Landsat Landsat 위성영상을 이용한 위성영상을 이용한 춘천 지역 도시 변화 관찰춘천 지역 도시 변화 관찰

안영진 안영진 지구물리학과지구물리학과

지도교수 이훈열지도교수 이훈열

목차목차 서론서론 Landsat Landsat 위성위성 기하보정기하보정 영상분류영상분류 자료 해석자료 해석 -- 도시성장도시성장 -- 농경지와 자연녹지 변화농경지와 자연녹지 변화 -- 주요 도심내 녹지비율주요 도심내 녹지비율 결론결론

서론서론 과거의 위성영상에는 그 당시의 모습과 정보가 담겨져 있다과거의 위성영상에는 그 당시의 모습과 정보가 담겨져 있다 ..

Landsat Landsat 위성 영상은 토지피복분류와 식생분류 등의 정보를 위성 영상은 토지피복분류와 식생분류 등의 정보를 추출하는데 많이 활용된다추출하는데 많이 활용된다 . .

축적된 축적된 Landsat Landsat 위성 영상을 이용하여 춘천시의 도시 및 위성 영상을 이용하여 춘천시의 도시 및 주변의 변화를 시계열적 관찰주변의 변화를 시계열적 관찰 . .

Landsat Landsat 위성 영상 해상도의 가능성과 한계성을 파악위성 영상 해상도의 가능성과 한계성을 파악 ..

연연구구지지역역

Landsat Landsat 위성위성

19721972 년에 미국에서 처음 발사한 지구관측 위성년에 미국에서 처음 발사한 지구관측 위성 11 호호 ~7~7 호 발사호 발사 , , 현재 현재 55 호 호 77 호 운용중호 운용중 Sensor : Sensor : Landsat-5(TM), Landsat-7 : (ETM+)Landsat-5(TM), Landsat-7 : (ETM+)

BandBand 파장파장 (µm)(µm) 영역영역 해상도해상도11 0.45~0.520.45~0.52 BlueBlue 30m30m22 0.52~0.600.52~0.60 GreenGreen 30m30m33 0.63~0.690.63~0.69 RedRed 30m30m44 0.76~0.900.76~0.90 Near-IRNear-IR 30m30m55 1.55~1.751.55~1.75 Mid-IRMid-IR 30m30m66 10.4~12.510.4~12.5 Thermal-IRThermal-IR 120m/60m120m/60m77 2.08~2.352.08~2.35 Mid-IRMid-IR 30m30mPP 0.52~0.900.52~0.90 PanchromaticPanchromatic 15m15m

자료처리자료처리 사용영상사용영상 Landsat 5 Landsat 5 영상영상 19841984 년 년 1111 월 월 1212 일일 19871987 년 년 0404 월 월 0707 일일 19891989 년 년 0606 월 월 0303 일일 19941994 년 년 0606 월 월 0101 일일 19971997 년 년 0606 월 월 1616 일일 19991999 년 년 0303 월 월 2727 일일

Landsat 7 Landsat 7 영상영상

20002000 년 년 0909 월 월 2929 일일 20022002 년 년 0404 월 월 2828 일일

Path 115 Row 34Path 115 Row 34 : 13 : 13 개개 Path 116 Row 34Path 116 Row 34 : 15 : 15 개개 Landsat-7 2002Landsat-7 2002 년 년 이후 영상 결함이후 영상 결함

기하보정기하보정 (Geometric (Geometric Correction)Correction)

인공위성 영상의 기하학적 휘어짐의 원인인공위성 영상의 기하학적 휘어짐의 원인: : 지구의 곡률지구의 곡률 , , 자전자전 , , 위성의 자세등위성의 자세등

보정 방법보정 방법: : 지상기준점지상기준점 (GCP: Ground Control Point)(GCP: Ground Control Point) 선정선정

기하보정기하보정 (Geometric (Geometric Correction)Correction)

• 1:50,000 의 수치 지도를 이용• 대표적 지상기준점 : 도로 교차점 , 교량 및 제방의 끝 , 대형구조물

기하보정기하보정 (Geometric (Geometric Correction)Correction)

기하학적 휘어짐을 보정하여 지리적 위치정보를 입력

영상분류영상분류 (Classification)(Classification)

영상분류 : 분광특성을 이용하여 유사한 화소들을 군집화

도심 , 농경지 , 자연녹지 , 수계로 분류

분류 방법 : 감독분류방법 -Minimum Distance 13 개의 집단을 선정 , 4 개의 집단으로 군집화

영상분류영상분류 (Classification)(Classification)

영상분류 결과영상분류 결과 도심지역은 정확히 분류도심지역은 정확히 분류 , , 꾸준히 증가꾸준히 증가 농경지와 자연녹지 구분에 있어서 계절에 따라 명확하지 않음농경지와 자연녹지 구분에 있어서 계절에 따라 명확하지 않음 강 호수 등 수계는 일정함을 보임강 호수 등 수계는 일정함을 보임

도시성장도시성장 19841984 년에서 년에서 20022002 년까지 도심면적 약 년까지 도심면적 약 33 배 증가배 증가 지역별 변화 양상을 보기 위하여 춘천시 중심의 도심을 구획지음지역별 변화 양상을 보기 위하여 춘천시 중심의 도심을 구획지음 -1984-1984 년년 ~1989~1989 년 년 : : 후평동의 도심 증가후평동의 도심 증가 -1989-1989 년년 ~1994~1994 년 년 : : 퇴계동의 도심 증가퇴계동의 도심 증가 -1994-1994 년년 ~1999~1999 년 년 : : 석사동의 도심 증가석사동의 도심 증가 춘천시 아파트 건설 자료와 비교춘천시 아파트 건설 자료와 비교

