사업보고서
개발지 확장에 따른 생태적 영향에 대한 예측 모델링 체계 구축(Ⅲ)
- 저자 주용준
- 연구진 사공희;이후승;조원희;황진후
-
발간일
2023-12-31 -
첨부파일
요 약
제1장 서론
1. 연구의 배경 및 목적
2. 연구의 내용 및 수행 체계
제2장 ABM 개발지 확장 시뮬레이션
1. ABM 고도화
2. ABM 적용 방법
3. 시뮬레이션 결과
4. 종합 평가
제3장 SLEUTH 모델 개발지 확장 시뮬레이션
1. SLEUTH 모델의 개요
2. SLEUTH 모델 적용 방법
3. 시뮬레이션 결과
4. ABM 및 SLEUTH 모델의 시뮬레이션 결과 비교
제4장 InVest 모델을 활용한 생태영향 예측
1. InVEST 모델 활용을 위한 토지피복도 가공
2. InVEST Carbon 모형을 활용한 탄소저장량 추정
3. InVEST Habitat Quality 모형을 활용한 서식지 가치 추정
4. 종합 평가
제5장 결론 및 제언
참고문헌
부 록
Executive Summary
제1장 서론
1. 연구의 배경 및 목적
2. 연구의 내용 및 수행 체계
제2장 ABM 개발지 확장 시뮬레이션
1. ABM 고도화
2. ABM 적용 방법
3. 시뮬레이션 결과
4. 종합 평가
제3장 SLEUTH 모델 개발지 확장 시뮬레이션
1. SLEUTH 모델의 개요
2. SLEUTH 모델 적용 방법
3. 시뮬레이션 결과
4. ABM 및 SLEUTH 모델의 시뮬레이션 결과 비교
제4장 InVest 모델을 활용한 생태영향 예측
1. InVEST 모델 활용을 위한 토지피복도 가공
2. InVEST Carbon 모형을 활용한 탄소저장량 추정
3. InVEST Habitat Quality 모형을 활용한 서식지 가치 추정
4. 종합 평가
제5장 결론 및 제언
참고문헌
부 록
Executive Summary
Ⅰ. 서론
1. 연구의 배경
ㅇ우리 주변의 환경과 생태계에 영향을 주는 요인은 개발사업을 비롯한 다양한 인간 활동에서 비롯하고, 개발지 확장은 생태계 서식지와 기능 훼손 등에 영향을 주며, 이는 다시 감염성 질병 확산에 따른 인간 생활환경에 영향을 주는 등 개발지 확장과 생태적 영향, 감염성 질병은 밀접한 관계가 있음
2. 연구의 목적
ㅇ도시확장 시뮬레이션을 위한 ABM(Agent Based Model을 고도화하여 청주시를 대상으로 개발지 확장을 시뮬레이션하는 한편, SLEUTH 모델을 이용해 동일한 시기를 예측하여 결과를 비교·평가함
ㅇ또한 개발지 확장 예측 결과를 토대로 InVEST모델을 활용해 목표 연도의 청주시 생태환경(탄소저장량 및 서식지 질) 변화를 예측함
Ⅱ. ABM 개발지 확장 시뮬레이션
1. ABM 고도화
ㅇ시뮬레이션을 위한 공간적 범위를 청주시 전체 지역으로 확대하고 개발행위자 유형 또한 기존 2가지에서 대규모·중규모·소규모 등 3가지로 세분화
ㅇ토지개발 대상 선정을 위해 연구대상지의 과거 토지이용 공간정보를 토대로 랜덤포레스트(RF: Random Forest) 기법을 활용하여 토지개발 경향성을 분석하였고, CA-Markov 모델을 활용하여 2040년까지의 토지개발 확률을 분석하고 지도화함
ㅇ도시기본계획의 개발억제지역과 개발가능지역 등을 고려한 시나리오 설정 및 시나리오별 개발지 확장 시뮬레이션을 시행함
2. ABM 적용 방법
ㅇ환경모듈은 도시기본계획의 개발억제지역과 개발가능지역을 대상으로 토지이용변화의 경향성을 반영한 CA-Markov 모델을 활용하여 토지개발 확률(개발선호도)을 정보화함
ㅇ행위자모듈은 개발 규모에 따라 3가지(대규모, 중규모, 소규모) 개발자 유형과 시뮬레이션 기간에 개발 허가 및 개발 과정을 관리하는 지자체 허가 행위자로 설정함
ㅇ 개발지 확장 ABM의 토지개발을 위한 절차로서 개발 행위자가 탐색반경 내 개발가능지역을 탐색하며, 탐색한 지역의 개발확률을 산출하고 지자체 허가 행위자의 개발허가를 받을 수 있는 절차를 마련함
2. 시뮬레이션 결과
ㅇABM을 고도화하여 청주시의 개발지 확장 시뮬레이션을 한 결과, 시나리오 A는 2040년을 기준으로 대규모 개발 2,356.3ha, 중규모 개발 2,118.8ha, 소규모 개발 2,296.5ha로 나타남
