Surveying and Geo-Spatial Informati

JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. December 2019. 945-954
https://doi.org/10.12652/Ksce.2019.39.6.0945


ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  • 2. 고지도와 시계열 공간정보연계를 통한 문화재 리질리언스

  •   2.1 연구방법

  •   2.2 지오레퍼런싱을 위한 방법론

  • 3. 연구 대상지 및 실험 데이터

  •   3.1 연구 대상지

  •   3.2 연구에 사용한 고지도 및 공간정보자료

  • 4. 실험 결과

  •   4.1 공주목지도를 활용한 문화재 분포 분석

  •   4.2 시계열 공간자료 분석을 통한 금강 변화 분석

  •   4.3 시계열 공간자료 분석을 통한 금강 인근 문화재 지역 변화 분석

  • 5. 결 론

1. 서 론

문화재는 과거와 현재를 이어주는 고리이자 미래를 열어주는 값진 자산이다. 하지만 이러한 문화재는 도시인구 집중으로 인한 도시 확장, 문화재 주변지역의 난개발, 기후변화 등으로 인한 재난의 증가 등으로 인하여 과거보다 많은 위험에 노출되어 있다. 따라서 현재의 위험요소뿐만 아니라 앞으로 발생할 위험요소를 고려하여 문화재를 보호하고 보존할 정책과 방법을 마련하는 것은 매우 중요하다.

이러한 이유로 최근 문화유산은 재난위험경감이라는 국제적인 의제에 포함되어 있으며, 센다이프레임워크(Sendai Framework for Disaster Risk Reduction, SFDRR)에서는 문화, 위험 저감, 리질리언스의 서로 다른 측면에서의 연계를 인식하고 재난위험경감(Disaster Risk Reduction, DRR)의 주류화를 위한 기반과 정책 환경을 제공함으로써 문화를 보존할 수 있도록 하였다(Stanton- Geddes and Soz, 2017). 이와 같이 문화재를 보호하고, 재난 발생 시 신속하게 대응하고, 파손이 발생했을 때 원 상태로 복구하는 것이 중요하다. 즉, 문화재에 대한 리질리언스를 구축하는 것이 중요하다고 할 수 있다.

Jigyasu et al.(2013)은 문화유산에 포함된 전통적인 지식시스템은 재난 예방 및 완화에 중요한 역할을 할 수 있으며, 지속가능한 발전에 기여할 수 있다고 하였다. 이러한 문화 유산에 포함된 전통적인 지식을 발굴하기 위한 자료로는 고지도, 지리지, 사서 등 역사기록물이 있다. 고지도는 지역의 모습을 보여주는 대표적인 시각자료로, 당시의 지리적 지식뿐만 아니라 지방에 대한 국가의 행정, 군사적 파악 정도와 능력, 우리 문화의 특성과 수준을 대변해주는 역할을 한다(Yang, 1997; Oh, 2003). 또한 고지도에는 단순 역사지식에서 끝나지 않는 현재 또는 미래에서 활용할 수 있는 다양한 속성정보가 포함되어 있다.

고지도부터 관련된 지식을 추출하기 위한 연구는 일부 진행되어 왔다. Haase et al.(2007)은 고지도를 활용하여 1780년부터 1993년까지 약 200년 동안의 분석을 통하여 토지사용의 변화를 탐지하였고, 이는 경관구조를 바꾼 또는 경관구조는 무생물 및 생물학적 기능 또한 바꿀 수 있다는 고찰을 하였다. Petit and Lambin(2002) 또한, 약 250년간(1794~1929)간의 장기간에 걸친 토지이용 및 토지 피복 변화를 재구성하여 사회사의 변화 사이에 강력한 상호작용이 있다고 하였다. Leyk et al.(2006)은 GIS 기술을 활용하여 19세기에 작성된 역사지형지도에서 산림정보를 추출하는 연구를 진행한 바 있다. Moon and Yang(2013)은 고지도를 통해 두만강과 토문강이 동일한 강이 아니라는 것을 확인하였으며, Ahn(2015)은 고지도를 이용하여 부산 등대 기원에 대하여 연구하였다. 또한 Oh(2009)는 한반도가 서양에 알려지기 시작하였을 때인 16세기와 17세기에 작성된 다양한 서양 고지도에 그려진 한반도의 형태를 분석하였다.

