정규화 식생지수(NDVI)와 에머지(Emergy) 상관관계 분석을 통한 탄력도시 계획차별성 확보를 위한 연구
1차년도 - 정규화 식생지수를 활용한 GI 면적측정 및 비교
1-1 데이터수집
- 한국항공우주연구원의 다목적 실용위성 3A호에서 수집되는 초고해상도 위성데이터 수집
- 기존 연구방법과의 비교분석을 위해 국토환경정보센터에서 제공하는 토지피복도 데이터 수집
- 효과적인 데이터 마이닝을 위해 연구범위는 1, 2, 3기 신도시 각 1개소로 한정
1-2 정규화 식생지수 산출
- 위성사진을 활용한 정규화 식생지수 산출: 정규화 식생지수 산출식: NDVI = (NIR-RED) / (NIR+RED)
- 계산된 식생지수를 바탕으로 위성사진 재분류 (reclassification)
- NASA 분류기준에 의거 0.3이상 GI, 미만일 경우 불투과성 표면으로 재정의하여 데이터 분류
1-3 GI 면적 비교분석
- 식생지수를 통한 GI의 면적과 토지피복도를 활용한 GI 면적간의 비교분석
- 기존 방법론과의 비교를 통한 개선점 분석 및 필요사항 고찰
1차년도 최종목표
1. 1, 2, 3기 신도시 각 1개소에 대한 GI 데이터 확보
2. 토지피복도 데이터와 NDVI 지수 활용방안 및 개선점 제안
2차년도 - 각 신도시의 에머지량 산출 및 GI와의 상관관계 분석
2-1 데이터수집 및 에머지 분석
- 선택된 3개의 신도시 에머지 산출을 위한 데이터 수집 및 에머지 시스템 구상
- 3개 도시 각각에 해당되는 에머지 산출
- 에머지 산출에 따른 각 도시에 알맞은 환경용량 산정
2-2 GI와의 상관관계 분석
- GI와 에머지 산출량과의 상관관계 모형 설정
- 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 통해 데이터의 성질에 필요한 분석방법 선택
2-3 결과분석 및 보정
- GI와 에머지 산출량과의 관계 해석
- GI의 공간적 분포를 통한 에머지 변화여부 판단
2차년도 최종목표
1. GI 분포와 에머지 산출량 상관관계 분석
2. GI의 효용성 검토 신도시 환경용량과의 비교분석
3차년도 - 신도시 계획적 요소와 GI/에머지 상관관계 분석
3-1 신도시 계획요소 분석
- 1, 2, 3기 신도시 간 계획적 요소 분석
- 각 대표 신도시별 적용된 도시계획적 요소 도출
예상 도출 계획요소들 (추후변경가능)
인구밀도 / 차량밀도 / 직주 혼용도 / 스마트 기술 적용도 / 대중교통접근성 / 공동주택현황 /
토지이용현황 / 용적률 및 건폐율 현황 등
3-2 계획요소 따른 상관관계분석
- 각 계획적 요소 차이에 따른 GI 면적과 상관관계 분석
- 각 계획적 요소 차이에 따른 에머지 산출량과 상관관계 분석
3-3 도시계획전략 실증적 검증
- 신도시 도시계획 전략과 GI/에머지 상관관계 분석을 통한 도시계획 효용성 분석
- 신도시 계획 차별화에 따른 실증적 분석
- 탄력도시를 위한 차별화된 도시계획적 방안 제시
3차년도 최종목표
1. 신도시 계획 특징요소 도출
2. 계획요소와 GI/에머지 상관관계 분석
3. 탄력도시를 위한 도시계획적 전략 제시
정규화 식생지수(NDVI)와 에머지(Emergy) 상관관계 분석을 통한 탄력도시 계획차별성 확보를 위한 연구
1차년도 - 정규화 식생지수를 활용한 GI 면적측정 및 비교
1-1 데이터수집
- 한국항공우주연구원의 다목적 실용위성 3A호에서 수집되는 초고해상도 위성데이터 수집
- 기존 연구방법과의 비교분석을 위해 국토환경정보센터에서 제공하는 토지피복도 데이터 수집
- 효과적인 데이터 마이닝을 위해 연구범위는 1, 2, 3기 신도시 각 1개소로 한정
1-2 정규화 식생지수 산출
- 위성사진을 활용한 정규화 식생지수 산출: 정규화 식생지수 산출식: NDVI = (NIR-RED) / (NIR+RED)
- 계산된 식생지수를 바탕으로 위성사진 재분류 (reclassification)
- NASA 분류기준에 의거 0.3이상 GI, 미만일 경우 불투과성 표면으로 재정의하여 데이터 분류
1-3 GI 면적 비교분석
- 식생지수를 통한 GI의 면적과 토지피복도를 활용한 GI 면적간의 비교분석
- 기존 방법론과의 비교를 통한 개선점 분석 및 필요사항 고찰
1차년도 최종목표
1. 1, 2, 3기 신도시 각 1개소에 대한 GI 데이터 확보
2. 토지피복도 데이터와 NDVI 지수 활용방안 및 개선점 제안
