초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
영향예보 현업에 활용 가능한 폭염·한파 재해영향모델 고도화
전체 내용
- 폭염·한파 재해영향모델의 정량적, 정성적 검증 및 예측성능 개선
- 취약성·노출을 고려한 고해상도 폭염·한파 영향정보 고도화
- 폭염·한파 재해영향 데이터베이스 개선 및 최신화
- 폭염·한파 영향예보 생산·운영체계 최적화 및 실시간 자료와 연계한 재해영향모델 시험 운영

연구개발성과
■ 폭염·한파 상세기상 보정정보 산출체계 고도화 및 안정화
○ 전국 지형변수 표준체계

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
영향예보 현업에 활용 가능한 폭염·한파 재해영향모델 고도화
전체 내용
- 폭염·한파 재해영향모델의 정량적, 정성적 검증 및 예측성능 개선
- 취약성·노출을 고려한 고해상도 폭염·한파 영향정보 고도화
- 폭염·한파 재해영향 데이터베이스 개선 및 최신화
- 폭염·한파 영향예보 생산·운영체계 최적화 및 실시간 자료와 연계한 재해영향모델 시험 운영

연구개발성과
■ 폭염·한파 상세기상 보정정보 산출체계 고도화 및 안정화
○ 전국 지형변수 표준체계 고도화
- 전국 지역 단위 폭염 및 한파 가중치 산출 및 적용
- 보정된 기본 및 상세 지형변수의 범위 및 표준체계 적용
○ 한파 상세기상 보정정보 검증체계 구축
- 기상청, 농촌진흥청, 민간기상자료, 위성영상자료 이용 검증
- 도시/비도시 효과에 따른 열방출량 정량적 적용
○ 상세기상정보 성능 향상 알고리즘 개선
- 단계별 발생오차 분석 및 개선방안 도출
- 모델 성능개선을 위한 알고리즘별 적용 실험
○ 폭염·한파 상세기상정보 성능개선 알고리즘 적용 고도화
- 알고리즘별 적용 체계 구축
- 개선된 학습자료 및 알고리즘 적용 평가(M4의 성능이 우수)
○ 폭염·한파 검증체계 활용한 모델 산출체계 개선 평가
- 공간규모, 시간규모 오차 개선방안 적용
○ 폭염·한파 상세기상정보의 영향예측모델 연계 및 안정화
- 고도화된 상세기상 보정정보 산출체계 구축과 시스템 운영
■ 시군 단위 부문별 폭염 영향예측모델 고도화
○ 부문별 피해 지표 확장 및 최신 자료를 반영한 영향예측모델 고도화
- 보건 : 온열질환 지표 추가 및 기온 외 기상변수의 취약집단별 가중치 개발
- 산업 : 야외 노동자의 폭염에 따른 업무효율 분석
- 농업 : 비정형 DB를 활용한 피해 지표 확장 및 기온 외 기상요인의 영향 고려
- 축산업 및 수산양식업 : 비정형 DB를 활용한 피해 지표 확장
- 교통 : 폭염에 따른 초과교통사고 분석
- 전력 : 피해 사례 분석을 통한 영향단계 보정
- 공통 : 피해 자료의 최신화
○ 부문별 영향예측결과의 정량적, 정성적 평가를 통한 모델 검증 및 고도화
- 보건 : 온열질환자 및 사망자 통계 기반 모델 검증 및 보완(AUC 0.835)
- 산업 : 업무효율 조사를 통한 정성적 검증 및 보완(정성평가 결과 87.1% 일치)
- 농업 : 피해 사례 분석을 통한 정성적 검증 및 보완(정성평가 결과 85.5% 일치)
- 축산업 : 축종별 폐사 통계 기반 모델 검증 및 보완(정성평가 결과 대부분 일치)
- 수산양식업 : 어종별 폐사 통계를 이용한 정량적 평가 및 피해 사례 기반 정량적 검증(지속기간 고려 단계 조정)
- 교통 : 초과교통사고 분석을 통한 검증 및 보완(기온 외 요소 고려 단계 조정)
- 전력 : 전기화재 발생건수 분석을 통한 검증 및 보완(기온 기준 재설정)
○ 보건 부문 준실시간 검증체계 구축
- 온열질환감시체계 자료 등 준실시간 검증 자료 수집 및 전처리 기술 개발
- 검증 자료를 활용한 준실시간 검증 체계 개발
○ 영향단계 기준의 사용자 수정 도구 개발을 통한 민감도 분석
- 영향 단계 조정에 따른 민감도 분석 체계 개발
■ 시군 단위 부문별 한파 영향예측모델 고도화
○ 부문별 피해 지표 확장 및 최신 자료를 반영한 영향 예측 모델 고도화
- 보건 : 한랭질환 지표 추가 및 기온 외 기상요인의 영향 고려 등
- 산업 : 야외 노동자의 한파에 의한 업무효율 변화 분석
- 농업 : 비정형 DB를 활용한 피해 지표 확장 및 기온 외 기상요인의 영향 고려 등
