도시의 3차원 물리적 환경변수와 지표온도의 관계 분석

Abstract

도시화와 인간 활동의 증가로 인한 기온상승은 기후변화로 인해 더욱 가속화되고 있으며, 이로 인해 인명 피해 및 사회 경제적피해가 급증하고 있다. 이는 도시의 기온 상승이 도시 거주민의생명에 중요한 부분을 차지하고, 기온 상승의 원인과 이로 인해발생하는 환경 변화에 대한 이해와 대책 마련이 시급함을 의미한다. 한편, 일반적으로 도시 중심부의 높은 접근성은 지대를 상승시키는 원인이 되며, 이러한 높은 지대에 부응하기 위하여 집약적인 토지이용이 요구된다. 그 결과 도시 중심부에는 초고층 복합건물이 위치하게 되고, 상대적으로 지대가 낮은 도시 외곽지역에는 저층, 단일 용도의 건물이 주로 분포하게 된다. 그러나 최근 공동주택의 고층화와 대형 복합 쇼핑몰의 확산으로 인해 건물의 고층화와 대형화가 외곽 지역으로 점차 확대되고 있다. 이로 인한대도시지역의 녹지감소와 불투수면의 증가는 지표온도 상승에영향을 미치고 나아가 도시열섬현상의 심화를 가져올 수 있다. 그러나 인간 활동의 결과인 건조환경(built environment)에따른 지표온도 변화와 지표온도에 영향을 미치는 3차원 물리적환경 요인에 대한 연구는 그 필요성에 비하여 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 지표면 온도의 분포와 지표온도에 영향을 미치는 3차원 물리적 환경 구성 요소와의 관계를 규명하고, 이를 통해향후 지표온도와 장기적으로 도시열섬 저감을 위한 도시계획 및설계요소를 제시하고자 한다.

This study examines the relationship between three-dimensional urban built environment and urban surface temperature using LANDSAT 8 satellite image data in Seoul city. The image was divided into 600m×600m grid units as an unit of analysis. Due to the high level of spatial dependency in surface temperature, this study uses spatial statistics to take into account spatial auto-correlation. The spatial error model shows the best goodness of fit. The analysis results show that the three-dimensional built environment and transport environment as well as natural environment have statistically significant associations with surface temperature. First, natural environment variables such as green space, streams and river, and average elevation show statistically significant negative association with surface temperature. Second, the building area shows a positive association with surface temperature. In addition, while sky view factor (SVF) has a positive association with surface temperature, surface roughness (SR) shows a negative association with it. Third, transportation related variables such as road density, railway density, and traffic volume show positive associations with surface temperature. Moreover, this study finds that SVF and SR have different effects on surface temperature in regard to the levels of total floor areas in built environment. The results indicate that interactions between floor area ratio (FAR) and three-dimensional built environmental variables such as SVF and SR should be considered to reduce urban surface temperature.