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위성영상-AI 기반 재난모니터링과 실현 가능한 준실시간 통합 재난모니터링 시스템
Satellite Imagery and AI-based Disaster Monitoring and Establishing a Feasible Integrated Near Real-Time Disaster Monitoring System 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.23 no.3, 2020년, pp.236 - 251  

김준우 (서울대학교 지구환경과학부) ,  김덕진 (서울대학교 지구환경과학부)

초록
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원격탐사 기술의 발전과 활용 가능한 위성의 증가로 재난의 예방, 대비, 대응, 복구 등에서 위성영상자료의 활용에 대한 요구가 높아지고 있다. 위성영상은 센서의 특성에 따라 적용 가능한 재난의 모니터링을 위해 활용되고 있지만, 통합된 모니터링 시스템의 구축을 위해 기존 시스템을 평가하고 이를 바탕으로 실현 가능한 준실시간 통합 재난모니터링 시스템 구축을 위한 구체적인 청사진을 제시한 연구는 국내뿐만 아니라 국외에서도 그 사례가 확인되지 않는다. 본 연구는 원격탐사를 통한 재난모니터링의 개념화를 통해 준실시간 재난모니터링 시스템 구축의 장애요인들을 확인하고, 실제로 활용 가능한 영상자료와 실현 가능한 재난모니터링 시스템을 제시하였다. 원격탐사를 통한 준실시간 재난모니터링은 다양한 요인들에 의해 통합시스템의 구축이 제한되며, 시스템 구축을 위한 기술적, 경제적 요인과 함께 위성영상 확보의 적시성을 가로막는 정책적 요인과 일관성 있는 정보생산을 위한 영상분석에 대한 제도적 요인에도 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 제약들은 AWS(Amazon Web Services)와 같은 위성영상의 저장, 취득, 분석에 활용되는 컴퓨팅 플랫폼과 같은 통합서버의 확보와, 재난의 종류와 상황에 부합하는 활용 가능 위성의 궤도분석을 가능하게 하는 분석도구의 개발에 의해 극복될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 이러한 제도적, 경제적, 기술적, 정책적 제약들을 극복할 수 있는 위성영상 기반 통합 재난모니터링 시스템 구축을 위한 프레임워크를 제시하였으며, 재난의 종류와 단계에 따른 AI 기반 위성영상 분석 방법론을 제안하였다. 이러한 결과는 원격탐사와 재난관리 분야에 학술적 시사점을 제공하고, 재난모니터링 분야에 실무적 기여를 할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As remote sensing technologies are evolving, and more satellites are orbited, the demand for using satellite data for disaster monitoring is rapidly increasing. Although natural and social disasters have been monitored using satellite data, constraints on establishing an integrated satellite-based n...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 위성영상 기반의 통합된 재난모니터링 시스템의 구축을 위해 기존의 시스템을 ‘원격탐사를 통한 재난모니터링의 개념화’를 통해 평가하고, 이를 바탕으로 실현 가능한 준 실시간 통합 재난모니터링 시스템 구축을 위한 청사진을 제시하였다.
  • 본 연구는 이러한 제도적, 경제적, 기술적, 정책적 제약들을 극복할 수 있는 위성영상 기반 통합 재난모니터링 시스템 구축을 위한 프레임워크를 제시하였으며, 재난의 종류와 단계에 따른 위성영상 분석 방법론을 제안하였다. 하지만 개념적 방법론에 의한 분석은 정보제공자의 선정과 확보된 자료의 편향 가능성, 확보된 자료의 주관적인 분석 등에서 다른 대부분의 질적 연구방법론과 마찬가지로 방법론 자체의 취약성을 가진다.
  • 본 연구를 위해 제시된 재난모니터링을 위한 개념적 프레임워크(Conceptual Framework for Disaster Monitoring,이하 CFDM)는 재난 모니터링의 과정을 데이터의 수집과 가공을 통한 정보생산의 과정으로 개념화하여, 재난모니터링 과정에서 나타나는 제약들의 확인을 가능 하게 한다. 본 연구에서 CFDM을 적용해 재난 모니터링 과정을 분석하기 위해 문헌조사와 더불어 실증자료 수집을 실시하였다.
  • 본 연구를 위해 제시된 재난모니터링을 위한 개념적 프레임워크(Conceptual Framework for Disaster Monitoring,이하 CFDM)는 재난 모니터링의 과정을 데이터의 수집과 가공을 통한 정보생산의 과정으로 개념화하여, 재난모니터링 과정에서 나타나는 제약들의 확인을 가능 하게 한다. 본 연구에서 CFDM을 적용해 재난 모니터링 과정을 분석하기 위해 문헌조사와 더불어 실증자료 수집을 실시하였다. 실증자료는 2019년 9월에서 2020년 2월 사이에 진행된 ‘위성영상 기반 재난모니터링 시스템 구축’ 을 위한 일련의 회의(주관기관: 행정안전부)와 해당 시스템의 ‘현장 적용성 평가 수행’과정의 참여를 통해 수집되었다.
