1. 서 론
최근 기후변화로 인하여 기존의 일반적인 재난 패턴에서 벗어난 재난이 점점 증가하고 있으며, 재난의 발생 빈도 및 강도의 증가로 인하여 인적⋅물적 피해 규모 또한 증가하는 추세이다(UNDRR, 2020). 이에 효과적인 재난관리를 위하여 다양한 기술을 접목하여 활용하는 방법에 대하여 관심이 증대되고 있다(Heo and Yang, 2018). 특히, 인공위성으로 수집된 영상데이터의 경우 시계열 분석 및 광범위한 지역에 대한 모니터링이 가능하고 현장 접근이 불가능한 지역에 대해서도 영상 취득이 가능하기 때문에 효과적인 재난관리의 측면에서 인공위성을 활용하는 방법에 관심이 높아지고 있다(Kim et al., 2017). 재난안전분야 선진국 및 유엔(UN)을 포함한 국제사회는 이미 인공위성기술을 적용 및 활용하여 재난관리업무를 수행하는 사례가 있으며, 위성영상을 활용한 재난관리업무 또한 점차 증가하고 있는 추세로 분석되었다(NDMI, 2014).
우리나라도 위성영상을 활용한 재난관리를 위하여 다수의 연구가 진행되고 있다(Hwang et al., 2016; Jeong et al., 2017). 그러나 현재 국내에서의 위성활용은 영상의 단순 처리⋅가공 중심으로 수행되며, 고부가가치 창출이 가능한 융합 분야는 미약한 것으로 조사되었다(Kang, 2022). 또한, 국가 보안 규정이나 가격문제 등으로 인하여 활용 제약의 측면이 존재하고 있으며, 빠른 대처와 신속한 대응이 중요한 재해 및 재난관리의 핵심 요소인 ‘적시적지 정보제공’ 측면의 한계가 존재하여 관련 분야에서 적극적으로 활용되지 못하고 있는 실정인 것으로 나타났다(NDSI, 2021; Kwon and Kang, 2022). 그러나, 정부차원의 과학기술 기본계획 및 정책방향에 따르면 국가의 위성경쟁력을 향상시키기 위한 우주기술개발 발전을 정책과제로 하고 있으며, 위성영상 배포 해상도가 4 m에서 1.5 m로 완화되는 등 정책 관련 관심도의 증가와 적극적인 지원을 수행하는 추세인 것으로 나타났다(MSIT, 2022; South Korean Government, 2022; K-gonggam, 2023). 이에 향후 활용 가능한 위성영상의 수적 증대뿐만 아니라 기술적 향상 측면 또한 보완될 것으로 기대되며, 현재 존재하고 있는 ‘적시적지 정보제공’ 측면의 한계점에 해당하는 공간정보 보안 관련 법률(국가정보원법 제4조 및 국가공간정보 기본법 제5장 제33조 등) 또한 추후 완화⋅해소됨으로써 위성영상 융합 재난관리 기술을 시간 지연 없이 즉각적으로 활용할 수 있을 것으로 기대되는 추세에 있다. 이에 행정안전부를 포함한 재난관리 주관기관에서는 향후 미래성을 대비한 선행기술 대비를 요구하고 있는 실정이며, 추후 관련된 법⋅제도의 개정을 통하여 위성영상을 실시간으로 사용할 수 있는 기반이 마련되었을 시, 개발된 기술 및 시스템의 즉각적인 적용이 가능하도록 선제적인 목적을 갖고 본 연구가 수행되었다.
본 논문에서는 위성영상을 적용한 재난관리 시스템의 개발을 위하여 기존에 수행되고 있는 재난관리체계 및 절차를 분석한 이후, 위성영상을 적용하여 상황판단을 돕는 새로운 절차를 구축하였으며, 현장에서 사용가능한 상황판표출시스템 운영을 목적으로 하는 ‘준(準)실시간 위성영상 적용 재난관리 시스템’을 설계하여 제시하였다.