- 수산양식업 : 비정형 DB를 활용한 피해 지표 확장
- 교통 : 한파에 따른 초과교통사고 발생 분석 등
- 전력 : 피해 사례 분석을 통한 영향단계 보정 등
- 시설물 : 피해 사례 분석을 통한 영향단계 보정 등
- 공통 : 피해 지표 자료의 최신화
○ 부문별 영향예측모델의 정량적, 정성적 평가
- 보건 : 한랭질환자 및 사망자 등을 이용한 영향예측 결과의 모의효율 평가(AUC 0.80)
- 산업 : 업무효율 변화의 패턴 분석(야외노동자 비율이 높은 지역 단계 조정)
- 농업 및 수산양식업 : 지역적 피해 사례들의 발생 패턴(급격한 기온 변화에 대한 단계 조정)
- 교통 : 초과교통사고 발생 패턴(기온 외 요소 고려 단계 조정)
- 전력 : 전기화재 발생과 영향예측 결과의 패턴(정성평가 결과 대부분 일치)
- 시설물 : 동파 발생과 영향예측 결과의 패턴(기온 외 요소 고려 단계 조정)
○ 보건 부문 준실시간 검증체계 구축
- 한랭질환감시체계 자료 등 준실시간 검증 자료 수집 및 전처리 기술 개발
- 검증 자료와 영향예측 결과의 비교·평가 기술 개발
■ 빅데이터 기반 상세 시·공간 폭염·한파 핫스팟 분석 및 예측 기술 고도화
○ 부문별 핫스팟 분석 기술 고도화
- 보건 : 핫스팟 분석을 위한 유동인구 대리변수 개발, 소득, 에너지 탄력성, 연령 등을 고려한 핫스팟 분석 기술 개발
- 농업 : 작물별 분포를 고려한 냉해 핫스팟 분석 기술 개발
- 전력 : 건물 연령 및 유형을 고려한 전기화재 핫스팟 분석 기술 개발
- 시설물 : 노후 건물 분포를 고려한 동파 핫스팟 분석 기술 개발
○ 대전 및 주요 도시 상세 시·공간 분석 알고리즘 개발 및 플랫폼 적용
○ 부문별 1km 공간해상도의 예측 모델 개발
○ 시군 단위 예측결과와 상세 시·공간 예측결과의 일관성 평가
○ 고정DB(시장, 학교, 무더위쉼터 등) 최신화
○ 100m 격자 단위 요약정보 산출 알고리즘 개발
○ 상세 시·공간 영향분석 보고서 산출 기술 개발
- 학교, 전통시장 등 다중이용시설의 노출 현황 보고서 산출 기술 개발
- 광역시 구 단위 부문별 핫스팟 요약 보고서 산출 기술 개발
■ 폭염 및 한파 영향 및 대응 정보 제시 방안 고도화
○ 수요자의 정보 활용 편의성 제고를 위한 정보 제공 방안 개발
- 수요자별 맞춤형 정보에 대한 요약 보고서 제시
※ 수요자 : 기상청 영향예보 담당자, 유관기관 방재담당자
■ 폭염·한파 재해영향 데이터베이스 최신화 및 활용 도구 개발
○ 부문별 노출 데이터베이스 최신화
- 보건 : 연령, 직업, 소득별 인구, 무더위쉼터, 인구 당 의료기관 수 등
- 농·축·수산양식업 : 작물, 축종, 어종별 생산지 최신화
- 교통 및 전력 : 자동차 등록대 수, 노후건물 등 최신화
○ 부문별 영향 데이터베이스 최신화
- 보건 : 온열·한랭질환자 및 사망자 발생 통계, 폭염 및 한파 초과사망자 분석
- 농업 : 비정형 DB 기반의 농업 부문 피해 데이터베이스 구축
- 축산 및 수산양식업 : 축종·어종별 폐사 자료 최신화
- 교통 및 전력 : 교통·화재·동파 사고 자료 최신화
○ 데이터베이스 활용 도구 개발
- 유사 기상환경에서의 과거 피해 검색도구 개발
- 데이터베이스 업데이트 도구 개발
■ 폭염 및 한파 표출 플랫폼 고도화 및 안정화
○ 표출 플랫폼 사용성 개선 및 고도화
○ 사용자 다변화를 위한 운영체계 개선
○ 준실시간 검증용 자료 수집 및 검증 체계 구축
○ 데이터베이스 최신화 기반 마련
○ 표출 플랫폼의 안정적 운영서비스 제공

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
■ 국지 규모 기상변수 보정정보 생산체계의 활용 방안
○ 지역단위 미규모 기상정보 상세화에 활용
- 도시기후변화 대응 수도권 등 지역단위의 타 연구개발과제에 기술 활용
- 중규모 및 미규모 지형변수의 기상정보 상세보정기술로 활용
- 미규모 수평·수직 기상정보 상세보정에 활용
○ 지역단위 열환경변화에 따른 국토·지역·도시 환경계획 및 정책에 활용
- 지자체 연구원 및 국책 연구원에 상세 시공간단위 기상요소 및 응용지수 DB 배포
- 도시환경, 방재공학 등 관련 학과에 상세 시공간단위 기상요소 및 응용지수 DB 배포
