한 연구지역의 미래 확률강우량을 적용하여 미래 목표연도별 산사태 취약성도를 작성하였다. 산사태 취약성와 관련된 요인으로는 기후노출은 확률강우량, 민감도는 지질, 지형도(경사, 경사방향, 곡률도), 토양도(토양 지형, 토질, 토양 배수, 토양 모재 및 유효토심) 및 적응능력으로 는 임상도(영급, 경급, 소밀도 및 수종) 등을 GIS 기반의 공간 데이터베이스로 구축하였다. 전체 산사태 발생 위치는 470개소며 이 중 50%는 Frequency ratio 및 Neural network 모델의 산사태 발생 지역으로 적용하였으며, 나머지 50%는 취약성도 검증에 활용하였다. 산사태 발생 강우량 임계치는 3일 누적 449mm로 적용하였다. 확률강우량은 1973년부터 2006년까지의 실측 강우량을 정리하여 2106년까지 목표연도별(1년, 3년, 10년, 50년 및 100년) 산사태 취약성도를 작성하였다. 연구결과 연구지역은 경사도가 다른 항목에 비하여 산사태 발생에 높은 가중치를 나타냈으며 경사도 항목의 세부 항목의 산사태 발생과의 상관관계에서는 경사도 $25{\sim}30^{\circ}C$인 지역이 높은 상관관계를 나타냈다. 또한 강우량의 증가에 의하여 미래 산사태 발생 가능성이 매우 높은 지역이 2006년을 기준으로 2100년까지 약 110% 증가하였다. 앞으로 강우량의 변화에 의한 산사태 위험성 분석에 한 축을 차지할 수 있다는 점에서 중요성이 있다. 기존에 확률강우량 변화에 따른 산사태 발생의 불명확한 관계를 정량적으로 분석하였으며, 미래 기후변화 예측결과를 반영한 연구지역 내 산사태 발생 변화를 시-공간적으로 산정하고, 기존 산정 결과와의 비교를 통해, 향후 기후 변화를 고려한 국내 산사태 관리 방안 수립을 위한 방향을 제시하기 위한 연구라고 할 수 있다. 앞으로 분석모델의 고도화 방안 및 현장조사가 추가된다면 보다 정량적으로 기후변화와 산사태의 상관관계를 파악할 수 있으며, 산사태의 전반적인 관리 및 효율적인 운영 체제 구축을 위하여 기여할 수 있다는 점에서 그 중요성이 있다.

• 한국지역지리학회지
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• 제3권1호
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• pp.63-80
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• 1997

본 연구의 목적은 쓰레기 매립장의 입지선정 기준을 정립하고, 경상북도 영양군을 사례로 GIS 기법을 이용하여 실제 쓰레기 매립장의 입지후보지를 선정한 다음, 선정된 후보지를 상호비교하여 적정입지의 요인별 특성을 제시하는 것이다. 분석에 사용된 GIS소프트웨어는 Idrisi모듈인 Multi-Criteria Evaluation(MCE)이다. 영양군 쓰레기 매립장 입지선정에 이용된 입지요인은 경사도, 단층선, 기반암과 인구밀집지역, 상수원, 하천, 범람원, 도로 그리고 휴양관광지와의 거리등 9개 요인이다. 입지요인의 표준화와 요인별 가중치를 이용한 적합도와 배제기준을 적응한 결과 쓰레기 매립장 건립 불가지역은 시가지와 그 인접지역, 산악지역, 하천, 간선도로, 휴양관광지 및 그 인접지역으로 전체면적의 85.3%에 해당하는 $695.08km^2$였다. 쓰레기 매립장 적정입지 후보지로는 수비면 신암리, 청기면 행화리와 무진리 그리고 석보면 포산리등 3개지역 총 25개 지점이 선정되었다.

• 환경영향평가
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• 제32권1호
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• pp.15-28
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• 2023