이상에서 살펴본바와 같이, 지금까지 대부분의 고지도의 활용에 대한 연구는 도시개발에 따른 변화 분석, 토지이용 및 토지피복 변화, 자연경관의 복원을 위한 식생패턴 분석 등 시계열 데이터를 이용한 패턴분석 및 변화탐지를 목적으로 하는 연구가 대부분이었다. 문화재와 현재의 공간정보와의 비교 고찰을 통한 문화재의 위치 변화 유무 또는 소실여부가 지니는 문화재의 리질리언스에 대한 연구는 거의 찾아보기가 힘들다.

이에 본 연구에서는 오랜 시간 동안 유지되어 온 문화재는 그 자체로서 재난에 대한 리질리언스가 있다고 판단하였으며, 현존하는 문화재 또는 문화재로 지정되어 있는 유적지를 대상으로 재난에 대한 문화재의 리질리언스를 연구하였다. 이를 위하여, 1872년에 제작된 고지도와 1917년 이후의 지도와 공간정보를 통합하여 문화재의 변화유무를 추적하고자 하였다. 국내에서 가장 빈번한 자연재난인 홍수로 인한 문화재의 리질리언스를 고찰하기 위하여, 4대강 유역 중 금강주변의 백제문화권을 중심으로 고지도로부터 취득할 수 있는 문화재 정보와 현재 문화재청에서 지정하고 있는 문화재를 상호 비교하여 재난 리질리언스에 대한 시사점을 도출하고자 하였다.

2. 고지도와 시계열 공간정보연계를 통한 문화재 리질리언스

2.1 연구방법

고지도와 시계열 공간정보와 연계를 통하여 문화재에 내포되어 있는 리질리언스를 연구하기 위한 전반적인 방법론은 Fig. 1과 같다. 1단계에서는 고지도와 시계열 공간정보와 비교분석을 위해서 1870년대의 고지도와 1917년 이후의 시계열 공간정보에 대한 기하보정을 실시하는 것이다. 본 연구의 큰 목적은 기하보정의 방법론을 연구하는 것이 아니기 때문에, 기존에 많이 활용하고 있는 다항식을 특히 2차원 선형 affine 변환을 활용하였다.

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Fig. 1.

Resilience of Cultural Heritage Through Historic Maps and Modern Geospatial Information

2단계에서는, 지오레퍼런싱의 수치적인 결과의 분석을 통하여 실제 과거 지도에 위치하였던 문화재에 대한 변화 여부를 판단하는 것이다. 이 단계에서는 문화재의 위치이동 여부, 유실 여부 등을 판단하게 된다. 만약 위치변화 또는 유실 등의 변화가 발생하였다면 문화재에 대하여 어떤 외력이 발생하였을 것이고 이를 문화재가 견디지 못한 상태가 되었을 것이라 판단하였다.

3단계에서는 변화가 발생한 문화재의 경우 가능하다면 어떤 외력(예를 들면, 지진, 홍수 등)이 발생하였는지에 대한 지식을 역사적 사실을 통하여 추적하게 되고 만약 이와 같은 외력에 대해서도 변화가 발생하지 않은 주변의 문화재에 대해서는 그로부터 추출할 수 있는 문화재의 리질리언스가 무엇인지를 찾아내는 과정이라고 할 수 있다.

