지방자치단체가 위성영상, 항공사진, 드론 영상 등 다양한 영상 자료를 활용하는 사례가 증가하고 있으나, 이를 포괄적으 로 관리하고 효율적으로 활용하기 위한 실질적인 가이드라인은 현재 부재한 실정이다. 이러한 배경에서 본 연구는 다양한 유형을 가진 영상 자료의 효과적인 활용을 촉진하기 위한 가이드라인의 필요성을 규명하고 프레임워크를 개발하고자 수행되었 다. 이를 위해 연구 방법론으로서 위성영상 수급의 핵심적 역할을 하는 국제 위성 데이터 정책의 현행 법적 프레임워크를 검토하고, 국내의 우주산업 및 위성정보 관련 내용을 살펴보았다. 분석 결과, 다수의 위성 센터에서 위성정보를 손쉽게 활용하기 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있음에도 불구하고, 지방자치단체의 효율적인 영상 자료 활용을 위해서는 본 연구를 통해 도출된 바와 같이 가격, 보안, 품질, 통합 관리와 같은 주요 쟁점들을 포괄하는 구체적인, 문서화된 가이드라인 마련이 필요하다 는 것을 말해준다.

잘피 생태계는 생물다양성 증진, 탄소 격리, 식량 생산, 연안 보호 등 인류 사회에 필수적인 기능과 서비스를 제공한다. 그러나 잘피생태계는 기후변화, 오염, 연안 개발 등 인간 기원 스트레스의 증가로 인해 전 세계적으로 빠르 게 감소하고 있다. 따라서 잘피 서식지의 공간적 범위, 분포, 그리고 시·공간적 동태를 효과적으로 모니터링하는 것은 이들 생태계의 효과적인 관리 및 복원을 위해 그 중요성이 커지고 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 높은 시공 간적 해상도 상에서 연속적으로 서식지 모니터링이 요구되지만, 전 세계적으로 잘피 생태계에 대한 고해상도 모니터링 도구의 개발과 적용은 여전히 제한적이다. 고해상도 위성 원격탐사는 대규모 현장 모니터링이 어렵거나 연속적인 관측 이 힘든 지역에서 유망한 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 한국 남해안 거제 지역을 대상으로 PlanetScope과 Sentinel-2 MSI 광학 영상을 활용하여 잘피 모니터링의 적용 가능성을 평가하였다. 여러 식생지수(NDVI, NDAVI, GNDVI 등)를 비교하여 잘피 탐지에 가장 효과적인 지수를 도출하였으며, 무인항공기 영상을 활용해 탐지 결과의 활용 가능성을 확인하였다. 본 연구는 국내 연안 잘피 생태계의 관리를 위한 고해상도 위성 기반 모니터링 시스템 구축의 발판을 제공한다.

Invasive species compete with native species and damage ecosystems. Due to their limited resources, island ecosystems are vulnerable to impacts of invasive species. In the Deokjeok archipelago, South Korea, invasive sika deer (Cervus nippon ssp. taiouanus) introduced for economic purposes are causing harm through severe browsing. This study aimed to evaluate long-term browsing impacts of invasive deer by tracking vegetation index changes from 1986 to 2020 with Landsat satellite imagery and the LandTrendr algorithm. We compared vegetation index trend using Sen’s slope and Disturbance/Recovery area ratio (D/R ratio) between Gureop-do, where these deer were introduced with rapid population increase, and Deokjeok-do, Baega-do, and Mungapdo where these deer have not been introduced yet. Results showed a decreasing trend of the vegetation index in Gureop-do, while other islands without those deer increased. The cumulative D/R ratio on Gureop-do was 212.44%, meaning that disturbance exceeded the recovery area more than two-fold. In contrast, the D/R ratios for other islands remained under 50%. Sen’s slope and t-test showed a significant decrease of NDVI in Gureop-do after deer introduction in 2000. By quantifying the browsing impact of invasive ungulates in island ecosystems using satellite imagery, time and costeffective strategies for invasive species monitoring are provided.

