국립환경과학원이 인공지능(AI)과 첨단 원격탐사 기술을 결합해 실시간으로 넓은 지역의 녹조를 관리하는 시스템을 도입한다고 밝혔다.
이는 기후변화로 인해 녹조 발생 패턴이 빠르게 변하는 상황에 보다 신속하고 정확하게 대응하기 위한 조치다. 과학원은 고정형 초분광 타워와 인공위성 영상 분석을 함께 활용해 기존 현장 중심 관측의 한계를 극복할 계획이다.
고정형 초분광 타워는 일반 카메라로는 볼 수 없는 수백 개의 파장 정보를 관측할 수 있는 첨단 장비다. 이를 통해 사람의 눈으로 구별하기 어려운 녹조 관련 색소인 클로로필-a와 피코시아닌 농도를 실시간으로 분석한다. 현재 낙동강 칠서 지점과 금강 대청호에 설치되어 운영 중이며, 7월부터는 낙동강 해평, 강정고령, 물금매리 3개 지점에 추가로 설치돼 총 5기로 확대된다.
이 타워에서 수집된 정보는 수질 센서, 기상 측정 장비, 폐쇄회로텔레비전(CCTV) 등과 연계되며, AI 심층학습 모델로 분석된다. 현재는 클로로필-a와 피코시아닌 농도를 실시간으로 측정하고 있으며, 앞으로는 유해 남조류 세포수까지 자동 분석하는 기술을 개발해 조류경보제에 활용할 예정이다.
인공위성 영상 분석도 함께 진행된다. 유럽우주국의 센티넬-2 위성 영상을 받아 대기 보정과 AI 분석을 거쳐 낙동강, 금강, 영산강 수계의 녹조 농도 분포 지도를 정량적으로 산출한다. 이 지도는 물환경정보시스템을 통해 일반에 공개된다.
이번 시스템의 핵심은 지점 단위의 정밀 관측과 수계 단위의 광역 감시를 동시에 운용하는 것이다. 고정형 초분광 센서는 주요 녹조 발생 지점에서 연속적으로 정밀 관측을 수행하고, 인공위성은 센서가 미치지 못하는 넓은 수역의 공간적 분포를 파악한다. 이 두 기술의 결합은 기존 현장 관측보다 시공간적으로 훨씬 신속하고 정밀한 대응을 가능하게 한다.
이를 통해 조류경보제 운영, 취·정수장 대응, 녹조 계절관리제 지원 등 지방정부와 관계기관의 사전 대응에 필요한 과학적 정보를 보다 빠르게 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
국립환경과학원 물환경연구부장은 "AI와 첨단 원격탐사 기술의 융합은 기후변화 시대의 수질관리 체계를 근본적으로 전환할 핵심 기술"이라며 "국민이 안심할 수 있는 물환경을 만들기 위해 실시간 예측 기반의 지능형 녹조 대응체계를 지속적으로 고도화하겠다"고 말했다.
한편 초분광 타워는 수백 개 이상의 좁은 파장 대역에서 연속적인 스펙트럼 정보를 제공하는 초분광 센서를 이용한다. 이 센서는 가시광선과 근적외선 영역을 세밀하게 나누어 관측해 조류의 고유 반사 특성을 감지한다. 클로로필-a는 식물성 플랑크톤과 조류에 공통적으로 존재하는 광합성 색소로, 물속 조류량과 녹조 정도를 판단하는 대표적인 지표다. 피코시아닌은 남조류에 많이 포함된 청색 계열 색소로, 유해 남조류 발생 여부를 확인하는 핵심 지표로 사용된다.
