적조피해 최소화를 위한 적조탐지,예측시스템 구축 및 실증화 최종보고서
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Title
- 적조피해 최소화를 위한 적조탐지,예측시스템 구축 및 실증화 최종보고서
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Principal Investigator
- 강돈혁
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Author(s)
- 강돈혁; 조홍연; 류현덕; 이택견; 김성; 강형구; 백승호; 정승원; 이순주; 이순주; 최진용; 조성호; 김원국; 문정언; 박은석; 최정운; 권영연; 김미라; 한태현; 이영욱; 장석일; 조혜경; 최해영; 방윤경; 이민지; 김현정; 이기섭; 김가람; 강준수; 김한수; 박지성; 임영균; 한혜정; 김진호; 김강은; 백지수; 김영준; 안소정; 강재훈; 강민경; 김현정; 황현정; 이윤호
- KIOST Author(s)
- Kang, Don Hyug(강돈혁); Cho, Hong Yeon(조홍연); Lee, Taek Kyun(이택견); Kim, Sung(김성); Kang, Hyung Ku(강형구); Baek, Seung Ho(백승호); Jung, Seung Won(정승원); Lee, Sun Ju(이순주); Lee, Sun Ju(이순주); Choi, Jin Yong(최진용); Cho, Sung Ho(조성호); Moon, Jeong Eon(문정언); Choi, Jung Woon(최정운); Kwon, Yeong Yeon(권영연); Kim, Mi Ra(김미라); Han, Tai Hyun(한태현); Lee, Young Wook(이영욱); Jang, Seog Il(장석일); Jo, Hye Kyung(조혜경); Bang, Yoon Kyung(방윤경); Kim, Hyun Jung(김현정); Lee, Gi Seop(이기섭); Kim, Garam(김가람); null강준수; Kim, Hansoo(김한수); Lim, Young Kyun(임영균); Kim, Kang Eun(김강은); Lee, Youn Ho(이윤호)
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Alternative Author(s)
- 강돈혁; 조홍연; 류현덕; 이택견; 김성; 강형구; 백승호; 정승원; 이순주; 최진용; 조성호; 김원국; 문정언; 박은석; 최정운; 권영연; 김미라; 한태현; 이영욱; 장석일; 조혜경; 최해영; 방윤경; 이민지; 김현정; 이기섭; 김가람; 강준수; 김한수; 박지성; 임영균; 한혜정; 김진호; 김강은; 백지수; 김영준; 안소정; 강재훈; 강민경; 김현정; 황현정; 이윤호
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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
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Report No.
- BSPM61410-12308-3
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URI
- https://sciwatch.kiost.ac.kr/handle/2020.kiost/37775
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Type
- Report
- Files in This Item:
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