농지의 연간 변화에 대한 원격 탐사 모니터링에 관한 연구

(1. 충칭 토지조사기획원, 충칭, 400020; 2. 중국 인민해방군 충칭 물류공학대학, 충칭, 40020 1)

다중 소스 원격 감지 이미지를 기반으로 원격 감지 및 GIS 기술과 결합하여 충칭시의 농업 토지 이용 현황을 모니터링하고 1985 에서 2005 년까지의 변화를 분석합니다. 그 결과 충칭시의 농용지는 주로 경작지와 삼림지였다. 최근 20 년 동안 도시 발전, 삼협 공사 건설 등의 영향으로 그 구조와 유형이 크게 바뀌었는데, 그중 경작지가 가장 많이 바뀌었다. 이 연구는 정부 결정에 대한 데이터 참조를 제공하고, 원격 감지 기술이 토지 자원 관리에 적용되는 방법을 탐구했다.

키워드: 토지 이용 변화; 원격 감지 모니터링 충칭

토지 이용 동적 변화 모니터링 연구는 자연과 사회 조건을 포함하는 복잡한 과정이다. 사회경제의 발전과 도시화 과정이 가속화됨에 따라, 사람과 땅의 관계가 갈수록 긴장되고, 식량 안보 문제가 날로 두드러지고 있다. 이러한 인적 갈등을 효과적으로 완화하고 제한된 토지 자원의 지속 가능한 이용을 보장하기 위해서는 토지 자원의 이용과 변화를 적시에 정확하게 이해해야 한다.

충칭은 젊은 직할시이다. 최근 몇 년 동안 서부 대개발정책과 삼협 공사 건설의 영향으로 토지 이용 변화가 빈번하다. 현대 과학 기술 수단과 조건에 의거하여 토지 자원에 대한 효과적인 거시정책 관리를 실시하는 것은 이미 각급 정부의 절박한 수요가 되었다. 통계에 따르면 충칭 토지의 80% 이상이 농업용지로 집계됐다. 따라서 충칭시의 농지 동적 모니터링 연구를 실시하면 향후 토지 이용과 토지 피복 변화와 충칭시의 미래 자연, 사회, 경제에 미치는 영향을 예측할 수 있을 뿐만 아니라, 농지자원을 합리적으로 활용하고 보호하는 기본적인 근거를 제공할 수 있다. 다중 시간 원격 감지 영상을 이용하여 충칭시 1985 ~ 2005 년의 농용지 변화를 감시하고 GIS 의 공간 분석 기능과 결합하여 충칭시의 농용지 변화 법칙을 분석하다. 원격감 수단을 통해 농용지 변화의 시공 법칙에 대한 실증 연구를 통해 중경시 토지 이용에서 원격감 기술의 경로를 탐구하다.

충칭 개요 1

충칭은 장강 상류 삼협 저수지 지역, 쓰촨 분지 동남부, 육지 스팬10517' ~101/Kloc-0 에 위치해 있다 동림호북 호남 남접구이저우 서접쓰촨 북접산시는 우리 경제가 발달한 동부지역과 자원이 풍부한 서부지역의 결합부입니다 (그림 1). 지세는 북쪽에서 남쪽으로 장강 유역으로 기울어져 기복이 심하다. 서북부와 중부는 구릉과 저산을 위주로 하고, 동남부는 대바산과 무령산 두 산으로 둘러싸여 있다. 주요 강은 장강, 자릉강, 오강, 푸강, 청강, 다닝강이다. 충칭은 아열대 몬순 습한 기후로 연평균 기온은 약18 C, 겨울 최저 기온은 6 C ~ 8 C, 여름 최고 기온은 27 C ~ 29 C 이다. 일년 내내 서리와 눈이 거의 없고 안개가 많다. 겨울은 따뜻하고 여름은 덥고 봄은 일찍, 가을은 짧다. 강우량이 풍부하여 연간 강수량은 1000mm ~ 1400mm 입니다.

