적조피해 최소화를 위한 적조탐지,예측시스템 구축 및 실증화 최종보고서

Abstract

□ 요약 ○ 실시간 유해 적조 탐지·예측 시스템 개발 - 해양 환경 및 기상 관측 자료 기반의 적조 발생 예보 (72시간) 알고리즘 연구 및 발생 예측 시스템 운용 기술 개발 - 유해 적조 음향탐지 시스템을 이용한 실시간 탐지 체계 구축 및 현장 운용 기술 적용 및 자료가시화 - 유해생물 원격탐사를 위한 GOCI 위성 및 초분광 특성 기술 개발 - 실증화 해역(통영, 여수, 거제)에 대한 GIS 기반 적조 정보 시스템 적용 - 다중 모델 앙상블 고해상도 해류 이동 모델 개발 및 적용 (150 m 격자) - 해류 모델과 생물 모델을 적용한 적조 이동 예측 기술 개발 및 적용 (72시간) - 신속 탐지 기법 등을 활용한 실시간 적조 예측 정보 보정 - 적조 발생, 이동 예측 모델 결과 비교 분석용 광역 및 고정점 조사 및 분석

○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 현장 적용 - 적조 정보 통합 및 가시화 체계 구축 및 운용 - (1차년도) 통영, (2차년도) 통영-여수, (3차년도) 통영-여수-거제 해역 적용 - 적용 : 실증화 해역 어민 양식장 및 연안 - 시스템 : 기상, 해양환경 및 적조 탐지 시스템 (해상 플랫폼), 자료 통합, 분석, 모델 운용 및 가시화 시스템 (육상 플랫폼) - 적용 기간 : 매년 하계 시기 3개월 - 시스템 가동률 : 96.3 % (하계 시기 3개월 기준 3년 평균)

○ 실시간 적조 정보 및 예보 서비스 시스템 구축 및 시범 운용 - 대상 : KIOST, 국립수산과학원, 지자체, 장비 운용 양식장 어민 - 서비스 방법 : SMS, 웹기반 홈페이지 - 정보 제공 : 실시간 적조 정보 자료, 72시간 예측 정보 (매 1시간)

○ 적조 정보 및 예보 서비스를 활용한 후속 적조 대응 방안 - 어류 방류에 활용할 FTP 기반 적조 생물 정보 제공 (국립수산과학원) - 장비활용 및 유지보수 방안을 위한 ILS 기반 유지 보수 방안 제시 - 사용자 만족도 조사 : 평균 79.8점으로 만족하는 수준임 (타 매체 64.6점)

□ 연구의 목적 및 내용 1. 최종 목표 : 적조 피해 최소화를 위한 적조 탐지·예측 시스템 구축 및 실증화를 통한 실시간 적조 정보 서비스 제공 ○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 개발 ○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 현장 적용 ○ 실시간 적조 정보 및 예보 서비스 시스템 구축 및 시범 운용 ○ 적조 정보 및 예보 서비스를 활용한 후속 적조 대응 방안

2. 세부 목표 ○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 개발 - 해양 환경 및 기상 관측 통계를 이용한 예보 시스템 - 유해 적조 음향탐지 시스템을 이용한 실시간 탐지 - 원격 탐사(RS), GIS 기반 적조 정보 시스템 - 다중 모델 앙상블 적조 이동 예측 시스템 - 신속 탐지 기법 등을 활용한 실시간 적조 예측 정보 보정

○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 현장 적용 - 대상 해역 : (1차년도) 통영, (2차년도) 통영-여수, (3차년도) 통영-여수-거제 - 적용 : 양식장 및 연안 - 적용 시스템 : 해양 기상 및 환경 탐지 시스템 (해상), 예측 시스템 (육상) - 예측 기간은 3일, 시간 간격은 1시간 이내 기준

○ 실시간 적조 정보 및 예보 서비스 시스템 구축 및 시범 운용 - 대상 : 지자체, 관련 기관, 인근 어업인 - 서비스 방법 : SMS, 인터넷홈페이지, 스마트폰 앱 - 정보 제공 : 실시간 탐지 자료, 72시간 예측 정보 (매 1시간)

○ 적조 정보 및 예보 서비스를 활용한 후속 적조 대응 방안 - 장비활용 및 유지보수 - 사용자 만족도 조사

□ 연구개발성과 ○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 개발 - 해양 환경 및 기상 관측 자료 기반의 적조 발생 예보 (72시간 예측, 예측률 76.8%) 알고리즘 연구 및 발생 예측 시스템 운용 기술 개발 - 유해 적조 음향탐지 시스템을 이용한 실시간 탐지 체계 구축 및 현장 운용 기술 적용 및 자료 가시화 - 유해생물 원격탐사를 위한 GOCI 위성 및 초분광 특성 기술 개발 - 실증화 해역(통영, 여수, 거제)에 대한 GIS 기반 적조 정보 시스템 적용 - 다중 모델 앙상블 고해상도 해류 이동 모델 개발 및 적용 (150 m 격자) - 해류 모델과 적조 생물 모델을 적용한 적조 이동 예측 기술 개발 및 적용 (1시간 간격, 72시간 예측, 예측률 69.5%) - 신속 탐지 기법 등을 활용한 실시간 적조 예측 정보 보정 - 적조 발생, 이동 예측 모델 결과 비교 분석용 광역 및 고정점 조사 및 분석