2.2 지오레퍼런싱을 위한 방법론

위치정보를 포함하지 않은 항공영상과 구지형도를 시계열 분석을 통해 변화양상을 파악하기 위해 기하보정을 수행하였다. 기하모델은 2차원 자료간 상호 기하보정을 위하여 널리 사용되는 Eq. (1)과 같은 Polynomial모델을 사용하였다. Polynomial모델은 단순하고 효율적으로 영상 공간을 변환시킬 수 있는 방법이다.

$$\begin{array}{l}x=\sum\sum a_{ij}u^{i-1}v^{j-1}\\y=\sum\sum b_{ij}u^{i-1}v^{j-1}\end{array}$$ (1)

여기서, (x,y)는 지도상에서의 좌표, (u,v)는 영상에서의 좌표를 나타낸다. 예를 들면, 과거의 고지도인 공주목지도와 수치지형도 상에서 동일한 지점을 설정한 지상기준점(Ground Control Point, GCP)를 이용하여 변수 aij,bij를 추정할 수 있다. 공주목지도는 과거에 작성된 것으로 환경이 많이 변화하였다. 이로 인해 정확한 위치를 추출하는데 어려움이 있어 가장 변화가 적을 것으로 추정되는 수계정보를 기준으로 지상기준점을 추출하였다.

변환식을 적용하여 영상에 새로운 좌표를 부여하고 재배열하는 과정에서, 변환된 영상 좌표는 정수값을 갖지 않으므로 기하보정된 영상의 영상소값은 주변 영상소값들을 보간하여 결정하게 된다. 이러한 본 연구에 사용한 영상재배열 기법으로는 최근린 보간법(Nearest Neighbor) 기법을 사용하였으며, 이 기법은 간단하고 빠른 연산이 가능한 방법이다. 영상의 각각의 영상소 중앙좌표를 수치지도로 투영하는 경우, 수치지도에 투영된 점의 위치에서 가장 가까운 영상소의 밝기값을 영상의 영상소 밝기값으로 부여하는 계산법이다.

3. 연구 대상지 및 실험 데이터

3.1 연구 대상지

연구 대상지역은 충청남도 공주지역이며, 이 지역에는 보물, 사적, 명승 등 지정된 다양한 문화재가 위치하고 있다(Fig. 2). 본 연구에서는 고지도를 이용하여 공간정보를 추출하기 위해 고종 9년(1872)에 제작된 것으로 추정되는 공주의 옛지도인 「공주목지도」(규장각, 10405)를 사용하였다(Yoon, 1995). 문화재의 위치를 확인하기 위해 문화재의 소재지(주소) 데이터를 사용하였으며, 공주목지도의 기하보정을 수행하기 위해 기준점으로 사용한 자료는 2016년 제작한 정사영상을 이용하였다. 

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Fig. 2.

Study Area over Gongju City

3.2 연구에 사용한 고지도 및 공간정보자료

조선후기에는 방안식과 회화식 등 크게 2종류의 지도가 발달하였으며, 방안식으로는 잘 알려진 대동여지도로 정확도가 현재의 지도와 비교하여도 높다는 것을 알 수 있다(Lee and Cho, 2014). 본 연구에서 사용한 가장 오래된 자료는 1872년 회화식으로 작성한 지방지도인 공주목지도 이다(Fig. 3). 회화식으로 작성된 지도의 경우에는 방안식에 비하여 실측 정확도가 많이 뒤떨어지나, 고을 전체를 한 쪽의 그림지도로 볼 수 있는 장점이 있다. 회화식 지도를 작성할 때 지방화원이 주로 동원되었으며, 이들은 지도를 실제 축척과 맞추어 잘 제작하지는 못하였으나, 실경 산수화에 익숙한 솜씨를 살려 고을 전체의 경관과 인문적 이미지를 잘 묘사한 것을 알 수 있다.

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Fig. 3.

