레이저로 나무 베지 않고도 무게를 알아냈다 [언박싱 연구실]
<48> 국민대 강완모 교수팀
도심 맞춤형 라이다 측정 기술 개발
[파이낸셜뉴스] 국민대학교 강완모 교수 연구팀과 한국수목원정원관리원(한수정) 국립세종수목원 도시생물보전실은 레이저 장비를 활용해 도심 속 나무를 베지 않고도 '바이오매스(수분을 뺀 나무 자체의 순수한 무게)'를 정밀하게 계산하는 기술을 개발했다. 이 기술은 모양이 제각각인 도심 나무의 무게를 정확히 측정함으로써, 향후 도심 녹지가 탄소를 얼마나 저장하는지 객관적으로 추정하는 바탕이 될 전망이다.
우리가 기후변화를 막기 위해 도심에 공원이나 정원을 가꿀 때, 나무들이 실제로 탄소를 얼마나 줄여주는지 아는 것은 중요하다. 이번에 개발된 기술은 수목원, 정원, 도시숲 등 도심 녹지 공간이 탄소를 얼마나 흡수하는지 객관적으로 확인하는 데 핵심 도구가 된다.
나아가 정부나 지자체가 탄소중립 정책을 세울 때 신뢰할 수 있는 기초 자료가 된다. 고가의 장비가 없는 현장에서도 이번 연구로 도출된 수식을 활용하면 도심 나무들의 무게를 손쉽게 예측할 수 있다.
기존에는 나무의 크기와 무게를 알기 위해 산림을 기준으로 만든 식을 사용하거나, 나무를 직접 베어서 무게를 재는 파괴적인 방법을 써야 했다. 그러나 도심 속 정원의 나무들은 자라는 환경과 관리 방식이 산과 달라 기존 방식을 적용하면 오차가 컸고, 도심 나무를 함부로 벨 수도 없었다.
이에 연구진은 국립세종수목원과 생활정원에 심어진 느티나무, 메타세쿼이아, 소나무, 칠엽수 등 대표 수종 4종(총 53그루)을 연구 대상으로 삼았다. 땅 위에서 레이저를 쏘아 거리를 측정하는 '지상 라이다(LiDAR)' 장비를 사용해 나무를 훼손하지 않고 다각도에서 입체 데이터를 수집했다.
컴퓨터 화면으로 옮겨진 나무는 수많은 점으로 이루어진 3차원 입체 그래픽으로 재탄생했다. 연구진은 복잡하게 얽힌 나뭇가지와 줄기를 작은 원통 형태로 촘촘하게 이어 붙여 재현하는 'QSM 기법'을 적용했다. 이 가상 나무를 통해 실제 나무 개체별 부피를 정확하게 계산해 냈다.
이렇게 구한 부피에 나무 종류별 단단한 정도(목재기본밀도)를 적용하여 나무 한 그루가 가진 살아있는 무게(바이오매스)를 최종 산출했다. 그 결과, 단순히 나무의 키나 두께만 보던 기존 방식보다 나뭇가지가 퍼진 모양과 잎이 우거진 정도를 종합적으로 반영한 새 수식이 도심 나무의 무게를 훨씬 더 높은 정확도로 설명해 냈다. 연구팀이 만든 새 수식대로 계산하면 실제 나무 무게와 최소 68%에서 최대 86%까지 정확하게 들어맞았다.
연구에 참여한 국민대 황세연 석사과정생은 "공간 구조가 복잡하고 수형 조건이 다양한 도심 녹지에서도 수목 구조 추출부터 탄소저장량 산정까지의 과정을 자동화해 적용할 수 있는 기반을 마련했다"며 연구의 의의를 전했다. 이번 연구 성과는 '한국지적정보학회지'에 게재됐다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
기자 정보