2. 기존 재난관리 방안 및 절차 분석
재난안전 총괄부처인 행정안전부에서는 대부분의 자연 및 사회재난의 주관기관으로써 업무를 수행하고 있다. 재난을 효과적으로 관리하기 위하여 행정안전부 내에는 장⋅차관 직속의 중앙재난안전상황실을 운영하고 있으며, 중대한 국가적 재난이 발생하면 초기 재난의 수습 및 빠른 대응을 목표로 하는 중앙재난안전대책본부 또는 중앙사고수습본부가 수립되어 중점 재난대처를 수행하게 된다. 이에 기존 재난관리시스템 및 절차를 바탕으로 하여 재난관리업무의 흐름을 최대한 유지하고, 새롭게 개발되는 시스템을 기존 절차에 손쉽게 연계하여 활용하는 방향으로 적용될 수 있도록, 본 장에서는 기존 재난관리 방안 및 절차의 구축체계에 대한 조사와 분석을 수행하고자 하였다. 행정안전부 중앙재난안전상황실 운영 시 필요로 하는 활용적 절차인 포털시스템과 정책적 절차인 위기관리표준매뉴얼로 구분하여 분석하였으며, 그 결과를 ‘2.1 국가재난관리정보시스템(NDMS) 분석’과 ‘2.2 위기관리 표준매뉴얼 분석’으로 나누어 기술하였다.
2.1 국가재난관리정보시스템(NDMS) 분석
행정안전부에서는 유관 기관과의 연계를 통하여 통합재난안전정보체계(Integrated Disaster Safety Information System)의 운영 및 관리를 수행하고 있다, 크게 정부, 지자체 및 유관기관에서 인증 허가된 사용자만 접속 가능한 1. 재난관리 업무포털(Disaster Management Task Portal) 및 2. 모바일 재난관리 포털(Mobile Disaster Management Portal)이 있으며, 일반시민을 위한 3. 국민재난안전포털(SafeKorea)로 구분된다(Fig. 1(a); KITValley, 2020). 재난 관리 시 상황실 내 활용을 목적으로 하는 재난관리 업무포털에는 ‘국가재난관리정보시스템(National Disaster Management Information System, NDMS)’을 구축 및 운영하고 있다(Fig. 1(b); NDMS, 2023).
앞서 기술하였던 연구의 목적인 (1) 행정안전부 업무체계 변화를 최소화하고 기존 재난관리업무 체계를 최대한 유지할 것과, (2) 개발 시스템을 손쉽게 연계하여 효용성을 최대화 할 것의 두 가지 목적을 만족하기 위하여, 행정안전부 중앙재난안전상황실에서 활용되는 재난상황 관리 및 총괄 대응 수행 목적의 재난관리 업무포털인 ‘국가재난관리정보시스템(NDMS)’의 기존 체계를 분석 및 검토하였으며, 해당 내용을 바탕으로 최적의 연계 방안을 찾고자 하였다.
NDMS 분석 내용은 크게 시스템 체계분석과 연계정보 분석으로 구분되며, 시스템 체계분석의 경우 Fig. 1(a)의 통합재난안전정보체계를 통하여 크게 재난관리 업무지원시스템, GIS기반 상황관리 시스템, 재난관리자원 공동활용시스템, 소방장비 통합관리시스템, 공공헬기공동활용시스템, 재난영상전송시스템, 재난정보 공동이용 시스템 등으로 구성되어 있는 것으로 조사되었다. 또한 NDMS 시스템 접속을 통하여 각 메뉴에 해당하는 기능들을 조사하였고, 로그인 이후 상황전파, 상황대응, 복구지원, GIS통합상황판으로 구분되어있는 대메뉴와 공지사항, 기상특보, 재난사고 발생정보, 상황전파 수신 메시지, 재난발생정보 등으로 구성되어 있는 대시보드를 가지고 있는 것으로 파악하였다. 이 중 GIS기반 상황관리시스템에 해당하는 GIS통합상황판 메뉴는 재난이 발생하였을 때 접속하여, 재난 관리에 필요한 재난발생이력 및 GIS, CCTV 정보 등을 활용하여 총괄 상황을 관찰 및 판단하는데 적용함으로써, 재난 대비/대응 단계에서 유용하게 활용되는 메뉴에 해당한다. 따라서 본 개발 시스템을 API 방식을 통하여 연계하였을 때 앞서 제시한 목적을 최대한으로 만족할 수 있는 시스템을 구축할 수 있을 것으로 도출하였다.
