[논문 리뷰] Creation of a high spatiotemporal resolution global database of continuous mangrove forest cover for the 21st Century (CGMFC-21): A big-data fusion approach

Stuart Hamilton, Daniel Casey|arXiv (Cornell University)|2014. 12. 01.

Coastal wetland ecosystem dynamics인용 수 6

한 줄 요약

CGMFC-21는 2000년에서 2012년까지 연간 망고로림 숲 커버의 고공간해상도 세계 데이터베이스를 구축하기 위해 빅데이터 융합 기반 접근법을 제시한다. 이는 산림 벌채 및 열악한 상태의 정밀 모니터링을 가능하게 하며, 전 세계적으로 맹그로브의 벌채 속도 감소를 드러내지만, 동남아시아를 제외한 많은 지역에서는 안정세를 보인다. 동남아시아에서는 인도네시아가 가장 큰 맹그로브 보유국이자 주요 벌채 핫스팟으로 남아 있다.

ABSTRACT

CGMFC-21 provides high resolution local, regional, national, and global estimates of annual mangrove forest levels using continuous data from 2000 through to 2012 with the goal of driving mangrove research questions pertaining to biodiversity, climate change, food security, livelihoods, fisheries support, and conservation that have been hindered until now by a lack of suitable data. CGMFC-21 provides the required spatiotemporal resolutions to not only set REDD baseline measures globally in a systematic manner, but also to account for forest degradation as well as deforestation on an annual basis. Countries showing relatively high levels of 21st Century mangrove loss include Myanmar, Guatemala, Malaysia, Cambodia, and Indonesia. Many nations that have reported mangrove deforestation in earlier periods such as Ecuador, Bangladesh and Nigeria, have stabilized their mangrove levels during this period. Indonesia remains by far the largest mangrove holding nation containing between 26.16% and 28.50% of the global mangrove area with a deforestation rate of between 0.26% and 0.63% annually. Global mangrove deforestation continues but at a much reduced rate of between 0.16% and 0.39% annually. Annual mangrove deforestation is now close to zero in the Americas, Africa, and Australia as well as in selected Ramsar sites and protected areas. The global mangrove deforestation pattern during the 21st Century is one of decreasing rates of deforestation, with many nations essentially stable, with the exception of the largest mangrove holding region of Southeast Asia.

연구 동기 및 목표

• 21세기 동안 맹그로브 숲 커버에 대한 고해상도 연속적인 시공간 데이터의 부족을 해결하기 위해.
• 국가 및 세계 규모에서 맹그로브의 벌채 및 열악화를 체계적으로 모니터링할 수 있도록 하기 위해.
• 신뢰할 수 있는 연간 데이터를 제공함으로써 생물다양성, 기후 변화, 식량 안보, 생계 및 보존 연구를 지원하기 위해.
• REDD 기준선 조치를 수립하고 벌채와 함께 산림 열악화를 추적하기 위해.
• 특히 인도네시아와 미얀마와 같이 고손실 국가에서 맹그로브 동적 변화의 지역적 추세를 규명하기 위해.

제안 방법

• 다양한 위성 원격 감지 데이터셋과 현장 검증 데이터를 융합하는 빅데이터 융합 기법을 활용한다.
• 다양한 센서 플랫폼 간의 데이터 일관성 향상과 노이즈 감소를 위해 시간적·공간적 필터링을 적용한다.
• 연간 시계열 분석을 통해 2000년에서 2012년까지 연속적인 연간 맹그로브 확장 추정치를 생성한다.
• 기계 학습 및 이미지 분류 알고리즘을 활용해 다른 지형 타입과 맹그로브 커버를 구분한다.
• 정확성과 신뢰성을 확보하기 위해 국가 보고서와 현장 관측 결과와 비교 검증한다.
• 고공간(30m) 및 고시계열(연간) 해상도를 갖춘 격자 기반의 전 세계 맹그로브 숲 커버 지ap을 생성한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2000년에서 2012년까지 세계 맹그로브 숲 커버의 연간 추세는 어떻게 되며, 지역 간에 어떻게 다를까?
• RQ2 특히 동남아시아에서 벌채 및 열악화 속도는 각국 간에 어떻게 다를까?
• RQ3 보호구역 및 라마르스 지역이 21세기 동안 맹그로브 커버를 얼마나 안정화했는가?
• RQ4 인도네시아와 같은 주요 맹그로브 보유국이 세계 맹그로브 손실에 기여하는 정도는 어느 정도인가?
• RQ5 글로벌 맹그로브 벌채 속도는 시간이 지남에 따라 어떻게 변화했으며, 나머지 핫스팟은 어디에 있는가?

주요 결과

• 전 세계 맹그로브 벌채 속도는 크게 감소했으며, 2000년에서 2012년 사이 연간 속도가 0.16%에서 0.39% 사이로 감소했다.
• 인도네시아는 세계 맹그로브 총 면적의 26.16%에서 28.50%를 차지하며, 연간 벌채 속도는 0.26%에서 0.63% 사이를 기록했다.
• 미얀마, 과테말라, 말레이시아, cambodia, 그리고 인도네시아는 21세기 동안 맹그로브 손실이 가장 많은 국가들이다.
• 아메리카, 아프리카, 호주에서는 벌채 속도가 거의 0에 수렴하여 안정세 또는 거의 안정된 상태임을 시사한다.
• 에쿠아도르, 방글라데시, 나이지리아와 같은 많은 국가들이 초기의 벌채 기간 이후 맹그로브 수준을 안정화시켰다.
• 전 세계적으로 안정세를 보이지만, 동남아시아는 여전히 맹그로브 손실의 주요 핫스팟이며, 주로 인도네시아의 지속적인 벌채로 인해 주로 발생한다.