Following the implementation of the Act on the Prevention of Light Pollution Due to Artificial Lighting in 2013, local governments designated lighting environment management zones and conducted assessments of the impacts of light pollution on the environment to ensure compliance with acceptable light emission standards. In addition, according to the Act on the Prevention of Light Pollution Due to Artificial Lighting, local governments conduct and manage light pollution assessments every three years. However, measuring and analyzing during nighttime requires a significant amount of time and labor. Therefore, this research aims to improve the current light pollution environmental impact assessment method by utilizing aerial information from satellite data and establishing a database of light pollution assessment methods, thereby laying the foundation for light pollution management. In this study, a reference light source was installed on the ground, and the luminance measurements of the installed reference light source and the advertising light sources on-site were analyzed to derive brightness values for ground light sources using the optical band (R, G, B) values from aerial information derived from satellite images. The analysis produced predictive equations for light pollution from upward lighting and general advertising lighting. When these equations were applied to residential and commercial areas in the lighting environment management area, the results indicated that the predicted rooftop upward lighting prediction brightness exceeded the acceptable standard of light emission of 800 cd/m2 in residential areas, and the advertisement lighting prediction brightness exceeded the standard of 1,000 cd/m2 in commercial areas.

This study examined the spatiotemporal changes in Jilnal Wetland using satellite image-based time series data and field surveys. The analysis focused on changes in open water surface area and vegetation using the JRC Surface Water Monthly Water History dataset and Landsat imagery from 1984 to 2020. The impact of hydrological changes on vegetation was assessed through surveys conducted before and after the 2023 monsoon season. Results indicated a continuous decrease in open water surface area since the 1980s, with a sharp decline post-2003. NDVI analysis showed an inverse relationship between water area reduction and increased vegetation vigor and coverage. Field surveys revealed that hydrological changes directly affected vegetation structure, leading to new herbaceous communities and greater diversity post-monsoon. These findings highlight significant ecosystem changes driven by anthropogenic factors and natural succession, necessitating a comprehensive conservation strategy, including development control, hydrological management, terrestrialization prevention, and long-term monitoring.

지형적인 이질성이 심한 강원도, 경상북도에 집중되고 있는 대형 산불을 관리하기 위해서는 위성 영상을 활용하여 효율적이고 신속한 피해 평가를 통한 의사 결정 과정이 필수적이다. 이에 본 연구는 2022년 3월 5일에 강원도 강릉 및 동해에서 발화하여 3월 8일 19시경 진화된 대형 산불을 대상으로, dNBR을 활용한 산불 심각도 산정과 등급에 영향을 미치는 환경요인을 도출하고자 하였다. 환경요인으로는 식생 또는 연료 유형을 대표하는 정규식생지수, 수종을 구분한 임상도, 수분함양을 나타내는 정규수분지수, 지형과 관련해서는 DEM 등을 수치화한 후 산불 심각도와의 상관 관계를 분석하였다. 산불 심각도는 산불 피해 없음(Unbured)이 52.4%로 가장 넓었고, 심각도 낮음 42.9%, 심각도 보통-낮음 4.3%, 심각도 보통-높음 0.4% 순이었다. 환경요인의 경우 dNDVI, dNDWI와는 음의 상관관계를, 경사도와 는 양의 상관관계를 나타내었다. 식생과 관련해서는 산불 심각도에 영향을 미치는 것으로 분석된 dNDVI, dNDWI, 경사도 모두에서 침엽수, 활엽수, 기타의 집단간 차이가 p-value < 2.2e-16로 유의미한 것으로 분석되었다. 특히, 침엽수 와 활엽수의 차이가 명확하였는데, 강원도 지역에서 우점종인 소나무를 비롯하여 잣나무, 리기다소나무, 곰솔 등의 산불 심각도가 높아 침엽수가 활엽수에 비해 피해를 받는 것이 확인되었다.