충칭은 현재 중국 면적이 가장 크고, 행정 관할이 가장 넓고, 인구가 가장 많은 직할시이다. 시 전체 면적 82269km2 (토지상세 수), 관할 13 개 중심 구, 4 개 현급 시, 18 개 현, 5 개 민족자치현, ***40 개 현 (자치현, 시)

그림 1 충칭 위치

2 기술 경로 및 방법

농지의 동적 변화와 원격 감지 및 지리 정보 시스템의 특징을 감안하여 본 연구에서는 다음과 같은 기술적 방법과 절차를 채택했다 (그림 2).

원격감지와 GIS 기술 지원 하에 충칭시 농용지 동적 변화 모니터링 연구 기술 과정.

(1) 다중 시간 원격 감지 이미지 (1985, 1995, 2000TM 및 2005 CBERS-02 의 디지털 이미지) 향상 감독 분류 방법을 원격 감지 영상 처리 소프트웨어에 적용하고, 컴퓨터를 통해 2005 년 이미지를 자동으로 분류하고, 분류 결과를 벡터 형식으로 출력합니다.

(2) 원격 감지 이미지의 픽셀 차이 방법을 사용하여 1985 ~ 2005 년, 1995 ~ 2005 년, 2000 ~ 2005 년 이미지 데이터의 변경점을 각각 감지하고 추출합니다.

(3) 인간-컴퓨터 상호 작용을 통해 변경점을 해석하여 유형, 위치 및 면적을 결정합니다. 동시에 연구 영역의 지형도를 스캔하고, 이미지 처리 소프트웨어를 통해 공간 기하학적 교정을 수행한 다음 GIS 소프트웨어를 디지털화하여 디지털 고도 모형 (DEM) 을 생성하고, DEM 에서 다른 리본 고도 및 경사도를 생성합니다.

3 의 농지 분포 분석

3. 1 충칭 농지 구성 구조

농용지의 구성 구조는 각 농용지 유형 면적이 농용지 총면적을 차지하는 비율을 가리킨다. 생성된 2005 년 토지 이용 현황도를 이용하여 각 유형의 면적을 집계하고 각 유형의 비율 (표 1) 을 계산하면 충칭시 농지의 구성 구조가 다음과 같은 특징을 가지고 있음을 알 수 있다.

표 1 2005 충칭 농지 구성 구조

(1) 충칭시 농지의 구성은 경작지와 삼림지 위주로 경작지와 삼림지가 농지 총면적의 95% 이상을 차지하고 있으며, 경작지와 삼림지의 비율은 각각 48.02% 와 49.57% 를 차지하며 충칭시의 지형과 큰 관계가 있다.

(2) 경작지의 밭면적은 243.52× 104 hm2 로 농지 총면적의 32.39% 를 차지하며 농지에서 절대적인 우세를 차지한다.

(3) 삼림 지대는 넓지만 구조는 열악하다. 2005 년 충칭시의 삼림지 면적은 농지 총면적의 거의 절반을 차지했지만 관목림지와 소림지는 삼림지 총면적의 66%, 품질이 좋은 삼림지는 30% 에 불과했다.

3.2 충칭시의 농지 분포와 지형의 관계

3.2. 1 농지 분포와 고도와의 관계

현황토지이용도와 2005 년 고도구역도를 겹쳐서 서로 다른 고도대의 농지 분포를 얻다 (그림 3). 보시다시피,

그림 3 다른 고도에서의 농지 분포

(1) 충칭시의 농지 분포는 주로 해발 175 m ~ 800 m 으로 농지 총면적의 69.2%, 이어 800 m ~ 1200 m 으로 총 면적을 차지한다

(2) 같은 농지 유형의 고도대 분포를 분석해 경작지, 과수원, 수림지가 주로 해발 175 m ~ 800 m 범위 내에 분포되어 있으며, 그 범위 내 분포 면적은 모두 총면적의 60% 이상에 달한다는 것을 알 수 있다. 삼림 지대, 관목림, 잔디밭은 175m ~ 1800m 범위 내에서 다양한 정도로 분포되어 있으며 175m ~ 800m 범위가 주를 이루고 있습니다 (그림 4)

그림 4 농지 유형 비율은 고도에 따라 달라진다.

