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연구과제 상세정보

GIS와 Remote Sensing를 이용한 북한의 환경 변화와 자연 재해 분석
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 인문사회분야지원국내외지역 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2002-072-BS1525
선정년도 2002 년
연구기간 1 년 (2002년 12월 01일 ~ 2003년 11월 30일)
연구책임자 이민부
연구수행기관 한국교원대학교
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 강철성(서울대학교)
최한성(충북대학교)
한욱(육군사관학교)
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 본 연구는 원격탐사와 지리정보시스템을 이용해 연구지역으로 선정된 북한의 주요 지역에 대한 토지이용 변화를 살펴보고, 농경지 개간과 삼림지역 감소에 대한 분석을 통해 그 변화 실태를 구체적, 계량적으로 파악하고자 한다. 이를 바탕으로 자연재해와 관련하여 경지개간 지역에서의 사태(landslide)와 토양유실 위험도가 높은 지역에 대한 분석도 함께 진행하고자 하였다.
    지역별 농경지와 삼림지역 변화에 대한 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.
    1. 평안북도 서부지역 분석 결과, 평안북도 삭주, 대관, 구성, 의주 지역에서는 13년 동안 산림이 감소하고 시가지, 인간의 간섭에 의해 발생한 황무지, 범람과 사태 등의 자연적 요인에 의한 나대지 등이 증가한 것을 관찰하였다.
    2. 두만강 하류지역에서는 개간지들은 구릉지대나 산록완사면을 따라 경사변환점까지 확대되고 있으며, 산림이 제거된 나대지들은 불규칙한 패치모양을 띠면서 rill과 gully 등의 사면침식과 하천의 토사퇴적의 원인을 제공하고 있다.
    3. 만포강계지역의 경지확대에 따른 산림경관 변화에서 경작지의 평균고도는 1993년의 381m에서 2002년의 412m로, 경사도는 10°에서 13°로 상승하였다. 파편화에 따른 패치 경향을 보면, 1993년에서 2002년 동안 패치수 394에서 1,241개로 증가하였으며, 패치의 증가와 함께 패치의 형태지수와 프랙탈 차원도 약간 증가하였다.
    4. 회령지역의 농경지 변화에 따른 토양침식 분석에서는 토양침식이 상대적으로 많은 고도는 300-500m이며, 이 고도에서의 침식량은 1987년 57 ton에서 2001년 85 ton으로 증가하였다. 산사태의 위험이 높은 침식량 200 ton 이상 지역은 1987년 28.6㎢에서 2001년 48.8㎢로 현저히 증가하였다.
    농경지 개간으로 인한 삼림 감소지역에서의 사면불안정화에 지표침식 위험도에 대한 지역별 분석 결과는
    1. 함흥지역에서는 산록완사면과 경사변환지점의 변이대에 나타났다. 이러한 곳에서는 집중 강수가 나타나면 사태 가 발생될 가능성이 높은 곳이다.
    2. 원산지역에서는 토지이용 밀도가 높은 석왕사와 안변 일대의 배후산록대, 그리고 문천 지역의 산록대등으로 나타났다.
    3. 길주지역에서는 사면불안정지역은 길주-명천 단층대의 남쪽에서 우세한 경향을 보였다. 이는 경지개간과 더불어 단층 작용의 영향으로도 해석된다.
    4. 청진시는 북쪽 산록대에 불안정 지역이 집중적으로 나타나고 있다. 이 지역은 시가지화가 산록의 골짜기로 진행되고 있는 것으로 분석되었다. 이러한 지역은 장마와 우기에 산사태의 위험이 높은 지역이다.
    5. 평양 지역은 북동, 동, 남동 사면을 따라 분포하며 서해안의 은율 지역에서 불안정도가 높았다. 이러한 결과는 대동강의 중상류지역에서 지표침식으로 인한 망상하도들이 발달된 것을 통해서도 알 수 있다.
