Types and management of urban green spaces identified by the high resolution remotely sensed indices

Abstract

도시공간의 증가로 인한 인구 및 경제발전과 함께 도시 내 그린인프라의 필요성이 지속적으로 제기되고 있다. 도시 공원은 여러 환경문제들이 발생하는 도시 내에서 경관의 질을 유지시킬 뿐만 아니라 생태적으로도 중요한 작용을 한다. 특히, 도시지역에서 가장 많은 녹지 공간을 제공하고 있는 수목은 건강한 생태계의 유지에 밀접하게 연관되어있는 요소이다. 하지만 도시 공원이 가지는 이용 및 조성 목적에 의해 도시 공원 내에 있는 생태성은 크게 두드러지지 않으며, 생태적 현황을 반영한 가이드라인 또한 부족한 실정이다. 따라서 도시 공원의 생태적 기능을 크게 담당하는 수목의 생태성에 대한 적절한 평가가 이루어져야 하며, 이는 추후 도시공원의 관리적인 측면에서도 필요한 것으로 판단된다. 도시 내 녹지가 가지는 환경적인 가치의 증대와 도시민의 요구 충족을 위해서는 녹지 모니터링 및 평가가 필요하다. 수목의 생태성을 평가하기 위한 기존의 방법은 노동 및 시간 집약적이지만, 라이다와 초분광 이미지 같은 고해상도 자료의 사용은 빠르고 정확한 정보 취득과 측정 가능 범위 등의 이점으로 인해 이러한 문제를 극복할 수 있게 한다. 더욱이, 고해상도 자료는 자료 취득 방식이나 시기 등에 따라 얻을 수 있는 정보에 차이가 있지만, 이 자료들을 서로 중첩함으로써 더 많은 정보값들을 얻을 수 있다. 또한, 녹지 평가를 위해 지표를 이용한 연구들이 다수 진행되어왔는데, 이는 시간 및 공간에 따른 녹지 및 구성요소의 중요한 변화를 측정할 수 있는 변수이며, 공원 관리에 대한 의사결정에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 이에 본 연구는 고해상도 자료를 이용하여 도시 내의 다양한 공원들의 수목을 중심으로 한 생태적 특성에 대해 파악하고자 한다. 또한 특성들을 서열화하여 기존 이용 목적에 따라 구분되었던 공원 유형이 아닌 생태적 특성에 따라 공원을 분류하여 생태적 측면에서의 가치를 발굴해보고자 한다. 연구의 공간적 범위는 의왕시 내의 도시공원 40개이다. 40개 공원에 대해 두 시기의 항공 LiDAR와 슬램 LiDAR, 그리고 초분광 이미지 자료가 수집되어 정합되었으며, 선행연구 분석을 통한 13개의 지표 선정 또한 이루어졌다. 이를 통해 개별 수목의 특성값 및 공원별 특성값을 추출하였고, 추출된 특성값은 NMDS 분석을 거쳐 40개 공원을 6개의 군집으로 나누었다. 이후 공원들 간의 거리에 따른 분포와 6개 군집간의 차이가 시각적으로 표현되었으며, 군집별 특성 비교를 통해 공원 관리 방안이 제시되었다. 6개의 군집은 생태적 가치가 높은 고립형 공원으로 외부적으로 연결을 통해 생태적 징검다리의 역할이 기대되는 공원, 주변 녹지와 인접하여 입지적인 잠재성은 높지만 내부적으로는 생태성이 낮아 주변의 생태성의 활용이 필요한 공원, 건강성이 양호한 거목이 적정 밀도로 식재되어 지속적인 모니터링으로 현재의 생태적 특성을 유지해야 하는 공원, 높은 울폐율을 조절함으로써 하층 식생대의 건강성을 함께 관리할 필요성이 있는 공원, 비교적 최근에 식재된 유령목이 양호한 성장세를 가져 다양한 수령의 수목과 하층식생을 통한 다층적인 식생 구조를 함께 이루도록 관리해야 할 필요성이 있는 공원으로 분류되었다. 또한 높은 생태적 특성과 잠재성을 가지는 시설이 중요시되는 공원의 발굴을 통해 자연과 이용객을 고려한 더욱 효과적인 도시공원 관리 방안을 제시하였다. 본 연구는 고해상도 자료를 통한 수목 및 녹지의 생태적 특성 자료를 도출 및 관리방안을 제시하려는 시도에 의의가 있다. 향후, 본 연구에서 고려하지 못했던 수종별 수목의 생태적인 차이, 수목의 생육에 영향을 주는 환경변수와 이용객들의 이용 강도 등에 따른 영향을 고려한다면 더욱 체계적인 도시공원의 관리방안을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

With growing environmental challenges in city, urban parks maintain the quality of the landscape and play an important ecological role. In particular, trees are closely linked to the maintenance of healthy ecosystems. However, the tree-based ecology of urban parks is often overlooked, and there is also a lack of ecological guidelines. Hence, a thorough evaluation of tree ecology becomes imperative, particularly for the future management of urban parks. Green space monitoring and evaluation is necessary to increase the environmental value of urban green spaces and to meet the needs of urban residents. The high-resolution data such as LiDAR and hyperspectral imagery has an advantage with fast and accurate information acquisition and measurement range. Also to assess green spaces, many studies have used green indicators, which can measure important changes in green spaces and their components over time and space, and can provide important information for park management decisions. This study aims to identify the ecological characteristics of various parks in the city, mainly trees, using high-resolution data. In addition, by sequencing the characteristics, we aim to discover the value of ecological aspects by classifying parks according to ecological characteristics rather than park types that have been classified according to the purpose of use. The spatial scope of the study is 40 urban parks in Uiwang City. Airborne LiDAR from two seasons, slam LiDAR, and hyperspectral imagery data were collected and merged for 40 parks, and 13 indicators were selected through prior research analysis. Individual tree characteristics and park-specific characteristics were extracted, and were analyzed using NMDS to divide the 40 parks into six clusters. As a result, the distribution of the distance between the parks and the differences between the six clusters were visually represented, and the park management plan was suggested through the comparison of characteristics by cluster. Furthermore, through the identification of parks with high ecological characteristics and potential facilities, we proposed a more effective urban park management plan that considers both the natural environment and park users. This study is significant in that it attempts to derive ecological characteristics of trees and green areas through high-resolution data and suggest management plans. In the future, it is believed that a more systematic management plan for urban parks can be proposed by considering the ecological differences of trees by species, environmental variables that affect the growth of trees, and the effects of intensity of use by users, which were not considered in this study.