날로 심각해지는 해양쓰레기 문제

산림은 목재생산과 비목재생산(밤 등 임산물)이라는 경제적 기능뿐만 아니라 생물다양성 유지의 생태적 기능 그리고 대기정화, 수자원 공급 등의 공익적 기능과 같이 인간에게 다양한 편익을 제공하고 있다. 유엔식량기구에서 집계한 2020산림자원평가(FAO, 2020)에 따르면 전지구적으로 산림은 전체 육지면적의 31%를 차지하고 있으며, 우리나라는 전체 국토의 63%(약 630만ha)가 산림으로 구성되어 있다. 산림의 공간적 분포를 파악하기 위한 임상도를 비롯하여 산림의 효율적인 이용 등 정책적 활용을 위한 산지구분도, 산림기능구분도 등의 산림공간정보가 제작되고 있으며, 점차 증가되고 있는 추세이다. 최근 위성 및 LiDAR 기술의 발달로 영상의 촬영주기는 점차 짧아지고 있으며, 개체목의 판독이 가능한 공간해상도(1m급 이하), 나무의 입체정보(3D point cloud) 취득이 가능함에 따라 산림분야에서도 공간정보 기반의 디지털 산림관리를 실현하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 디지털 뉴딜과 관련하여 디지털 산림관리는 각 사업목적에 따라 제작되는 부서별 산림공간정보를 하나의 통합플랫폼(데이터 댐)에 수집하여 동일한 산림에서 발생되는 인위적 또는 자연적 변화요인을 시의적절하게 파악할 수 있으며, 나무의 생장 및 생물다양성 등의 자료를 활용하여 산림관리를 위한 컨설팅을 지원하고 지자체단위의 산림자원 정책수립에 필요한 기초정보를 제공하여 디지털 기반 산림관리가 이행될 수 있을 것으로 기대된다. 우리나라의 산림특성 및 산림공간정보 현황 우리나라의 산림은 전체 국토의 약 63%를 차지하고 있으며, 대면적으로 분포하는 산림의 체계적이며 효율적인 관리를 위하여 산림공간정보를 구축하여 정책적 의사결정 및 산림관리에 활용하고 있다. 산림공간정보는 크게 산림의 현황을 파악하기 위한 임상도 및 산림입지토양도의 기본도가 있으며, 산림의 효율적 이용을 위한 산지구분도, 산림기능구분도 등이 제작되고 있다(표 참조). 임상도(Forest cover map)는 산림의 공간적 분포를 주기적으로 파악하기 위한 목적으로 1960년대부터 항공사진을 판독하여 산림의 경계구획과 산림을 구성하는 입목자원의 속성(임상, 수종, 영급, 울폐도 등)에 따른 주제도로 최근의 임상도는 항공사진 기술의 발달로 임상도의 제작을 위한 축척(Scale)은 1/25천에서 1/5천으로 고도화되었으며, 항공사진이 격년으로 제공됨에 따라 시의성있는 정보를 제공하기 위하여 갱신주기를 단축하기 위한 방안이 검토되고 있다. 산림입지토양도는 산림을 구성하는 토양형(토지의 물리적 특성)에 따른 주제도로 토양형은 모암, 해발고도, 경사도 등의 지형에 영향을 많이 받으므로 지질도 및 수치표고모형(DEM) 자료와 토양조사 자료를 활용하여 제작되었다. 이러한 산림의 기본도는 기후자료 등 다른 공간정보와 융합되어 나무의 생장과 수자원 함량에 관한 공간적 분포를 제공할 수 있으므로 맞춤형 조림지도 및 산림물지도 등의 산림 주제도 제작을 위하여 활용되고 있다. 또한, 산지의 효율적인 이용을 위하여 산림의 이용 목적에 따른 산림공간정보로 산지구분도, 산림기능구분도, 백두산보호지역도 등이 제작되고 있다. 산지구분도는 지적도와 유사한 지도로 산지는 보전산지(임업용산지 및 공익용산지)와 준보전산지로 구분하고 있다. 위의 산림공간정보외에도 특수한 목적을 달성하기 위하여 경제림육성단지구역도, 백두대간보호구역도, 임도망도(산길) 등의 주제도가 제작되고 있으며, 산림의 다양한 기능을 효과적으로 발휘하기 위한 목적으로 산림공간정보는 점차 증가될 것으로 전망된다.

