'홍수위험' 전국서 가장 높은 곳은...AI로 예측했더니

POSTECH·경북대, 우리나라 시군구 229개 대상 20년 데이터 분석

인공지능(AI)이 우리나라에서 홍수 위험이 가장 높은 지역으로 서울 강동구를 꼽았다.

POSTECH(포항공과대학교)과 경북대 연구팀은 인공지능(AI)을 활용해 지역별 홍수 위험도를 예측하고 전국의 ‘홍수 위험지도’를 만든 결과 이같이 나타났다고 28일 밝혔다.

연구결과는 국제학술지 '환경관리저널'(Journal of Environmental Management)에 최근 게재됐다.

POSTECH과 경북대가 AI를 이용해 전국 홍수 위험도 지도를 만들었다.(그림=POSTECH)

AI를 활용해 지난 20년간(2002~2021년) 행정안전부가 기록한 전국 시군구 229곳을 대상으로 홍수 피해 데이터를 분석했다.

연구팀은 홍수 위험을 결정하는 네 가지 핵심 요소인 '위해성'(비가 얼마나 많이 오는지), '노출성'(위험에 노출된 인구와 시설), '취약성'(피해를 받기 쉬운 정도), '대응력'(얼마나 잘 대처할 수 있는지) 등을 AI로 학습시켰다.

AI 분석 모델은 '엑스지부스트(XGBoost)'와 '랜덤포레스트(Random Forest)'를 사용했다, XGBoost는 '빗물이 스며들지 못하는 포장면 비율(불투수면 비율)', Random Forest는 '하천 면적'을 가장 큰 위험 요인으로 꼽는다.

제1저자인 이은미 연구생(석박사통합과정)은 "두 AI 모델 모두 서울과 인천 등 대도시를 '홍수 고위험 지역'으로 예측했다"며 "인구 밀도가 높고 콘크리트 포장 면적이 넓으며, 하천 주변에 건물과 기반시설이 집중된 곳이 홍수 피해에 더 취약하다는 점을 보여준다"고 설명했다.

연구팀이 꼽은 홍수 위험지역을 순위대로 나열하면 ▲서울 강동구 ▲고양시 ▲동대문구 ▲동작구 ▲구로구 ▲성동구(이상 서울) ▲수원시 ▲인천 부평구 ▲인천 미추홀구 ▲부산 수영구 등이다.

이은미 연구생은 "홍수 위험에 대한 '예측 불확실성'을 수치로 평가한 것"이라며 "여러 AI 모델이 공통으로 위험하다고 평가한 지역은 방재 정책 우선순위로, 모델 간 평가가 엇갈리는 지역은 추가 조사가 필요한 곳으로 분류할 수 있게 됐다"고 말했다.

AI를 이용해 홍수위험지도를 만든 연구진. 왼쪽부터 감종훈교수,이은미 연구생,정영훈교수, 유영욱 연구생.

POSTECH 감종훈 교수는 "AI가 모든 상황을 완벽하게 판단할 수는 없으므로, 아직까지는 전문가의 판단과 함께 활용해야 보다 정확한 침수범람 지도를 생산할 것“이라고 덧붙였다.

경북대 정영훈 교수는 ”홍수 관련 빅데이터와 인공지능을 활용해 지역별 침수범람 위험지도를 생성, 미래 지역맞춤형 홍수 및 침수 범람 대책에 중요한 자료를 제공할 것“이라고 연구 의미를 부여했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 이공분야 학술연구지원사업과 현대차 정몽구 재단의 지원을 받아 수행됐다.