  • 본 연구에서는 실현 가능한 위성영상 기반의 준실시간 재난모니터링 시스템의 청사진을 제시 하기 위해 가용 영상자원의 종류, 위성영상의 제공처, 기존 재난모니터링 시스템의 제약 등을 분석하였다. 이러한 분석들은 재난모니터링의 개념 화를 통한 일반화된 분석틀(i.
  • 위성영상의 확보는 필요한 영상의 선정을 위해 위성영상으로 모니터링 가능한 재난의 종류와 취득 가능한 위성영상의 매칭(matching)이 선행되어야 하므로, 본 연구에서는 실현 가능한 재난모니터링 프레임워그(framework)를 제시 하기 위해 각각의 재난 사례를 분석하여 위성영상으로 모니터링 가능한 재난과 활용 가능한 위성영상, 재난종류와 단계에 따른 위성영상 수급 가능성을 분석하였다(표 1, 표 2, 표 3, 그림 2). 자연재해에 속하는 홍수, 화산폭발, 가뭄, 지진, 산사태, 산불, 태풍 등이 위성영상을 활용해 준실시간 수준으로 모니터링이 가능한 것으로 판단되며, 사회재난의 한 종류인 대규모 해양오염과 풍수해 대응에 참고자료로 활용 가능한 붕괴교량 탐지 또한 위성영상을 활용해 주기적인 모니터링이 가능할 것으로 판단된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
준실시간 통합 재난모니터링 시스템에 대한 연구가 미흡한 이유는? , 2016), 재난 발생 시 짧게는 1시간 이내, 길게는 24시간 이내에 위성영상의 확보와 분석, 표출 과정을 거쳐 재난 필수정보의 제공이 가능한 ‘준실시간 통합 재난모니터링 시스템’ 에 대한 구체적인 청사진을 제시한 연구는 국내뿐만 아니라 국외에서도 그 사례가 확인되지 않는다. 이것은 통합된 모니터링 시스템의 구축을 가로막는 장애요인과 이러한 장애요인들에 대한 극복방안이 아직 파악되지 않았기 때문이다.
재난은 어떻게 정의되고 있는가? 재난은 ‘재난 및 안전관리 기본법’(법률 제 14248호 1장 제 3조)에서“국민의 생명ㆍ신체ㆍ재산과 국가에 피해를 주거나 줄 수 있는 것”으로서 자연현상으로 인해 발생하는 ‘자연재난’과 자연재해가 아닌 ‘사회재난’으로 분류하고 있다. 보다 세부적으로 자연재난은 “태풍, 홍수, 호우, 강풍, 풍랑, 해일, 대설, 낙뢰, 가뭄, 지진, 황사, 조류 대발생, 조수, 화산활동, 소행성ㆍ유성체 등 자연우주물체의 추락ㆍ충돌 등” 10종으로 분류되고 있으며, 자연재해가 아닌 사회재난은 “화재, 붕괴, 폭발, 교통사고, 화생방사고, 환경오염사고 등으로 인하여 발생하는 국가 또는 지방자치단체 차원의 대처가 필요한 인명 또는 재산의 피해 등과 에너지·통신·교통·금융·의료·수도 등 국가기반체계의 마비, 감염병 또는 가축전염병의 확산 등” 의 27종으로 분류된다.
재난은 어떻게 분류되고 있는가? 재난은 ‘재난 및 안전관리 기본법’(법률 제 14248호 1장 제 3조)에서“국민의 생명ㆍ신체ㆍ재산과 국가에 피해를 주거나 줄 수 있는 것”으로서 자연현상으로 인해 발생하는 ‘자연재난’과 자연재해가 아닌 ‘사회재난’으로 분류하고 있다. 보다 세부적으로 자연재난은 “태풍, 홍수, 호우, 강풍, 풍랑, 해일, 대설, 낙뢰, 가뭄, 지진, 황사, 조류 대발생, 조수, 화산활동, 소행성ㆍ유성체 등 자연우주물체의 추락ㆍ충돌 등” 10종으로 분류되고 있으며, 자연재해가 아닌 사회재난은 “화재, 붕괴, 폭발, 교통사고, 화생방사고, 환경오염사고 등으로 인하여 발생하는 국가 또는 지방자치단체 차원의 대처가 필요한 인명 또는 재산의 피해 등과 에너지·통신·교통·금융·의료·수도 등 국가기반체계의 마비, 감염병 또는 가축전염병의 확산 등” 의 27종으로 분류된다.
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