국공유지란 국가 또는 지방자치단체가 소유한 토지로 전국토의 약 25%를 차지하면서 국유재산의 중요한 비중을 차지한다. 국공유지는 국민경제 및 생황에 밀접한영향을 미치는 공공재로서, 재해방지의 기능, 환경재로서의 기능, 토지비축의 기능, 국가재정보전의 기능 등을 수행하고 있다. 따라서 실태조사를 통한 지속적관리가 필요하지만 전국에 산재하는 현장에 직접 방문하는 방식의 조사는 막대한 비용과 시간을소요되는 문제가 발생하고 있다.

본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 공간정보와 영상정보 융복합기술을 활용하고자 한다. 현재 국공유지 관리는 개별 필지를 관리하는 기관에서 지번을 중심으로 정리된 대장 형식으로 관리되고 있다. 어떤 국공유지에 대부료가 납부되고 있다면, 해당 필지의 지번, 면적, 공시지가, 대부료, 사용신청인 등의 정보가 하나의 장부형태로 관리되고 있다. 이 자료를 공간정보화하기 위하여 연속지적도 지번을 매개로 지적도 형태의 공간정보로 표현할 수 있다. 이 공간정보에 위성영상에서 추출된 영상정보, 즉 영상객체를 중첩하여 무단점유 발생여부를 판단하였다. 영상객체를 추출하기위하여 watershed 알고리즘을 적용하였는데, 이 알고리즘은 영상에서 주변 화소들과의 밝기값 차이를 이용한 경사 영상을 생성한 다음 지역적 최저점인 화소들을 탐색한다. 이 지역적 최저점들을 대상으로 범람과정을 수행하여 영역을 분할하고, 분광특성이 유사한 인접 영역을 병합하였다. 이렇게 병합된 영상객체의 화소값특징, 형태, 면적 등을 이용하여 지형지물을 판별하였다.

제안된 방법은 경기도의 수원시, 고양시, 여주시에 적용하였다. 수원은 경기도 도청소재지로 구도심지의 특성을 가지고 있으며, 고양시는 대표적인 신도시로 도시와 교외지역의 특징을 복합적으로 가지고 있다. 마지막으로 여주시는 산악지역의 특징을 가지고 있다. 사용된 고해상도 영상은 2014년에 취득된 Kompsat-3 위성영상과 항공사진이다. 수원시와 고양시의 경우 분석에 적합한 품질의 위성영상의 확보가 가능하였지만, 여주시의 경우 보안 및 기상 조건 등의 영향으로 적합한 영상을 확보하지 못하였다. 이를 보완하기 위하여 수지지형도를 제작하기 위하여 촬영된 항공사진을 이용하였다.

실험대상지역에는 약 13만 국공유지 필지가 있으며, 제안된 기법을 적용한 결과 천여 필의 무단점유 필지를 탐색할 수 있었으며, 이들 대부분은 국공유지관리 시스템 상에서 무단점유에 관련된 관리이력이 존재하지 않았다. 이러한 관리 미비가 발생하는 이유는 먼저 대부분의 관리기관이 직접 국공유지 현지조사를 수행하는 대신 사용료납부 내역 및 신규 건축물 관리 이력을 중심으로 국공유지 관리대장정보를 갱신하고 있기 때문이다. 또한 부서별로 관련 정보를 연계하지 않아 통합적인 정보를 구축할 수 없기 때문이다. 반면 본 연구에서는 세금, 토지이용, 지적정보 및 영상정보 등을 통합하여 효과적인 관리 및 탐지가 가능하였다.

본 연구는 국공유지 무단점유를 중심으로 수행되었지만, 사유지 개별 건축물의 무단 증축 관리 등에도 활용될 수 있다. 실제로 많은 건축물이 허가받은 면적 또는 층수와는 달리 이용되고 있는 경우가 발생하고 있으며, 본 연구에서 활용된 객체기반 분석을 3차원 영상정보에 적용하여 공간객체를 추출하고 면적 및 높이 등을 자동분석한다면 위와 같은 문제를 자동 탐색하는 것이 가능할 것이다. 위성영상 및 항공 사진을 이용하였기 때문에 2차원 중심의 분석만이 수행되었지만, 향후 드론 또는 스마트차량의 영상을 활용하고 3차원 영상분석 기술이 발전한다면, 개별 건축물 단위의 탐지가 가능할 것이다.

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