    6. 영변지역은 농경지 주변보다는 산록구릉대나 곡지로 진행되고 있는 시가지 확대지역에서 나타났다.
    7. 신의주 일대의 산간분지 지역인 의주, 삭주군 덕현 일대, 구성지역에서는 사면불안정에 따른 침식의 가능성이 높게 분석되었다.
    8. 중강진 지역은 하안단구면의 배후사면 지역과 곡지사면으로 사면불안정 지역이 나타나는 것으로 분석되었다.
    9. 혜산 지역은 북서-남동방향의 단층선대의 산록대와 산악지 그리고 용암대지 개석곡을 따라 분포한다. 이는 토양화가 덜 진행된 현무암류의 풍화층에서 지표침식이 많이 일어나고 있는 것으로 해석된다.
    10. 무산은 사면불안정 지역은 노천광을 중심으로 개간된 북동사면 지역에 집중적으로 나타났다.
    11. 종성, 회령지역의 강변사면을 따라 제한적으로 나타났다. 온성지역은 기복이 완만하고 암석화가 덜 진행된 3기층 지역의 특성상 사면불안정에 의한 사태보다는 토양의 응집력이 낮기 때문에 지표에서의 표면 침식이 주도적으로 진행된 것으로 해석된다.
    결론적으로 북한에서 90년대 이후에 발생하고 있는 자연재해는 농경지 개간과 산림황폐에 따른 지표 환경변화가 주요 원인으로 작용한 것으로 해석된다. 본 연구 수행과정에서 얻은 결과는 농업과 관련된 환경문제 실태 파악에 어느 정도 도움을 줄 것이다. 앞으로 고해상도 위성영상을 이용한 토사침식과 지표피복 변화에 대하여 세밀한 연구와 연구방법의 개선이 필요하다. 마지막으로 북한의 자연 환경 및 환경문제 파악에 필요한 정보를 제공할 수 있으며, 이를 바탕으로 남한과 연계하여 북한의 생태환경 복원 사업에 대한 적절한 방향을 제시할 수 있을 뿐만 아니라 교육현장에서 북한 및 통일교육 등에도 도움을 줄 수 있을 것이다.

  • 영문
  • This study aims to analyze the change of land use, vulnerability of landslide, and soil erosion focusing on increase of cropland area and resultant decrease of forest land, using remote sensing and GIS techniques for selected study areas in North Korea.
    The results of the research on land use change of cropland and forest are following:
    1. The forest area has decrease during 13 years from 1990 to 2002, due to development of urbanized settlement, formation of waste land by human impact, and increase of natural hazards such as flooding and landslide in western Pyeonganbulkdo including Sakju, Daewan, Guseong, and Euju.
    2. Cropland areas has spreaded toward steep knickpoint of hillslopes with formation of patch-like waste land, and geomorphic hazard such as slope erosion and sedimentation by rill and gully in lower reach zone of Duman River during last 10 years.
    3. The average elevation of cropland has changed from 381m of 1993 year to 412m of 2002 year with increase of cropland slope from 10° to 13° in Manpo and Gangye area. Also, the number of patch by fragmentation has rapidly increased from 394 to 1.241 in some duration together with increase of shape index and fractal dimension.
    4. Soil erosion by cropland development are comparatively higher in elevation of 300-500m, showing increase of the volume from 57 ton of 1987 year to 85 ton of 2001 year in Hoeryeong area. Area of over 200 ton volume with higher vulnerability of landslide has increase remarkably from 28.6km2 of 1987 to 48.8km2 of 2001.
    The results of regional studies about slope unstabilization and vulnerability of soil erosion are following:
    1. In Hameung study zone, knickpoint belt of hillslope are higher vulnerability for concentration of rainfall.
    2. In Wonsan zone, footslope areas of Secokwangsa, Anbyeon, and Muncheon are more dangerous by high dense landuse.
    3. In Gilju zone, higher vulnerable areas of slope unstabilization are in along Gilju-Myeongcheon faultline valley with impact of faulting action of cropland development.