This study aimed to quantify changes in forest cover and carbon storage of Korean Peninsular during the last two decades by integrating field measurement, satellite remote sensing, and modeling approaches. Our analysis based on 30-m Landsat data revealed that the forested area in Korean Peninsular had diminished significantly by 478,334 ha during the period of 2000-2019, with South Korea and North Korea contributing 51.3% (245,725 ha) and 48.6% (232,610 ha) of the total change, respectively. This comparable pattern of forest loss in both South Korea and North Korea was likely due to reduced forest deforestation and degradation in North Korea and active forest management activity in South Korea. Time series of above ground biomass (AGB) in the Korean Peninsula showed that South and North Korean forests increased their total AGB by 146.4 Tg C (AGB at 2020=357.9 Tg C) and 140.3 Tg C (AGB at 2020=417.4 Tg C), respectively, during the last two decades. This could be translated into net AGB increases in South and North Korean forests from 34.8 and 29.4 Mg C ha-1 C to 58.9(+24.1) and 44.2(+14.8) Mg C ha-1, respectively. It indicates that South Korean forests are more productive during the study period. Thus, they have sequestered more carbon. Our approaches and results can provide useful information for quantifying national scale forest cover and carbon dynamics. Our results can be utilized for supporting forest restoration planning in North Korea.

태풍은 지구 시스템 내의 해양-대기-육상 상호작용을 일으키는 매우 중요한 현상으로 특히 태풍의 특성 인자 중 하나인 풍속은 중심 기압, 이동 경로, 해수면 온도 등의 매개변수에 의해 복잡하게 변화하여 실제 관측 자료를 기반으 로 이해하는 것이 중요하다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 교과서에서 태풍 풍속은 본문 내용 및 삽화의 형태로 제시되고 있어 풍속에 대한 심층적 이해가 가능한 탐구활동이 무엇보다 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교수-학습 과 정에서 간단한 조작만으로도 태풍의 풍속을 이해할 수 있도록 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 기반으로 한 데이터 시각화 프로그램을 개발하였다. 2023년 발생한 태풍 마와르, 구촐, 볼라벤의 천리안 위성 2 A호 RGB (Red-Green-Blue) 영상 자료를 입력 자료로 활용하였다. 태풍 주변의 구름 이동 좌표를 입력하여 태풍의 풍속을 산출하고 태풍 중심 기 압, 폭풍 반경, 최대 풍속 등의 매개 변수를 입력하여 태풍 풍속 분포를 시각화 할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 개발된 GUI 기반 프로그램은 천리안 위성 2 A호로 관측 가능한 태풍에 대해 오류 없이 적용 가능하며 교과서의 시공 간적 한계를 벗어난 실제 관측 자료 기반의 과학탐구활동이 가능하다. 학생과 교사는 별도의 유료 프로그램 및 전문적 인 코딩 지식이 없어도 실제 관측 자료를 수집, 처리, 분석, 시각화하는 과정을 경험할 수 있으며, 이를 통해 미래 정보 화 사회에서의 필수 역량인 디지털 소양을 함양시킬 수 있을 것으로 기대된다.

태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지 구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하 였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문 적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학 생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

빠르게 변화하는 연안지형과 연안침식의 동적변화 현상을 이해하기 위해서는 시·공간의 연속성이 포함된 짧은 주기 그리고 지 속적인 모니터링이 필요하다. 최근 영상 모니터링 분석기술 발전과 함께 원격감지를 활용한 연안 모니터링 연구가 다수 이루어지고 있다. 원격 감지는 일반적으로 항공기나 위성으로부터 거리를 두고 측정된 영상을 활용하여 객체나 지역에 관한 정보를 추출하는 기술로 연안 지형변화를 빠르고 정확하게 분석할 수 있는 장점이 있어 그 활용도가 점차 증가하는 추세이다. 원격 위성영상 기반 해안선 탐지는 위성 영상으로부터 측정가능한 해안선 정의, 해안선 탐지기술 적용을 통한 해안선 추출로 수행된다. 기존 문헌에서 조사된 다양한 자료로부터 위성 영상기반 해안선 정의, 원격 위성영상 현황, 기존 연구동향, 위성영상 기반 해안선 탐지 기술연구 동향을 분석하였으며, 분석 결과로 부터 최신 연구동향, 이상적인 해안선 추출 및 고도화된 디지털 모니터링과의 연계를 위한 실용적 기법을 검토을 위한 연구를 제언한다. 향후 한반도 전역의 변화 경향과 침식정도의 파악을 위해서는 국지적 모니터링에서 벗어나, 광역 위성 영상 등 디지털 모니터링을 활용 한 능동적인 모니터링 체계를 구축할 필요가 있으며 해안선 탐지 분야는 지속적인 연구와 분석 기술의 발전이 가속화 될 것으로 판단된 다.

