초록 ▼

□ 풍수해 예측 모델링 및 시뮬레이션 기술 개발
o 가속기 및 자료동화 기법 기반 고해상도 앙상블 모델링을 통한 예측자료 생산
o 태풍진로(강도), 해일, 범람 예측을 위한 모델 개발

□ 풍수해 예측 정보 연계 및 분석 기술 개발
o 기상-해양-수문모델 연계해석 및 기법 개발
o 지구환경변화 자료분석을 위한 3차원 가시화 도구(VAPOR) 기능강화연구 및 기술보급

□ 재난·재해 관련 지식 탐지 기반 기술 개발
o 분산 딥러닝 기반 지식탐지 플랫폼 및 단기 재난 예측 알고리듬 개발<

□ 풍수해 예측 모델링 및 시뮬레이션 기술 개발
o 가속기 및 자료동화 기법 기반 고해상도 앙상블 모델링을 통한 예측자료 생산
o 태풍진로(강도), 해일, 범람 예측을 위한 모델 개발

□ 풍수해 예측 정보 연계 및 분석 기술 개발
o 기상-해양-수문모델 연계해석 및 기법 개발
o 지구환경변화 자료분석을 위한 3차원 가시화 도구(VAPOR) 기능강화연구 및 기술보급

□ 재난·재해 관련 지식 탐지 기반 기술 개발
o 분산 딥러닝 기반 지식탐지 플랫폼 및 단기 재난 예측 알고리듬 개발
o 빅데이터 기반 재난 유형 독립 운영 피해 예측 알고리듬 및 시스템 개발

□ 예측 시스템 및 재난정보 통합 시스템 패키지화를 통한 DMSS 개발
o 재난정보 관리 시스템 고도화를 통한 풍수해 정보 공유 및 활용 체계 구축
o 임진강 유역 작전기상 의사결정지원 시범 서비스 개발 및 운영

□ 효율적인 의사결정지원을 위한 풍수해 및 복합재난 가시화 기술 개발
o 재난정보 빅데이터 멀티플랫폼 실감 가시화 기술 개발
o 증강현실 기반 복합재난 가시화 기술 개발

(출처 : 보고서 초록 3p)

Abstract ▼

Ⅱ. Objective of the study and its importance

A. Purpose
◦ Utilization of future prediction techniques as a combination of scientific knowledge and cutting-edge technologies with HPC infrastructure which is a core for advanced IT technologies
◦ Construction of a decision making support s

Ⅱ. Objective of the study and its importance

A. Purpose
◦ Utilization of future prediction techniques as a combination of scientific knowledge and cutting-edge technologies with HPC infrastructure which is a core for advanced IT technologies
◦ Construction of a decision making support system for national risk management to synthetically collect, produce, and analyze various information necessary to mitigate danger/damage of disasters

B. Necessity
◦ Needs of an extended public and private service utilizing HPC and a support to promote service industries
- Necessary activities to support safe and reliable life from various natural disasters by enhancing national disaster management system
◦ Enacting 「Law of utilization and promotion of national HPC」and establishing fundamental plans for the law

Ⅲ. Content and scope of the study
○ Development of Modeling/Simulation/Visualization system for atmosphere-ocean-water related disasters
- Improvement of accuracy and efficiency for HPC based typhoon numerical prediction model
- Construction of a HPC-based multi model ensemble and data assimilation system for the prediction of typhoon and heavy rain
- Improvement of visualization technology and diffusion of visualization system through the technological support and public relations
○ Development of knowledge detection system responding to the disaster information
- Development of knowledge detection algorithm and platform based on the distributed deep learning
- Development of big data-based operational damage prediction algorithm and system by disaster type
- Development of deep learning-based short-term disaster prediction system using satellite image and sensor data
○ Development of KISTI Decision Making Support System(K-DMSS 3.0) responding to typhoon-induced disaster
- Development of visualization technology to support efficient decision making responding to disaster
- Construction of sharing and utilization system of disaster information by improving disaster information integration system
- Development of K-DMSS through packaging of prediction system and disaster information integration system