그림 5 다른 고도 지역의 농지 구성 구조

(3) 같은 고도에 있는 농용지 구성 구조에서도 농용지 유형 비율도 눈에 띄는 변화법, 특히 삼림지와 경작지가 있는데, 주로 임지와 관목림의 비율이 고도가 높아지면서 증가하는 반면 논과 밭의 비율은 낮아진다. 잔디밭은 각 해발대마다 일정한 비율의 분포가 있지만 비교적 드물다 (그림 5).

3.2.2 농지 분포와 경사의 관계

2005 년 토지이용 현황도와 경사도를 겹쳐서 서로 다른 경사도 등급의 농지분포 상황을 얻었다. 보시다시피,

(1) 충칭시 농용지는 주로 25 이하로 분포되어 전 시 농용지 총면적의 95%, 2 ~ 15 이내의 농용지가 전체 면적의 57% 를 차지한다.

그림 6 다른 경사의 농지 분포

그림 7 다른 경사면에서의 농지 유형의 비율 변화

그림 8 다른 고도 지역의 농지 구성 구조

(2) 같은 농지 유형이 서로 다른 경사에 분포하는 것은 명백한 규칙성을 가지고 있으며, 논을 제외한 모든 농지 유형은 6 ~ 15 에서 가장 많이 분포한다. 그런 다음 경사가 증가하면 분포 면적이 줄어들어 25 이하로 집중됩니다. 경사가 증가함에 따라 논 분포 면적이 점차 줄어들어 주로 15 이하에 집중되어 있다. 이 범위 내 논은 전체 면적의 95%, 2 이하 논은 시 전체 논 면적의 44.8% 를 차지한다.

(3) 같은 경사급 각 농지 유형의 농지 구성 구조의 총 비율은 다음과 같은 법칙을 가지고 있다. 경사가 커짐에 따라 경작지의 비율은 점차 줄어들고, 삼림지의 비율은 경사가 커짐에 따라 커진다. 특히 관목림지.

4 의 농지 변화와 추진력 분석

4. 1 경작지

경작지는 가장 강렬하고 가장 빈번한 농업용지 유형이다. 주로 경작지가 농업생산의 기초조건으로 인류의 생존과 밀접한 관련이 있어 인위적인 요인에 취약하기 때문이다. 이는 충칭시의 경작지 변화에도 강한 구현이다. 모니터링 결과에 따르면 충칭시의 경작지 변화는 1985 ~ 1995 와 1995 ~ 2005 단계로 나눌 수 있다. 이전 단계에서 충칭시의 경작지는 느린 성장 추세를 보였다. 후기 경작지가 급감하여 연평균 6000hm2 가 감소해 20 년 연평균 변화면적의 거의 3 배에 육박하며 대부분의 경작지가 건설지로 바뀌었다. 경작지의 이러한 변화 추세는 다음과 같은 방면에서 나타난다.

표 2 다른 기간의 농지 유형 변화 추세 단위: hm2

(1) 충칭의 도시 발전과 인구의 급속한 성장과 직결된다. 1997 년 충칭은 직할시를 설립하고, 충칭시 건설 속도는 빨라지고, 도시 규모는 계속 확대되고 있다. 이와 함께 충칭건설을 장강 상류의 경제센터로 만들기 위해 충칭은 교통중추 공사를 철저히 파악해 골조도로와 철도망 건설을 가속화하고 있다. 도시가 발전함에 따라 인구도 증가하고 있다. KLOC-0/995 이후 충칭시의 비농인구 증가율은 매년 평균 20 만 명이 넘는다. 비농업 인구의 증가는 필연적으로 주택과 공공시설에 대한 수요를 증가시켜 건설용지가 급속히 증가하고 대량의 경작지가 점유되고 비농화될 수밖에 없다. 경작지가 균형을 이루고 식량 안전을 보장하기 위해 충칭은 최근 몇 년간 토지 개발 개간 정리의 힘을 높였지만 점유한 경작지를 완전히 보상할 수는 없었다.