2차년도 - 각 신도시의 에머지량 산출 및 GI와의 상관관계 분석
2-1 데이터수집 및 에머지 분석
- 선택된 3개의 신도시 에머지 산출을 위한 데이터 수집 및 에머지 시스템 구상
- 3개 도시 각각에 해당되는 에머지 산출
- 에머지 산출에 따른 각 도시에 알맞은 환경용량 산정
2-2 GI와의 상관관계 분석
- GI와 에머지 산출량과의 상관관계 모형 설정
- 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 통해 데이터의 성질에 필요한 분석방법 선택
2-3 결과분석 및 보정
- GI와 에머지 산출량과의 관계 해석
- GI의 공간적 분포를 통한 에머지 변화여부 판단
2차년도 최종목표
1. GI 분포와 에머지 산출량 상관관계 분석
2. GI의 효용성 검토 신도시 환경용량과의 비교분석
3차년도 - 신도시 계획적 요소와 GI/에머지 상관관계 분석
3-1 신도시 계획요소 분석
- 1, 2, 3기 신도시 간 계획적 요소 분석
- 각 대표 신도시별 적용된 도시계획적 요소 도출
예상 도출 계획요소들 (추후변경가능)
인구밀도 / 차량밀도 / 직주 혼용도 / 스마트 기술 적용도 / 대중교통접근성 / 공동주택현황 /
토지이용현황 / 용적률 및 건폐율 현황 등
3-2 계획요소 따른 상관관계분석
- 각 계획적 요소 차이에 따른 GI 면적과 상관관계 분석
- 각 계획적 요소 차이에 따른 에머지 산출량과 상관관계 분석
3-3 도시계획전략 실증적 검증
- 신도시 도시계획 전략과 GI/에머지 상관관계 분석을 통한 도시계획 효용성 분석
- 신도시 계획 차별화에 따른 실증적 분석
- 탄력도시를 위한 차별화된 도시계획적 방안 제시
3차년도 최종목표
1. 신도시 계획 특징요소 도출
2. 계획요소와 GI/에머지 상관관계 분석
3. 탄력도시를 위한 도시계획적 전략 제시
정규화 식생지수를 활용한 녹색 인프라스트럭쳐의 산출 및 도시 형태에 따른 대기의 질 상관관계에 대한 연구
▫ 본 연구개발의 최종목표인 대기의 질을 향상시킬 수 있는 단지계획적 해결책 및 건축물 자체에 적용 가능한 물리적 전략 도출을 위해 다음과 같은 연차별 연구목표 및 추진내용을 설정한다.
1차년도: 정규화 식생지수를 활용한 GI 면적측정 및 비교
- 한국항공우주연구원에서 발사한 다목적 실용위성 3A호에서 수집되는 0.5m 초고해상도 위성데이터 수집
- 기존 연구방법과의 비교분석을 위해 국토환경정보센터에서 제공하는 토지피복도 데이터 수집
- 효과적인 데이터 마이닝을 위해 연구범위는 7대광역시로 설정
- 위성사진을 활용한 정규화 식생지수 산출 정규화 식생지수 산출식: NDVI = (NIR-RED) / (NIR+RED)
- 계산된 식생지수를 바탕으로 위성사진 재분류 (reclassification)
- NASA 분류기준에 의거 0.3이상 GI, 미만일 경우 불투과성 표면으로 재정의하여 데이터 분류
- 토지피복도의 7가지 대분류 중 불투과성에 해당하는 1번대와 나머지에 해당하는 피복 재분류
- 토지피복도 중분류 22개 항목 및 세분류 44개 항목에 대해서도 동일한 작업 진행
- 식생지수를 통한 GI의 면적과 토지피복도를 활용한 GI 면적간의 비교분석
- 기존 방법론과의 비교를 통한 개선점 분석 및 필요사항 고찰
2차년도: 구도심/신도심간 GI 면적 비교 및 대기의 질과의 상관관계 분석
- 서울 시내의 1개 행정구와 2세대 신도시 중 1개 도시를 선택하여 관련 데이터 수집
- 예상 독립변수들 (추후변경가능): 도심지 내 GI 면적 비율/GI 분포도/GI 밀집도/
도심지 외부 GI 비율/도심지 내부 GI 전체 면적/GI 경사도 및 지리적 특성
- 예상 종속변수 (추후변경가능): 도심지 내 미세먼지 양/도심지 내 NO2 양/도심지 내 일산화탄소 양
- 독립변수들과 종속변수의 상관관계 모형 설정
- 기본적으로 다중회귀분석 (multiple regression analysis)를 사용하나 데이터의 성질 및 분포에 맞추어 필요한 분석방법 선택
- 설정된 변수 및 모형을 통해 실제 상관관계 분석
- 선택된 1개의 구도심과 1개의 신도심에 대한 분석을 실행하여 통계적으로 유의한 결과 도출
- 모형 보완을 통한 결과물 보정
- GI의 공간적 밀집도 판단을 위한 Moran’s I 분석
- 구도심과 신도심의 GI 면적 대비 대기의 질 상관관계 비교분석
- GI의 공간분포도 및 밀집도에 따른 대기의 질 변화여부 판단
