공간통계기법을 이용한 토지피복변화의 응집구역 탐지 및 환경변화 분석

Abstract

최근 인구집중으로 인한 도시화, 택지개발 및 사회기반 시설의 확충 등의 토지개발과 지구온난화 및 가뭄, 홍수, 산불과 같은 자연적 현상으로 인해 광범위한 지역에 대해 토지피복 변화가 발생하고 있다. 토지피복 변화는 비점오염배출의 변화, 도시열섬현상 등 다양한 환경적 변화를 유발하기 때문에, 토지피복의 변화를 탐지하고, 그 변화원인을 분석하기 위한 다양한 연구가 진행되어 오고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 애매한 토지피복 변화의 정도를 정량화하고, 주변지역과의 공간적 상호작용을 적용하기 위해 토지피복 변화의 확률과 공간자기상관을 이용하여 토지피복변화의 핫스팟 탐지를 수행하였다. 또한 핫스팟 탐지에 있어서 기존의 핫스팟 탐지 알고리즘인 AMOEBA(A Multidirectional Optimal Ecotope-Based Algorithm)에서 나타나는 과다탐지의 경향을 개선하여 핵심적인 토지피복 변화의 핫스팟을 탐지하는 AMOEBA-CH(Core Hotspot)를 개발하여 적용하였다. 본 연구는 애매한 토지피복의 변화를 표현함에 있어 절대적 기준의 양분화된 결과가 아닌 상대적 기준에 의한 변화 확률 값으로 보완하고 공간자기상관에 의한 주변지역과의 상관관계를 고려하였으며, 인접-우세 모형을 이용한 AMOEBA-CH를 통해 토지피복변화의 핵심적인 핫스팟을 탐지할 수 있는 방법론을 제시한다. 또한 토지피복변화의 핫스팟이 탐지된 구역에 대하여 토지피복자료를 이용하여 그 변화요인을 분석하고, SWAT 모형 및 원단위 기법에 의한 비점오염 추정을 통해 토지피복변화로 인해 나타나는 비점오염 배출량의 변화를 확인하였다.