Map of Gongju Mok (公州牧地圖)

시계열 분석을 위하여 본 연구에서 사용한 공간정보 자료는 Table 1에 표시되어 있다. 1872년의 고지도를 제외한 자료는 모두 국토지리정보원에서 운영하고 있는 국토정보플랫폼에서 다운로드하여 사용하였다(National Territory Information Platform, 2019). 1872년의 고지도는 규장각한국학연구원 홈페이지에서 다운로드 하였으며, 1917년 구지형도는 대정 6년 측도(8월 1일 수정측도)를 사용하였다(Kyujanggak Institute for Korean Studies, 2019). 사용한 자료는 1966년부터 촬영한 지오레퍼런싱이 되어 있지 않은 1:20,000 급의 항공영상(1966년부터 대략 10년 주기로 연구), 기준점으로 사용하기 위한 2016년에 제작한 1:5,000의 정사영상이 있으며, 항공영상을 이용하여 정밀도화작업으로 제작한 1966년 이후의 1:25,000 지형도도 함께 사용하였다.

Table 1. Data Sets Used for the Study Including Old Maps

Image data Year Number of images Scale
Historical map 1872 1 Unknown
Aerial image 1966 2 1:37,500
Aerial image 1968 2 1:20,000
Aerial image 1976 5 1:20,000
Aerial image 1983 13 1:20,000
Aerial image 1998 6 1:20,000
Aerial image 2002 8 1:20,000
Ortho image 2010 17 1:5,000
Ortho image 2016 17 1:5,000
Topographical map 1917 1 1:25,000
Topographical map 1966 2 1:25,000
Topographical map 1968 2 1:25,000
Topographical map 1983 2 1:25,000
Topographical map 1992 2 1:25,000
Topographical map 2010 2 1:25,000
Topographical map 2016 2 1:25,000

Fig. 4는 금강에 인접한 주요문화재의 분포를 나타내며, Fig. 4에서 붉게 표시된 부분은 국가지정문화재를 의미한다. 그림에서 A지역은 국가지정 제12호 되어 있는 공산성, B 지역은 고마나루(문화재 21호), C지역은 송산리 고분군(무열왕릉, 무령왕능, 문화재 13호), 그리고 D 지역은 정지산 유적(문화재 474호)이다.

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Fig. 4.

Distribution of Cultural Properties Near the Study Area (Background Image: Kakaomap)

공산성은 웅진시대의 왕궁을 방어하기 위해 지은 산성으로 백제가 웅진에 수도를 두었던 475년부터 부여로 천도하는 538년까지 약 63년간 왕성은 웅진성이라 불리었으며, 고려시대 이후에는 공산성이라고 불렸으며, 조선 인조 이후에는 쌍수산성(雙樹山城)으로 불리기도 하였다(Lee, 2017). 공산성은 해발 110 m의 능선에 위치하고 있으며, 공산성의 북쪽으로 금강이 흐르고 있다.

고마나루는 2006년 12월에 국가지정 명승 제21호로 지정되었으며, 백제의 국제적 교통의 관문으로 사용되었다. 20세기 들어 근대적 교통이 발달함에 따라 수운을 중심으로 하는 고마나루의 교통 중심적 기능은 상실되었다. 나루로서의 기능은 상실되었지만 고마나루가 지니고 있는 문화적 의미를 잘 보존해 오고 있다.

공주 송산리고분군에서는 무령왕릉을 포함한 7개의 고분들이 자리잡고 있다. 고분은 표고 130 m의 송산을 북쪽의 주산으로 한 남쪽 경사면에 분포되어 있는데, 계곡을 사이에 두고 서쪽에는 무령왕릉과 5, 6호분이 위치해 있고 동북쪽에는 1, 2, 3, 4호분이 위치해 있다(Jung, 2012). 1971년에 무령왕릉이 발견되면서 이 지역이 웅진시대 백제의 왕릉지구였음을 알 수 있게 되었다.

정지산 유적은 1996년에 국립공주박물관에 의해 발굴 조사되었으며, 백제시대 빈전으로 추정되어 2006년에 국가사적으로 지정되었다(Encyclopedia of Korean Culture, 2019). 이 유적은 무령왕릉이 위치하고 있는 정지산의 북쪽자락에 위치하고 있으며, 이 유적의 북쪽과 서쪽은 금강에 면해 있고 동쪽으로는 저습지가 이어지고 있다.