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• Summary ... 10
• 목차 ... 12
• 표목차 ... 21
• 그림목차 ... 25
• 제1장 사업개요 ... 41
• 제1절 연구사업 필요성 ... 41
• 제2절 연구사업 목표 및 기대효과 ... 44
• 1. 최종 목표 ... 44
• 2. 단계별/최종 목표 ... 44
• 3. 당해연도 연구 목표 ... 45
• 4. 핵심고객 및 고객니즈 ... 46
• 제3절 연구진 구성 및 추진 체계 ... 47
• 1. 연구진 구성 ... 47
• 2. 연차별 추진 체계 ... 48
• 제2장 국내외 연구동향 ... 49
• 제1절 해외 연구현황 ... 49
• 1. 기상-해양-물 예측/재해대응 모델 개발 현황 ... 49
• 2. 단기 재난예측 기술 현황 ... 53
• 3. 재해대응 통합관리 현황 ... 54
• 4. 지구환경변화 모니터링 및 데이터 관리 현황 ... 54
• 5. 대용량 문서로부터의 지식 추출 기술 현황 ... 56
• 6. 분산 병렬 기반 고성능 지식탐지 기술 현황 ... 57
• 7. 재난 피해 추정 기술 현황 ... 57
• 제2절 국내 연구현황 ... 59
• 1. 기상-해양-물 예측/재해대응 모델 개발 현황 ... 59
• 2. 단기 재난예측 기술 현황 ... 61
• 3. 재해대응통합관리 현황 ... 62
• 4. 지구환경변화 모니터링 및 데이터 관리 현황 ... 62
• 5. 대용량 문서로부터의 지식 추출 기술 현황 ... 63
• 6. 분산 병렬 기반 고성능 지식탐지 기술 현황 ... 63
• 7. 재난 피해 추정 기술 현황 ... 64
• 제3장 재난·재해 대응 의사결정지원 시스템 구축 ... 65
• 제1절 의사결정 지원을 위한 테스트베드 구성 ... 65
• 제2절 재난·재해 예측 모델링 및 시뮬레이션 기술 개발 ... 68
• 1. 고해상도 비정수계 기상예측 시스템 개발 ... 68
• 2. 3차원 과학적 가시화 기술 개발 ... 84
• 제3절 재난·재해 지식 탐지 시스템 개발 ... 86
• 1. 재난·재해 지식 탐지 플랫폼 개발 ... 86
• 2. 재난·재해 피해 예측 모델 개발 ... 105
• 3. 단기 재난 예측 모델 개발 ... 118
• 제4절 풍수해 대응 의사결정지원 시스템(DMSS 3.0) 개발 ... 129
• 1. 풍수해 대응 의사결정지원 시스템(DMSS 3.0) 개발 개요 ... 129
• 2. 재난정보 공유 및 활용도 ... 131
• 3. 재난정보 통합 시스템 개발 ... 160
• 4. 재난정보 가시화 기술 개발 ... 168
• 제5절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 175
• 1. 목표달성도 ... 175
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 175
• 제6절 연구개발결과의 활용계획 ... 178
• 제7절 참고문헌 ... 179
• 제4장 온난화환경에서 강화되는 태풍해일 (국내독자) 예측기술 실용화 연구 ... 180
• 제1절 하계 현장조사 및 관측결과 ... 180
• 1. 수온·염분 현장관측 및 분석 ... 180
• 제2절 국내독자 해일모델 연구 ... 185
• 1. 개요 ... 185
• 2. 독자해일 모델시스템 검증 실험 II ... 186
• 제3절 태풍/해양모델 개선 ... 202
• 1. 북서태평양에서의 태풍 모델링 ... 202
• 2. 2017년 주요태풍 예측 ... 209
• 제4절 목표 달성도 및 관련분야에서의 기여도 ... 222
• 1. 목표 달성도 ... 222
• 2. 관련 분야에의 기여도 ... 228
• 제5절 연구개발결과의 활용계획 ... 232
• 1. 해양조사 분야 ... 232
• 2. 수치모델링 분야 ... 233
• 제6절 참고문헌 ... 235
• 제5장 지구환경변화 분석정보 제공시스템 개발 ... 236
• 제1절 한반도 집중호우·전파장애 분석정보 산출 고도화 ... 236
• 1. GNSS 가강수량 일간 불연속 문제 해결을 통한 무결성 보완 ... 236
• 2. GNSS 가강수량 정보의 QC(Quality Control) flags 적용 ... 258
• 3. Alarm 시스템 보완 ... 267
