환경부 산하 국립공원공단(이사장 송형근)은 기후변화로 인한 지리산 아고산대 상록침엽수 고사목 현황 파악을 위해 고해상도 항공영상 기반 인공지능기술을 최근 적용했다고 밝혔다.

이 기술은 국립공원공단이 구상나무 등 상록침엽수의 고사 현황을 효율적으로 파악하기 위해 인공지능개발업체인 ‘㈜다비오’ 및 항공영상측정 업체인 ‘삼아항업(주)’와 공동으로 개발한 고해상도 항공영상 기반 인공지능(AI) 딥러닝 기술이다.

▲ 인공지능 아고산대 침엽수 고사목 검출 시스템(PC 기반) 캡쳐화면

우리나라 고유종인 구상나무를 포함한 아고산대 상록침엽수가 기후변화 등으로 인해 최근 고사 경향이 뚜렷하게 나타나 쇠퇴 현황 및 원인을 신속하게 파악하기 위해 이번 기술이 개발되었다.

지리산국립공원 아고산대 상록침엽수 연구에 이번 인공지능 기반 판독 기술이 도입되었으며, 이 기술은 지난해 11월 19일부터 2일 동안 약 41㎢ 면적을 대상으로 고사목 5만 4,781그루를 자동으로 검출했다.

국립공원공단 연구진은 기술 적용에 앞서 지리산 아고산대 침엽수 고사목 약 4,000그루의 질감, 형태, 색감 등을 인공지능 프로그램에 학습시켰고, 이를 토대로 학습시킨 정보량의 13배에 달하는 고사목 정보를 새로 얻었다.

연구진이 이번 인공지능 판독과 전문가가 직접 육안으로 판독한 능력을 비교한 결과, 선채로 고사한 수목은 약 89.1%, 쓰러져 고사한 수목은 약 56.5%로, 평균적으로 약 72.9%의 검출 정확도를 보인 것으로 나타났다.

연구진은 이번 기술을 통해 전문가의 접근이 불가능한 급경사지 등 위험지역에 대한 고사목 자료를 수집할 수 있게 되었으며, 수개월이 필요한 조사기간을 단 몇 시간으로 단축할 수 있게 되었다고 설명했다.

그동안 지리산 아고산대 고사목 조사는 접근이 불가능한 지역의 고사목 정보는 수집할 수 없었고 지리산 전역의 고사목 전수조사는 막대한 인력과 예산이 필요하여 사실상 불가능에 가까웠다.

▲ 인공지능 기술 활용 지리산국립공원 아고산대 상록침엽수 고사목 검출 결과

전문가가 육안으로 지리산 아고산대 전체 면적 약 41㎢ 대상 고사목을 검출하는데 약 1년이 소요되지만 이번 인공지능 판독 기술은 2~3일이면 검출이 가능하다.

또한 새로 촬영한 항공영상만 있다면 지리산 전역의 고사목 정보를 단 몇 시간 안에 파악할 수 있다.

연구진은 향후 기술 고도화 사업을 통해 설악산, 덕유산 등 백두대간 아고산대 생태계에 확대·적용하고 향후 기후변화 시나리오에 따른 아고산대 상록침엽수 고사를 예측하고 보전 방안을 수립할 계획이다.

개발된 기술을 통해 상록침엽수가 어디서, 얼마나 집중적으로 고사했는지 파악하고 해당 지역의 광량, 경사도, 토양수분환경, 주변식생 등을 분석한다.

이를 통해 고사에 영향을 미친 환경요인을 규명하고 앞으로 기후변화에 따른 고사 경향을 예측하여 보전방안을 마련할 계획이다.

한편, 환경부와 국립공원공단은 지속적으로 아고산대 상록침엽수 보전·관리를 위한 생태조사 및 원인규명 사업을 수행 중이며, 생태계 기후변화 대응을 위한 보전대책 등 중장기 방안 마련을 추진하고 있다.

국립공원공단은 2009년부터 아고산대 생태계 장기 관측(모니터링)을 수행 중이며, 녹색연합 등 시민단체와 협력하고 있다.

최승운 국립공원공단 국립공원연구원장은 “이번 기술개발을 시작으로 4차 산업혁명시대에 발맞춰, 기후변화 연구뿐만 아니라 생태자원, 산림 병해충 피해, 산사태 발생지 등 다양한 분야에 인공지능 기술을 접목하여 안전하고 효율적인 조사 연구를 추진하겠다”라고 밝혔다.