- 상세 시공간단위 열환경 변화 모니터링에 활용
- 미래 국토·지역·도시 기본계획 수립 시 대기환경 및 토지이용 분야 현황자료로 활용
■ 상세 시·공간 단위 폭염 및 영향 예측 정보를 활용한 맞춤형 현장 대응 가능
○ 취약인구집단 및 부문별 재해영향 예측 정보 제공으로 지자체 및 유관 기관 실무자의 실시간 맞춤형 대응 가능
○ 시간대별 핫스팟 정보를 통합하여 우선관리 지역 선정 가능
○ 상세 시공간 단위(시간해상도 : 1시간, 공간해상도 최대 100m × 100 m)의 폭염 및 한파 영향예측 GIS 기반 표출 플랫폼은 유관기관 및 지자체의 시공간 핫스팟에 대한 피해 예상을 위한 의사결정 지원 도구로 활용 가능
○ 기상청 영향예보 가이던스 개발에 활용
- 영향 및 노출 정보를 영향예보 가이던스 개발에 활용
- 기상청 예보관의 지역 현황 파악 자료로 활용
○ 폭염 및 한파 관련 정책 및 대응방안 수립에 활용
- 기술이전을 통한 대응정책 수립에 활용
- 영향예측 정보 제공을 통한 대응방안 수립에 활용
■ 폭염 및 한파 대응 정책 수립에 활용 가능
○ 재해영향 예측 정보는 상세 지역별, 취약인구집단 및 부문별 중장기적 폭염 대응 정책 수립에 활용 가능
- 취약인구집단 밀집 지역 및 취약부문에 대한 분석 결과를 활용해 취약성 저감 시설 선정, 우선관리 지역, 부문 선정의 근거자료로 활용
- 대책 우선순위 결정 등의 기본 자료로 활용
○ 취약집단별 피해분석 결과는 노출 및 피해 저감을 위한 현장 대응에 활용 가능
- 무더위 쉼터 및 한파 쉼터 최적 위치 선정
- 폭염 시 살수차 최적 경로 제공 등
■ 기술적 기대효과
○ 상세 시·공간 단위 기상서비스 개발의 원천 기술 확보
○ 기상 관련 핫스팟 분석 기술 개발의 원천 기술 확보
- 미세먼지 등으로 인한 피해 및 노출 지역 분석의 원천기술로 활용
○ 시군/격자 기반 영향예보 및 위험지역 가시화 기술 개발로 위치기반의 폭염 및 한파 상황판단 및 의사결정지원을 통한 재난상황관리 플랫폼 확보
■ 경제적·산업적 기대효과
○ 폭염 및 한파로 인한 인명 피해 예방으로 사회적 비용 저감에 기여
- 국내에서 기후변화로 인한 건강영향의 총 질병부담에서 폭염의 영향이 가장 큰 비중을 차지(정해관 외, 2014)
- 폭염 및 한파 재해영향 예측으로 인명 피해를 예방하여 사회적 비용을 저감하는데 기여
○ 폭염 및 한파 대응에서 인적·물적 자원의 효율적 활용을 지원하여 사회적 비용저감에 기여
- 인구·사회·경제·환경적 특성에 따른 맞춤형 폭염 및 한파 대응 전략 수립을 지원
- 폭염 및 한파 재해영향 핫스팟 정보를 제공하여 인적·물적 자원의 공간적 배분의사결정 지원

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 총괄최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 9
• 그림목차 ... 15
• 표목차 ... 32
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 40
• 1.1. 연구개발의 배경 및 동향 ... 40
• 1.1.1. 연구개발의 배경 ... 40
• 1.1.2. 연구동향 ... 50
• 1.2. 연구개발의 필요성 ... 69
• 1.2.1. 재해영향 예측모델의 필요성 ... 69
• 1.2.2. 기상정보 상세화의 필요성 ... 72
• 1.2.3. 1단계 연구(2018-2020년) 결과의 고도화 및 안정화 필요성 ... 74
• 1.3. 연구개발의 목포 및 범위 ... 76
• 1.3.1. 최종 연구 목표 ... 76
• 1.3.2. 연차별 연구 목표 및 범위 ... 81
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 95
• 2.1. 상세기상 보정정보 산출체계 고도화 및 안정화 ... 95
• 2.1.1. 전국 지형변수 표준체계 고도화 ... 95
• 2.1.2. 상세기상 보정정보 성능 향상 알고리즘 개선 ... 109
• 2.1.3. 폭염·한파 상세기상정보 성능개선 알고리즘 적용 고도화 ... 132
• 2.1.4. 한파 상세기상 보정정보 검증체계 구축 ... 153
