정보 기술 및 토지 이용 조사 및 모니터링

Zhang Shuqin Fan Yanguo

(중국석유대학교(동중국) 지구 자원 정보 학교, Dongying, 257061)

요약: 땅 탐험 데이터 검색을 통한 활용 조사 및 모니터링의 목적과 의의, 토지 이용 조사 및 모니터링에 정보기술을 적용하는 방법, 둘 사이의 관계 및 영향.

키워드: 정보 기술, 토지 이용 조사, GPS

정보 기술은 오늘날 세계에서 가장 빠르게 성장하는 첨단 기술입니다. 경제는 컴퓨터와 정보네트워크를 기반으로 한 정보화 방향으로 발전하고 있습니다. 정보기술은 현재 국민의 생산과 생활 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으며, 토지이용 조사 및 모니터링에도 활용되고 있다.

1 정보 기술

정보 기술은 정보의 수집, 식별, 추출, 변환, 저장, 전송, 처리, 검색, 탐지, 분석 및 활용과 관련된 기술을 말합니다. 원격탐사 모니터링, 통신, 컴퓨터 및 제어 기술을 통합하고 그 내용에는 정보 수신 기술, 정보 전송 기술, 정보 처리 기술 및 정보 제어 기술의 4가지 주요 기술이 포함됩니다. 정보기술의 4가지 주요 콘텐츠 중 정보전송기술과 정보처리기술은 전체 정보기술의 핵심이며, 정보수신기술과 정보제어기술은 핵심과 외부세계를 연결하는 인터페이스이다. 이 네 가지는 완전한 기능을 구성한다. 정보 기관과 그 기능 시스템에 해당하는 시스템과 사람들과 상호 작용합니다. 그 내용은 서로 통합되어 데이터베이스 기술, 인공 지능, 전문가 시스템, 원격 감지 기술, 지리 정보 시스템, 위성 위치 확인 시스템, 컴퓨터 보조 의사 결정 시스템, 자동 제어 등 다양한 응용 개발 기술을 형성했습니다. 기술, 멀티미디어 기술, 컴퓨터 네트워크 기술 등은 사람들의 삶의 모든 측면에 침투하여 정보 기술의 강력한 활력과 광범위한 응용 전망을 충분히 보여줍니다 [1].

토지관리에 활용되는 정보기술은 크게 원격탐사(RS), 지리정보시스템(GIS), 지구위치확인시스템(GPS) 등 3대 정보기술이 있다. "공간정보기술" 3S' 기술. 우주정보기술은 지구공간정보와 관련된 데이터의 획득, 저장, 전송, 관리, 분석, 활용 등의 문제를 해결하는 컴퓨터 기술과 네트워크 통신기술을 기반으로 한 정보시스템이다. 여기에는 RS, GIS, GPS 및 지리공간적 측위와 관련되거나 공간적 특성을 갖는 기타 정보 시스템이 포함되며, 이는 거시적 전략적 의사 결정, 천연 자원의 조사, 개발 및 활용, 지역 및 도시 계획 및 관리, 자연 재해에 사용됩니다. 예측 및 재난 모니터링 공간정보 기술은 엔지니어링 설계, 건설 및 관리, 환경 모니터링 및 거버넌스 등 다양한 측면에서 널리 사용되었습니다[2].

2 토지 이용 조사 및 모니터링의 목적, 임무 및 의의

토지 이용은 토지 자원을 기반으로 인간이 수행하는 토지와 직접적으로 관련된 생활 및 생산 활동입니다. 긍정적이고 부정적인 영향을 포함하여 다양한 토지 자원의 인간 활용 결과는 물질 흐름과 에너지 흐름을 통한 인간 환경과 자연 환경 간의 상호 작용을 포괄적으로 나타냅니다.