2.2 위기관리 표준매뉴얼 분석
2.2.1 위기관리 표준매뉴얼
위기관리 표준 매뉴얼이란 국가적 차원에서 관리가 필요한 재난에 대하여 재난관리 체계와 관계 기관의 임무와 역할을 규정한 문서로 위기대응 실무매뉴얼의 작성 기준이 되는 문서이다(Korean Law Information Center, 2023). 개발하고자 하는 시스템은 현행 절차를 바탕으로 설계를 수행하기 위하여, 위기관리 표준 매뉴얼 내 절차를 기반으로 작성하였다.
시스템 효율성을 높이고자 재난관리 절차 분석에 앞서 적용할 재난을 선별하는 작업을 수행하였다. 우선 International charter (The International Charter Space and Major Disasters, 2022)의 재난 유형별 위성영상 활용사례를 분석한 결과, 풍수해가 66%로 가장 높으며, 이어서 지진 10%, 산불 8%, 산사태 5%, 화산 5% 및 기름유출 3% 순으로 분석되었다. 행정안전부 재해연보 등을 고려하였을 때 국내에서는 최근 10년간 인명피해가 심한 재난의 경우 폭염, 호우, 태풍 순으로 분석되었고, 재산피해액의 경우 태풍과 호우, 대설, 지진 순으로 분석되었다. 2020년 기준으로는 호우, 폭염, 한파의 순서로 인명피해율이 높았으며, 호우, 태풍, 강풍/풍랑, 한파 순으로 재산피해액이 높은 것으로 분석되었다. 종합적으로, 호우, 태풍, 대설, 지진에 적용이 가능하였다. 다만, 위성영상기술 적용이 어려운 폭염 및 한파는 제외하였으며, 지진 재난의 경우 위성으로 판단 가능한 내용은 복구단계에 불과한 제한점이 있는 것으로 판단하여 제외하였다. 최종적으로, 재난안전 총괄부처 사용자의 의견을 포함하여, ‘풍수해(홍수, 산사태, 대설), 산불, 산사태’의 5가지 재난 유형을 선정하였다(MOIS, 2020a; MOIS, 2020b).
2.2.2 재난 시 위기관리 절차 분석
위기관리 표준매뉴얼 내 위기경보 발령체계를 분석 및 비교하였다(MOIS, 2020c; KFS, 2022; KFS, 2023). 선정된 5종의 재난에 대한 위기경보 발령체계는 공통적으로 Fig. 2와 같이 분석되었다. 위기관리 활동을 위한 단계 구분은 예방, 대비, 대응, 복구의 4단계로 구분하고 있다. 재난이 본격적으로 시작⋅진행되어 면밀한 검토 및 대응이 필요한 대비, 대응단계에서는 위기경보 수준을 세분화 하여 관심(blue), 주의(yellow), 경계(orange), 심각(red)의 4단계로 구분함으로써, 수준에 따른 대응체계를 구축하여 운영하고 있다.
각 단계별 대표 운영사항은 다음과 같다.
예방단계에서는 징후감시 활동이 수행되며 재난의 발생이 예측될 경우 대비 단계로 이동한다.
징후의 전파 및 보고가 존재할 시 상황판단 회의를 수행하며, 이를 통해 중앙재난안전대책본부(중대본) 또는 중앙사고수습본부(중수본) 수립을 수행한다. 이 과정에서 유관기관의 자료를 활용하여 상황판단회의를 수행하고, 관심, 주의, 경계, 심각의 4단계로 재난을 구분한다.
