AI가 녹조 잡는다…낙동강 초분광 타워 5기로 확대

[이데일리 이영민 기자] 기후에너지환경부 소속 국립환경과학원이 초분광 센서와 인공위성 원격탐사 기술에 인공지능(AI) 분석기술을 융합해 실시간 광역형 녹조 관측 체계를 고도화한다. 7월부터 낙동강 해평, 강정고령, 물금매리 등 3개 지점에 고정형 초분광 타워를 추가 설치해 총 5기로 확대 운영하며, 지점 단위의 정밀 관측과 수계 단위의 광역 감시를 상호보완적으로 운용할 계획이다.

더위가 이어진 지난해 8월 대구 달성군 강정고령보 인근 낙동강에 녹조가 발생해 조류경보 ‘경계’단계가 발령된 가운데 녹조제거선이 운영되고 있다.(사진=연합뉴스)

국립환경과학원은 2일 초분광 센서와 인공위성 원격탐사 기술에 AI 분석기술을 융합해 실시간 광역형 녹조 관측 체계를 고도화한다고 밝혔다. 녹조 관측 고도화는 고정형 초분광 타워 기반의 실시간 관측과 인공위성 기반의 광역 감시체계 구축, 두 축으로 진행된다.

고정형 초분광 타워는 일반 카메라보다 많은 파장 정보를 관측할 수 있어 사람의 눈으로 구분하기 어려운 클로로필-a, 피코시아닌 등 조류 관련 색소를 실시간으로 분석할 수 있다. 현재 낙동강 칠서 지점과 금강 대청호에 설치·운영 중이며, 7월부터 낙동강 3개 지점에 추가 설치해 총 5기로 확대 운영한다.

초분광 센서가 관측한 정보는 수질 센서와 기상측정장비, 폐쇄회로텔레비전(CCTV) 등과 연계해 인공지능 기반 심층학습 모델로 분석한다. 현재는 클로로필-a와 피코시아닌 농도를 실시간으로 측정하고 있다. 국립환경과학원은 향후 인공지능을 활용해 조류경보제 관리항목인 유해남조류 세포수(cells/mL)까지 자동 분석하는 기술을 개발할 계획이다.

아울러 유럽우주국이 운용 중인 센티넬(Sentinel)-2 위성영상을 활용해 대기 보정과 인공지능 기반 영상 분석을 거쳐 클로로필-a와 피코시아닌의 농도 분포를 정량적으로 산출하고 있다. 낙동강, 금강, 영산강 수계를 대상으로 녹조 농도 분포 지도를 제작해 물환경정보시스템에 공개하고 있다고 부연했다.

이번 고도화의 핵심은 지점 단위의 정밀 관측과 수계 단위의 광역 감시를 함께 운용한다는 점이다. 고정형 초분광 센서는 조류 발생 우심 지점에 설치돼 높은 시간해상도로 연속 관측을 수행하고, 인공위성 영상은 고정형 센서가 관측하기 어려운 넓은 수역의 공간적 분포를 파악하는 데 활용된다.

이러한 기술은 기존 현장 중심 관측보다 시공간적으로 신속하고 정밀한 대응을 가능하게 해 조류경보제 운영, 취·정수장 대응, 녹조계절관리제 지원을 위한 지방정부와 관계기관의 사전 대응에 필요한 과학적 정보를 빠르게 제공할 수 있을 것으로 전망된다.

김경현 국립환경과학원 물환경연구부장은 “인공지능과 첨단 원격탐사 기술의 융합은 기후변화 시대의 수질관리 체계를 근본적으로 전환할 핵심 기술”이라며 “국민이 안심할 수 있는 물환경 조성을 위해 실시간·예측 기반의 지능형 녹조 대응체계를 지속적으로 고도화해 나가겠다”라고 밝혔다.