토지이용조사는 토지자원량조사라고도 하며, 조사 그 밖의 기술적 수단을 통하여 국가나 지역의 다양한 토지이용분류구역, 토지이용조건, 공간분포특성 등을 파악하고 이를 종합하는 것을 말한다. 토지이용통계 현황 지도, 토지이용의 기존 문제점 파악, 개발 및 이용 경험과 교훈 요약, 합리적인 토지이용에 대한 의견 제시, 토지이용 분류 및 연구 수행, 국가 경제 계획 및 토지 정책 수립, 토지 개선 수행 , 토지계획, 과학적 토지관리 등을 담당합니다. 토지 사용 모니터링은 원격 감지 모니터링 및 기타 기술을 사용하여 국가 또는 지역의 토지 사용 상황의 동적 변화를 정기적 또는 비정기적으로 모니터링하고 측정하며 주로 관련 국가 및 지역 부서에 정확한 토지 사용 변경을 제공하여 시기적절한 토지 사용을 촉진합니다. 용도 변경 데이터 업데이트 및 비교 분석의 사용과 토지 이용 변경 지도 작성은 고도로 정책 기반의 과학적이고 기술적인 작업입니다.

경영은 의사결정에 있습니다. 올바른 정책 수립은 정확한 정보, 즉 상황에 대한 시의적절하고 정확한 이해에 달려 있습니다. 동시에 정보는 정책 실행을 위한 피드백입니다. 토지 조사 및 모니터링은 토지 정보와 토지 정책에 대한 피드백을 얻는 것이며 토지 관리 조치의 이행 결과를 테스트하는 주요 채널입니다. 토지 이용 동적 모니터링의 목적은 토지 이용 현황을 시기적절하고 정확하게 파악하고, 정부 의사 결정을 위한 과학적 근거를 제공하며, 관리 정책을 수립하고 모든 수준의 토지 관리 부서를 위한 다양한 관리 조치를 구현하는 것입니다. 그리고 모니터링은 우리나라의 토지관리를 토대로 결정해야 합니다. 우리나라의 토지관리에는 세 가지 중요한 특징이 있습니다. ① 우리 나라는 사회주의 토지공유 국가입니다. 국가는 국토관리와 도시 및 농촌 토지관리를 통일적으로 실시합니다. 토지관리 부서는 성, 도, 군으로 구성됩니다. 전국의 토지를 관리하는 책임을 행사하는 타운십 토지 관리 기관 시스템. ② 국가는 토지자원의 합리적 배분을 실현하기 위하여, 한편으로는 다양한 토지이용 규모를 거시적 관점에서 통제할 수 있는 토지이용계획 등의 대책을 수립하고, 이에 비례하는 구조와 공간배치를 조정하여야 한다. 한편, 토지 이용으로 인한 최고의 경제적 이익, 사회적 이익, 생태적 이익을 달성하려면 건설의 전면적인 관리 등을 통해 단위 및 개인의 토지 공급 및 사용에 대한 구체적인 관리 및 감독을 수행해야 합니다. 미시적 관점에서 합리적인 자원 배분 목표를 달성하기 위해 사용 블록을 통해 타운십, 마을 및 모든 장소에 대한 토지 이용 계획을 구현합니다. ③ 우리나라는 인구가 많고 경작지가 적다. 경작지 보호는 우리나라 경제와 사회의 지속가능한 발전과 관련된 전반적인 전략적 문제이며, 장기적으로 견지해야 할 기본 국가정책이다. 이는 우리나라 토지관리의 핵심과제이기도 하다[4]. 토지이용조사 및 모니터링 업무를 실시하는 것은 우리나라의 토지자원을 합리적으로 배분하고 경작지를 보호하는데 큰 의의가 있음을 알 수 있다.