3차년도: 단지계획적 해결책 및 건축계획에 접목할 수 있는 물리적 전략분석
- 구도심과 신도심간의 GI 분포도 분석
- 분포도 파악을 통한 GI 밀집 여부와 대기의 질 상관관계 검토
- 정규화 식생지수와 토지이용계획과의 조합을 통한 GI 분포도 검증
- GI 밀집지역의 공간분포를 통한 단지계획에 필요한 제반사항 분석
- GI의 효과적인 배분을 통해 거주민 대기의 질 개선방안 제안
- 정책적 제안 및 수치적 검증을 통한 단지계획적 해결방안 제시
- GI 효율성이 떨어지는 지역에 대한 street canyon 모델링
- GI를 대체할 수 있는 green wall/roof 또는 biotecture 등의 전략적 활용방안 제시
- 전략적 활용방안의 street canyon 모델링을 통한 효용성 검증
- 건축물에 직접적으로 활용할 수 있는 대기의 질 향상방안 도출
- 수치적 검증을 통한 건축물 자체로서 대기의 질 기여방안 제시
- 정책적 제안 및 계획안 검토를 통한 건축적 해결방안 제시
예상 연구결과물
- 1차년도: 결과보고서 1식
- 2차년도: 등재지 이상 논문 1편
- 3차년도: 결과보고서 1식
정규화 식생지수를 활용한 녹색 인프라스트럭쳐의 산출 및 도시 형태에 따른 대기의 질 상관관계에 대한 연구
? 본 연구개발의 최종목표인 대기의 질을 향상시킬 수 있는 단지계획적 해결책 및 건축물 자체에 적용 가능한 물리적 전략 도출을 위해 다음과 같은 연차별 연구목표 및 추진내용을 설정한다.
1차년도: 정규화 식생지수를 활용한 GI 면적측정 및 비교
- 한국항공우주연구원에서 발사한 다목적 실용위성 3A호에서 수집되는 고해상도 위성데이터 수집
- 기존 연구방법과의 비교분석을 위해 토지피복도 데이터 수집
- 효과적인 데이터 마이닝을 위해 연구범위는 울산광역시로 설정
- 위성사진을 활용한 정규화 식생지수 산출 정규화 식생지수 산출식: NDVI = (NIR-RED) / (NIR+RED)
- NASA 분류기준에 의거 0.3이상 GI, 미만일 경우 불투과성 표면으로 재정의하여 데이터 분류
- 토지피복도 중분류 22개 항목 및 세분류 44개 항목에 대해서도 동일한 작업 진행
- 식생지수를 통한 GI의 면적과 토지피복도를 활용한 GI 면적간의 비교분석
2차년도: 구도심/신도심간 GI 면적 비교 및 대기의 질과의 상관관계 분석
- 신도시와 구도심 각 1개를 선택하여 관련 데이터 수집
- 예상 독립변수들 (추후변경가능): 도심지 내 GI 면적 비율/GI 분포도/GI 밀집도/
도심지 외부 GI 비율/도심지 내부 GI 전체 면적/GI 경사도 및 지리적 특성
- 예상 종속변수 (추후변경가능): 도심지 내 미세먼지 양/도심지 내 NO2 양/도심지 내 일산화탄소 양
- 독립변수들과 종속변수의 상관관계 모형 설정
- 다중회귀분석 (multiple regression analysis)를 사용하나 데이터의 성질 및 분포에 맞추어 필요한 분석방법 선택
- 설정된 변수 및 모형을 통해 실제 상관관계 분석
- 모형 보완을 통한 결과물 보정
- 구도심과 신도심의 GI 면적 대비 대기의 질 상관관계 비교분석
- GI의 공간분포도 및 밀집도에 따른 대기의 질 변화여부 판단
3차년도: 단지계획적 해결책 및 건축계획에 접목할 수 있는 물리적 전략분석
- 구도심과 신도심간의 GI 분포도 분석
- 분포도 파악을 통한 GI 밀집 여부와 대기의 질 상관관계 검토
- 정규화 식생지수와 토지이용계획과의 조합을 통한 GI 분포도 검증
- GI 밀집지역의 공간분포를 통한 단지계획에 필요한 제반사항 분석
- GI의 효과적인 배분을 통해 거주민 대기의 질 개선방안 제안
- 정책적 제안 및 수치적 검증을 통한 단지계획적 해결방안 제시
- GI 효율성이 떨어지는 지역에 대한 street canyon 모델링
- GI를 대체할 수 있는 green wall/roof 또는 biotecture 등의 전략적 활용방안 제시
- 전략적 활용방안의 street canyon 모델링을 통한 효용성 검증
- 건축물에 직접적으로 활용할 수 있는 대기의 질 향상방안 도출
- 수치적 검증을 통한 건축물 자체로서 대기의 질 기여방안 제시
- 정책적 제안 및 계획안 검토를 통한 건축적 해결방안 제시
예상 연구결과물
- 1차년도: 결과보고서 1식
- 2차년도: 등재지 이상 논문 1편
- 3차년도: 결과보고서 1식