14.7. Lesson: 삼림 파라미터 계산

삼림 목록화 작업의 목표는 삼림 파라미터를 계측하는 것입니다. 지난 강의 예제에 이어서, 현장에서 수집한 목록 정보를 통해 먼저 삼림 전체의, 그 다음 이전에 디지털화한 수종경계의 파라미터를 계산할 것입니다.

이 강의의 목표: 전체 및 수종경계 수준의 삼림 파라미터를 계산하기.

14.7.1. basic Follow Along: 목록화 결과 추가

현장 팀이 삼림에 나가 여러분이 제공한 정보를 바탕으로 모든 표본 조사구에서 삼림에 관한 정보를 수집했습니다.

거의 모든 경우, 정보는 현장에서 종이 서류 양식으로 수집된 다음 스프레드시트에 입력됩니다. 표본 조사구의 정보는 QGIS가 쉽게 열어볼 수 있는 .csv 파일로 정리됐습니다.

목록화 작업 설계에 대한 강의에서 만들었던 QGIS 프로젝트를 이어서 사용합니다. forest_inventory.qgs 라는 이름으로 저장했을 겁니다.

먼저 QGIS 프로젝트에 표본 조사구 측정값을 추가해봅시다.

  • 메뉴에서 Layer ‣ Add Delimited Text Layer... 를 선택합니다.

  • exercise_data\forestry\results\ 폴더에 있는 systematic_inventory_results.csv 파일을 찾으십시오.

  • Point coordinates 체크박스를 체크했는지 확인하십시오.

  • X 와 Y 항목에 좌표를 설정하십시오.

  • OK 를 클릭하십시오.

  • CRS 대화 창이 뜨면 ETRS89 / ETRS-TM35FIN 좌표계를 선택합니다.

  • 새 레이어의 Attribute table 을 열고 데이터를 살펴보십시오.

exercise_data\forestry\results\ 폴더에 있는 legend_2012_inventorydata.txt 텍스트 파일에서 표본 조사구 측정값이 담고 있는 데이터의 유형을 알 수 있습니다.

여러분이 방금 추가한 systematic_inventory_results 레이어는 실제로는 .csv 파일이 담고 있는 텍스트 정보를 가상으로 표현한 것일 뿐입니다. 다음 단계로 넘어가기 전에, 목록화 작업 결과를 진짜 shapefile로 변환해봅시다.

  • systematic_inventory_results 레이어를 오른쪽 클릭하십시오.

  • exercise_data\forestry\results\ 폴더로 이동합니다.

  • 파일명을 sample_plots_results.shp 로 지정하십시오.

  • Add saved file to map 체크박스를 체크하십시오.

  • 프로젝트에서 systematic_inventory_results 레이어를 제거하십시오.

14.7.2. basic Follow Along: 전체 삼림의 파라미터 계측

헥타르 당 목재의 부피(forest volume) 및 수간(樹幹)의 개수(number of stems)와 같은 몇몇 흥미로운 파라미터들에 대한 목록화 작업 결과에서 이 삼림 지역 전체에 대한 평균값을 계산할 수 있습니다. 체계적인 표본 조사구는 동일한 면적을 가지므로, sample_plots_results 레이어에서 직접 헥타르 당 목재 부피 및 수간 개수의 평균값을 계산할 수 있습니다.

Basic statistics 도구를 통해 벡터 레이어가 담고 있는 항목의 평균값을 계산할 수 있죠.

  • 메뉴에서 Vector ‣ Analysis Tools ‣ Basic statistics 를 클릭하십시오.

  • Input Vector Layer 로 sample_plots_results 를 선택합니다.

  • Target field 로 Vol 을 선택합니다.

  • OK 를 클릭하십시오.

이 삼림의 평균 목재 부피는 135.2 ㎥/ha 입니다.

같은 방법으로 평균 수간 개수 2745 stems/ha 를 계산할 수 있습니다.

../../../_images/statistics_pvol-pstem.png

14.7.3. basic Follow Along: 수종경계의 파라미터 계측

이 체계적인 표본 조사구를 이용하면 여러분이 이전 강의에서 디지타이즈했던 각각의 수종경계의 계측값을 계산할 수 있습니다. 수종경계들 가운데 일부는 그 안에 위치한 표본 조사구가 없어 관련 정보를 얻을 수 없었습니다. 체계적인 목록화 작업을 계획했을 때 이를 위해 몇몇 추가 표본 조사구를 설계해서 현장 팀이 해당 추가 조사구를 측정하게 했을 수도 있습니다. 또는 나중에 현장 팀을 다시 보내 정보가 없는 수종경계를 조사하게 해서 수종경계 목록화 작업을 완성시킬 수도 있을 겁니다. 어쨌든, 계획된 표본 조사구만으로도 대부분의 수종경계에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.

여러분이 해야 할 일은 각 수종경계 안에 위치한 표본 조사구들의 평균값을 구하는 것입니다. 상대적인 위치를 바탕으로 정보를 종합하고자 할 경우, 공간 결합(join) 작업을 수행해야 합니다.

  • 메뉴에서 Vector ‣ Data Management ‣ Join attributes by location 을 클릭하십시오.

  • Target vector layer 로 forest_stands_2012.shp 레이어를 설정하십시오. 이 레이어를 바탕으로 계산이 이루어집니다.

