공간지리 가중회귀모형(GWR)을 이용한 유역 녹지비율과 하천수질의 비균질적 관계 검증

Abstract

본 연구는 낙동강 대권역에서 공간지리 가중회귀모형을 이용하여 녹지지역과 BOD, TN, TP를 포함하는 수질과의 지역적 비균질적 관계를 검증하고자 수행되었다. 대부분 기존의 상관분석 혹은 회귀분석은 OLS (Ordinary Least Square)기법에 기초한 균질적 관계의 분석에 초점을 두어 왔다. 이러한 녹지지역과 수질의 균질적 관계에 기초한 분석은 지역적으로 변화를 고려하지 않는 단점이 있다. 연구대상지는 낙동강 대권역내 146개 지점이며, 수질자료와 토지피복 자료는 환경부 자료를 활용하였다. BOD, TN, TP에 대하여 일반 회귀모형과 모델과 GWR 모델을 추정하여 비교하였다. 비교결과, BOD와 TN의 GWR 모델이 OLS 모델에 비하여 우수한 것으로 나타났다. GWR 모델의 <TEX>$R^2$</TEX>와 녹지지역의 계수 값의 기초통계량을 분석한 결과, 지역적으로 큰 변동이 확인되었다. 이러한 결과는 유역 토지이용과 수질과의 관계가 공간적으로 비균절적이라는 것을 입증하여 주었다. This study aims to examine the presence of non-stationary relationship between water quality and land use in watersheds. In investigating the relationships between land use and water quality, most previous studies adopted OLS method which is assumed stationarity. However, this approach is difficult to capture the local variation of the relationships. We used 146 sampling data and land cover data of Korean Ministry of Environment to build conventional regressions and GWR models for BOD, TN and TP. Regression model and GWR models of BOD, TN, TP were compared with <TEX>$R^2$</TEX>, AICc and Moran's I. The results of comparisons and descriptive statistics of GWR models strongly indicated the presence of Non-Stationarity between water quality and land use.