4. 실험 결과

4.1 공주목지도를 활용한 문화재 분포 분석

본 연구에서는 1872년 작성된 공주목지도와 카카오지도(Kakao, 2019)로부터 공주지역의 주요 문화재 위치를 추출하여 이용하여 문화재의 위치변화를 분석하였다. 공주목지도와 카카오지도로부터 추출한 공주지역의 주요 문화재 위치는 Fig. 5과 같다.

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Fig. 5.

Location of Cultural Heritage

Fig. 5는 공주목지도에 작성되어 있는 주요 문화재를 표시한 그림이며, 주요 문화재로는 보물(A~G), 사적(H~O), 명승(P)이 존재한다. 보물은 역사, 예술, 학술적으로 가치가 큰 나라의 중요한 유형문화재를 의미하며, 대통교(A, 보물 150호), 갑사(B, 보물 257호), 마곡사 5층석탑(C, 보물 799호), 마곡사(D, 보물 800-802호), 동학사 5층석탑(E, 보물 1284호), 동학사 7층석탑(F, 보물 1285호), 신원사(G, 보물 12935호)가 위치하고 있다. 사적은 중요한 역사적 현장 등의 유적으로 역사적, 학술적 가치가 높은 사적을 의미하고, 공산성(H, 사적 12호), 송산리고분군(I, 사적 13호), 학봉리요지(J, 사적 333호), 석장리 유적(K, 사적 334호), 우금치 전적(L, 사적 387호), 장선리 유적(M, 사적 433호), 수촌리 고분군(N, 사적 460호), 공주 정지산유적(O, 사적 474호)가 위치하고 있다. 명승은 예술적 또는 관상적으로 기념물이 될 만한 국가지정문화재로 고마나루(P, 명승 21호)가 있다.

공주목지도는 1872년도에 작성된 충청도 군현지도로 회화적 성격이 강하기 때문에 현재 일반적으로 사용되는 위성영상 데이터와는 분포 현황에 있어서 차이가 있는 것으로 보여진다. Fig. 5(a)에 표시된 문화재 위치 중에서 학봉리요지(J), 석장리 유적(K), 우금치 전적(L), 장선리 유적(M), 수촌리 고분군(N), 정지산 유적(O)은 공주목지도에서 찾아볼 수 없으며, 다른 문화재의 위치 및 지형특성을 이용하여 위치를 추정하였다. 학봉리 요지(J), 석장리 유적(K), 장선리 유적(M), 수촌리 고분군(N), 정지산 유적(O)의 경우에는 1900~2000년 동안 진행된 발굴조사에 의해 발견되었으며, 우금치 전적(L)의 경우에는 1894년 우금치 전투가 이루어진 장소로 공주목지도에 포함되어 있지 않다.

이와 같이 고지도의 경우에는 문화재와 과거의 인근 지역적 상황을 이해하는데 있어서 도움이 되며, 유실된 문화재와 현재까지 형태를 보존하여 온 문화재를 구분할 수 있다. 현재까지 온전한 형태로 보존되어 온 문화재의 경우에는 리질리언스가 있다고 할 수 있으며, 이에 따라 해당 문화재로부터 선조들의 재난에 대한 지식을 추출할 수 있을 것으로 판단된다.

4.2 시계열 공간자료 분석을 통한 금강 변화 분석

우리나라는 풍수해로 인해 많은 피해를 입어왔으며, 이에 따라 풍수해로 인한 피해를 저감시키기 위해 풍수해저감종합계획을 법적으로 수립하도록 하였다. 공주지역에는 금강이 흐르고 있으며, 공주시에서는 1987년, 1995년, 2001년, 2004년 홍수로 인해 큰 피해가 발생하였다(WAMIS, 2016). 따라서 시계열 영상데이터를 사용하여 금강의 변화를 분석하였다.