위기관리 수준이 관심 또는 주의일 경우 대비단계로 구분된다. 해당 단계에서는 유관기관의 협조 및 연계를 통하여 재난 관리를 수행한다.
위기관리 수준이 경계 또는 심각일 경우 대응단계로 구분된다. 해당 단계에서는 유관기관의 협의를 통해서 재난 대응을 수행하며, 재난의 정도가 심각하거나 긴급일 경우 절차를 간소화 하는 방안도 고려된다.
재난 대응을 통해서 재난이 해소될 경우 복구 단계로 구분된다. 위기상황이 해소되었다고 판단될 경우 경보를 해제하며 일상 모니터링 단계로 복귀한다.
표준위기관리 매뉴얼을 통해 구분된 각 단계별 대표 활동을 조사한 내용을 바탕으로 시스템 설계에 반영하고자 하였다.
2.2.3 재난 단계별 위기관리 활동 업무 분석
위기관리 표준매뉴얼에서는 재난단계에 따른 위기관리 활동을 정립하여 구분하고 있다. 이에 해당 매뉴얼에서 단계별로 중점을 두고 있는 추진사항을 분석하고 그 결과를 도출하였다. 예방단계에서는 피해 저감을 위한 관련 제도 개선 및 방재대책 추진이 이루어지며, 대비단계에서는 위기 유형별 대응체계 구축을 통한 피해 최소화, 피해 대비태세의 확립, 방재교육 훈련 및 홍보활동 지속 전개 등을 수행하는 것을 확인하였다. 대응단계에서는 신속한 초동 대응태세의 가동으로 인명 및 재산피해를 최소화하고 유관기관간의 공조로 신속한 응급조치의 시행을 수행하며, 복구단계에서는 신속한 피해조사 및 복구 추진, 피해 원인조사, 기록, 평가 및 사후 활용을 수행하는 것이 정립되어 있는 것을 확인하였다. 각 단계별 세부 활동내용에 대하여 Table 1에 정리하였다.
Table 1
Detailed Activity Tasks on Disaster Situations Depends on the Disaster Level
3. 위성영상 적용 재난관리 운영절차 도출
3.1 시스템에 적용가능한 NDMS 연계 멀티소스 선별
개발 및 제안하고자 하는 시스템은 기존 재난관리 절차 기반에 위성영상 활용 업무를 추가 접목하는 방법으로 제안함으로써 위성영상으로 인한 상황근무자들의 업무 혼선을 최소화 하였다. 이에 재난 주관 관리기관인 행정안전부가 중심이 되어 운용할 수 있도록 NDMS에 연계하여 활용하는 방안으로 설계되었으므로, 시스템 내에서 활용가능한 다양한 인자를 발굴하고자 하였다.
본 논문에서 멀티소스(multi-source)는 위성영상을 활용한 재난관리 시스템에 추가적으로 적용하여 상황판단을 돕고, 분석결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 모든 요소 또는 인자들로 정의하였다. NDMS에 광범위한 지역을 지속적으로 관측할 수 있는 위성정보 중점의 상세 모니터링 기능을 추가하면 재난 발생 시 적시적지 정보제공이 가능해지며 향후 상시 감시 또한 가능할 것으로 기대한다. 또한, NDMS 내 위성영상과 멀티소스(CCTV, GIS 등)를 동시 표출한다면 재난 발생 시 더욱 효율적인 의사결정이 가능할 것으로 사료된다.
수집정보 및 위성정보의 동시 표출을 위하여 NDMS을 활용함과 동시에 상황실 내 상황판 연계가 가능한 표출시스템 형태로 기술을 개발하고자 하였다. 위성영상과 연계할 수 있는 추가적인 정보를 표출하기 위한 목적으로, 기존에 NDMS가 수집하고 있는 재난관련정보 및 GIS정보를 분석하고 데이터 연계표출 및 활용 가능 여부를 판단하고자 하였다. 개발 시스템은 기존에 NDMS에 수집되고 있는 인자로 한정하였으며, 연계하여 활용할 수 있는 모든 요소들에 대하여 조사 및 분석을 수행하였다. 이를 통해 연계 시 시스템 활용성을 높일 수 있는 멀티소스를 선별하고 해당 종류, 개수 및 특징에 대하여 Table 2와 같이 제시하였다.