Forest destruction is an inevitable result of the development processes. According to the environmental impact assessment, over 10% of the destroyed trees need to be recycled and transplanted to minimize the impact of forest destruction. However, the rate of successful transplantation is low, leading to a high rate of tree death. This is attributable to a lack of consideration for environmental factors when choosing a temporary site for transplantation and inadequate management. To monitor transplanted trees, a field survey is essential; however, the spatio-temporal aspect is limited. This study evaluated the applicability of remote sensing for the effective monitoring of transplanted trees. Vegetation indices based on satellite remote sensing were derived to detect time-series changes in the status of the transplanted trees at three temporary transplantation sites. The mortality rate and vitality of transplanted trees before and after the transplant have a similar tendency to the changes in the vegetation indicators. The findings of this study showed that vegetation indices increased after transplantation of trees and decreased as the death rate increased and vitality decreased over time. This study presents a method for assessing newly transplanted trees using satellite images. The approach of utilizing satellite photos and the vegetation index is expected to detect changes in trees that have been transplanted across the country and help to manage tree transplantation for the environmental impact assessment.

산불이 발생하면 수목은 산불의 직접 영향을 받는 1차 피해와 시간이 경과하면서 다양한 원인으로 고사하는 2차 피해를 입는다. 산불 발생 후 피해지 조사 시점에 따라서 산불 피해지의 분포 패턴이 달라지고 2차 피해 현상이 진행하는 과정도 지역마다 다르게 나타난다. 이 연구는 산불발생 후 산불피해지의 변화를 분석하는 방법을 제안하는 것이 목적이다. 이 연구에서 제안하는 방법은 시계열 군집 분석을 통해서 비슷한 피해 변화 양상을 보이는 산불 피해지를 구분할 수 있다. 2022년 3월 4일부터 3월 13일까지 산불이 진행한 울진･삼척 지역을 대상으로 산불 피해지를 분석하였다. 9개의 군집으로 분류한 결과를 보면, 세 개의 군집이 다양한 산불 피해지 변화 양상을 보여주고 있다. 이 연구에서는 각 군집의 지도화로 공간 분포 특성을 보여준다. 산불 피해지가 집중되어 있는 지역, 시기적으로 특정 시기에 산불이 발생한 지역 등에서 각 군집이 분포하는 것을 확인할 수 있다.

금강 수계의 대형보가 2017년 6월부터 수문을 개방하기 시작하면서, 보의 상·하류에 다양한 모래톱이 드러나거나 새롭게 만들어지면서, 하천사주 지형의 생태계 가치를 파악하는 연구가 요구되었다. 본 연구는 세종보, 공주보, 백제보 구간을 대상으로, 광학 위성영상 공간분석을 통하여 보 건설 전, 보 건설 이후, 보 수문개방 후의 하천의 수변 서식처 지형 변화를 분석하였다. 위성영상은 물의 난반사로 인하여 수중공간을 구분할 수 없는 한계로 인하여, 수역은 단일 분류하고, 육상역인 하안사주와 하중도를 나지 부, 초본부, 목본부, 웅덩이 등으로 세분류하여 총 9개의 서식처로 분류하였다. 그리고 이러한 분류 기준을 적용하여 위성영상을 공간분석하여 단위서식처를 추출하고 그 면적비를 산출하였다. 보 건설 전·후를 비교한 결과, 보 건설 전에는 3개보 모두에서 전구간에서 사주가 폭넓게 발생하였지만, 보 건설 후에는 대부분의 사주면적이 급감하였으며, 특히 나지형 사주는 거의 사라졌다. 이러한 효과는 하류 공주보와 백제보로 갈수록 더욱 두드러진 경향을 보였다. 그러나, 수문개방 이후에는 다시 사주의 면적비는 증가하였고, 이 가운데 나지형 사주가 높은 비율을 차지하였다. 이는 상류 세종보에서 가장 효과가 크게 나타났다. 이러한 연구결과를 통해서 우리는 금강수계에서 보 건설에 의한 서식처 감소효과는 수계의 하류로 갈수록 크고, 보 개방에 따른 서식처 회복은 수계의 상류로 갈수록 효과가 크게 나타난 것을 발견하였다. 앞으로 서식처다양성과 생물다양성 간의 관계 연구를 통하여 조절하천의 자연성 회복과정을 체계적으로 규명할 수 있기를 기대한다.