지오레퍼런싱은 2016년 정사영상을 기준으로 각 영상에 최소 3개 이상의 기준점을 입력하여 affine transformation을 적용하였다. 기준영상으로 사용된 2016년의 정사영상은 해상도가 51 cm 급으로, 이 정사영상의 정확도는 약 한 영상소를 갖는다(National Law Information Center, 2019). 사용한 자료의 지오레퍼런싱, 모자이크 및 금강유역의 정보를 추출하기 위한 과정은 Fig. 6에 도시하였다. 지오레퍼런싱, 필요 없는 부분을 잘라내는 과정인 clipping, 지오레퍼런싱 이후 clip된 영상을 모자이크(merging)하는 과정은 모두 오픈 GIS (Geographic Information System) 소프트웨어인 QGIS를 사용하였다.

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Fig. 6.

Extraction of Cultural Heritage Information with Georeferencing Using GCPs

Fig. 7은 1960년 대(1966년 및 1968년)의 영상자료를 이용하여 (a) 원영상, (b) 각 영상의 지오레퍼런싱, (c) clipping 결과, (d) 모자이크 결과를 나타내고 있다. (e)는 모자이크 영상으로부터 수동으로 금강의 수계를 추출한 결과이며, (f)는 공주 금강에 인접한 주요 문화재 벡터 파일과 중복한 결과이다. 이상과 같은 절차를 다른 공간정보자료(지형도)에 적용하여 그 결과를 도출하였다.

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Fig. 7.

Extraction of Cultural Heritage Information with Georefencing using GCPs

Fig. 8은 위와 같은 방법으로 제작한 1917년의 지형도와 1966년부터 2016년까지 지형도와 2016년 정사영상과의 정확도를 비교하기 위하여 2016년 정사영상으로부터 지오레퍼런싱을 위하여 사용한 기준점과 겹치지 않은 총 10점의 검사점의 분포현황도이다. 2016년 정사영상과 1917년에서 2016년 사이의 항공 영상과 구지형도의 수계지역의 경계위치의 차이를 나타내면 Table 2와 같다. 사용한 1960년대 이후 사용한 지형도의 축척이 1:25,000이기 때문에 이 지형도의 정확도는 대략 12.5 m라고 할 수 있다. 따라서 수계경계의 위치를 찾기 위하여 사용한 기준 영상의 정확도가 1 영상소 즉 50 cm이기 때문에 수계경계차이를 구한 값의 정확도는 오차전파의 법칙을 적용하면 대략 12.5 m로 계산할 수 있다. 따라서 Table 2에서 구한 총 10개 지점의 수계차이의 정확도도 최종적으로 12.5 m라고 할 수 있다.

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Fig. 8.

Distribution of 10 Check Points to Check the River Boundary Changes

Table 2. RMSE of 10 Location Along the River between 1917 and 2016

MAP Aerial image (RMSE) Old map (RMSE)
1917 - 106.06 m
1960's 56.18 m 47.78 m
1970's 37.55 m -
1980's 76.52 m 40.14 m
1990's 34.96 m 38.62 m
2000's 44.90 m -
2010's - 28.41 m
2016's - 27.79 m

하지만 과거에 취득된 데이터의 경우에는 현재와 변화가 발생하였을 수 있으며, 이에 따라 정확한 동일지점을 추출하는 것은 어려운 일이다. 일반적으로 공액점을 추출하기 위해서 도로, 건물 등 인공지물의 명확한 모서리 지점을 이용하여 추출하는데 약 50년 전과는 변화되었을 가능성이 크다. Table 2는 항공영상과 구지형도를 이용하여 지오레퍼런싱을 수행한 결과영상의 정확도(Root Mean Square error, RMSE)를 나타낸 것이다.