    4. In Cheongjin zone, North mountain footslope area shows higher vulnerability of landslide during Jangma and rainy seasons.
    5. In Pyeongyang zone, metropolitan-neighbored mountains slopes of northeast, east, and southeast aspects have higher vulnerability of unstabilization. In coastal zone, especially Eunyul area are higher vulnerability of unstabilization. Resultantly, braided channels have well development by surface soil erosion in high-middle reach.
    6. In Yeongbyeon zone, urbanized settlement area has increased toward footslope belt and along deeper valley.
    7. In Sineuju zone, higher vulnerability areas of slope unstabilization, due to surface erosion, are Euju, Sackju and Guseong with mountains landforms.
    8. In Jungangjin zone, the area of unstabilized slope include backslope of river terrace and valleyside slope.
    9. In Hyesan, unstabled areas are located along sideslopes of faultline valley and dissection valley of lava plateau, in which soil processes are less activated especially in weathered layers.
    10. In Musan zone, open iron pit are the center of unstabilization areas concentrated in northeast slope area.
    11. In Jongseong and Heoryeong zone, surface erosion areas are partially located in valleyside slopes of Duman River, due to geomorphic characteristics such as less sementated Tertiary layers.
    Finally, the results of the research may help to understand natural landscapes and environmental problems of North Korea to restore natural ecosystem, and to reconstruct geography education of North Korea and unification education.


연구결과보고서
  • 초록
  • 본 논문은 북한에서 식량난을 극복하기 위해 농경지 개간에 따른 삼림지역의 훼손과 그에 따른 자연재해를 분석하고자 하였다. 연구는 위성영상 분석과 수치고도 모델을 이용하여 농경지와 삼림의 증감에 대한 공간적 특성을 분석하였으며 이를 바탕으로 토양유실 모델을 적용하여 사면불안정화에 따른 지역별 지표침식을 분석하였다.
    지역별 농경지와 삼림지역 변화에 대한 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.
    1. 평안북도 서부지역의 GIS와 RS를 이용한 토지피복 및 식생 분포의 시․공간적 변화 분석 결과, 평안북도 삭주, 대관, 구성, 의주 지역에서는 13년 동안 산림이 감소하고 시가지, 인간의 간섭에 의해 발생한 황무지, 범람과 사태 등의 자연적 요인에 의한 나대지 등이 증가한 것을 관찰하였다.
    2. 두만강 하류지역의 농경지 개간의 공간적 특성분석에서는 온성과 은덕 지역에서는 1992년에서 2000년 사이에 농경지가 각각 22.8%, 14.7% 증가하였으며, 상대적으로 산림은 각각 24.0%, 13.6% 감소하였다.
    3. 만포강계지역의 경지확대에 따른 산림경관 변화에서는 농경지는 9년 동안 49.9% 증가하였고, 산림지는 16% 감소하였다.
    4. 북청-단천 지역의 식생분포와 지형요소의 공간적 관계 분석에서는 고도별로는 1,000m 까지는 식생지수가 0.65를 유지하였지만 1,200m 이상에서는 감소하였다.
    5. 회령지역의 농경지 변화에 따른 토양침식 분석에서는 침식량이 연간 100 ton 이상의 지역은 하천과 시가지 배후사면이지만, 2001년에는 산록구릉대까지 확대되고 있다.
    농경지 개간으로 인한 삼림 감소지역에서의 사면불안정화에 지표침식 위험도에 대한 지역별 분석 결과는
    1. 함흥지역에서는 산록완사면과 경사변환지점의 변이대에 나타났다. 이러한 곳에서는 집중 강수가 나타나면 사태 가 발생될 가능성이 높은 곳이다.
    2. 원산지역에서는 토지이용 밀도가 높은 석왕사와 안변 일대의 배후산록대, 그리고 문천 지역의 산록대등으로 나타났다.