* 유령어업: 바닷속에 버려진 낡은 그물 등의 폐어구에 해양생물이 걸려 죽거나 다치는 현상

종류와 무게, 수거 비용 산출까지 해양쓰레기 관리의 새로운 체계를 제시하다

특히 지난 10월, ‘제43회 지적·공간정보세미나’를 통해 소개된 「UAV 기반의 해양쓰레기 모니터링 개선방법과 데이터 활용방안」은 해양쓰레기 대응은 물론 연안관리에도 도움이 될 것으로 예상된다. 연구 보고서의 출발은 기존의 해양쓰레기 모니터링 방식에 대한 문제의식이었다. “기존의 해양쓰레기 모니터링 방식에는 여러 가지 아쉬움이 있었습니다. 접근이 어려운 지역은 조사대상에서 제외되며, 조사원의 숙련도에 따라 조사량이 달라질 뿐만 아니라, 1% 조사만으로 해양쓰레기의 총량을 추정하고 있었기 때문입니다. 이러한 아쉬움을 해소하기 위해 저희는 다음과 같은 목표를 설정했습니다. 첫째 중복조사를 방지할 것, 둘째 사람의 접근이 어려운 지역도 관측할 수 있게 할 것 마지막으로 해양쓰레기의 총 양을 정확히 산출하는 것이었습니다.” 연구 보고서 작성자인 광주전남지역본부 공간정보사업처 노승민 주임과 백종현 주임은 목표 달성을 위해 UAV, 즉 드론을 활용한 연안촬영 시범사업을 계획했다. 드론을 활용하면 뛰어난 기동성을 살려 위험지역까지 촬영할 수 있고, 연안지역의 정사영상으로 해양쓰레기의 양을 추출할 수 있다고 생각한 것이다. 이후 두 사람은 전남 완도군의 예작도와 어룡도를 드론 촬영지로 선정하고, 해당 지역의 지상기준점(GCP)을 선점했다. 영상의 지적위치 정확도 확보와 다른 사업으로의 연계 가능성을 염두에 두었기 때문이다. “예작도에 8점, 어룡도에 10점의 GCP를 선점하고 각각 32분, 50분씩 촬영했습니다. 정사영상 취득을 위해 90도 직하방향은 물론 정확한 해양쓰레기 체적 산출을 위해 45도 각도에서도 촬영을 진행했습니다.” 이후 정사영상 사진에서 해양쓰레기를 분류해 폴리곤화한 다음, 해양수산부의 해양공간특성평가 지침에 따른 전자해도(80m × 90m) 도곽에 해양쓰레기를 중첩했다. 그 결과 예작도에서는 14도곽, 어룡도에서는 37개 도곽에서 해양쓰레기가 추출되었다. 해당 지역 내 쓰레기 수거 경로를 판단하기 위해 정사영상과 도로명주소의 도로 레이어를 중첩시켰고 해양쓰레기를 3D 모델링화해 체적을 산출한 다음에는 프로그램을 통해 얻은 해양쓰레기 체적과 실제 체적이 얼마나 일치하는지 검증도 거쳤다. 그 결과 예작도에서는 87% 이상, 어룡도에서는 최대 95%의 정확도를 확인할 수 있었다. “해양쓰레기의 효율적인 관리를 위해 기존 방식에서 사용된 등급표에 따라 등급을 나눴고 정사영상을 기반으로 쓰레기의 종류를 파악해 각각의 코드번호를 부여했습니다. 그 결과 예작도는 7등급, 어룡도는 8등급이었으며, 양쪽 섬 모두에서 해양쓰레기 중 스티로폼의 비중이 가장 큰 것으로 나타났습니다.” 해양쓰레기를 유형별로 분류하고 단위부피(ℓ)당 무게(kg)를 산출한 것도 의미가 크다. 드론 영상을 활용한 3D 체적산출 방식과 단위부피당 무게를 활용하여 얻어진 해안쓰레기 환산 무게에 지자체별로 톤(t)당 해안쓰레기 처리비용을 적용한다면, 예상 수거비용을 산출해 보다 효과적인 예산계획을 수립할 수 있기 때문이다. “이번 연구 보고서의 첫째 목적은 해양쓰레기를 효과적으로 관리하는 것입니다. 따라서 「해양공간특성평가 지침」의 해양쓰레기 분류코드에 조사년월과 격자번호, 등급량, 쓰레기 종류 등의 코드를 더해 관리하는 정책을 제안하게 됐습니다. 이런 방식을 도입한다면 해양쓰레기의 양과 종류를 한결 쉽게 관리할 수 있을 것입니다.” 한발 더 나아가 두 사람은 「해양환경관리법」과 「해양생태계 보전 및 관리에 관한 법률」에 기반해 운영중인 해양환경정보시스템에 해양쓰레기 정보를 탑재하는 방안도 제안했다. 이를 통해 해양쓰레기 산출 동향과 통계를 수집하고, 조류와 수심에 따른 발생 요인까지 연구할 수 있으리라는 판단이다.

