초록 ▼

개발 목적 및 필요성
□ 단일 생물종 연구접근 수준을 넘어서서, 환경생태계 및 생물다양성 변화ㆍ감시에 특화된 ICT기반 환경생태계 모니터링 핵심기술개발이 시급함.
□ 환경생태계 변화에 대한 모니터링에 의해 생산되는 빅데이터는 누구나 환경정보의 신속한 활용을 통한 효율적인 공동대응을 도모할 수 있도록 통합관리 네트워크시스템이 시급히 조성되어야 함.
□ 미국이나 영국과 같은 선진국에서는 국가차원에서 생태관측 수집데이터를 보존하고 공유하려는 노력을 일찍이 기울여 왔으나 우리나라의 경우 국가적 차원의 생태계정보 통합관리 네

개발 목적 및 필요성
□ 단일 생물종 연구접근 수준을 넘어서서, 환경생태계 및 생물다양성 변화ㆍ감시에 특화된 ICT기반 환경생태계 모니터링 핵심기술개발이 시급함.
□ 환경생태계 변화에 대한 모니터링에 의해 생산되는 빅데이터는 누구나 환경정보의 신속한 활용을 통한 효율적인 공동대응을 도모할 수 있도록 통합관리 네트워크시스템이 시급히 조성되어야 함.
□ 미국이나 영국과 같은 선진국에서는 국가차원에서 생태관측 수집데이터를 보존하고 공유하려는 노력을 일찍이 기울여 왔으나 우리나라의 경우 국가적 차원의 생태계정보 통합관리 네트워크 시스템이 구축되어 있지 않은 상태이며, 세계 흐름에 동참하기 위해서는 생태관측자료 수집과 공유를 위한 국가 차원의 생태계정보 인프라 구축이 시급한 실정임.
□ 생태데이터의 수집 방법 및 수집 데이터의 표준화, 획득 데이터의 가공 및 활용 등에 관한 체계적인 매뉴얼이 구축되어 있지 않은 현 상황에서 단편적이고 불연속적으로 분산ㆍ관리 되고 있는 수준의 환경변화 데이터로는 국가단위의 환경생태계 보전 및 감시 역할을 제대로 수행하기에는 역부족으로 판단됨.
□ 우리나라의 강점인 IT기술과 생태 기술인 ET를 융합하여 생태계 데이터의 수집, 가공, 저장, 분석 및 공유를 위한 생태계 정보 통합관리 네트워크 시스템을 구축하는 것은 미래 녹색성장 산업으로서 새로운 부가 서비스 창출이 가능한 창조경제 기술에 국가의 적극적인 지원이 필요함.

연구개발 결과
□ 생태환경별 관측대 설치지점 및 지표생물종 선정 관련 연구를 통해 총 6곳 의 생태관측대 설치지점(육상생태계 4곳, 수생태계 2곳) 및 10종의 지표생물종(육상생물 5분류군, 수생물 5분류군)을 개발된 선정기준에 맞추어 선정하였으며, 각 선정된 지표생물종은 개발된 프로토콜에 따라 테스트베드(육상생태계 1곳, 수생태계 1곳)에서 데이터를 수집함.
□ 국외 사례 및 국내의 생태·환경을 고려해 육상생태계 및 수생태계의 지표생물종 특성에 따라 수집데이터의 항목을 설정하고 수집방법을 표준화 함.
□ UAV를 이용한 모니터링 기법 연구 및 현장적용을 통해 새로운 기법을 통한 모니터링 연구의 가능성에 대해 탐색함.
□ 기존 데이터로부터의 메타데이터 추출기법 개발(데이터마이닝 알고리듬 개발)을 통해 국내·외 원시데이터나 상이한 포맷의 수집데이터를 활용하는 방안에 대해 연구함.
□ 국제협력 네트워크 모델 구축을 통하여 데이터의 공유 및 활용방안에 대하여 논의함(미국 NEON을 포함한 5개국의 유관기관과 데이터 공유 및 플랫폼 활용방안 등에 대한 양해각서를 체결하고 협업을 진행 중임).
□ 국외 생태관측시스템 관련 동향 및 정책 분석, 프로토콜의 테스트베드 현장 적용의 문제점 및 국제적 기준 검토, 사용자 친화적 시스템 계획 수립 등의 발전적인 연구결과를 도출함.
□ 이를 통해 효과적인 생태계정보 통합관리 네트워크 시스템의 중장기 로드맵(운영지침서 제작)을 제시함.