○ 실시간 적조 탐지·예측 시스템 현장 적용 - 적조 정보 통합 및 가시화 체계 구축 및 운용 - 연차별 적용 : (1차년도) 통영, (2차년도) 통영-여수, (3차년도) 통영-여수-거제 - 적용 해역 : 실증화 해역 내 어민 양식장 및 연안 - 적용 기간 : 매년 하계 시기 3개월 - 시스템 가동률 : 96.3 % (하계 시기 3개월 기준 3년 평균) - 무인체를 이용한 적조 탐지 가능성 제시

○ 실시간 적조 정보 및 예보 서비스 시스템 구축 및 시범 운용 - 대상 : KIOST, 국립수산과학원, 지자체, 장비 운용 양식장 어민 - 서비스 방법 : SMS, 웹기반 홈페이지 - 정보 제공 : 실시간 적조 정보 자료, 72시간 예측 정보 (매 1시간)

○ 적조 정보 및 예보 서비스를 활용한 후속 적조 대응 방안 - 장비활용 및 유지보수 방안을 위한 ILS 기반 유지 보수 방안 제시 - 어류 방류에 활용할 FTP 기반 적조 생물 정보 제공 (국립수산과학원) - 사용자 만족도 조사 : 평균 79.8점으로 만족하는 수준임 (타 매체 64.6점)

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) ○ 개발된 요소 기술을 이용하여 실시간 적조 탐지 및 예보 기반의 통합 시스템 시범 구축 운영 및 남해 연안역 구축에 활용 ○ 국립수산과학원 적조 종합상황실과의 연계를 통한 효율적인 적조 관리 및 실시간 정보 제공에 횔용 ○ 적조 이동 예측 정확도 향상을 위한 후속 R&D의 원천 기술 활용 ○ 해양생물 관련 ICT 기반 해양과학 기술, 웹기반 가시화 기술, 해양무인체 적용기술, 해양생태계 실시간 모니터링 기술 등에 요소기술 활용

1. Final goal: Real-time service of red-tide information through construction and demonstration of red-tide detection and rediction system to minimize the damage by red-tide outbreak ○ Development of red-tide detection and prediction system in real-time ○ Field application of red-tide detection and prediction system in real-time ○ Demonstration and pilot operation of red-tide information and prediction service system in real-time ○ Utilization plan of follow-up using red-tide information and prediction system

2. Specific goal ○ Development of red-tide detection and prediction system in real-time - Prediction system using observation statistics of ocean environment and weather - Real-time detection using harmful red tide acoustic sensing system - Remote sensing (RS), GIS-based red tide information system - Multi-model ensemble red tide movement prediction system - Correction of red-tide prediction information in real-time using rapid detection technique ○ Field application of red-tide detection and prediction system in real-time - Case ocean sites : Tongyeong (1st year), Yeosu-Tongyeong (2nd year), Geoje-Yeosu-Tongyeong (3rd year) - Application : fish farming area and coastal oceans - Application system : ocean weather and environment detection system (in ocean) and prediction system (in land) - Prediction time within 3 days, detection interval within 1 hours ○ Demonstration and pilot operation of red-tide information and prediction service system in real-time - Used by : local government, research institute, and fishermen - Service methods : SMS, internet webpage, application of cell phone - Information supply : real-time detection data, 72-hour forecast information (every 1 hours) ○ Utilization plan of follow-up using red-tide information and prediction system - Plan of application and maintenance system - User satisfaction survey

□ Results ○ Development of red-tide detection and prediction system in real-time - Research of red-tide occurrence prediction (72 hours) algorithm based on ocean environment and weather observation data and development of operation prediction system operation technology - Real-time detection system using harmful red-tide acoustic sensing system, application of field operation technology and data visualization - Development of GOCI satellite and hyperspectral characteristics technology for remote sensing of harmful organisms - Application of GIS-based red-tide information system to demonstration oceans (Tongyeong, Yeosu, Geoje) - Development and application of multi-model ensemble high-resolution current movement model (150 m grid) - Development and application of red-tide movement prediction technology using ocean current model and biological model (72 hours) - Correction of red-tide prediction information in real-time using rapid detection technique - Investigation and analysis of wide area and fixed point for comparative analysis of red-tide occurrence and movement prediction model results