도서(섬) 정위치 사업, 공유수면 관리 등 연안관리 조사체계 구축에 앞장서다

“위치기반 정밀 드론촬영으로 얻은 데이터는 해양쓰레기의 조사 뿐만 아니라, 연안지역의 다양한 분야에 활용할 수 있습니다. 그런데 그 시작은 섬의 위치를 바로잡는 도서(섬) 정위치 사업**이 아닐까 합니다. 현재 미등록 섬만 1,419개, 위치가 정확하지 않은 섬 역시 3천여 개에 육박합니다. 2020년 9월 임자도 연안관리체계 구축 시범사업 당시에는 특히, 임자도에도 위치가 정확하지 않은 곳이 많다는 것을 생생히 알게 됐습니다. 임자도의 연안지역과 부속섬의 위치가 지적과 일치하지 않는 곳이 많다는 것을 생생히 알게 됐습니다.” 공유수면 관리도 마찬가지다. 공유수면은 바다와 바닷가, 하천 외 공공으로 사용되는 수면 또는 수류로서 국유지에 속한다. 개인에게 소유권이 없다는 뜻이다. 이러한 이유로 공유수면 중에서도 바닷가에서는 각종 불법행위가 자행되어 왔다. 특히 섬 지역의 경우, 공유수면으로 이용되는 바닷가에서 일어나는 불법행위를 모니터링하려면 도서(섬) 정위치 사업이 선행되어야 한다. 위치기반 정밀 드론촬영 영상은 자연바닷가와 이용바닷가, 토지등록 가능 바닷가 등을 구분하기 위한 ‘바닷가 실태조사’에도 유용하다. 바닷가는 해안선으로부터 지적공부에 등록된 지역까지의 사이를 뜻하는데, 해양수산부는 2006년부터 해당 사업을 시행해왔다. 2015년에는 드론을 활용한 시범사업을 실시해, 위성사진으로는 측량 불가능했던 포락지*** 현황조사까지 동시에 할 수 있었다. 하지만 실제 바닷가 실태조사에서는 선행되어야 할 도서(섬) 정위치 사업 예산이 한정적이고, 조사지역이 멀리 떨어진 경우가 많아 사람이 직접 측량하는 경우가 많았다. 따라서 해양쓰레기 모니터링과 도서(섬) 정위치 사업, 바닷가 실태조사 등을 한데 묶어 위치기반 정밀 드론촬영을 진행할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 훨씬 효율적일 것이다. 이러한 과정을 거쳐 수집한 데이터는 적조발생 모니터링이나 양식장(수산자원) 실태조사, 도서관광DB 구축 등으로 이어져 도서지역의 지속가능한 발전에도 기여할 것으로 기대된다. “지속적인 드론 촬영으로 연안과 도서에 대한 데이터를 축적한다면, 연안 모니터링 체계를 탄탄히 구축하게 될 것입니다. 이러한 체계는 결국 환경부터 영토 문제까지, 해양에 대한 관심이 커지고 있는 이 때, 최소한의 인원과 비용으로 연안을 혁신적으로 관리해 대한민국이 해양 강국으로 나아갈 수 있는 기반이 되리라 확신합니다.”

** 도서(섬) 정위치 사업: 과거 측량기술의 한계로 비정위치로 등록된 도서를 UAV(드론)을 활용해 정위치로 등록하는 사업. LX에서는 통영시의 소매물도 등대섬 및 소지도 등을 최신 GPS측량에 따라 기준점을 설치하고 UAV(드론)으로 정사 영상을 촬영했다. 이를 통해 소매물도 등대섬과 소지도의 면적은 총 7만 8,135m2 늘어났으며 지적도에서 섬이 제자리를 찾고 제 모양을 갖추게 됐다.
***포락지: 지적공부에 등록된 토지가 물에 잠기어 수면 밑으로 가라 앉아 있는 토지