  • Join Vector Layer 로 sample_plots_results 레이어를 설정합니다. 계측값을 계산하기 위한 레이어입니다.

  • Take summary of intersecting features 체크박스를 체크하십시오.

  • Mean 만 계산하도록 체크하십시오.

  • exercise_data\forestry\results\ 폴더에 파일명 forest_stands_2012_results.shp 로 산출물을 저장하십시오.

  • 마지막으로 Keep all records... 를 선택해서 어떤 수종경계가 정보를 얻지 못했는지 확인할 수 있도록 합니다.

  • OK 를 클릭하십시오.

  • 대화 창이 뜨면 새 레이어를 프로젝트에 추가하도록 선택하십시오.

  • Join attributes by location 도구를 닫으십시오.

forest_stands_2012_results 레이어의 Attribute table 을 열어 어떤 결과가 나왔는지 살펴보십시오. 몇몇 수종경계가 계산 결과로 NULL 값을 담고 있습니다. 내부에 표본 조사구가 없는 수종경계들입니다. 해당 수종경계를 모두 선택해서 맵 상에서 살펴보십시오. 상대적으로 작은 수종경계들입니다.

../../../_images/stands_no_info.png

이전 단계에서 계산했듯이 삼림 지역 전체에 대해 평균값을 계산해봅시다. 다만 이번에는 수종경계의 평균값만을 가지고 계산할 것입니다. 이전 단계에서는 각 표본 조사구가 80x80 m 면적을 가진 이론적인 수종경계를 나타냈습니다. 이번에는 각 수종경계의 면적을 각각 고려해야 합니다. 그렇게 해야만, 예를 들어 목재 부피 ㎥/ha 단위인 파라미터의 평균값이, 각 수종경계의 전체 목재 부피로 변환될 수 있습니다.

먼저 각 수종경계의 면적을 계산한 다음 각 수종경계의 전체 목재 부피와 수간 개수를 계산해야 합니다.

  • Attribute table 의 편집 모드를 활성화하십시오.

  • Field calculator 를 실행하십시오.

  • area 라는 이름의 새 항목을 생성하십시오.

  • Output field type 을 Decimal number (real) 로 유지하십시오.

  • Precision 을 2 로 설정합니다.

  • Expression 란에 $area / 10000 이라고 입력하십시오. 이렇게 하면 수종경계 면적의 단위가 헥타르로 변환됩니다.

  • OK 를 클릭하십시오.

이제 모든 수종경계에 대해 전체 목재 부피와 수간 개수의 계측값을 계산해봅시다.

  • s_vol 과 s_stem 항목을 생성하십시오.

  • 이 항목들을 정수형으로 설정해도 되고, 실수형으로 설정해도 됩니다.

  • 전체 목재 부피에 표현식 "area" * "MEANVol" 을, 전체 수간 개수에 "area" * "MEANStems" 를 입력합니다.

  • 입력을 완료하면 변경 사항을 저장하십시오.

  • 편집 모드를 해제하십시오.

이전 단계에서 모든 표본 조사구의 면적은 동일했기 때문에 표본 조사구의 평균값을 계산하는 것만으로 충분했습니다. 이번 단계에서 계측값을 계산하기 위해서는, 수종경계의 목재 부피 또는 수간 개수의 합을 정보를 담고 있는 수종경계들의 면적의 합으로 나눠주어야 합니다.

  • forest_stands_2012_results 레이어의 Attribute table 에서 정보를 담고 있는 모든 임분을 선택하십시오.

  • 메뉴에서 Vector ‣ Analysis Tools ‣ Basic statistics 를 클릭하십시오.

  • Input Vector Layer 로 forest_stands_2012_results 를 선택합니다.

  • Target field 로 area 를 선택합니다.

  • Use only selected features 체크박스를 체크하십시오.

  • OK 를 클릭하십시오.

../../../_images/stands_area_stats.png

수종경계 면적의 총합이 66.04 ha 라는 사실을 알 수 있습니다. 정보가 없는 수종경계의 면적은 모두 약 7 ha 정도밖에 안 됩니다.

같은 방법으로, 수종경계들의 전체 목재 부피가 8908 ㎥/ha 이고 전체 수간 개수가 179594 stems 라는 것도 계산할 수 있습니다.

표본 조사구의 정보를 그대로 이용하는 대신, 수종경계의 정보를 이용하면 다음 평균 계측값을 얻을 수 있습니다.

  • 184.9 ㎥/ha 및

  • 2719 stems/ha

이 프로젝트 forest_inventory.qgs 를 저장하십시오.

14.7.4. In Conclusion

여러분의 체계적인 표본 조사구의 정보를 통해, 먼저 삼림의 특성을 고려하지 않고 항공사진을 해석해 수종경계를 생성한 것을 이용하지 않은 채, 전체 삼림에 대한 계측값을 계산해보았습니다. 그리고 또 특정 수종경계에 대한 귀중한 정보도 얻었습니다. 향후 몇 년 간 이 정보를 사용해 삼림관리 계획을 수립할 수 있을 것입니다.

14.7.5. What’s Next?

다음 강의에서는, 먼저 LiDAR 데이터셋을 기반으로 음영기복도 배경을 생성한 다음 여러분이 방금 계산한 결과와 함께 사용해서 맵 프리젠테이션을 준비할 것입니다.