Table 2
Features of Applicable Multisources
국가재난관리정보시스템(NDMS)으로부터 연계 가능한 정보를 파악한 결과 수치나 문자정보로 활용 가능한 재난관련정보(Disaster-related information), 레이어 형태로 단독 또는 중첩하여 활용 가능한 GIS 정보(GIS information), 실시간 영상형태의 CCTV 정보 등이 연계되어 있음을 확인하였으며, 해당 멀티소스의 추가적인 활용이 가능할 것으로 분석되었다. 전체 재난관련 정보는 총 323개, GIS정보는 총 176개로 확인되었으며, 선정된 5종 재난(홍수, 태풍, 대설, 산불, 산사태)에의 연계 활용성 여부와 재난관리단계(예방, 대비, 대응, 복구)에 유의미하게 활용될 수 있는 정보를 선별하였다. 재난관련정보는 기상정보 등의 관측정보, 산불과 산사태 예측 정보, 수치정보, 수도 및 교량 등의 시설정보 등이 활용가능성이 있다고 판단하였으며, GIS정보는 행정구역 경계, 도로나 교량 등의 시설 및 건물정보, 지역별 환경정보, 산사태위험지구예측정보 등이 활용 가능성이 있다고 판단하였다. 연계된 CCTV 정보를 분석한 결과 도로, 배수, 산불관찰 등의 목적으로 설치된 CCTV영상이 존재하며 해당 자료를 연계하여 활용할 수 있을 것으로 판단하였다.
3.2 사용자 활용성을 위한 요구사항 분석
행정안전부의 재난관리 수행 업무를 이해하고 개발 시스템의 현장적용성을 높이기 위하여, 상황실 또는 현장 근무자 등 관련분야 실무자의 요구사항을 설문형태로 수집하였다(Table 3). 해당 절차는 설문조사 요청, 설문조사지 배포, 설문조사 수행 및 회신의 절차로 이루어졌으며, 해당 결과를 통하여 재난 관리 담당자 측면에서는 측정정보, 기상 등 예측정보, 대응단계 적용성 향상 등이 필요한 것을 도출하였으며, 주요 내용에 대하여 시스템 설계에 반영하였다.
Table 3
User Requirements
3.3 위성영상을 적용한 재난관리 절차 도출
앞선 2장에서 도출된 기존 재난관리 방안 및 절차 분석 결과에 3.1절에서 도출된 재난관련정보, GIS 및 CCTV와 같은 멀티소스와 요구사항을 접목하여 현 절차를 기반으로 한 운영절차를 도출하고 이를 Fig. 3에 제시하였다. 이는 전체 설계 내역을 바탕으로 향후 기술될 시스템 가동 알고리즘 및 사용자 시각화를 위한 전반적 절차를 구축하기 위함이다.
‘2.2 위기관리 표준매뉴얼 분석’을 통하여 현재 재난 발생 수행 절차를 분석한 바 있다. 이를 통하여 ‘재난상황 대응을 위한 시스템 표준 위기관리 절차’를 도출하고 이를 Fig. 3의 part (a)에 제시하였다. 사용자 편의성을 위하여 재난발생 전, 발생 즉시 구분(판단)후 재난 대응, 그리고 재난 발생이 종료된 이후 사후관리의 단계로 구분하였으며 절차 명칭은 ‘상황관리, 상황판단, 재난 대응, 수습 및 복구’로 구분하였다. 해당 절차를 바탕으로, Fig. 3의 part (b)에서 ‘위성영상 적용 절차’와 ‘위성영상 관리 및 적용 방법’을 각 단계별로 접목하여 제시하였다. 여기에, ‘2.2.3 재난 단계별 위기관리 활동 업무 분석’을 통해 제시되어 있는 ‘단계별 위기관리활동 추진사항 및 활동내용’을 Fig. 3의 part (c)에서 요약하여 제시하였고 이를 개발 시스템에 적용함으로써, 위성영상 적용 재난관리 시스템이 현행 제도에 적합하게 설계되도록 하였다.