아시아에서 가장 큰 칼데라 호수인 천지는 해발 약 2250 m의 백두산 정상에 위치한다. 천지는 높은 해발고도 및 바다와 인접한 환경으로 인해 1년 중 6개월 정도가 눈과 얼음으로 뒤덮여 있다. 천지의 수원은 대부분 지하수로부터 유입되기 때문에 수온과 백두산의 화산활동이 밀접한 관련이 있다. 하지만 2000년대에 들어서며 백두산에 많은 화산활동이 관측되고 있다. 본 연구에서는 유럽우주국(European Space Agency: ESA)에서 제공하는 Sentinel-1 위성 영상 자료를 활용하여 백두산의 겨울철 생성되는 얼음의 면적을 분석하였다. Sentinel-1 위성의 후방산란 영상에서 얼음의 면적을 산출하기 위해 질감 분석 기법을 활용하여 2개의 편파영상에서 20개의 Gray-Level Co-occurrence Matrix(GLCM) 레이어를 생성했다. 면적 산출에 사용된 방법은 GLCM 레이어를 Support Vector Machine (SVM) 알고리즘으로 분류하여 영상에서 얼음의 면적을 산출했다. 또한 산출된 면적은 삼지연 기상관측소에서 획득된 기온자료와 상관관계를 분석하였다. 본 연구는 본격적인 장기간의 시계열 분석에 앞서 얼음의 면적을 산출하는 새로운 방법에 대한 대안을 제시하는 근거로서 활용될 수 있을 것이다.

지구온난화와 급속한 기후 변화는 북서 태평양 내 태풍의 특성에 오랫동안 영향을 미쳤고, 이로 인해 한반도 연안에서 치명적인 재해가 증가하고 있다. 마이크로파 센서의 일종인 Synthetic Aperature Radar (SAR)는 위성 광학 및 적외선 센서로는 바람을 구할 수 없는, 흐린 대기 조건인 태풍 주위에서 고해상도 바람장을 생산할 수 있다. SAR 자료 로부터 해상풍을 산출하기 위한 Geophysical Model Functions (GMFs)에는 풍향 입력이 필수적이며, 이는 태풍 중심을 정확히 추정하는 것에 기반해야 한다. 본 연구는 태풍 중심 탐지 방법의 문제점을 개선하고 이를 해상풍 산출에 반영하기 위하여, Sentinel-1A 영상을 이용해 태풍 중심을 추정하였다. 그 결과는 한국 및 일본 기상청이 제공한 태풍 경로 자료와 비교하여 검증하였고, Himawari-8 위성의 적외 영상도 활용하여 검증하였다. 태풍의 초기 중심 위치는 VH 편파를 이용해 설정하여 오차의 발생 가능성을 줄였다. 탐지된 중심은 한국 및 일본 기상청에서 제공하는 4개 태풍의 경로 자료와 평균 23.76 km의 차이를 보였다. Himawari-8 위성에서 추정된 태풍 중심에 비교했을 때 결과는 육지 근처에 위치하면서 58.73 km의 큰 차이를 보인 한 태풍을 제외하고는 평균 11.80 km의 공간 변이를 보였다. 이는 고해상도 SAR 영상이 태풍 중심을 추정하고 태풍 주위 해상풍 산출에 활용될 수 있음을 시사한다.