2. 문제점 분석 및 개선방안 도출
2.1. GAP Analysis을 통한 문제점 분석
○ 물리, 기상 관측 위주의 측정망의 한계
- 국내에서는 주로 간단한 센서로 측정이 가능한 기상, 물리 요소에 국한되어 국가해양관측망이 구축되어 왔기 때문에 수산, 환경 문제를 해결하기 위한 생물, 화학 요소의 상시관측자료가 매우 미흡
- 현재 국가해양관측망 75개소에서 관측하고 있는 항목은 대부분 기상과 물리 항목이므로 해양환경분야의 관측이 이루어지지 못하고 있음. 해양수질자동 측정망은 육상기인오염 감시용으로 연안이나 하구에 설치 운영중
- 운용해양학 목표 달성을 위해서는 수생태계 변화 예측이 필수적이나 물리, 기상 관측만으로는 이러한 목표 달성이 불가능
○ 생물, 화학 요소의 상시관측장비 상용화 미흡
- 해양생물조사는 주로 현미경 관찰 등 수동분석에 의존해 왔으며, 화학 분석 도 현장세서 시료를 채취해 실험실로 옮겨 분석하므로 자료가 생산되는데 상당한 시간 차가 발생
- 화학 분석방법을 이용한 자동측정기들은 크기가 크고, 시약이 필요하므로 현장에서의 운영에 많은 어려움이 있음.
- 항생제나 방오제, 병원균, 적조생물 등을 현장에서 직접 측정할 수 있는 센 서가 아직 상용화되지 못함
- 현장에서 장기간 사용할 수 있는 안정적이고 내구성 있는 화학, 생물 분야의 센서가 개발되지 않아 오염 및 생태계 관련 예측 예보가 불가능
- 인공지능 등 새로운 기술을 이용한 새로운 해양관측센서들이 개발중에 있으 나 아직 운용단계에 이르지 못함. 새로운 센서들이 현장에서 장기간 운영될 수 있는 수준으로 전원공급과 크기, 내구성, 유지관리 문제가 해결되고, 생 물오손의 영향을 최소화할 수 있게 되려면 아직도 더 시간이 필요
○ 자료 및 정보 이용자의 요구에 기반하지 않은 관측망 설계
- 해양관측망의 설계시 자료와 정보의 이용자들이 요구사항을 반영하지 않고 측정망을 설계하여 관측자료가 양산되어도 활용이 극히 미흡
○ 근해 및 외해에서의 공간 해상력 부족
- 관측자료의 활용 목적에 따라 하구, 내만, 근해에 설치하는 측정소의 형태와 항목에 차별성이 있어야 하나, 외해에는 현장 상시관측소의 수가 적어 모델 입력 및 검보정 자료로 사용하는데 한계 존재
○ 현장관측소의 구축 및 유지관리 어려움
- 육상으로부터 전원 공급이 어렵고 접근성이 떨어지는 해양관측 플랫포옴을 구축하고 운영하는 비용이 많이 들고, 선박을 이용해야만 하므로 빈번한 유 지관리가 어려움
○ 생물오손 문제 해결을 위한 기술 부족
- 해양관측소의 유지관리에 있어서 가장 큰 걸림돌인 생물오손 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 대책이 미흡하여 센서 자동 세정에도 불구하고 이상 자료 발생
- 각종 센서 및 계류장비 등에 발생하는 생물오손을 방지할 수 있는 기술 필요
○ 수층내 환경변화 파악 미흡
- 저층의 영양염 용출이나 저산소 현상 등 양식장 조성해역에서의 환경변화를 파악하려면 수층의 수직적인 상시관측이 필수적이나, 수직 프로파일을 연속 적으로 관측할 수 있는 자동 수직 승강기의 현장 설치 운용이 매우 어려움
○ 영상자료 빅데이터 처리 기술 필요
- 동식물 플랑크톤이나 어류에 대한 수중 영상자료를 확보할 수 있는 여러 가 지 기술이 개발되고 있으나, 영상 빅데이터를 이용해 형상 인식이나 자동 분 류를 수행할 수 있는 인공지능 기술의 융합이 미흡
○ 실시간 정도관리기술 미흡
- 실시간 정도관리기술은 고도의 자료처리기술이 요구되는 분야이나, 연구개 발이 미흡하여 현장 적용이 되지 않아 원자료의 신뢰성 문제 유발