    3. 길주지역에서는 사면불안정지역은 길주-명천 단층대의 남쪽에서 우세한 경향을 보였다. 이는 경지개간과 더불어 단층 작용의 영향으로도 해석된다.
    4. 청진시는 북쪽 산록대에 불안정 지역이 집중적으로 나타나고 있다. 이 지역은 시가지화가 산록의 골짜기로 진행되고 있는 것으로 분석되었다. 이러한 지역은 장마와 우기에 산사태의 위험이 높은 지역이다.
    5. 평양 지역은 북동, 동, 남동 사면을 따라 분포하며 서해안의 은율 지역에서 불안정도가 높았다. 이러한 결과는 대동강의 중상류지역에서 지표침식으로 인한 망상하도들이 발달된 것을 통해서도 알 수 있다.
    6. 영변지역은 농경지 주변보다는 산록구릉대나 곡지로 진행되고 있는 시가지 확대지역에서 나타났다.
    7. 신의주 일대의 산간분지 지역인 의주, 삭주군 덕현 일대, 구성지역에서는 사면불안정에 따른 침식의 가능성이 높게 분석되었다.
    8. 중강진 지역은 하안단구면의 배후사면 지역과 곡지사면으로 사면불안정 지역이 나타나는 것으로 분석되었다.
    9. 혜산 지역은 북서-남동방향의 단층선대의 산록대와 산악지 그리고 용암대지 개석곡을 따라 분포한다. 이는 토양화가 덜 진행된 현무암류의 풍화층에서 지표침식이 많이 일어나고 있는 것으로 해석된다.
    10. 무산은 사면불안정 지역은 노천광을 중심으로 개간된 북동사면 지역에 집중적으로 나타났다.
    11. 종성, 회령지역의 강변사면과 경원 지역의 곡지지형으로 제한적으로 나타났다. 온성지역은 기복이 완만하고 암석화가 덜 진행된 3기층 지역의 특성상 사면불안정에 의한 사태보다는 토양의 응집력이 낮기 때문에 지표에서의 표면 침식이 주도적으로 진행된 것으로 해석된다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 본 연구는 북한의 토지이용 변화. 삼림과 농경지 변화, 자연재해 분포 등 종합적인 환경 변화 및 파괴 정도를 분석하자 한다. 본 연구 결과는 아래와 같은 연구의 의의 및 결과의 활용이 기대된다.
    1) 패쇄 지역인 북한의 전국토에 걸친 주요 자연 환경 및 환경 파괴 문제에의 거시적인 접근 가능성을 보여준다.
    2) 국가의 사회적, 경제적 구조와 관련하여 발생할 수 있는 환경 파괴의 다양한 형태를 파악할 수 있다.
    3) 전세계적으로 문제시 되고 있는 북한의 식량 문제에 대해 일시적인 지원 방침이 아니라 장기적인 안목을 가지고 지역 환경에 적합한 농업 생산성 향상 방향의 제시를 함으로서 북한 식량 문제의 해결을 위한 올바른 방향 정립에 도움을 줄 수 있다.
    4) 통일 이후, 남한에서 연속적으로 추진 중인 친환경 정책 등과 연계되어 북한의 국토 개발이 이루어질 수 있도록, 북한의 생태적 환경 복원 사업에 대한 적절한 방향을 제시할 수 있다.
    5) 본 연구에서 제작되는 북한과 관련한 여러 주제도를 통해 북한의 자연 환경에 대한 좀 더 구체적인 정보를 제공함으로서, 통일 이후 정책 뿐만 아니라 국내 각급 학교의 북한 및 통일교육 등에도 도움을 줄 것으로 예상된다.

  • 색인어
  • 식량난, 농경지개간, 삼림감소와 훼손, 자연재해, 원격탐사, 프랙탈, 식생패치화, 식생분포의 공간적 특성, 지표침식, 사면변화, 지형변화, 황무지화, 우곡, 산사태, 개석.친환경개발, 지속가능한 보존, 남북협력, 학교교육, 자료의 데이타베이스화
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