19841984 년과 년과 19891989 년의 변화년의 변화

1984 년도 도심 구획(Black)

1989 년도 도심 구획(Red)

1984 년과 1989 년의 영상 비교

후평동의

도시변화

(a) 개나리아파트

(b) 세경아파트

(c) 4 단지아파트

(d) 5 단지아파트

19891989 년과 년과 19941994 년의 변화년의 변화

1989 년도 도심 구획(Black)

1994 년도 도심 구획(Red)

1989 년과 1994 년 영상 비교

퇴계동의

도시 변화

(a) 온의금호타운

(b) 현대아파트

(c) 퇴계그린타운

(d) 퇴계금호타운

19941994 년과 년과 19991999 년의 변화년의 변화

1994 년도 도심 구획(Black)

1999 년도 도심 구획(Red)

1994 년과 1999 년의 영상 변화

후평 석사동의

도심 변화

(a) 진흥아파트

(b) 두산아파트

(c) 그랜드아파트

농경지와 자연녹지 변화농경지와 자연녹지 변화

• 농경지와 자연녹지의 분류에 있어서 계절적 영향

: 겨울 영상에 있어서 낙엽진 활엽수 지대와 수확한 농경지 토양노출 유사 .

• 여름철 영상에는 활엽수지대의 식생이 월등히 뛰어나 구분에 용이 .

• 비교적 같은 계절인 6 월에 촬영된 여름 영상만을 이용 .

농경지와 자연녹지의 변화농경지와 자연녹지의 변화날자날자 농경지농경지

전체 자연녹지전체 자연녹지경작지경작지 비닐 하우스 지대비닐 하우스 지대 TotalTotal

19891989 년년 0606 월월 0303 일일 72087208 9696 73047304 271332713319941994 년년 0606 월월 0101 일일 60496049 879879 69286928 265542655419971997 년년 0606 월월 1616 일일 69046904 19541954 83438343 2493524935

주요 도심 내의 녹지 비율주요 도심 내의 녹지 비율

강 건너 우두동을 제외한 춘천 시가지를 주요 도심으로 구획강 건너 우두동을 제외한 춘천 시가지를 주요 도심으로 구획 ..

구획 지은 지역 안의 농경지로의 분류도 녹지로 분류구획 지은 지역 안의 농경지로의 분류도 녹지로 분류 ..

날자날자 주요도심주요도심 인공구조물인공구조물 도심내 도심내 녹지녹지

비율비율 (%)(%)

19841984 년년 1111 월월 1212일일 10051005 631631 373373 373719871987 년년 0404 월월 2727일일 12521252 875875 377377 303019891989 년년 0606 월월 0303일일 13161316 971971 345345 262619941994 년년 0606 월월 0101일일 14901490 11461146 344344 232319991999 년년 0909 월월 2929일일 17701770 12281228 548548 303020002000 년년 0909 월월 1919일일 18421842 12781278 564564 303020022002 년년 0404 월월 2828일일 18951895 13321332 563563 2929( 단위 : ha)

주요 도심 내의 녹지 비율 주요 도심 내의 녹지 비율

주요 도심의 면적은 꾸준히 증가주요 도심의 면적은 꾸준히 증가 .. 녹지면적 일정하다가 녹지면적 일정하다가 19941994 년과 년과 19991999 년 사이 증가년 사이 증가 30m30m 해상도의 영상자료로 도시특성이 다양한 해상도의 영상자료로 도시특성이 다양한 춘천지역의 녹지를 파악하기 어렵다춘천지역의 녹지를 파악하기 어렵다 .. 이 연구에서는 대략적인 추세만 파악 이 연구에서는 대략적인 추세만 파악

결론결론 춘천시의 도심은 지난 춘천시의 도심은 지난 2020 년간 꾸준히 증가하여 약 년간 꾸준히 증가하여 약 33

배의 성장을 보이고 있고배의 성장을 보이고 있고 , , 시기별로 도시가 성장한 시기별로 도시가 성장한 지역을 알 수 있었다지역을 알 수 있었다 ..

농경지와 자연녹지는 도시의 성장에 따라 감소하는 농경지와 자연녹지는 도시의 성장에 따라 감소하는 모습을 보이고모습을 보이고 , , 자연녹지는 농경지를 형성 하였다자연녹지는 농경지를 형성 하였다 . .

Landsat Landsat 위성의 해상도로는 협소한 지역의 영상 분류는 위성의 해상도로는 협소한 지역의 영상 분류는 한계가 있고한계가 있고 , , 앞으로 고해상도의 자료의 축적이 앞으로 고해상도의 자료의 축적이 요구된다요구된다 ..

감사합니다감사합니다

지상기준점지상기준점 지리적 좌표를 알고 있는 지점지리적 좌표를 알고 있는 지점 (x, y, z)(x, y, z)

Path, RowPath, RowPath

Row

185km by 170km

Path: 위성궤도에서 결정Row: 중심 위도로부터 결정

분류방법분류방법 감독분류감독분류 Minimum Distance ClassiferMinimum Distance Classifer : : 화소자료와 분류 클래스 특징과의 유사도를 화소자료와 분류 클래스 특징과의 유사도를

특징 공간에서의 거리로 나타내고특징 공간에서의 거리로 나타내고 , , 거리가 가장 거리가 가장 짧은짧은 (( 유사도가 가장 큰유사도가 가장 큰 ) ) 클래스로 화소자료를 클래스로 화소자료를 분류하는 방법이다분류하는 방법이다 ..

그 외그 외 : Maximum Likelihood Classifer: Maximum Likelihood Classifer , Mahalanobis Classifer, Mahalanobis Classifer