지오레퍼런싱 결과 항공영상을 이용하여 변환된 영상은 평균 RMSE 50.0248 m, 구지형도를 이용하여 변환된 영상은 평균 RMSE 48.1346 m로 분석되었다. 구지형도의 경우에는 기준영상인 2016년 정사영상과의 작성년도의 차이가 적을수록 오차가 줄어든 것을 확인할 수 있다. 반면에 항공영상의 경우에는 연도에 따른 정확도 변화에 경향성이 없는 것으로 분석되었다. 구지형도의 경우에는 항공사진을 기반으로 작성되며 지형뿐만 아니라 취락, 도로, 각종 기관, 삼림, 경지 등 다양한 정보를 포함하고 있다. 이에 따라 지물에 대한 보다 객관적인 정보의 추출이 가능함에 따라 정확한 공액점의 추출이 가능하며, 결과적으로 고지도를 해석하는데 있어서 활용성이 높을 것으로 사료된다. Figs. 9 and 10은 각각 항공영상과 구지형도를 이용하여 지오레퍼런싱 결과를 보여준다.

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Fig. 9.

Results of Georeferencing using Aerial Images

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Fig. 10.

Results of Georeferencing using Topographical Maps

지오레퍼런싱을 수행한 구지형도를 이용하여 수계지역을 추출하여 변화를 분석하였으며, Fig. 11은 1917년 지형도로부터 추출한 수계와 2016년 지형도로부터 추출한 수계를 중첩한 것이며, 금강의 형상은 100년 동안 크게 변하지 않은 것을 알 수 있다. 일부 하천에서 변화가 발생한 것을 확인할 수 있으며, 이는 도시의 발전에 따른 토지이용 변화에 따라 변화가 발생한 것으로 판단된다. 금강의 형상은 유지하고 있으나 강폭이 넓어진 것을 확인할 수 있다. 2008년부터 2012년까지 진행되었던 4대강 정비사업으로 금강지역에는 백제보, 공주보, 세종보가 설치되었으며, 이후 수위가 상승하여 강의 폭이 넓어진 것으로 판단된다.

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Fig. 11.

Change of Manually Extracted River Boundary in 1917 and 2016

Fig. 12(a)의 총 7개 지점에 대해서 강폭의 변화를 살펴보았다. 강의 폭은 지형도가 작성된 시기에 따라서 달라질 수 있으나, 1990년대 이후에 지점에 따른 강폭의 변화 경향이 달라진 것을 확인할 수 있다. 1990년 전북과 충남 일원에 농업용수와 공업용수를 공급하기 위해 금강 하구둑을 개설하여 강하구를 막았으며, Fig. 12(b)에서 1990년대 지형도로부터 추출된 수계에 대해서 전반적으로 강폭이 넓어진 것을 확인할 수 있다. 또한 4대강 정비사업 이후 공주보와 세종보 사이에 위치한 5, 6, 7번 지점에서 강폭이 지난 100년 동안 가장 넓어진 것을 확인할 수 있다.

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Fig. 12.

Time Series of River Boundary Changes Since 1917

4.3 시계열 공간자료 분석을 통한 금강 인근 문화재 지역 변화 분석

우리나라는 과거부터 풍수해로 인해 큰 피해를 입어왔으며, 수역 인근 지역에서는 하천범람으로 인해 보다 큰 피해가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공주지역에 위치하고 있는 국가지정문화재 중에서 금강에 인접하고 있는 공산성, 공주정지산유적, 고마나루, 송산리고분군을 대상으로 시계열 영상분석을 수행하였다.

금강변에 인접하여 있는 정지산유적은 정지산 북쪽자락에 위치하고 있으며, 송산리고분군은 표고 130 m의 남쪽 경사면에 분포하고 있다. 공산성은 표고 110 m와 85 m의 봉우리를 포함하고 있다. 이와 같이 금강변에 인접한 문화재의 경우에는 하천의 범람으로부터 안전할 수 있도록 고지대에 위치하고 있는 것을 확인할 수 있다. 공주 고마나루의 경우 과거 중요 교통로로 이용되었으나 근대적 교통수단의 발달로 인해 교통요지적 기능이 상실되었다. 하지만 금강의 수신(水神)에게 제사를 올리던 웅진단 터가 남아있음에 따라 현재에도 웅진단수신제를 매년 개최하고 있다.

