원격탐사와 지리정보시스템을 이용한 시화지구일대의 지표환경변화와 토공량 예측연구

시화지구 간척·개발에 따른 지표환경 변화와 매립량 예측을 연구했다.

본 연구는 해안매립의 적지로 선정된 시화지구 일대의 시화 방조제건설과 안산신도시개발과 관련된 지표지형의 변화를 관측하기 위해 년도별 인공위성영상(Landsat TM data)을 이용하였으며, 시화방조제 완공으로 노출된 간척지의 매립량을 분석하기 위하여 지리정보시스템(GIS)를 이용하였다. 시화지구일대의 인위적인 인간활동과 관련된 년도별 지형의 변화양상과 퇴적물의 분포양상, 산림의 토지피복상태, 그리고 변화된 토지피복현황을 관측하기 위해 일반적으로 널리 이용되는 False color composite, Tasseled cap, NDVI(normalized Difference Vegetation Index)와 Supervised classification기법을 이용하였다. 매립계획이 수립된 간척지의 매립량을 토목공사 이전에 추측 하기 위하여 행정구역, 도로망, 지질, 선구조, 시화간척지구계획도, 지상DEM, 해저DEM자료층을 지형도, 지질도, 해도, 계획도면으로부터 추출하였다. 또한, 인공위성영상자료 중 Supervised classification영상을 분석하여 인근육지의 절취 예상가능 위치를 추출하였다. 이러한 여러 환경지질 정보들은 지리정보시스템내에서 통일된 좌표체계로 생성되어 데이터베이스로 구축된 후, 이들 각각의 자료층을 중첩시켜 수치지형분석을 행하였다.

도시계획지와 농지조성지의 매립량은 상부의 호수공원으로부터 준설하다는 가정하에 산출하고, 이 계획단지 주변에 제방 축조시 충당되어야 할 토공량은 인근육지로부터 절취할 것을 가정하고 절취예상위치(대부도, 선감도 일부, 송산면 일부)와 절취량을 산출하였다. 본 연구 결과, Tasseled cap기법은 퇴적물의 이동패턴을 잘 나타내, 침식작용은 주로 남동공단 소래포구 주변에서, 퇴적작용은 시화방조제 안쪽 해안선을 따라 일어남이 관측되었다. NDVl 기법으로는 봄영상과 여름영상을 비교하여, 식생지수의 차이를 이용하였다. 이 기법으로 산림의 피복상태를 분석한 결과, 활엽수림의 주요분포지는 경기도 안산시, 광명시, 안양시, 시흥시 일대로, 침엽수림은 대부도, 송산면, 임도면, 서신면 일대로 나타났다. Supervised classification영상으로부터 관찰된 년도별 주요 토지 피복 변화현황은 대부도 중현동 황금산 줄기의 일부와 경기도 시흥시 정주동, 죽률동, 신길동일대로 관찰되었고, ROI calculation에 의해 계산된 변화면적은 각각 829,200m², 1,752,000m²이다.

또한, 수치지형분석으로 계산된 시화지구 간척지의 총매립량은 581,485,354m²(5.8×10^8m²)로 산출되었고, 계획단지 주변의 제방 축조시 소요될 매립량은 3,387,360m²이며, 이를 인근육지로부터 절취할 때 선감도와 송산면일부, 대부도일부 3군데 위치예정지 중 대부도일부의 절취량만으로도 충분히 충당할 수 있음을 알 수 있었다. The objectives of this study are to analyze the changes of geo-surface topography in Shiwha embankment and Ansan city area with the image processing of Landsat Thematic Mapper (Landsat TM) data, and to estimate the reclaimed amount of the exposed tidal flat in Shiwha area using the Geographic Information System (GIS).

False color composite, Tasseled cap, Normalized Difference Vegetation Index (NOVI), and Supervised classification techniques were used to analyze the distribution of sediments and the aspect of topographical variations caused by artificial human actions. The total amount of the exposed tidal flat is estimated with the database consisted of aerial photography, hydrographic chart, geology map, and scheme drawing in Shiwha area. The location map of possible regions where can be cut to make a seawall is predicted with analyzing the supervised classification image of Landsat TM data.

It is interpreted by Tasseled cap images, which shows the distribution of sediments, that erosion is occurred at the front of sea near Namdong industrial complex and sedimentation is in progress along coastal line in Shiwha embankment. The difference of the NDVI images between Spring and summer seasons presents that deciduous forest is distributed over the whole areas of Ansan, Kwangmyeng, Anyang, and Shiheung cities, while coniferous forest is distributed over the whole areas of Deabu island, Songsan-myeon, Imdo-myeon, and Seosin-myeon.

Supervised classified images indicate that major landcover changes (i.e., green tracks shown on the supervised classification images) were occurred at the part of Chungheong-dong in Daebu island and the whole areas of Chungjudong, Chukrul-dong, and Singil-dong in Shiheong-si. From the classified results, the areas of land-cover changes in Daebu island and Shiheongsi are estimated as 829,200m² and 1,752,000m², respectively.

It is calculated by digital terrain analysis that total fill-voume of exposed Shiwha tidal flat is 581,485,354m³ and fill-volume of the construction planning seawall is 3,387,360m³, Daebu island, Sunkam island, and the part of Songsan-myeon are chosen as the cut area to make the seawall and their cut-volumes are 5,229,576, 79,227,072, and 47026008m³, respectively, Therefore, the cut-volume of only Daebu island among three areas is sufficient to make the seawall.