• 2.1.5. 폭염·한파 검증체계 활용한 모델 산출체계 개선 평가 ... 163
• 2.1.6. 폭염·한파 상세기상 보정정보의 재해영향예측모델 연계 및 안정화 ... 169
• 2.2. 시군 단위 부문별 폭염 영향예측모델 고도화 ... 173
• 2.2.1. 보건 ... 173
• 2.2.2. 산업 ... 238
• 2.2.3. 농업 ... 258
• 2.2.4. 축산 ... 277
• 2.2.5. 수산양식업 ... 293
• 2.2.6. 교통 ... 306
• 2.2.7. 전력 ... 321
• 2.3. 시군 단위 부문별 한파 영향예측모델 고도화 ... 338
• 2.3.1. 보건 ... 338
• 2.3.2. 산업 ... 370
• 2.3.3. 농업 ... 383
• 2.3.4. 수산양식업 ... 404
• 2.3.5. 교통 ... 418
• 2.3.6. 전력 ... 434
• 2.3.7. 시설물 ... 453
• 2.4. 부문별 중기예측 모델 개발 ... 468
• 2.4.1. 모델설계 ... 468
• 2.4.2. 모델개발 ... 470
• 2.5. 상세 시·공간 핫스팟 분석 및 예측 기술 고도화 ... 471
• 2.5.1. 사용 자료 및 연구 방법 ... 471
• 2.5.2. 폭염·한파 상세 시·공간 모델 고도화 ... 478
• 2.5.3. 폭염 상세 시·공간 영향분석 보고서 산출 기술 고도화 ... 507
• 2.6. 정보 제시 방안 고도화 ... 526
• 2.6.1. 폭염·한파 요약보고서 개발 ... 526
• 2.6.2. 데이터베이스 구축 도구 개발 ... 528
• 2.6.3. 과거 유사기상상황에 대한 피해 검색 및 피해 발생 정보 제공 장치 개발 ... 600
• 2.7. 재해영향 데이터베이스 구축 및 최신화 ... 604
• 2.7.1. 부문별 영향 데이터베이스 개선 및 최신화 ... 604
• 2.7.2. 부문별 노출 데이터베이스 개선 및 최신화 ... 623
• 2.7.3. 비정형 피해 DB 구축 ... 635
• 2.8. 영향예측 표출 플랫폼 고도화 및 안정화 ... 639
• 2.8.1. 표출 플랫폼 UI 고도화 및 최적화 ... 639
• 2.8.2. 준실시간 검증용 자료 수집 및 검증 운영 ... 644
• 2.8.3. 표출 플랫폼 운영 및 안정성 강화 ... 648
• 2.8.4. 폭염 및 한파 영향예측 데이터베이스 정보제공체계 개발 ... 658
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 677
• 3.1 연구수행 결과 ... 677
• 3.2 목표 달성 수준 ... 687
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 689
• 4.1. 기술적 측면 ... 689
• 4.2. 경제적·산업적 측면 ... 689
• 4.3. 공공성과 측면 ... 690
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 691
• 5.1. 최종목표 ... 691
• 5.2. 연구개발성과의 활용분야 ... 691
• 5.3. 연구개발성과의 활용계획 및 방안 ... 691
• 5.4. 추가연구의 필요성 ... 695
• 부록1. 폭염 영향예측모델 보건 사망 부문의 TRC PDF, 기온과의 관계, 지역별 R² 값 ... 696
• 부록2. 폭염 영향예측모델 보건 응급입원 질환 부문의 TRC PDF, 기온과의 관계, 지역별 R² 값 ... 806
• 부록3. 폭염 영향예측모델 보건 외래 질환 부문의 TRC PDF, 기온과의 관계, 지역별 R² 값 ... 900
• 부록4. 한파 영향예측모델 보건 사망 부문의 TRC PDF, 기온과의 관계, 지역별 R² 값 ... 924
• 부록5. 한파 영향예측모델 보건 응급입원 질환 부문의 TRC PDF, 기온과의 관계, 지역별 R² 값 ... 1094
• 부록6. 한파 영향예측모델 보건 외래 질환 부문의 TRC PDF, 기온과의 관계, 지역별 R² 값 ... 1227
• 부록7. 상세기상 보정정보 산출 시스템 ... 1293
• 참고문헌 ... 1363
• 끝페이지 ... 1370