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[IT뉴스]AI가 만든 '홍수 위험지도'…대도시는 홍수 고위험 지역

온카뱅크관리자

2025-05-28 11:47:29

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 인공지능(AI) 모델로 폭우로 인한 침수 위험도를 시군구 단위별로 나타낸 지도. 포스텍 제공.
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 국내 연구진이 인공지능(AI)을 이용해 지역별 홍수 발생 위험도를 나타낸 '홍수 위험지도'를 만들었다. 기후변화와 도시화로 심각해지는 홍수 및 침수 범람 대책을 마련하는 데 활용될 것으로 기대된다. 
 포스텍은 감종훈 환경공학부 교수 연구팀이 정영훈 경북대 건설방재공학과 교수 연구팀과 전국 홍수 위험지도를 만들고 연구 결과를 국제학술지 ‘환경관리저널’에 발표했다고 28일 밝혔다. 
 홍수 위험을 예측할 땐 ‘계층화 분석법(AHP)'이 사용된다. AHP는 전문가의 주관적 판단에 의존하는 분석법으로 시간과 비용이 많이 들고 예측 결과의 신뢰도를 명확하게 수치로 표현하기 어렵다는 한계가 있다. 
 연구팀은 기존 예측 방법의 한계를 극복하기 위해 우선 최근 20년간(2002~2021년) 행정안전부가 기록한 전국 시군구별 홍수 피해 데이터를 분석했다. 분석 결과를 바탕으로 홍수 위험을 결정하는 핵심 요소를 '위해성'(강우량 수준), '노출성'(위험에 노출된 인구와 시설), '취약성'(피해 받기 쉬운 정도), '대응력'(대처할 수 있는 능력) 등 네 가지로 세분화하고 AI에게 학습시켰다.
 학습시킨 AI 모델 중 'XG부스트(XGBoost)', '랜덤 포레스트(Random Forest)' 두 모델이 77% 이상의 높은 홍수 피해 예측 정확도를 보였다. 
 두 모델은 각각 다른 요소에 비중을 둬 홍수 피해를 예측했다. XG부스트는 '빗물이 스며들지 못하는 포장면 비율인 ’불투수면 비율‘, 랜덤 포레스트는 '하천 면적'을 가장 큰 위험 요인으로 분석했다.
 각기 다른 요소에 중점을 뒀음에도 불구하고 두 AI 모델 모두 서울, 인천 등 대도시를 홍수 고위험 지역으로 평가했다. 인구 밀도가 높고 콘크리트 포장 면적이 넓으며 하천 주변으로 건물과 기반시설이 집중돼 있는 곳은 홍수 피해에 취약하다고 판단한 것이다. 
 기후변화는 집중호우 강도 및 빈도를 높여 홍수 피해를 심화시키는 원인이 된다. 이번 연구를 통해 빗물이 스며들지 못하는 콘크리트 도로 및 건물 비율이 높은 도시도 폭우 시 피해가 커지는 곳으로 분석됐다. 
 연구팀은 여러 AI 모델이 공통으로 위험하다고 평가한 지역은 방재 정책 우선순위에 두고, 모델 간 평가가 엇갈린 지역은 추가 조사가 필요한 곳으로 분류할 수 있다고 보았다. 한정된 예산으로 효과적인 홍수 대책을 세우는 데 도움이 될 것이란 설명이다. 
 불투수면 비율과 하천 면적이 홍수 피해와 밀접한 연관이 있다는 점에 착안해 홍수 피해를 줄이기 위한 방법도 제시했다. 연구팀은 빗물이 자연스럽게 땅으로 흡수될 수 있는 녹지 공간 확보와 하천 주변 개발 제한 등 자연 친화적 도시 개발 정책이 필요하다고 강조했다. 
 논문 제1저자인 이은미 통합과정생은 “AI를 활용해 환경 변화와 실제 피해 데이터를 정밀하게 분석했다”며 “실질적인 홍수 대응 전략 마련에 도움이 되기를 바란다”고 말했다. 
 감 교수는 "AI는 모든 상황을 완벽하게 판단할 수 없다"며 "아직까지는 전문가의 판단과 함께 활용해야 보다 정확한 침수범람 지도를 생산할 수 있다“고 전했다. 
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.125640
 [문세영 기자 moon09@donga.com]
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