3 정보 기술이 토지 이용 조사 및 모니터링에 미치는 영향

과거에는 오랫동안 컴퓨터, 원격 감지, 지리 정보 시스템, GPS(Global Positioning System) 기술과 같은 정보 기술이 아직 등장하지 않았거나 아직 미성숙한 경우, 토지 관리 부서가 토지 이용 변화 조사를 실시할 때 일반적으로 토지 이용 부서에서 보고한 토지 이용 데이터를 기반으로 인공 현장 현장 측량을 사용하여 원본 지도를 수정하고, 그런 다음 지도를 지우고 다시 인쇄합니다. 이 방법에는 명백한 단점이 있습니다. ① 변화를 적극적으로 모니터링할 수 없습니다. ② 측정 방법이 뒤떨어지고 사람의 간섭이 많습니다. ③ 변경된 데이터의 획득 속도가 느리고 여러 번 삭제하면 오류가 누적됩니다. ⑤ 도시지도 패치와 달리 농촌 토지이용도 패치는 대부분 불규칙한 다각형으로 되어 있어 평상형 미터 등의 측정 도구를 사용하면 변곡점만 측정할 수 있고 전체 경계를 연속적으로 측정할 수 없으며 어렵습니다. 원본 상세 조사 기본 지도에 정확하게 플롯합니다[5].

최근 몇 년 동안 원격 감지, 지리 정보 시스템, 위성 위치 확인 시스템과 같은 정보 기술의 개발 및 적용으로 인해 토지 관리 부서에 토지 이용 모니터링을 위한 새로운 아이디어와 방법이 제공되었습니다. 우리나라의 토지이용현황정보 획득은 기술과 방법에 있어 상당한 진전을 이루었습니다. 첫 번째 단계의 기술 프로세스는 원격 감지 이미지 → 수동 해석, 수동 편집 및 면적 측정 → 요약 통계를 책으로 작성하는 것입니다. 해석부터 면적측정까지 각 단계마다 많은 인력이 필요하고 오랜 시간이 소요됩니다. 두 번째 단계에서는 원격 감지와 지리 정보 시스템을 결합하여 사용합니다. 기술 프로세스는 원격 감지 이미지 → 수동 해석 → 수동 편집 및 디지털화 → 컴퓨터 측정 요약 → 데이터베이스입니다. 이 기간 동안 면적계산에 큰 진전이 있었고, 풀 디지털 계산이 실현되어 면적계산에 대한 작업량과 오류가 크게 줄었습니다. 그러나 이 단계에서는 원격탐사 기술과 지리정보시스템 기술이 사용되었지만, 예비적인 조합이라 아직 통합이나 통합 활용을 이야기할 수는 없습니다. 세 번째 단계에서는 원격탐사 및 지리정보 시스템의 통합 정보 추출 기술을 채택합니다. 기술 프로세스는 원격탐사 디지털 이미지 → 인간-컴퓨터 대화형 해석 → 컴퓨터 측정 요약 → 데이터베이스입니다. 이 단계에서 원격탐사 및 지리정보 시스템의 통합과 GPS와의 예비 결합이 처음으로 실현되었습니다[3].

정보기술, 특히 '3S' 기술의 지속적인 개발과 적용은 토지 이용 조사 및 모니터링 업무에 큰 영향을 미쳤습니다.

기존 방식에 비해 현재 다음과 같은 장점이 있습니다. ① 원격탐사를 활용하여 토지이용변화정보를 적극적으로 발굴하고 변경된 필지의 대략적인 면적을 추출하는 반면, 기존 방식은 토지사용단위나 개인이 수동적으로만 보고할 수 있어 결과적으로 과소보고 및 누락 보고 상황은 모니터링의 객관성을 높입니다. ②GPS 측정 데이터와 원격 감지 데이터는 디지털 방식으로 저장되며 GIS 시스템에 직접 입력하여 지도를 형성할 수 있어 기존 방법의 다중 전송 및 삭제로 인해 발생하는 오류를 피할 수 있습니다. ③ GPS를 측정 도구로 활용하면 속도가 빠르고 정확할 뿐만 아니라 24시간 내내 작동이 가능하며 조작도 간편하다. ④ 전통적인 매핑 방법과 비교하여 GIS의 장점이 인정됩니다. 가장 중요한 점은 디지털 지도를 공간 분석, 합성, 추출, 수정에 매우 편리하고 빠르게 사용할 수 있으며, 매핑 주기가 짧고 비용이 저렴하다는 점이다. ⑤"3S" 통합 기술을 사용하면 모든 수준에서 토지 자원의 동적 모니터링을 보다 완벽하게 수행할 수 있으며 토지 변경 조사 및 등록을 위한 새로운 수단을 제공할 수 있습니다. 전통적인 방법과 비교하여 데이터 수집의 정확성을 향상시킬 뿐만 아니라 작업 효율성도 크게 향상시킵니다[5].