성능사양 및 기술개발 수준
□ IT 기반의 생태/환경 분야간의 협력을 통해 한반도 및 아시아 지역의 생태계변화 관측 네트워크를 구축하여 지구 생태계 변화 분석 및 예측 모델에 활용이 가능함.
□ 전주기 생태정보 관리 기술을 기반으로 환경, 기후, 지리 등의 다양한 부가정보와 결합한 융합연구환경을 제공할 수 있음.
□ 생태분야 메타데이터 표준화 및 메타데이터 카탈로그 시스템 구축을 통해 축적된 경험과 기술을 지구관측분야, 해양분야, 수자원분야 등 다양한 분야 메타 데이터 표준화 및 메타데이터 시스템 구축에 적용가능함.
□ 여러 종의 생태계 모니터링을 통한 점진적 생태계 예측 모델링 분야에 기여할 수 있음.
□ 대용량의 표준 생태정보를 저장·관리·검색·공유 할 수 있는 수준의 메타데이터 전환가공 기술을 확보함.
□ 국제적 수준의 장기생태연구 데이터 관리기술을 확보함.
□ 데이터마이닝을 통해 기존의 파편화된 데이터를 활용할 수 있는 수준의 기술을 확보함.
□ 축적된 생태관측 정보를 통해 신규 과학자 및 교육자 육성에 활용이 가능함.
□ 실시간 생태환경 관측 시스템 및 전송규격과 글로벌 생태환경 네트워크 연동 기술 확보로 생태계 모니터링 분야의 국제 표준화 선점이 가능한 수준임.
□ 환경변화 모니터링시스템(웹기반, 실시간), 국제협력네트워크 모델, 수집된 데이터의 저장, 가공 및 공유 플랫폼(웹기반, 실시간), 기후변화 민감성 생물군 모니터링 프로토콜 등의 구축을 통해 국제적으로 활용이 가능한 수준임.

활용계획
□ 생태분야 글로벌 사이언스게이트웨이(K-EcoHub) 플랫폼 개발을 통해 국내·외 생태관측 데이터의 공동 활용 네트워크 구축 및 활용이 가능함.
□ 축적된 생태정보를 통해 환경의 상관적 관계를 연구하여 생태계를 위협하는 다양한 환경 위험을 사전에 예방할 수 있음.
□ 멸종위기 생물종 보호에 활용함은 물론 생태 복원 및 관리할 수 있는 시스템들과 연계 활용이 가능함.
□ 생태계 조사 시 현장에서 투입되는 시간과 인력을 최소화함으로써 연구행위로 인한 생태계 훼손 축소가 가능함.
□ 기후변화에 따른 다양한 생태적 변화를 체계적이고 즉각적으로 분석함으로써 환경피해 최소화하는데 큰 역할을 할 것으로 기대됨.

(출처 : 요약서 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
ㅇ In case of the systems in developed countries, such as NEON & LTER (USA), ECN (UK), CERN (PRC), and TERN (Australia), they are long-term ecological networks which are connected with domestic networks of observatories, enabling the data share and linkage. This enables to provide the u

Ⅳ. Results
ㅇ In case of the systems in developed countries, such as NEON & LTER (USA), ECN (UK), CERN (PRC), and TERN (Australia), they are long-term ecological networks which are connected with domestic networks of observatories, enabling the data share and linkage. This enables to provide the useful information on the environmental monitoring, which in turn makes possible to cooperative readiness by securing the metadata interoperability. Policy decision makers can use these data to make a decision on the issues related to environment / ecology. Also, the level of established protocol in many areas makes it possible to utilize in many systems by high capacity computing power and sophisticated big ecological data analysis.

