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환경정책
기본연구 인공지능 딥러닝을 활용한 조류현상 예측기술 개발 및 활용방안

요 약

제1장 서 론
1. 연구 개요
2. 연구의 필요성 및 목적

제2장 현행 녹조 대응 정책
1. 조류경보제
2. (구)수질예보제
3. 수질측정망 현황

제3장 수질 예측 모형
1. 물리모형
2. 딥러닝 알고리듬
3. 물리모형 vs 딥러닝 알고리듬

제4장 딥러닝 기반 조류예측 알고리듬 개발
1. 데이터 수집 및 전처리
2. 조류 데이터의 특성
3. 딥러닝 예측 알고리듬 개발

제5장 결론 및 제언

참고문헌

부 록
Ⅰ. 수위 지점 정보
Ⅱ. 데이터 수집 파이썬 코드

Executive Summary
Ⅰ. 연구의 배경 및 목적
1. 연구 개요
o 연구명: 인공지능 딥러닝을 이용한 조류현상 예측기술 개발 및 활용방안
o 연구기간: 2020.1.1~2020.12.31.
2. 연구의 필요성 및 목적
o 조류현상의 원인
ㅇ 조류현상은 녹조현상과 적조현상을 포함
- 녹조현상: 강 및 호수에 남조류 과다 생성
- 적조현상: 바다에 갈색을 띠는 규조류 및 와편모조류 번성
o 현행 조류경보제의 한계
ㅇ 환경부 및 국립환경과학원에서는 유해남조류 실측치 및 EFDC 모형에 기반하여 조류경보제 시행
ㅇ 물리 모형의 한계
- 탄탄한 이론적 배경을 기반으로 하나, 모형이 요구하는 세밀한 데이터를 확보하는 데 한계가 있음
- 질량보존의 법칙에 기반한 물리 모형 활용 생명활동인 조류현상 예측에 한계가 있음
ㅇ 딥러닝 예측을 대안 및 보완방안으로 고려

Ⅱ. 현행 녹조대응정책
1. 조류경보제
o 도입 시기: 1998년
o 법적 근거: o물환경보전법o 제21조
o 대상
ㅇ 상수원 및 친수활동구간 28개소 지점
ㅇ 발령권자: 국립환경과학원
o 분석 항목
ㅇ 유해남조류세포수 실측치
ㅇ 상수원 구간 기준
- 관심: 1,000(cells/mL) 이상
- 경계: 10,000(cells/mL) 이상
- 대발생: 1,000,000(cells/mL) 이상
2. (구) 수질예보제
o 도입 시기: 2012년
o 법적 근거: o물환경보전법o 제21조
o 대상
ㅇ 4대강 16개 보 및 북한강 삼봉리 등 17개 지점
ㅇ 발령권자: 국립환경과학원
o 분석 항목
ㅇ 수온 및 클로로필a 농도 예측치
ㅇ 현재는 조류경보제와 수질예보제를 통합 운영함에 따라 예측은 수행하지만 예보 발령은 하지 않음
o 현재 유해남조류 예측정보 제공
ㅇ 현재 국립환경과학원에서 유해남조류 예측정보 제공 중
ㅇ 주 2회 월·목요일 조류경보제 6개 지점 대상
ㅇ 유해남조류세포수 및 수온예측 결과 발표
3. 수질측정망 현황
o 법적 근거
ㅇ o환경정책 기본법o 제22조 및 o물환경보전법o 제9조
o 구성
ㅇ 수질측정망
- 대상: 하천, 호소, 농엽용수, 도시관류, 산단하천에서의 수질측정데이터
- 제공 정보: 수심, 수소이온농도, 용존산소량, BOD, COD, 부유물질, 총질소, 총인, 총유기탄소(TOC), 수온, 페놀류, 전기전도도, 총대장균군수, 용존총질소, 암모니아성 질소, 질산성 질소, 용존총인, 용존총인, 인산염인, 클로로필a, 투명도
- 주기: 월 1회, 주요지점에 대해서는 주 1회
ㅇ 총량측정망
- 대상: 수질오염총량제 대상 지역에 대해 총량 관리에 필요한 기초데이터
- 제공 정보: 수온, 수소이온농도, 전기전도도, 용존산소, BOD, COD, 부유물질, 총질소, 총인, TOC, 유량
- 주기: 월 1회
ㅇ 자동측정망
- 수동적으로 측정되는 일반측정망의 보완을 위해 운영
- 제공 정보:
(공통항목) 수온, 수소이온농도, 용존산소량, 전기전도도, TOC
(선택항목) 탁도, 클로로필a, TN, TP, NH3-N, NO3-N, PO4-P, VOCs(9종 10개), 페놀, 중금속, 생물감시항목
- 주기: 일 1회
ㅇ 퇴적물측정망
- 목적: 국 하천 및 호소 등 수질보전대상 공공수역에 대한 퇴적물의 이화학적 특성 조사
- 제공
저자발간물