서울-인천 도시회랑의 성장에 따른 성하기 열 환경 변화

Abstract

이 논문에서는 미국의 해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration; NOAA)에서 제공하는 Landsat 위성 영상 자료를 활용하여 최근 30년간(1984-2014년) 수도권 지역의 서울ㆍ부천ㆍ인천의 도시 팽창으로 인한 토지피복과 성하기인 7월 말-8월 초의 식생 활력도 및 지표 온도 변화의 특성과두 현상의 상관성을 밝히고자 하였다. 이를 위해 운량이 상대적으로 적은 10년 단위의 4개 년(1984년 7월 30일, 1994년 7월 26일, 2004년 7월 29일, 2014년 8월 2일) 성하기 영상을 바탕으로 토지 피복 분류를 시행하고 정규식생지수(Normal Distribution Vegetation Index; NDVI)와 지표 온도 공간 분포도를 작성하여 시기별 변화 패턴을 분석하였다. 또한 토지 피복 변화가 열 환경 변화에 미치는 영향을 정량화하기 위해 지표 온도와 정규식생지수 간의 상관분석과 회귀분석을 하여 시계열적 변화를 분석하였다. 위성 영상 분석 결과 토지 피복 분류에서 서울ㆍ인천ㆍ부천은 최근 30년간(1984-2014년) 도시화된 지역의 면적이 각각 19.8%, 39.9%, 40% 증가하고, 녹지 면적은 각각 16.5%, 15.6%, 38.8% 감소하였음을 알 수 있다. 산림 지역 대비 도시 지역의 지표 온도는 1984년 7월 30일 1.1℃, 1994년 7월 26일 1.7℃, 2004년 7월 29일 2.1℃, 2014년 8월 2일 2.3℃씩 시간이 지날수록 점점 더 높게 나타났다. 회귀분석의 시기 별 일차 선의 기울기를 비교해보면 식생 피복 감소에 따른 온도 상승률은 최근으로 올수록 점차 증가함을 알 수 있다. 이러한 결과들은 20세기 후반 이후 수도권 지역에서 도시 팽창이 진행됨에 따라 식생이 파괴되어 성하기에 고온 구역이 증가하고 있음을 가리킨다. 본 연구는 여름철 성하기 열 환경 측면에서 지속 가능한 도시 개발 계획 및 도심 재정비 계획 시 도심 지역의 녹지 관리의 중요성을 잘 보여주고 있다.

In this thesis, characteristics of three decadal (1984-2014) changes in mid-summer (late July ∼ early August) surface skin temperature and normalized difference vegetation index (NDVI) derived from NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)'s Landsat high resolution satellite imagery (Landsat) across the Seoul-Bucheon-Incheon metropolitan corridor and their associations are examined to reveal the impacts of urban sprawl on thermal environments. To do this, land cover, NDVI and surface skin temperature maps at four 10-year timing (July 30, 1984, July 26, 2004, July 29, 2004 and August 2, 2014) based on satellite imagery with little clouds are analyzed. The impacts of changes in land covers on urban thermal environments are analyzed through correlation analyses and regression analysis between NDVI and surface skin temperature data for the study period. The analyses of Landsat satellite imagery demonstrate that for the 30-year period (1984-2014), urbanized areas have expanded by 19.8% in Seoul, by 39.9% in Incheon and by 40% in Bucheon, respectively, while vegetated areas have shrunk by 16.5% in Seoul, by 15.6% in Incheon and by 38.8% in Bucheon. The departures of surface skin temperature in the urbanized corridors from that in surrounding regions covered with vegetations have gradually increased for the study period from 1.1℃ on July 30, 1984 to 1.7℃ on July 26, 1994 to 2.1℃ on July 29, 2004 to 2.3℃ on August 2, 2014. Comparisons of slope values in simple regression lines between NDVI and surface skin temperature show that the sensitivity of urban thermal environments to vegetation has enhanced as the urbanized areas have increased in the study region. These results indicate that the areas in the Seoul-Bucheon-Incheon metropolitan corridor with high temperature in mid-summer has increased due to the urban sprawls since late 20th century. This study accentuates the importance of managements on vegetated areas in the metropolitan in the context of the sustainable controls of mid-summer thermal environments in urban planning and urban renovation planning.