• 제2절 수증기량·총전자량 추정 최적화 기술 개발 Ⅲ ... 268
• 1. 여름·겨울철 최적 평균온도식 적용 여부 판별 ... 268
• 2. GPS 신호엄폐자료(RO)의 수치예보모델 적용가능 자료 확보와 시험 적용 ... 275
• 3. 위도 간 전리권 변화에 의한 한반도 전리권 교란 분석 ... 281
• 제3절 수치예보현업적용 테스트 ... 289
• 1. 태풍관련 수치예보현업적용 테스트 ... 289
• 제4절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 292
• 1. 목표달성도 ... 292
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 293
• 제5절 연구개발결과의 활용계획 ... 294
• 1. 국가 자연재해 감시 시스템으로 활용 ... 294
• 2. 기상분야 연구와 연계 활용 ... 295
• 3. 우주기상 연구와 연계 활용 ... 295
• 제6절 참고문헌 ... 296
• 제6장 고해상도 전구 비정수계 모형 (MPAS)의 성능 최적화 ... 298
• 제1절 고해상도 MPAS을 활용한 동아시아 여름철 실시간 태풍 예보 ... 298
• 제2절 대기/해양 접합모형을 이용한 여름철 태풍 예보 시스템 구축 ... 303
• 제3절 실시간 태풍 예측 생산 및 태풍 진로 예측 성능 사전 평가 ... 306
• 제4절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 310
• 1. 목표달성도 ... 310
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 311
• 제5절 연구개발결과의 활용계획 ... 312
• 1. 여름철 10일 태풍 예보 분야 ... 312
• 2. 대기-해양 접합모델 (MPAS-POP)의 개발 ... 312
• 제6절 참고문헌 ... 314
• 제7장 이기종 고성능컴퓨팅시스템 기반 태풍 진로 및 강도 예측 기술 개발 ... 315
• 제1절 태풍전용 진로·강도 예측 역학모델 원형 최적화 ... 315
• 1. 정보 생산시간 최적화(스펙트럴 너징) ... 315
• 2. 정보 생산시간 최적화(구름미세물리방안) ... 319
• 3. KISTI 슈퍼컴퓨터에서 예측 시스템의 병력 컴파일 옵션 최적화 ... 324
• 제2절 태풍전용 진로·강도 예측을 위한 전·후처리과정 운영 최적화 ... 326
• 1. GFS 자료 수집 ... 326
• 2. TC vital 자료 수집 ... 326
• 3. 후처리과정 운영 최적화 ... 326
• 4. 태풍예측시스템의 실시간 운영 ... 328
• 제3절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 329
• 1. 목표달성도 ... 329
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 330
• 제4절 연구개발결과의 활용계획 ... 331
• 1. 활용 분야 ... 331
• 제5절 참고문헌 ... 332
• 제8장 이기종 고성능컴퓨팅시스템 기반 태풍-해양 상호작용을 고려한 태풍 예측 플랫폼 개발 ... 334
• 제1절 의사결정지원을 위한 태풍-해양 접합예측모델 개발 ... 334
• 1. 구축된 태풍-해양 접합모델의 해양초기장 정확도 검증 및 민감도 조사 ... 334
• 2. 태풍-해양 접합모델의 해양-대기 플럭스 교환 물리과정 개선 ... 340
• 제2절 다중 이동둥지격자를 이용한 다중 태풍 예측성능 개선 검토 ... 346
• 제3절 이상적인 수치실험을 통한 태풍 진로 및 강도 예측 개선 연구 ... 356
• 제4절 예측 모델의 실시간 운영/검증/개선 연구 ... 360
• 1. 태풍-해양 접합모델 실시간 운영 및 검증 (2017년 태풍 사례) ... 360
• 2. 태풍 예측 오차가 크게 발생한 과거사례에 대한 분석 및 개선사항 조사 ... 380
• 3. 실시간 운영에 발생하는 문제점 해결 및 실시간 운영 최적화 구축 ... 381
• 제5절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 382
• 1. 목표달성도 ... 382
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 383