앞서 ‘3.1 시스템에 적용가능한 NDMS 연계 멀티소스 선별’을 통하여 선정된 멀티소스와 ‘3.2 사용자 활용성을 위한 요구사항 분석’을 통하여 도출된 재난관리시스템 실무자 요구사항에 대한 적용방안을 Fig. 2의 part (d)에 단계별로 접목하였다. 이 또한 추후 표준 위기관리 절차의 단계에 맞게 개발 시스템에 적용 될 수 있도록 고려하였다. Fig. 3의 part (b)에서는 위에서 제시된 적용 요소들을 위성영상을 적용한 시스템에서 반영할 수 있도록 단계별 적용절차와 그 방법을 제시하였다. 이를 통해 개발하고자 하는 시스템은 현행 기준 및 매뉴얼 등에서 크게 벗어나지 않되 활용성을 극대화하는 방향으로 정립하였다.
4. 위성영상 적용 재난관리 시스템
4.1 상황판표출시스템 구축을 위한 구조 설계
개발하고자 하는 시스템은 현장에서 적용가능한 상황판 표출형태로 구축하고자 하였으며, 전체 시스템 구조는 Fig. 4와 같다. 수집⋅배포시스템, 처리시스템, 분석시스템 및 통합스토리지로 구성되는 내부 시스템과 상황판 형태로 표출되는 외부 시스템으로 구성하였다. 내부시스템에서 수집, 처리 및 분석된 결과를 바탕으로 사용자에게 직접적으로 보여지는 웹(Web)형태의 시스템으로 설계하였으며, 기존에 기관에서 운영하고 있는 시스템에 연계하여 화면에 표출하는 방식으로 구성하였다.
4.2 시스템 가동 절차 알고리즘 구축
3.3절에서 도출된 내용을 기반으로 하여 Fig. 5를 통해서 상황실 업무적용을 위한 시스템 전체 구동 절차를 알고리즘의 형태로 나타내었다. 좌측으로부터, 청색박스구간인 ‘위성영상을 적용한 상황판표출시스템(a 및 b)’, 노란박스구간인 ‘위성영상을 활용한 재난 탐지 분석 시스템(c)’ 적색박스구간인 ‘재난위험 대응 절차(d)’로 구분된다. 위성영상을 적용한 상황판 표출시스템은 기(旣)운영되고 있는 NDMS를 통하여 접속을 수행하며, 재난이 발생하지 않는 평시에는 모니터링을 통하여 상황분석을 수행할 수 있다. 본 연구에서 모니터링 단계에서까지 위성영상을 표출하여 동시에 분석하는 행위는 시간적⋅비용적 측면에서 비효율적이므로 위성영상 표출은 재난상황이 발생한 이후 위성분석시스템의 접속을 통하여 수행된다. 추후 제도적으로 실시간 위성영상의 습득이 가능해질 경우 자동 영상 분석을 통하여 재난을 자동 탐지하는 기법을 개발하여 적용할 수도 있음을 고려해볼 수 있다.
Fig. 5의 (a)는 평시상황을 나타내며 구축되어있는 NDMS 내 GIS 통합상황시스템을 활용하여 업무를 수행한다. 재난의 발생 시 새롭게 구축된 위성영상 적용 재난관리시스템으로 직접 접속을 수행하며 Fig. 5의 (b)에서는 개발 시스템 접속 후 진행을 나타내었다. 사용자가 재난상황의 등록 및 재난현황정보 입력을 수행하고, 이를 통해 필요한 재난 종류가 정해지면 위성영상 수집 배포시스템에 자료요청을 수행하게 된다. 피해위험도 등의 분석이 완료된 위성영상 정보를 받아서 표출해주고 추가로 재난이력통계나 GIS 등의 중첩결과를 선택하여 표출함으로써, 상황판단을 돕고 분석을 용이하게 할 수 있다. 지속적인 획득정보 업데이트를 통하여 재난이 해소 될 때까지 업무를 수행하게 된다. 재난이 완전히 종료되었다고 판단되었을 시 중대본 해체를 포함한 상황 종료를 수행한다.