4 토지 이용 조사 및 모니터링에 정보 기술 적용

4.1 토지 이용 조사 및 모니터링에 RS 기술 적용

토지는 지표면에 존재합니다. 지구 천연물, 고정된 토지 위치, 제한된 면적, 지역적 차이, 활용 조건의 다양성 및 가변성으로 인해 토지 이용에 대한 동적 모니터링은 거대하고 복잡한 기술 프로젝트입니다. 원격탐사 지구관측 기술은 넓은 커버리지, 강력한 거시성, 빠르고 정확하며 정시성, 짧은 주기, 다중 시간적, 풍부한 종합 정보 등의 장점을 갖고 있기 때문에 사람들은 19세기부터 토지 측량에 위성 원격탐사를 적용하는 데 관심을 가져왔습니다. 위성 원격탐사 개발 초기에는 높은 기대를 갖고 있으며 미국, 서유럽 등 선진국에서도 태국 등 제3세계 국가를 위한 중소규모 토지이용 지도를 제작하고 있다. , 멕시코, 케냐 [4].

센서 기술, 항공우주 플랫폼 기술, 데이터 통신 기술의 발전으로 현대의 원격탐사 기술은 다양한 지구 관측 데이터를 동적으로, 신속하고, 정확하고, 안전하게 제공할 수 있는 새로운 단계에 접어들었습니다. 여러 수단으로. 새로운 센서는 끊임없이 등장하고 있으며 과거의 단일 센서에서 오늘날의 여러 유형의 센서로 발전했으며 다양한 항공우주 및 항공 원격 감지 플랫폼에서 다양한 공간 해상도, 시간 해상도 및 스펙트럼 해상도를 가진 원격 감지 이미지를 얻을 수 있습니다. 원격탐사 이미지의 공간 해상도는 미터 수준에 도달했고, 스펙트럼 해상도는 나노미터 수준에 도달했으며, 밴드 수는 수십 또는 수백으로 증가했으며 반환 기간은 며칠 또는 심지어 10시간에 달할 수도 있습니다. 원격탐사 기술의 발전은 토지이용 조사 및 모니터링에 큰 도움을 가져왔다.

원격탐사는 토지이용조사 및 모니터링의 주요 정보원이다. 원격탐사는 크게 내부와 외부의 두 부분으로 나누어진다. 내부 업계에서는 일련의 영상처리를 통해 토지이용변화 정보를 획득하고 현장조사 및 검증을 통해 토지이용변화 현황을 분석한다[7]. 가장 일반적으로 사용되는 토지이용조사 및 모니터링 방법은 픽셀별 비교방법과 분류 후 비교방법의 두 가지로 구분할 수 있다. 픽셀별 비교방법은 먼저 동일한 지역에서 서로 다른 연도의 동일한 위상 영상의 스펙트럼 특성 차이를 비교하여 토지 이용 변화 위치를 결정한 후 분류 방법을 사용하여 토지를 결정합니다. 이 방법은 일반적으로 더 민감하게 변화하는 픽셀을 탐지할 수 있지만, 동시에 특정 토지 이용 변화 유형 정보를 얻을 수는 없습니다. 전체 감리지역을 대상으로 한 후 각 이미지의 동일한 위치에 대한 분류 결과를 비교하여 토지이용형태 변화의 위치와 유형을 판단하는 방법으로 상세한 토지이용변환행렬을 얻을 수 있으나, 이 방법은 명백히 다음의 영향을 받는다. 별도의 분류로 인해 오류가 발생할 수 있으며, 변경 정도를 과장하는 것은 불가능합니다. 위 두 가지 방법의 만족스럽지 못한 측면을 고려하여 일부 연구자들은 다중시간 원격탐사 영상을 중첩시킨 후 주성분 분석 방법을 제안하였다. 이 방법은 각 위상의 이미지를 별도로 분류하는 것이 아니라 중첩된 이미지를 분류함으로써 변화 정도의 과장을 크게 줄이는 방법이다.