ㅇ시나리오 B는 2040년을 기준으로 대규모 개발 1,052.3ha, 중규모 개발 1,053.3ha, 소규모 개발 1,223.2ha로 나타남
ㅇ청주시의 개발압력 변화는 시나리오 A에서 대규모 개발의 경우 죽림동, 가경동, 성화동, 용암동, 장성동, 모충동 등이 높았으며, 중규모 개발은 미평동, 월오동, 개신동, 분평동, 운동동 등의 순으로 높게 나타남. 또한 소규모 개발은 금천동, 영운동, 분평동, 개신동, 미평동 등의 순으로 나타남
Ⅲ. SLEUTH 모델 개발지 확장 시뮬레이션
1. 모델의 개요
ㅇSLEUTH 모형은 Cellular-Automata라는 방식으로 과거의 토지이용변화 추세에서 적절한 계수를 도출하고 해당 계수를 이용하여 미래의 토지이용변화를 예측하는 모형임
ㅇSLEUTH 모형에서 도시의 확장은 크게 4가지 성장 유형, 즉 자발적 성장, 중심지 주도형 성장, 도시 주변 성장, 도로 유발 성장이 있으며, 각
1. 연구의 배경
ㅇ우리 주변의 환경과 생태계에 영향을 주는 요인은 개발사업을 비롯한 다양한 인간 활동에서 비롯하고, 개발지 확장은 생태계 서식지와 기능 훼손 등에 영향을 주며, 이는 다시 감염성 질병 확산에 따른 인간 생활환경에 영향을 주는 등 개발지 확장과 생태적 영향, 감염성 질병은 밀접한 관계가 있음
2. 연구의 목적
ㅇ도시확장 시뮬레이션을 위한 ABM(Agent Based Model을 고도화하여 청주시를 대상으로 개발지 확장을 시뮬레이션하는 한편, SLEUTH 모델을 이용해 동일한 시기를 예측하여 결과를 비교·평가함
ㅇ또한 개발지 확장 예측 결과를 토대로 InVEST모델을 활용해 목표 연도의 청주시 생태환경(탄소저장량 및 서식지 질) 변화를 예측함
Ⅱ. ABM 개발지 확장 시뮬레이션
1. ABM 고도화
ㅇ시뮬레이션을 위한 공간적 범위를 청주시 전체 지역으로 확대하고 개발행위자 유형 또한 기존 2가지에서 대규모·중규모·소규모 등 3가지로 세분화
ㅇ토지개발 대상 선정을 위해 연구대상지의 과거 토지이용 공간정보를 토대로 랜덤포레스트(RF: Random Forest) 기법을 활용하여 토지개발 경향성을 분석하였고, CA-Markov 모델을 활용하여 2040년까지의 토지개발 확률을 분석하고 지도화함
ㅇ도시기본계획의 개발억제지역과 개발가능지역 등을 고려한 시나리오 설정 및 시나리오별 개발지 확장 시뮬레이션을 시행함
2. ABM 적용 방법
ㅇ환경모듈은 도시기본계획의 개발억제지역과 개발가능지역을 대상으로 토지이용변화의 경향성을 반영한 CA-Markov 모델을 활용하여 토지개발 확률(개발선호도)을 정보화함
ㅇ행위자모듈은 개발 규모에 따라 3가지(대규모, 중규모, 소규모) 개발자 유형과 시뮬레이션 기간에 개발 허가 및 개발 과정을 관리하는 지자체 허가 행위자로 설정함
ㅇ 개발지 확장 ABM의 토지개발을 위한 절차로서 개발 행위자가 탐색반경 내 개발가능지역을 탐색하며, 탐색한 지역의 개발확률을 산출하고 지자체 허가 행위자의 개발허가를 받을 수 있는 절차를 마련함
2. 시뮬레이션 결과
ㅇABM을 고도화하여 청주시의 개발지 확장 시뮬레이션을 한 결과, 시나리오 A는 2040년을 기준으로 대규모 개발 2,356.3ha, 중규모 개발 2,118.8ha, 소규모 개발 2,296.5ha로 나타남
ㅇ시나리오 B는 2040년을 기준으로 대규모 개발 1,052.3ha, 중규모 개발 1,053.3ha, 소규모 개발 1,223.2ha로 나타남
ㅇ청주시의 개발압력 변화는 시나리오 A에서 대규모 개발의 경우 죽림동, 가경동, 성화동, 용암동, 장성동, 모충동 등이 높았으며, 중규모 개발은 미평동, 월오동, 개신동, 분평동, 운동동 등의 순으로 높게 나타남. 또한 소규모 개발은 금천동, 영운동, 분평동, 개신동, 미평동 등의 순으로 나타남
Ⅲ. SLEUTH 모델 개발지 확장 시뮬레이션
1. 모델의 개요
ㅇSLEUTH 모형은 Cellular-Automata라는 방식으로 과거의 토지이용변화 추세에서 적절한 계수를 도출하고 해당 계수를 이용하여 미래의 토지이용변화를 예측하는 모형임
ㅇSLEUTH 모형에서 도시의 확장은 크게 4가지 성장 유형, 즉 자발적 성장, 중심지 주도형 성장, 도시 주변 성장, 도로 유발 성장이 있으며, 각