Fig. 5의 (c)는 위성영상 활용 분석시스템으로부터 호출값을 전달 받았을 시 수행되는 위성영상 분석에 관한 절차이다. 본 논문에서는 위성영상을 수집하여 획득하는 절차에 대하여서는 상황판 연계시스템과의 관련성이 낮다고 생각하여, 획득한 위성영상을 활용하는 부분에 초점을 맞추어 설명하고자 한다. 획득한 위성영상은 전처리 및 표본기반 초해상도(super resolution) 기법을 기반으로 영상 해상도를 개선한다. 딥러닝 영상인식을 통하여 재난상황을 자동으로 인식한 이후, 아메바 기법을 통하여 변화 및 위험탐지를 수행한다. 아메바(AMOEBA) 기법이란, A Multidirectional Optimal Ecotope-Based Algorithm의 약자로써, 공간 클러스터의 범역을 설정하는 기법이다, 여기에서는 객체의 클러스터 탐지를 위해 개발된 방법론 중 하나인 LISA (local indicators of spatial association, 국지적 공간 연관성 지표)를 활용하고자 하며, 특정 LISA를 산출한 후 그 값에 통계적 유의성 검정을 수행하면, 통계적으로 유의한 공간적 응집체를 추출하여 표출가능하다. 이를 통해 표출된 피해위험도 분석정보를 적용한 위성영상을 송신하여 표출해주며 이를 통해 비전문가인 사용자도 활용할 수 있도록 하였다.
Fig. 5의 (d)는 재난관리 부서에서의 상황대응 절차에 해당한다. 재난이 발생하였고 대응이 필요하다고 판단될 경우 중대본 수립이 이루어지며, 재난의 정도에 따라 관심, 주의, 경계, 심각의 4단계로 구분하여 NDMS 전파를 수행한다. 재난이 수습되면 상황은 종료되고 중대본 해체를 수행하는 것으로 전체 프로세스를 구축하였다.
4.3 화면정의 및 설계
4.2절에서 실제 NDMS에 활용되기 위한 운영절차와 해당 과정에서의 알고리즘 운영 적용단계, 그리고 표준 위기관리 매뉴얼 기반의 대응절차를 구분하여 제시한 바 있다. 해당 내용을 바탕으로 재난상황을 판단하기 위한 상황판표출시스템을 시각화하여 주요 기능을 Fig. 6에 제시하였다. 이는 사용자측면에서 표출되는 화면인 Fig. 5(b)의 Displaying 부분을 시각화 한 개념도로써, 기존 행정안전부 업무 절차를 기반으로 위성영상, 멀티소스, CCTV 등에 관한 내용을 포함하였다.
본 시스템은 기존에 운영되고 있는 재난관리시스템인 NDMS 내 GIS 기반 통합상황관리시스템을 통하여 API (Application Programming Interface)형태로 연계하여 웹으로 접속하는 형태로 설계하였다. 본 시스템의 메인 요소는 재난관리단계의 선택과 재난 종류에 따른 위성영상적용의 두 가지이다. 재난 상황 4단계(상황관리, 상황판단, 재난대응, 수습복구)를 상위 메뉴로 하여 발생한 재난을 적용하면 분석된 위성영상을 표출함으로써, 위성영상을 적용한 재난관리시스템을 구동할 수 있다. 여기에 재난 대응을 효과적으로 수행하기 위한 멀티소스를 적용하였으며, GIS정보, 공공정보, CCTV정보를 실시간으로 연계하여 표출하여 시각화 하거나 연계할 수 있도록 구성하였다. 또한, 영상 및 GIS 표출정보의 경우 레이어 중첩을 통해서 다양한 정보를 동시에 표출함으로써, 사용자 측면의 활용도를 높이고 상황판단을 용이하게 하도록 하였다. 모든 요소들은 자동 업데이트를 포함한 실시간 상황 정보를 자동적으로 표출하도록 설계하였다. 또한 과거 재난을 바탕으로 한 통계분석정보나 과거 재난정보를 중첩하여 분석한 영상정보도 구축함으로써 필요시 추가적인 참고를 가능하게 하도록 구성하여 재난 대응 상황근무자들의 효율적 판단이 가능하도록 설계하였다.
