2019년 강원도 대형산불지역의 열해 피해로 인한 피해강도 변화 탐색 = Change Detection of Damaged Area and Burn Severity due to Heat Damage from Gangwon Large Fire Area in 2019

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 2019년 발생한 강원 고성·속초, 강릉·동해 대형산불 직후 산불의 영향으로 수목의 수관부가완전 연소되거나, 직간접적인 열해 피해로 인해 고사되어 가는 과정을 다목적실용위성(KOMPSAT-2호, 3호) 영상자료를 활용하여 시간경과에 따른 산불 피해강도별 피해면적의 변화를 정확하게 산정하는데 목적이 있다. 피해강도별 피해면적 산출을 위해 산불 직후 위성영상자료와 15~18일 경과 후의 두 시기 영상자료를 이용하였다. 산불 직후와 일정기간 경과 후 촬영한 위성영상자료의 산불피해강도 분석결과는 ‘수관전소(Extreme)’ 지역에서는 큰 변화가 없었으나 ‘수관열해(High)’ 지역과 ‘지표화(Low)’ 지역에서는 큰 면적차이를 보였다. 이러한 피해강도의 차이에 따른 피해면적의 변화는 산불 영향으로 인해 수관부가 서서히 갈색으로 변색되어 가는과정에 의한 것으로 판단된다. 산불피해지역의 위성영상 분석결과와 현장사진, 드론 영상을 종합해 볼 때 산불직후 3~4일 후부터 수관부의 갈변현상(Browning)이 나타나고 10~15일 경과 후엔 수관부의 갈변현상이 뚜렷해지는 것을 알 수 있었다. 본 연구결과를 통해 향후 대형산불지역의 신속한 피해면적 파악은 물론 수관열해로인한 고사 기작을 파악함으로써 산불피해지 복구계획 수립을 위한 의사결정의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to detect the burned area change by direct burning of tree canopies and post-fire mortality of trees via analyzing satellite imageries from the Korea multi-purpose satellite- 2 and -3 (KOMPSAT-2 and -3) for two large-fires over the Goseong-Sokcho and Gangneung-Donghae regions in April 2019. For each case, the burned area was compared between two dates: the day when the fire occurred and 15-18 days after it. As the results, within these two dates, there was no substantial difference in burned area of sites whose severities were marked as “Extreme”, but sites with “High” and “Low” severities showed significant differences in burned area between the two dates. These differences were resulted from the lagged post-fire browning of canopies which was detected by images from insitu observation, satellite, and the unmanned aerial vehicle. The post-fire browning started after 3-4 days and became apparent after 10-15 days. This study offers information about the timing to quantify the burned area by large fire and about the mechanism of post-fire mortality. Also, the findings can support policy makers in planning the restoration of the damaged areas.

참고문헌 (Reference)

• 1 박성욱, "산불피해지 탐지를 위한 위성기반 산림고사지수 개발 및 2019년 4월 강원 산불 사례에의 적용" 대한원격탐사학회 35 (35): 343-346, 2019
• 2 Tyree, M.T., "Xylem Structure and the Ascent of Sap" Springer 2002
• 3 Noel, A. R. A., "The girdled tree" 36 (36): 162-195, 1970
• 4 이수진, "Sentinel-2 영상 기반의 FBI(Fire Burn Index) 개발 및 우리나라 산불피해지역 탐지 실험" 한국사진지리학회 27 (27): 187-202, 2017
• 5 원명수, "SPOT5영상과 현장조사자료를 융합한 대형산불지역의 피해강도 분석" 한국농림기상학회 16 (16): 114-124, 2014
• 6 Lentile, L. B., "Remote sensing techniques to assess active fire characteristics and post-fire effects" 15 (15): 319-345, 2006
• 7 Roy, D. P., "Remote sensing of fire severity : assessing the performance of the normalized burn ratio" 3 (3): 112-116, 2006
• 8 Lee, S. W., "Relationship between landscape structure and burn severity at the landscape and class levels in Samchuck, South Korea" 258 (258): 1594-1604, 2009
• 9 원명수, "RapidEye 영상을 활용한 대형산불피해지의 온실가스 배출량 추정" 한국지리정보학회 17 (17): 54-67, 2014
• 10 Smirnova, E., "Postfire root distribution of Scots pine in relation to fire behaviour" 38 (38): 353-362, 2008
• 11 Varner, J. M., "Post-fire tree stress and growth following smoldering duff fires" 258 (258): 2467-2474, 2009
• 12 Bär, A., "Post-fire effects in xylem hydraulics of Picea abies, Pinus sylvestris and Fagus sylvatica" 217 (217): 1484-1493, 2018
• 13 Key, C. H., "Measuring and remote sensing of burn severity" 2-11, 2000
• 14 Morgan, P., "Mapping fire regimes across time and space : Understanding coarse and fine-scale fire patterns" 10 (10): 329-342, 2001
• 15 Key, C. H., "Landscape assessment: sampling and analysis methods" USDA Forest Service 2006
• 16 원명수, "Landsat 영상으로부터 정규탄화지수 추출과 산불피해지역 및 피해강도의 정량적 분석" 한국지리정보학회 10 (10): 80-92, 2007
• 17 원명수, "Landsat TM 영상자료를 활용한 삼척 대형산불 피해지의 비이산화탄소 온실가스 배출량 추정" 한국농림기상학회 10 (10): 17-24, 2008
• 18 Sevanto, S., "How do trees die? A test of the hydraulic failure and carbon starvation hypotheses, Plant" 37 (37): 153-161, 2014
• 19 Midgley, J. J., "How do fires kill plants? The hydraulic death hypothesis and Cape Proteaceae"fire-resisters"" 77 (77): 381-386, 2011
• 20 National Wildfire Coordination Group, "Glossary of wildland fire terminology" US National Wildfire Coordination Group 2005
• 21 Korea Forest Service, "Forest fire statistics in 2019"
• 22 Bär, A., "Fire effects on tree physiology" 223 : 1728-1741, 2019
• 23 Won, M. S., "Estimation of Non-CO2 GHGs emissions by analyzing burn severity in the Samcheok Fire, South Korea" 9 (9): 731-741, 2012
• 24 Frank, J. M., "Ecosystem CO2/H2O fluxes are explained by hydraulically limited gas exchange during tree mortality from spruce bark beetles" 119 (119): 1195-1215, 2014
• 25 Cocke, A. E., "Comparison of burn severity assessments using Differenced Normalized Burn Ratio and ground data" 14 (14): 189-198, 2005
• 26 van Wagtendonk, J. W., "Comparison of AVIRIS and Landsat ETM+detection capabilities for burn severity" 92 (92): 397-408, 2004
• 27 National Institute of Forest Science, "A study on damage characteristics and development of burn severity evaluation methods" National Institute of Forest Science Research 13-37, 2013