1. 과업개요

 과업명 : 지상 LiDAR를 활용한 국가산림자원조사 3차원 데이터 구축 방안에 관한 연구

 소요예산 : 28,000천원(부가가치세 포함)

 용역기간 : 계약 체결일로부터 2020. 12. 18. 까지

 사업추진기관 : 산림청 정보통계담당관실

 

2. 연구의 필요성

 국가산림자원조사(national forest inventory; NFI)는 전국 산림을 과학적인 방법으로 조사·평가하여 국가산림자원 기본통계를 확보하고, 산림자원의 변화 동태를 주기적으로 파악함으로써 지속가능한 산림경영 실천을 위한 산림기본계획 및 산림정책 수립 시 기본자료 제공 목표로 실시

 2006년부터 시작된 제5차 국가산림자원조사부터는 국제 수준의 산림자원 및 산림환경통계 생산이 가능한 산림자원조사체계(5년 주기 매년조사)로 개편 되었으며,

 2011년부터는 제6차 국가산림자원조사와 산림의 건강·활력도 조사(forest health monitoring; FHM)를 통합 실시하여 그동안 발생되었던 조사항목의 중복성과 동일 표본점 공유 등 문제점을 해결하고 조사지침, 조사공정, 조사내용 등에 새로 반영하였으며, 제5차 국가산림자원조사 표본점을 재조사하는 모니터링 조사체제를 도입

 조사항목 중 임목조사는 기본적으로 흉고직경, 수관급, 형질급은 흉고직경 6cm 이상의 모든 입목(관목류 포함)에 대하여 조사하며, 수고 및 지하고는 표준목에 대해서만 조사

 임목조사의 경우 현장조사 시 조사원의 조사 방법과 현장에서의 다양한 변수로 인하여 동일 지점의 동일 수목의 조사를 진행하더라도 오차가 발생

 임목조사에서 조사 값의 오차가 발생 시 현장조사를 다시 실시해야 함에 있어 시간과 비용이 많이 발생하므로 정확성과 효율성을 높일 수 있는 임목조사 방법이 필요

 또한 파리협정과 같은 지구환경협약에 따라 온실가스 배출에 관한 국가적인 의무이행이 강조되고 있으며, 이와 관련된 임목자원의 생장과 축적에 관한 정확한 정보파악이 중요

 이에 전 국토의 약 64%가 산림으로 이루어진 우리나라뿐만 아니라 세계 각국에서 임목의 축적과 생장을 파악할 수 있는 정확한 측정 기술은 기후변화 대응 측면에 직결된 중요한 기술로 취급

 LiDAR란 레이저 펄스를 지표면이나 대상에 주사하고, 반사된 레이저 펄스의 도달시간을 관측함으로써 반사지점의 공간 위치 좌표를 계산하여 정보를 추출하는 측량기법으로 신속, 정확한 3차원 지형데이터의 생성이 가능

 따라서 LiDAR 기술을 활용하여 정도 높은 국가산림자원조사 데이터를 취득하여 현지조사 시 필요한 많은 시간과 노력을 절감하고, 세계무대에서 기후변화에 대응하는 새로운 기술력의 선제적 확보 필요

 

3. 연구의 목적

 국내·외 산림 분야에서 활용되고 있는 지상 LiDAR 적용사례 조사를 통한 산림정보 측정 기술에 대한 연구 동향 파악

 기존 방법(조사원 현장조사)과 지상 LiDAR를 이용한 임목조사 방법과의 비교를 통한 효율성 및 정확성을 확보할 수 있는 방안 제시

 현재 국가산림자원조사를 통하여 얻어진 Data Base 외 3차원 공간정보 데이터를 취득하여 산림측정에 대한 새로운 정보획득 방법 제시

 국가산림자원조사의 기존 표본조사에서 취득할 수 없었던 산림의 구조적인 특성과 관련된 정보를 취득함으로써 효과적인 산림관리 및 경영을 위한 수단 확보

 

4. 주요 연구내용

1) 국내·외 지상 LiDAR 적용사례 조사

 국내·외 산림 분야에서 활용되고 있는 연구 및 사례 조사

- 적용 분야, 적용 방법, 활용 실태 등 조사

2) 지상 LiDAR 국가산림자원조사 임목조사 현장 적용성 검토

 국가산림자원조사 고정표본점에 대한 임목조사

- 침엽수림, 활엽수림, 혼효림, 인공림, 천연림 등 다양한 임상을 선정 후 임목조사 진행

- 현재의 국가산림자원조사 지침에 따른 고정표본점 반경 11.3m내의 직경 6cm 이상의 입목에 대하여 현지조사 실시

- 고정표본점 반경 11.3m내 지상 LiDAR를 이용한 3차원 공간 측정

 현지조사와 지상 LiDAR의 측정 값 비교 분석

- 조사 시간, 흉고직경, 수고, 거리 및 방위 결과 값 등 비교

3) 지상LiDAR를 활용한 형상데이터 구축 방안 제시

 지상LiDAR로 측정된 데이터를 이용하여 고정표본점 3차원 공간데이터(형상) 구축

 현장에서 지상 LiDAR를 이용하여 효율적인 3차원 공간데이터 구축 방법에 대한 프로세스 제시