(2) 삼협 공사 침수와 이민 정착의 영향으로 대량의 경작지나 침수나 개간을 받아 대규모 삼협 이민을 수용할 수 있도록 이민현성을 건설하는 데 쓰인다. 최근 몇 년 동안 충칭시는' 농지를 숲과 초원으로 되돌려주는 것' 을 주요 내용으로 하는' 청산녹수 공사' 를 실시하여 충칭시의 경작지 감소를 더욱 악화시켰다.

(3) 산사태 등 자연재해의 빈번한 발생도 경작지의 감소로 개간이 어렵다.

4.2 삼림 지대

지난 20 년 동안 삼림지는 증가 → 감소 → 증가의 변화 과정을 거쳤으며, 전반적으로 여전히 증가 추세를 보이고 있다. 삼림지 감소는 주로 파괴림과 건설지 점유의 영향을 받는 반면, 삼림지 증가는 정부 정책의 지배를 많이 받는다. 1989 년, 국가는 장강 상류 수원양림건설공사와 수토유지공사를 실시했다. 초원에 나무를 심고 농지를 숲으로 되돌려 대량의 삼림지를 창조한 것도 충칭 삼림지가 1985 에서 1995 로 증가한 주원인이다. 이후의 도시화 과정은 대량의 경작지를 점유하게 했다. 음식에 대한 수요를 충족시키기 위해 삼림지와 잔디밭이 개간되어 경작지의 긴장을 완화시켰다. 동시에 삼협 공사의 침수 영향으로 대량의 삼림지가 수역이 되었다. 2002 년, 충칭은 삼협고구에서 농지를 숲과 잔디, 천연림 보호, 수토보전, 생태건설 종합관리 등' 청산녹수 공사' 를 실시하여 삼협고구 지역에 각종 생태장벽을 구축하여 최근 몇 년간 충칭림지의 증가를 보증했다.

4.3 초원

잔디밭의 변화 추세는 먼저 줄인 후 늘었다가 줄이는 것이다. 2005 년의 잔디밭 면적은 1985 의 잔디밭 면적에 비해 5304hm2 감소했다. 초원의 변화는 경작지, 삼림지의 변화와 마찬가지로 여러 가지 원인이 함께 작용한 결과이다. 전반적으로, 잔디밭의 감소는 주로 조림, 잔디 파괴, 건설지 점유에서 비롯된다. 잔디밭 증가의 주된 원인은 삼림 파괴 후 가파른 비탈을 퇴화시켜 초원으로 돌려주기 때문이다. 게다가, 충칭시는 최근 몇 년 동안 중토지개발정리도 초원 감소의 중요한 원인이다.

4.4 정원

정원은 2000 년을 경계로 하여 먼저 줄인 후 증가했다. 삼협고구 생태경제구를 건설하기 위해 충칭은 감귤 재배, 초식 가축, 관광 4 대 산업을 중점적으로 발전시켜 충칭 과수원의 증가를 크게 촉진시켰다.

5 결론

원격 감지 기술과 GIS 기술의 결합을 바탕으로 다중 소스 원격 감지 영상을 이용하여 충칭시의 농지 이용 현황을 감시하고 1985 에서 2005 년까지의 변화를 분석했다. 본 연구를 통해 최근 20 년 동안 충칭시 농용지의 구성과 그 변화의 법칙을 어느 정도 반영하고 밝혀 정부 결정에 대한 데이터 참조를 제공할 수 있다. 동시에, 충칭시 토지자원 조사에서 원격감지기술의 응용방법과 해결해야 할 기술을 검토하여, 원격감지기술을 충칭시 토지자원 관리에 깊이 적용함으로써 토지관리의 과학화와 현대화 수준을 높였다. 또한 제 2 차 전국 국토자원 조사가 본격화되면서 항공과 우주원격감지영상이 조사의 주요 정보원이 될 것으로 예상되며, 이번 연구는 어느 정도 복잡한 지형환경에서 원격감지기술의 탐구와 응용이기도 하다.

참고

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