이에 따라 본 연구에서는 100년 동안의 금강 인근에 위치한 문화재를 살펴본 결과 Fig. 11에서 보여진 바와 같이 금강의 형태가 변하지 않고 현재까지 유지되어 문화재가 위치한 지역이 보존되어 왔다. 또한 Figs. 13 and 14를 살펴보면 문화재 주변지역의 도시화에 따라 많은 개발이 이루어졌음에도 불구하고 공주 고마나루, 공산성, 송산리고분군 등 주요 문화재는 보존되어 온 것을 확인할 수 있었다.

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Fig. 13.

Time Series of Aerial Images with Location of Cultural Property

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Fig. 14.

Time Series of Topographical Maps with Location of Cultural Property

5. 결 론

최근 기후변화로 인한 대규모의 자연적 위험요인뿐만 아니라 사회적 위험요인 또한 증가하고 있다. 점차 대형화되고 다양해지는 각종 재난으로부터 문화재를 보호하기 위해 문화재청에서는 문화재 재난위험지도를 개발 중에 있다. 문화재 재난위험지도는 각종 재난정보뿐만 아니라 문화재 관리상태 및 속성정보 등을 종합적으로 분석하여 개별 문화재의 재난위험 정도와 관리 상태를 쉽게 알 수 있도록 지형공간정보시스템(GIS)기반의 지도상에 시각화한 것이다. 이와 같이 공간정보 기반의 문화재 보존 방법의 필요성이 대두되고 있으며, 본 연구에서는 공간정보와 연계를 통하여 문화재에 내포되어 있는 리질리언스를 연구하기 위한 방법론을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 방법론을 이용하여 공주지역에 위치한 문화재를 분석하였으며, 주요 결과는 다음과 같다.

첫째, 우리나라는 풍수해로 인한 피해가 크며, 이에 따라 풍수해 피해가 발생할 수 있는 금강 수역의 변화를 분석하였다. 금강 수역의 변화를 분석하기 위해 금강 주변의 시계열 항공영상 및 구지형도를 이용하여 지오레퍼런싱을 수행하였으며, 분석 결과 약 100년 동안 금강 형상의 변화는 크게 발생하지 않았으나, 금강 하구둑 및 보의 설치로 인해 강폭의 변화가 발생한 것을 확인할 수 있었다.

둘째, 금강에 인접한 공산성, 공주 고마나루, 정지산유적, 송산리고분군을 대상으로 문화재 인근 지역의 변화를 분석하였다. 분석 결과 문화재가 위치한 지역은 대부분 고지대에 위치하고 있어 금강의 수위 변화에도 문화재가 위치한 지역은 보존되어 온 것을 확인하였으며, 홍수 피해에 영향이 적었을 것으로 추정된다. 또한 도시화의 진행에 따라 주변지역에 많은 개발이 이루어졌음에도 불구하고 주요 문화재는 현재까지 보존되어 온 것을 확인할 수 있었다.

본 연구를 통해 고지도와 현대의 공간정보와의 지오레퍼런싱 과정을 통하여 문화재가 위치한 위치정보와 문화재가 위치한 주변의 속성정보를 과거와 현재를 연결하여 파악할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 세월이 변함에 따라 문화재가 위치했던 지명이 바뀌고 주변의 속성정보도 많이 바뀌어 가고 있다. 과거의 시점에서 현대와 연결하여 주는 연결고리를 찾기 위해서는 과거 문화재의 위치가 표시되어 있는 고지도로부터 위치정보를 찾는 노력이 필수적이다. 이를 기반으로 문화재 자체가 가지고 있는 재난으로부터의 리질리언스 특징을 추출할 수 있으며, 향후 문화재 보호계획을 수립하는데 있어서 이러한 리질리언스의 개념을 기반으로 문화재 보호에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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