FIg. 6에서 고려한 요소들을 사용자 측면에서 보여지는 화면정의서를 세부적으로 정의하였으며 그 일부를 제시하였다(Fig. 7). (a)는 위성영상의 시간에 따른 중첩결과, (b)에서는 위성영상과 GIS 정보의 중첩, (c)는 위성영상과 CCTV의 중첩, (d)에서는 통계정보 제시화면을 설계하였고, 해당 중첩 및 통계정보는 위성영상을 바탕으로 재난을 관리할 시 풍부한 정보제공과 부가적인 지원을 통하여 재난의 효율적인 관리를 수행할 수 있도록 화면을 정의하였다. 향후 이를 반영한 시스템을 API 형태로 접속되게끔 구성할 예정이다.
5. 결 론
위성영상은 공간을 관측하는데 시⋅공간의 제약이 없는 장점이 있어 국외뿐만 아니라 국내 재난분야에 그 활용성을 인정받아 다양한 연구가 수행되고 있으나, 기술발달에 비해 법적⋅제도적 장치가 마련되지 않아 활용에 어려움을 겪고 있다. 또한, 기존 재난관리 근무자들 중 위성영상에 대해 전문 지식을 가지고 있는 근무자가 없기 때문에 그 적용성에 대한 논의가 계속되어왔으며, 위성영상을 적용한 재난관리 시스템을 개발하는 과정에서 비전문가도 활용 가능할 수 있도록 특화된 표출 및 분석 시스템이 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 위성영상을 적용한 재난관리 시스템을 개발하고자 하였으며, 수행된 내용은 다음과 같다.
설계하고자 하는 시스템은 기존에 사용되고 있는 절차 및 방법을 유지하며 추가적인 적용을 통해서 활용하는 방안으로 설계하여 기존 업무에 혼선을 주지 않도록 하였다. 이를 위하여 기존에 수행되고 있는 재난관리 방법 및 절차 분석을 선행하였으며, 위기관리 표준매뉴얼로부터 운영 현황을 조사하였고, 재난 위기관리 단계에 따른 재난 주관기관의 업무를 분석하였다.
기존에 사용되고 있는 국가재난관리정보시스템(NDMS)으로부터 연계 가능한 정보를 추가 조사하여, 활용가능한 NDMS 재난정보 154개 및 GIS정보 93개를 도출하였으며, 추가적으로 현장 실무자의 요구사항 조사를 수행하여 설계 시스템에 반영하였다. 이를 바탕으로 재난 단계에 따른 위성영상 적용절차 및 방안을 구축하여 절차도로서 제시하였고, 개발하고자 하는 시스템을 상황판 표출 형태로 구축하기 위하여 기본 구조설계, 시스템 가동 절차 알고리즘을 구축하여 제시하고 이를 바탕으로 시스템 시각화 및 화면정의서를 제시하였다. 또한 추가적인 연구를 통해서 소프트웨어(Software)형태의 시스템으로 구체화 할 예정이다.
향후 위성영상을 실시간으로 활용할 수 있는 법적⋅제도적 기반이 마련될 경우, 개발된 위성영상 적용 재난관리 시스템을 통하여 실시간으로 획득한 위성영상을 상황판단에 활용할 수 있으며, 이를 통해 효율적이고 선제적인 재난관리 및 대응이 이루어 질 수 있을 것으로 사료된다.
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