- 원자료와 함께 자료의 품질에 관한 자료와 자료처리 이력사항이 함께 공급 되지 않으므로 자료의 신뢰성에 대한 보증 미흡
- 실시간으로 관측되는 자료의 품질을 자동으로 분석하고 정도관리를 수행하 여 확정할 수 있는 시스템 없음
- 자료기반 모델의 입력자료에 대한 결측자료의 보완을 할 수 있는 시스템 없음
○ 생태계 모델링 보검정 부족으로 예측 정확도 미흡
- 양식장 관리에 필요한 자료와 정보, 관심현상을 해결하기 위한 생태계 모델 의 개발이 미흡
- 수치모델은 입력자료와 검·보정 자료가 존재해야만 예측 정확도를 보장할 수 있으나, 자료동화를 통해 모델의 검·보정을 실시할 수 있는 기술이 부족 - 제한된 관측 자료를 이용한 예측․예보의 결과는 부정확하고 불확실성이 커
서 활용되기 어려웠으며, 예측 결과의 검증도 매우 어려운 상태
○ 자료기반 모델의 관측자료의 통합적 활용을 위한 인터페이스 미흡 - 엄청난 양의 시계열 상시관측자료가 확보됨에 따라 외국에서는 인공신경망
기술을 활용한 자료 기반 모델이 활발하게 개발되고 있으나, 국내에서는 아 직 생물, 화학분야에서 자료기반 모델의 개발이 미흡
○ 원격탐사자료와의 연계 부족
- 해양관측자료중 원격탐사자료는 광범위한 해역에 대한 실시간, 준실시간 자 료를 획득하는데 있어서 매우 중요하나, 현장 실측자료와의 연계를 통한 검·
보정이 되지 않아 원격탐사자료의 정확도가 미흡
○ 관측자료와 산출물의 통합을 통한 공유체계 부족
- 이용자의 수준과 요구사항에 따라 원자료를 변형하여 관측자료의 처리, 가 공, 조합, 모델링, 해석하고 의사결정을 지원하는 다양한 서비스 제공 필요
○ 예측, 예보를 위한 현업지원 인력의 부족
- 현안문제를 해결하고 지원하기 위해서는 자료 및 정보 이용자가 원하는 서 비스를 적시에 제공하기 위한 상시 지원 조직 필요
구분 Gap analysis
관측 요소 • 해황, 기상 위주의 관측망으로 생물, 화학 분야의 상시 관측자료 부족
측정장비
• 생물, 화학요소를 상시관측할 수 있는 새로운 센서가 상용화되지 못하여 일부 항목에 제한되어 있음
• 화학, 생물분야에서 개발된 수중 계류형 장비가 없어 현장 설치 어려움
• 영양염류, 항생제, 방조제, 미생물, 적조 등을 관측할 수 있는 내구성 있고 저렴한 센서 개발 필요
측정 플랫폼
• 측정소의 수가 적어 모델 입력 및 검보정 자료에 사용하는데 한계 있음
• 측정 플랫폼의 수와 다양성 부족
• 측정지점의 대표성 부족 수층내 연직
구조 파악 • 수직 프로파일을 연속적으로 관측할 수 있는 현장 설치 운용이 매우 어려움
측정소 운영 • 센서, 펌프, 장비, 배관 등에 생물오손을 방지할 수 있는 기술 미흡
• 장비 유지관리 빈도를 줄일 수 있는 새로운 장비 필요
빅데이터의 정도관리
• 실시간으로 관측되는 자료의 품질을 자동으로 분석하고 정도관리를 수행하여 확정할 수 있는 시스템 없음
• 자료기반 모델의 입력자료에 대한 결측자료의 보완을 할 수 있는 시스템 없음
영상자료
빅데이터 처리 • 동식물 플랑크톤, 어류 등을 촬영한 영상의 자동 인식을 통해 동정을 수행할 수 있는 인공지능 기술 부재
원격탐사 연계 • 생물, 화학 요소의 현장측정자료를 이용한 자동 원격탐사영상 보검정 미흡 생태계 모델
보검정 • 수치모델의 입력자료 공급과 자료동화를 통한 실시간 보검정이 이루어지지 못함
자료기반 모델
구축 미흡 • 화학, 생물 요소의 상시측정자료 부족으로 자료기반 모델 구축 어려움 예측 예보
현업지원체계 • 예측, 예보, 분석, 해석을 위한 전문인력이 전담 배치되어 있지 않아 현장 문제 해결을 위한 현업 지원 불가능
[표 2-5] 목표와 현실의 격차 분석