`초분광 카메라` 탑재한 드론으로 녹조 탐지한다

ETRI 초분광기술 적용 자료 수집
획득 데이터 AI로 빅데이터 분석
녹조 이동·확산 등 손쉽게 파악


여름철마다 반복되는 '녹조'를 정밀하게 탐지할 수 있는 초분광 카메라를 탑재한 드론이 등장했다. 강이나 하천 등에서 발생하는 녹조의 이동, 확산 및 분포 등을 AI(인공지능) 기술과 접목해 예측함으로써 사전에 피해를 예방할 수 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 드론을 이용해 원격으로 수질을 분석하고, AI로 녹조 발생을 예측할 수 있는 초분광 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

녹조는 물의 흐름이 느리고 수온이 올라가는 환경에서 식물성 플랑크톤인 남조류가 과도하게 번식해 물이 짙은 녹색으로 변하는 현상이다. 임계점을 넘으면 조류가 기하급수적으로 늘어 사후 조치가 어려워 미리 발생 가능성을 예측하는 게 중요하다.

현재는 시료를 채취해 분석하는 방식으로 녹조를 예측하는 데, 분석 결과를 얻으려면 2일 이상이 걸리고 현장을 직접 방문해야 하기 때문에 녹조 확산 이전에 빠르게 대응하기 어려웠다.

연구팀은 가시광선 영역과 근적외선 영역 파장대를 잘게 쪼개 200개 이상의 다양한 스펙트럼의 빛을 감지할 수 있는 초분광 기술을 개발, 드론에 적용했다. 초분광 카메라를 탑재한 드론이 녹조 대상 지역을 촬영한 영상 데이터를 초분광 기술로 분석해 녹조 상태(관심, 경계, 대발생)와 수준을 손쉽게 파악할 수 있다.

또한 드론에서 획득한 데이터는 AI로 빠르게 빅데이터 분석을 통해 앞으로 녹조 발생 지역을 예측할 수도 있다. 위성이나 항공기를 이용할 때보다 저비용, 고해상도로 쉽게 녹조를 모니터링할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 대청호에 드론을 띄워 녹조를 탐사하는 시연을 성공적으로 마쳤다. 앞으로 분석성능을 고도화해 예측 정확도를 90% 이상으로 높이고, 초분광 센서 국산화와 센서 중량 및 크기를 줄이기 위한 후속 연구를 진행할 계획이다.

권용환 ETRI 광융합부품연구실 책임연구원은 "초분광 기술은 녹조는 물론 바다의 적조 발생 분석과 농작물 병해충에 따른 생산량 예측, 식품의 신선도 및 피부 노화도 판단 등 다양한 분야에 적용할 수 있다"며 "대청호 녹조 실시간 모니터링 맵을 구축하고 탐사부터 분석에 이르는 전 과정을 자동화할 계획"이라고 말했다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr