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14.4. 수업: 수종경계 업데이트하기

이제 옛날 현황 지도로부터 정보를 디지털화하고 수종경계에 관련 정보를 추가했습니다. 다음 단계는 삼림의 현재 상태의 현황 정보를 생성하는 것입니다.

항공 사진을 사용해서 새로운 수종경계를 디지타이즈할 것입니다. 이전 수업에서와 마찬가지로, 컬러 적외선(Color Infrared, CIR) 항공 사진을 사용할 것입니다. 청색광 대신 적외선광을 기록한 이 이미지 유형은 식생 지역 연구에 널리 활용되고 있습니다.

수종경계 디지타이즈 작업이 끝나면 삼림 보존 규제에 따른 새로운 제약 사항과 같은 정보를 추가할 것입니다.

이 수업의 목표: CIR 항공 사진을 바탕으로 새로운 수종경계들을 디지타이즈하고 다른 데이터셋으로부터 정보를 추가하기.

14.4.1. ★☆☆ 옛날 수종경계를 최신 항공 사진과 비교하기

핀란드 국립토지측량청은 여러분이 항공 사진, 전통적인 지형 지도, DEM, LiDAR 데이터 등 다양한 지리 정보를 다운로드할 수 있게 하는 오픈 데이터 정책을 취하고 있습니다. 여기 에서 영문 서비스에 접근할 수 있습니다. 이번 예제에서 사용할 항공 사진은 해당 서비스에서 다운로드한 정사보정(orthorectified) CIR 이미지(M4134F_21062012 및 M4143E_21062012)로부터 생성된 것입니다.

QGIS를 실행하고 Project ► Properties… ► CRS 메뉴에서 프로젝트의 좌표계를 ETRS89 / ETRS-TM35FIN 으로 설정하십시오.
프로젝트에 rautjarvi_aerial.tif CIR 이미지를 추가하십시오.
1. 파일 탐색기를 사용해서 exercise_data\forestry\ 폴더를 찾으십시오.
2. rautjarvi_aerial.tif 파일을 프로젝트로 드래그&드롭하십시오.
이 QGIS 프로젝트를 digitizing_2012.qgs 라는 이름으로 저장하십시오.

이 CIR 이미지는 2012년도에 촬영된 것입니다. 1994년에 생성된 수종경계를 거의 20년 뒤의 상황과 비교해볼 수 있습니다.

이전 수업에서 생성한 forest_stands_1994.shp 레이어를 추가하십시오:
1. 파일 탐색기를 사용해서 exercise_data\forestry\ 폴더를 찾으십시오.
2. forest_stands_1994.shp 파일을 프로젝트로 드래그&드롭하십시오.
폴리곤이 비쳐보이도록 레이어의 심볼을 설정하십시오:
1. forest_stands_1994 레이어를 오른쪽 클릭합니다.
2. Properties 를 선택하십시오.
3. Symbology 탭을 클릭합니다.
4. Fill color 를 투명 채우기로 설정하십시오.
5. Stroke color 를 보라색으로 설정하십시오.
6. Stroke width 를 0.50 mm 로 설정하십시오.
여러분이 육안으로 동종 삼림으로 해석할 수 있는 지역과 옛날 수종경계가 얼마나 일치하는지 (또는 일치하지 않는지) 검토해보십시오.
해당 지역을 확대/축소 및 이동해보십시오. 옛날 수종경계 가운데 일부는 지금도 이미지와 일치할 수도 있지만, 일치하지 않는 수종경계도 있다는 것을 알 수 있을 것입니다.

이는 자연스러운 상황입니다. 20년에 가까운 시간이 지나는 사이 여러 삼림 작업(벌채, 간벌 등)이 이루어졌기 때문입니다. 또 1994년에 수종경계를 디지타이즈한 사람의 눈에는 동종 삼림으로 보였지만, 시간이 흐르면서 삼림 일부가 다른 방향으로 천이했을 가능성도 있습니다. 과거의 삼림 현황 정보의 우선순위가 현재와 다른 것일 수도 있습니다.

이제 옛날 수종경계 없이 이 이미지로부터 새로운 수종경계를 생성해보겠습니다. 나중에 두 수종경계의 차이를 비교해볼 수 있을 겁니다.

14.4.2. ★☆☆ CIR 이미지 해석하기

도로와 호수 사이로 제한돼 있는 예전 현황 정보가 커버하는 지역을 디지타이즈해봅시다. 전체 지역을 디지타이즈할 필요는 없습니다. 이전 수업에서와 마찬가지로 대부분의 수종경계를 이미 담고 있는 벡터 파일을 사용할 수 있습니다.

forest_stands_1994 레이어를 제거하십시오.
프로젝트에 exercise_data\forestry\forest_stands_2012.shp 파일을 추가하십시오.
폴리곤의 면은 투명하고 경계선은 보이도록 이 레이어의 스타일을 조정하십시오.
1. forest_stands_2012 레이어의 Properties 대화창을 여십시오.
2. Symbology 탭을 클릭합니다.
3. Fill color 를 투명 채우기로 설정하십시오.
4. Stroke color 를 녹색으로 설정하십시오.
5. Stroke width 를 0.50 mm 로 설정하십시오.

현황 정보 지역 가운데 북쪽이 아직 비어 있는 것을 볼 수 있습니다. 여러분은 이 누락된 수종경계를 디지타이즈해야 합니다.

시작하기 전에, 이미 디지타이즈된 수종경계와 이미지에서 그에 대응하는 삼림을 천천히 검토해보십시오. 수종경계의 경계선을 어떤 기준으로 결정했는지 알아보십시오. 삼림관리에 대한 지식이 있다면 도움이 될 것입니다.

다음은 고려해야 할 사항들입니다:

어떤 삼림이 낙엽수종인지 (핀란드에서는 대부분 자작나무 삼림입니다) 그리고 어떤 삼림이 침엽수종인지 (이 지역에서는 소나무 또는 가문비나무입니다) 알 수 있습니다. CIR 이미지에서는, 낙엽수종은 대부분 밝은 빨간색으로 나오는 반면 침엽수종은 어두운 녹색으로 나옵니다.
이미지에서 수관(樹冠)의 크기를 측정하면 삼림의 수령(樹齡)을 알 수 있습니다.
서로 다른 수종경계의 밀도 차이를 알 수 있습니다. 예를 들어 최근 간벌 작업이 이루어진 수종경계는 수관 사이에 공간이 뚜렷이 보이기 때문에 주변의 수종경계와 쉽게 구별됩니다.
푸르스름한 지역은 황무지, 도로, 시가지, 아직 자라나지 않은 경작지 등을 의미합니다.
수종경계를 식별하려 할 때 이미지를 너무 크게 확대하지 마십시오. 이 이미지의 경우 1:3,000에서 1:5,000 사이의 축척이면 충분합니다. 다음 이미지(축척 1:4,000)를 참조하세요.

14.4.3. ★☆☆ 혼자서 해보세요: CIR 이미지를 바탕으로 수종경계 디지타이즈하기

수종경계 디지타이즈 작업 시 수종, 수령, 밀도 등등의 관점에서 가능한 한 동질의 삼림 지역을 식별하려 해야 합니다. 그러나 너무 자세히 식별해서도 안 됩니다. 결국 전혀 쓸모없는 조그만 수종경계 수백 개를 만들게 될 테니까요. 삼림관리라는 맥락에서 의미 있는 수종경계를 얻으려면, 너무 작아서도 안 되고 (최소 0.5헥타르 이상) 그렇다고 너무 커서도 (최대 3헥타르 미만) 안 됩니다.

이런 지침들을 염두에 두고 이제 누락된 수종경계를 디지타이즈해보십시오.

스냅 작업 및 위상 옵션을 다음과 같이 설정하십시오:
1. Project ► Snapping options… 메뉴 항목을 선택하십시오.
2. ^{Enable Snapping} 아이콘을 클릭하고 Advanced Configuration 을 선택하십시오.
3. forest_stands_2012 레이어를 체크하십시오.
  1. Type 을 Vertex 로 설정하십시오.
  2. Tolerance 를 10 으로 설정하십시오.
  3. Units 를 pixels 로 설정하십시오.
  4. Avoid Overlap 아래 있는 체크박스를 체크하십시오.
  5. Topological editing 버튼을 누르십시오.
  6. Follow Advanced Configuration 을 선택하십시오.
  7. 팝업창을 닫습니다.
레이어 목록에서 forest_stands_2012 레이어를 선택하십시오.
^{Toggle Editing} 버튼을 클릭해서 편집 모드를 활성화하십시오.
이전 수업과 동일한 방식으로 디지타이즈 작업을 시작하십시오. 유일한 차이점은 스냅할 수 있는 포인트 레이어가 없다는 것입니다. 여러분은 이 지역에서 약 14개의 새 수종경계를 생성해야 합니다. 디지타이즈하는 동안 StandID 필드를 901 부터 차례대로 입력하십시오.
작업 완료 시 여러분의 레이어가 다음처럼 보여야 합니다:

이제 CIR 이미지에서 해석한, 2012년의 다른 수종경계들을 보여주는 일련의 폴리곤들을 만들었습니다. 하지만 삼림 현황 데이터가 없군요. 이를 해결하려면 여러분이 숲을 방문해서 각 수종경계의 삼림 속성을 추정하는 데 사용할 샘플 데이터를 수집해야 합니다. 다음 수업에서 그 방법을 배울 것입니다.

이 지역에 적용해야 할 삼림 보존 규제 관련 추가 정보를 추가할 수 있습니다.

14.4.4. ★☆☆ 따라해보세요: 보존 정보를 사용해서 수종경계 업데이트하기

현재 작업 중인 지역을 조사한 결과, 삼림 계획 수립 시 다음 보존 규제를 지켜야만 한다는 사실이 밝혀졌습니다:

보호종인 시베리아 하늘다람쥐(Pteromys volans)의 서식지가 2곳 발견되었습니다. 규제에 따르면, 서식지에서 반경 15m 구역을 절대 보존해야 합니다.
지역 내의 하천을 따라 식생하고 있는 하안(河岸) 숲은 특별 관심 대상으로 보호해야만 합니다. 현장 조사를 통해 하천의 양쪽 20m 구역을 보호해야만 한다는 사실이 밝혀졌습니다.

다람쥐의 서식지에 대한 정보를 담고 있는 벡터 파일과 북쪽에서 호수를 향해 흐르는 하천을 디지타이즈한 또다른 벡터 파일이 있습니다.

프로젝트에 exercise_data\forestry\ 폴더에 있는 squirrel.shp 및 stream.shp 파일을 추가하십시오.
^{Open Attribute Table} 도구를 사용해서 squirrel 레이어를 살펴보십시오.

시베리아 하늘다람쥐로 정의된 위치가 2곳 있고, 보호해야 할 지역은 해당 위치에서 반경 15m까지라는 것을 알 수 있을 겁니다.

보호 구역을 더 정확하게 구분해봅시다. 이 포인트 위치 주변에 보호 거리를 사용해서 버퍼를 생성할 것입니다.

메뉴에서 Vector ► Geoprocessing Tools ► Buffer 를 클릭하십시오.
Input layer 에 squirrel 을 설정하십시오.
Distance 를 15 meters 로 설정하십시오.
Buffered 에 exercise_data\forestry\squirrel_15m.shp 를 설정하십시오.
Open output file afer running algorithm 옵션을 체크하십시오.
Run 을 클릭합니다.
처리가 끝나면 Close 를 클릭하십시오.

해당 지역의 북쪽을 확대해보면, 버퍼 영역이 주변 수종경계까지 넘어간다는 사실을 알 수 있을 겁니다. 즉 그 주변 수종경계에 대해 삼림 작업을 할 때마다 보호 구역에 대한 고려를 해야 한다는 의미입니다.

../../../_images/north_squirrel_buffer.png

다람쥐 서식지를 보호하기 위해 여러분은 최신 수종경계 레이어에 보호해야 할 포인트의 위치를 담고 있는 새로운 속성(열)을 추가할 것입니다. 앞으로 언제든 삼림 계획을 세울 때마다 이 정보를 사용할 수 있게 될 것이고, 현장 팀은 작업을 시작하기 전에 건드려서는 안 되는 지역을 표시할 수 있을 것입니다.

수종경계 레이어에 다람쥐 관련 정보를 결합하려면, Join attributes by location 알고리즘을 사용하면 됩니다:

Vector ► Data Management Tools ► Join attributes by location 메뉴 항목을 클릭하십시오.
Join to features in 에 forest_stands_2012 를 설정하십시오.
Geometric predicate 에서 intersect 옵션을 체크하십시오.
By comparing to 에 squirrel_15m 를 설정하십시오.
Join type 을 Take attributes of the first matching feature only (one-to-one) 로 설정하십시오.
Discard records which could not be joined 옵션을 체크 해제된 상태로 두십시오.
Joined layer 에 exercise_data\forestry\stands_squirrel.shp 를 설정하십시오.
Open output file afer running algorithm 옵션을 체크하십시오.
Run 을 클릭합니다.
처리가 끝나면 Close 를 클릭해서 대화창을 닫으십시오.

이제 시베리아 하늘다람쥐 관련 보호 정보를 보여주는 새로운 stands_squirrel.shp 수종경계 레이어를 만들었습니다.

stands_squirrel 레이어의 속성 테이블을 여십시오.
테이블 헤더에 있는 point_pr 항목을 클릭해서 테이블을 정렬하십시오.

보호 구역 관련 정보를 가지고 있는 수종경계 몇 개를 볼 수 있습니다. 삼림 관리자가 이 수종경계 데이터에 담긴 정보를 보고 보호 구역을 고려해야 한다는 사실을 알 수 있을 것입니다. 그러면 그 또는 그녀가 squirrel 데이터셋에서 해당 위치를 확인하고 현장을 방문, 대응하는 버퍼를 표시해서 현장 작업자가 다람쥐의 서식 환경을 어지럽히는 일을 피할 수 있게 되겠죠.

14.4.5. ★☆☆ 혼자서 해보세요: 하천까지의 거리를 사용해서 수종경계 업데이트하기

다람쥐 보호 구역에서와 동일한 접근 방식으로, 현장에서 식별된 하천 관련 보호 정보를 통해 수종경계를 업데이트할 수 있습니다. 다음 사항들을 고려해야 합니다:

버퍼가 하천 양쪽으로 20 미터라는 사실을 기억하십시오.
하나의 벡터 파일에 모든 보호 정보를 담는 편이 좋기 때문에, stands_squirrel.shp 파일을 기반 레이어로 사용하십시오.
산출물의 이름을 forest_stands_2012_protect.shp 로 지정하십시오.

처리가 끝나면, 산출 레이어의 속성 테이블을 열어서 하천과 관련된 하안 삼림의 보호 정보를 모두 가지고 있는지 확인하십시오.

결과물이 마음에 든다면 QGIS 프로젝트를 저장하십시오.

14.4.6. 결론

CIR 이미지를 해석해서 수종경계를 디지타이즈하는 방법을 배웠습니다. 물론 보다 정확한 수종경계를 얻기 위해서는 연습이 필요하고, 토양도 등의 다른 정보를 활용하면 더 나은 산출물을 얻을 수 있습니다. 하지만 이제 이런 유형의 작업을 위한 기초를 습득했다고 할 수 있습니다. 게다가 다른 데이터셋으로부터 정보를 추가하는 것은 꽤 시시한 작업이었습니다.

14.4.7. 다음은 무엇을 배우게 될까요?

여러분이 디지타이즈한 수종경계는 향후 삼림 작업 계획을 위해 사용될 것입니다. 그러나 삼림에 대한 더 많은 정보가 필요합니다. 다음 수업에서는 여러분이 방금 디지타이즈한 삼림 지역을 목록화하는 데 필요한 표본 조사구(sampling plot) 집합을 계획하는 방법과, 삼림 파라미터의 종합 평가를 구하는 방법을 배울 것입니다.