현재 채택하고 있는 기술적 방법은 2단계 위성영상을 주요 데이터 소스로 선정하고 이에 대한 기하보정, 기하정합 및 데이터 융합을 수행하고 자동 컴퓨터 추출 및 인간-컴퓨터 대화형 해석을 통해 변화 특성 정보를 직접 발굴하는 것입니다. 동적 변경 매핑 [6].

4.2 토지 이용 조사 및 모니터링에 GIS 기술 적용

실제 세계의 모든 지형지물에는 시간과 공간이 확고하게 각인되어 있으며, 80 위의 정보는 지리공간적 위치와 관련이 있습니다. 지리정보시스템은 1960년대 캐나다와 미국에서 탄생했으며, 기술적인 측면과 응용적인 측면에서 지리정보를 수집, 저장, 관리, 분석, 표시, 적용하는 컴퓨터 시스템이다. 데이터에 관한 일반기술은 공간문제를 해결하기 위한 도구, 방법, 기술로서 공간정보의 획득, 처리, 관리, 분석을 위한 중요한 도구, 기술, 규율로서 급속도로 발전하고 있다. 최근에는 기능적으로 GIS 공간정보 획득, 저장, 편집, 처리, 분석, 출력 및 적용 등의 강력한 기능을 갖추고 있습니다[8].

지리정보 시스템은 자원 및 환경 관리에 처음 사용되었으며 원격 감지와 결합하여 더 일반적으로 사용되었습니다. 하나는 원격 감지 정보를 사용하여 토지 이용 유형의 해석을 지원하는 것입니다. 두 번째는 원격탐사 데이터에서 얻은 최신 토지이용현황 정보를 활용해 GIS 데이터베이스를 보완하고 업데이트해 GIS의 최신성을 유지하는 것이다. 토지 이용 변화를 모니터링하고 토지 의사 결정을 지원하기 위해 다양한 기간의 토지 이용 상태에 대한 오버레이 분석을 수행하는 분석 및 기타 기능.

토지정보는 크게 지리적 위치정보와 속성정보로 구분되는데, 토지이용조사 및 모니터링에 있어 GIS 활용의 핵심은 기존 매핑의 요구사항을 충족시키는 것에 더해 데이터베이스 구축이다. 데이터베이스는 대량의 데이터를 처리할 수 있는 능력과 함께 동적 업데이트 관리가 가능해야 하며, 토지 이용 데이터베이스 구축은 대규모 시스템 프로젝트이며 엔지니어링 작업에는 넓은 범위, 대용량 데이터, 높은 정확도 요구 사항이 있습니다. 강력한 체계성. 토지 이용 조사 및 모니터링에 GIS 기술을 적용하는 것은 일반적으로 데이터 처리 공식화, 프레임 데이터 스캐닝 처리, 원격 감지 이미지 데이터 수집 및 처리, 속성 데이터 입력 처리, 그래픽 접합 처리, 데이터베이스 분석 및 처리 등의 기술 프로세스를 갖습니다. 이후 통합점검을 통해 엣지점검과 데이터통계결과점검을 통해 3단계 점검을 실시하여 토지이용 데이터베이스의 정확성과 정확성을 확보한다[10].

4.3 토지 자원 관리에 GPS 기술 적용

GPS는 새로운 현대 측위 방법으로 유연한 점 분포, 전천후 관측 및 계산 속도, 높은 장점을 가지고 있습니다. 정확성은 점점 더 많은 분야에서 기존 장비를 점차적으로 대체하고 있으며 측량 및 매핑 작업에 혁신적인 변화를 가져왔습니다.