우리나라 소규모 환경영향평가의 대상사업 범위는 사업 유형 및 용도지역 구분에 따라 계획면적이 5,000~60,000m² 이상으로 규정되어 있지만, 지자체 환경영향평가 대상의 하한은 이보다 상단에 위치하므로 중복 범위가 존재한다. 이는 2016년 11월 일부 개정된 「환경영향평가법 시행령」에 소규모 환경영향평가 대상사업으로 도로사업과 지구단위계획이 포함되면서 확대된 사안으로, 기존에 지자체 환경영향평가 대상이었던 사업까지도 지역 차원의 의견수렴과 검토 절차 없이 소규모 환경영향평가만으로 협의가 완료되고 있는 현행 협의 제도는 논의가 필요하다. 지자체 환경영향평가 대상사업에 해당하였으나 소규모 환경영향평가로 협의 완료된 개발사업은 소수이므로 중요성이 작아 보일 수 있으나, 지방 정부가 지자체 환경영향평가 대상사업을 추가하고자 하더라도 소규모 환경영향평가로 인해 실행할 수 없는 상황이 조성되므로 주목할 필요가 있다. 본 연구는 지자체 환경영향평가의 효과성을 증진시키기 위한 제도개선 방안으로 다음을 제시하였다. 첫째, 소규모 환경영향평가 협의 과정에 지역의 구체적 환경특성과 지리 여건이 반영된 검토 의견이 제시될 수 있도록 제도적 장치를 보완하는 방안이다. 둘째, 「환경영향평가법」 제42조 1항의 지자체 환경영향평가 예외 조문에 대한 일부 개정을 통해, 대상사업 범위 중복구간의 사업들이 지자체 환경영향평가 대상으로 우선 협의되도록 하는 방안이다. 셋째, 규모가 작더라도 지역의 특수성을 반영하여 지자체 환경영향평가 수행이 꼭 필요하다고 판단되는 대상사업들을 조례에 포함하는 방안이다. 난개발과 보전 필요지역 훼손 방지라는 소규모 환경영향평가의 긍정적 기능이 있다 하더라도, 지자체 내 다수 사업이 지역으로부터의 검토 없이 협의되는 상황을 개선하기 위한 노력이 필요하다.

• 한국조경학회지
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• 제44권2호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구의 목적은 용인시에 대한 생태발자국 지수 산정 및 변화분석을 통해 용인시의 환경용량 추이를 분석하고, 이를 바탕으로 용인시의 도시개발 및 계획의 방향을 제언하는 것이다. 이를 위하여 용인시를 대상으로 1993년, 2003년, 2013년에 걸친 생태발자국 지수 분석을 실시하였으며, 지수분석 결과를 바탕으로 용인시의 토지이용 변화와 개발패턴의 문제점에 대하여 분석하였다. 또한 GIS(Geographic Information System)를 기반으로 한 토지피복도와 생태발자국 지수의 비교를 통해 용인시 토지이용의 변화를 환경적 측면에서 분석하였다. 본 연구 결과는 다음의 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 용인시의 총 생태발자국 지수는 1993년 3.20(gha), 2003년 6.50(gha), 2013년 11.15(gha)로 산정되었으며, 이는 용인시의 생태발자국이 세계적으로 요구되는 1인당 생태발자국 1.8(gha)는 물론, 한국 전체의 1인당 평균 생태발자국인 3.56(gha)을 훨씬 상회하는 수준으로, 지역 환경용량에 비해 과도한 자원소비가 이루어지고 있다는 것을 보여주고 있다. 둘째, 1993년부터 20여 년간 용인시의 생태발자국을 부문별로 분석한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 증가하였으며, 다음으로 에너지 부문, 음식 부문, 건조환경부문으로 순으로 나타났다. 특히, 산림 생태발자국의 경우 1993년에는 가장 낮은 0.002(gha)였으나, 2013년에는 7.32(gha)로 급증했으며, 에너지의 경우도 0.87(gha)에서 2.38(gha)로 비교적 높은 증가율을 보였다. 이는 급격한 도시개발로 인한 목재수요와 목재생산력의 지나친 불균형 및 주거와 상업용지 개발에 따른 에너지 수요의 급격한 증가에 기인하는 것으로 분석된다. 셋째, 지난 10여 년간 생태발자국과 산림 및 건조환경 토지피복의 변화를 관찰한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 확대되었으며, 실제 훼손된 산림면적 또한 증가된 건조환경 면적에 집중되어 있음을 알 수 있었다. 에너지 부문의 생태발자국 또한 급격한 증가를 보여주고 있는데, 이는 토지피복도 분석에서 알 수 있듯 건조환경부문, 특히 상업시설과 도로 및 철도용지의 급증에 크게 기인하는 것으로 분석되었다. 이는 향후 용인시가 개발 시 산림의 훼손을 최소화하고, 녹지면적을 확대해야 할 필요성을 제기하고 있으며, LPG 등 화석연료의 소비를 줄이는 대신 신재생에너지의 확대를 적극적으로 추진해야 한다는 근거를 제공할 수 있다.