• 제6절 연구개발결과의 활용계획 ... 384
• 제7절 참고문헌 ... 385
• 제9장 재난·재해대응 의사결정지원을 위한 위성 및 수치모델 기반 태풍강우강도 관측 기술개발 ... 386
• 제1절 최적 미세물리 모수화 방안 활용 및 태풍 모의 최적화 ... 386
• 1. WRF 모델의 태풍 최적화 모듈 및 옵션 활용 사전데이터베이스 구축 ... 386
• 2. 최적 미세물리 모수화 방안 선정 모듈 개발 ... 389
• 3. 미세물리 모수화 방안에 따른 태풍의 미세물리적 특징 분석 및 해석 ... 392
• 제2절 태풍 강우강도 산출 알고리즘의 개선 ... 394
• 1. 태풍 강우강도 산출 실험 결과 분석을 통한 개선 ... 394
• 2. 복사 전달 모델 정확도 개선을 위한 3D-Effect적용 강우강도 산출 ... 400
• 제3절 의사결정 지원 시스템 통합 모듈 개발 ... 402
• 1. 최적 미세물리 모수화 방안 적용 태풍 수치모델 결과 비교 ... 402
• 2. 최적 미세물리 모수화 방안 전달 흐름 검토 ... 404
• 제4절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 405
• 1. 목표달성도 ... 405
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 406
• 제5절 연구개발결과의 활용계획 ... 407
• 제6절 참고문헌 ... 408
• 제10장 재난·재해대응 의사결정을 위한 수문모델 개발 연구 ... 409
• 제1절 이북지역 수공시설 및 수문자료 조사·수집 ... 409
• 1. 임진강 이북지역 관측 기상 및 수문자료 조사 및 분석 ... 410
• 2. 임진강 이북지역 수공구조물(댐) 제원 수집 ... 414
• 3. 임진강 이북지역 관측기상 및 수문자료 활용성 검토 ... 416
• 제2절 수공구조물을 고려한 홍수량 산정 프로그램 개발 및 평가 ... 418
• 1. 수공구조물을 고려한 홍수량 산정 프로그램 개발 ... 418
• 2. 수공구조물을 고려한 홍수량 산정 및 평가 ... 430
• 제3절 기상-수문-해양 모델 연계해석 체계 구축 ... 440
• 1. 조위의 영향을 받는 호우사상 조사 및 수집 ... 440
• 2. 기상-수문-해양 모델 연계해석 프로그램 개발 ... 441
• 3. 기상-수문-해양 모델 연계 프로그램 평가 및 분석 ... 442
• 제4절 Linux 기반 기상-수문-해양 모델 구동체계 구축 ... 446
• 1. 다양한 기상모델 결과를 활용한 전처리 모듈 개발 ... 446
• 2. Linux 기반 앙상블 칼만필터 기법 기반의 수문모델 구축 ... 446
• 3. Linux 기반 기상-수문-해양 모델 연계해석 ... 447
• 제5절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 448
• 1. 목표달성도 ... 448
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 449
• 제6절 연구개발결과의 활용계획 ... 450
• 제7절 참고문헌 ... 451
• 제11장 3차원 과학적 가시화 기술 개발 ... 452
• 제1절 지구환경 빅데이터 멀티플랫폼 가시화 기술 개발 연구 ... 452
• 1. 직관적 표출을 위한 대용량 병렬·분산 데이터 액세스 기술 연구 ... 454
• 2. 원격 지구환경 데이터의 병렬·분산 가시화 기술 연구 ... 468
• 3. 재난정보통합 관리 시스템 연동 및 성능 최적화 ... 472
• 제2절 지오사이언스 분야 빅데이터 가시화를 위한 VAPOR 기능 강화연구 ... 473
• 1. VAPOR 기능 강화 연구 ... 473
• 2. VAPOR 기능강화 결과 ... 474
• 3. VAPOR 활용 기술 보급 ... 477
• 제3절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 478
• 1. 목표달성도 ... 478
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 479
• 제4절 연구개발결과의 활용계획 ... 480
• 1. 활용 분야 ... 480
• 2. 활용 효과 ... 480
• 제5절 참고문헌 ... 481
• 끝페이지 ... 483