토지 이용 조사 및 관측에 GPS 기술을 적용하는 것은 주로 다음과 같은 측면에 반영됩니다. ① 고정밀 관제 네트워크 구축 및 항공사진 관제점 배치. 고정밀 제어망 구축은 공간정보시설 구축을 위한 기본 시스템을 제공할 수 있다. GPS는 항공 측량 이미지 기준점의 레이아웃에도 널리 사용되어 작업 효율성을 크게 향상시킵니다. ② 변경된 맵 패치에 대한 데이터 수집 및 신규 기능에 대한 보완 테스트를 실시합니다. 항공 사진에 변경되지 않은 패치와 새로 추가된 기능에 대해서는 현장에서 GPS 동적 측위를 사용하여 변경된 각 패치의 외부 경계를 따라 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 임의의 특수 프로그램을 사용하여 처리할 수 있습니다[10].

우리나라에서는 컴퓨터, RS, GIS, GPS 등 정보기술의 발전이 가속화되고 있으며, 이들이 창출하는 경제적, 사회적 가치는 '3S' 기술의 긴밀한 융합으로 더욱 부각되고 있습니다. 그리고 토지자원 관리는 앞으로 점점 더 완벽해질 것입니다. 토지이용 조사 및 모니터링에 대한 적용은 더 이상 별도의 시스템으로 나타나지 않고 점차 통합적인 방향으로 발전하고 있습니다. RS(Remote Sensing) 기법을 활용해 변화하는 지역을 선제적이고 신속하게 발견할 수 있고, 차등 GPS 기술을 활용해 토지 이용 변화의 수량과 성격을 정확하게 파악할 수 있으며, GIS는 토지 이용 현황(토지 등)의 그래픽 데이터와 속성 데이터를 관리한다. 용도 유형, 소유권, 투반 번호 등)은 토지 이용 변경 및 모니터링을 위한 효과적인 도구가 되었습니다.

참고문헌

[1]리홍. 정보기술과 우리나라 농업발전에 대하여[J], 2006, 2: 65~66

[2] Zhang Shiquan, Cao Guangda, Zhang Lichao. 토지 자원 관리에 공간 정보 기술 적용 [J]. 허난 토지 자원, 2006, (1) 42~43

[3] 왕홍지, 주준린. 우리나라 토지이용현황정보 추출을 위한 원격탐사 데이터의 기술진보, 2000, (3): 1~6

[ 4] Huang Fukui, 토지 이용에 원격 감지 기술 적용 동적 모니터링에 적용 [J] 중국 토지 과학, 1998, 12 (3): 21~25

[5] Zhang Xianfeng, Cui Weihong. RS, GPS 및 GIS 기술을 사용하여 대규모 토지 이용 역학 수행 모니터링에 관한 실험 연구[J]. 지리과학 발전, 1996, 18(2): 137~146

[6 ] 왕수민(Wang Sumin), 자이후이친(Zhai Huiqin). 우리나라의 토지이용/지피변화에 대한 원격탐사 기술의 응용［J ], 지리공간정보, 2004, 2(2): 31~32

[7] Pang Lei. , Zhang Dafu, Liu Jianling. 토지 및 자원 관리에 대한 동적 원격 감지 모니터링의 응용에 관한 연구[J].

[8] Zhou Yuan, Ji Shuye. 토지 및 자원 관리에 지리정보 시스템 적용 ［J] . Henan Land and Resources, 2005, (4): 38~39

[9] Zhao Gengxing. 원격 감지와 지리 정보 시스템의 결합과 토지 이용 조사 및 모니터링에의 응용[J] 산둥 농업 저널, 1997, 28 (4): 506~510

[10] Geng Yuguang. 토지 자원 관리에 “3S” 기술 적용에 관한 연구[J], 중국 과학 기술 정보, 2005, (20) ：58