ㅇ In Korea, the level of ecological data is very low due to the fragmented and individual data protocols used by researchers and institutions without standardization. The current ecological data gathered are hard to use practically, since they are not formed to produce the metadata and do not have a IT system to support them. There are not enough ecological data which are continuous and long-term in Korea, either.

ㅇ The lack of such system which can effectively manage ecological data makes it harder to forecast the cause of the environmental changes which threatens ecosystem in Korea. Korean National Long Term Ecological Research (KNLTER) had been suffered in the limitations due to the lack of the proper procedure to establish the study sites and to select indicator species. Therefore, KNLTER could not produce the systematic and usable data for the analysis.

ㅇ In this study, we aim to solve these problems and to establish big data from the environmental / ecological data collected. We carried out the following studies;
- Selection of observatory sites and indicator species in relation to ecological environment
- Standardization of data collection parameter and collection protocol
- Development of integrated ecological data management technique by monitoring technology (UAV)
- Development of metadata extraction from raw data (data mining)
- Construction of international cooperative network model and analysis of information, policy and technology of the ecological observatory system abroad
- Development of data mining algorithm by the data collected at past and present in test-bed area

ㅇ In conclusion, we aim to provide the long term road map of the Integrated Network Management System on Ecological Informations (INMMSEI) by producing the operating manual and data platform. In order to do that, two unit research projects were established to work together.

ㅇ The results of this study are as follows;
- First, the selection of 6 ecosystem observatory sites (Terrestrial 4 sites, Aquatic 2 sites) and 10 indicator species (Terrestrial 5 taxa, Aquatic 5 texa), based upon the selection criteria was developed by this study.
- The indicator species selected were tested with the protocols developed in this study at the test bed sites (Terrestrial 1 site, Aquatic 1 site).
- For reference, these sites and indicator species may be added or adjusted in relation to the future study needs.
- Second, the standardization of data collection parameters and collection methods in relation to the indicator species in different ecosystem types was made.
- This standardization process was necessary since there were no such standards before in Korea.
- Third, the exploration of the new monitoring technique utilizing UAV was carried out in order to find the possibility of ecological monitoring.
- The applications of UAV in ecological monitoring by combining drone, digital camera and software include forest sturcture analysis, butterfly monitoring, and water birds monitoring.
- The results of the UAV application showed the positive possibility of the new advanced technique.
- It will compliment to the conventional difficulties of ecological monitoring such as hard labor, high cost, difficult access points, and data collection errors.
- Fourth, the development of metadata extraction method (data mining) from raw data collected was carried out to utilize the ecological data domestic and abroad as well as the data in different formats.
- The automatic conversion program developed make it possible to change data in different formats to the standard data format.
- Fifth, the discussion on the international cooperative network model platform was carried out, and the MOUs were signed with 5 countries including NEON (USA) in data sharing and platform utilization.
- This will be crucial in future development in acknowledging and solving global environmental problems such as climate change.
- In addition, analyses in international ecosystem observatory system policy and the international standard of the protocols developed were carried out.
- We provided the long term roadmap of the effective operation of the platform by producing the operation manual.

(출처 : SUMMARY 20p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요 약 서 ... 5
• 요 약 문 ... 10
• SUMMARY ... 17
• 목차 ... 24
• 표목차 ... 25
• 그림목차 ... 27
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 32
• 1-1. 연구개발 목적 ... 32
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 33
• 1-3. 연구개발 범위 ... 35
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 36
• 2-1. 국내 기술 수준 및 현황 ... 36
• 2-2. 국외 기술 수준 및 현황 ... 39
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 43
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 43
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 49
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 297
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 307
• 4-1. 목표달성도 ... 307
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 308
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 310
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 311
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 312
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 313
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 314
• 9-1. 기술적 위험요소 분석 ... 314
• 9-2. 안전관리대책에 준수하였음 ... 314
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 315
• 11. 기타사항 ... 316
• 12. 참고문헌 ... 317
• 부 록 ... 324
• 끝페이지 ... 411