감종훈 포스텍 교수팀
20년 수해 빅데이터 분석해
정교한 홍수 예측 모델 마련
“인구밀도 높은 도심지 위험”

감종훈 포스텍 환경공학부 교수 연구팀이 AI를 이용해 만든 전국 홍수 위험지도. 도시 지역일수록 피해 위험이 큰 것으로 나타났다. [사진=포스텍]

서울 중랑구·노원구, 경기도 안양시·김포시 주민들은 올해 홍수 대비를 단단히 하는 것이 좋겠다. 인공지능(AI)이 홍수 피해가 가장 심했던 국내 지역들을 분석해 이들 지역의 리스크가 크다고 경고했기 때문이다.

감종훈 포항공과대(포스텍) 환경공학부 교수와 경북대 연구팀이 AI로 지역별 홍수 위험도를 예측한 전국 ‘홍수 위험 지도’를 만들었다고 28일 밝혔다. 이 지도는 전국을 시군구별로 분석해 홍수 피해에 취약한 지역을 수치로 나타냈다. 그 결과 인구 밀도가 높고 도시화가 많이 이뤄진 곳일수록 홍수 피해가 심한 것으로 나타났다.

기후변화와 도시화가 급속하게 진행되면서 홍수 피해가 점점 심각해지고 있다. 피해를 예방하기 위해 홍수 위험을 예측하려는 시도는 계속 있었지만, 지금까지는 전문가의 주관적 판단에 의존해야 했다. 지역의 여러 요인을 두고 전문가가 우선순위를 정해 위험을 예측하는 방식이지만, 예측의 신뢰도를 수치로 표현하기 어려웠다.

연구진은 홍수 위험 지도를 만들기 위해 최근 20년간 행정안전부의 전국 시군구별 홍수 피해 데이터를 AI로 분석했다. 홍수로 인한 경제적 피해액을 피해 기준으로 삼았다. 지역의 강우량, 인구 밀도, 기반시설 등을 여러 AI 모델에 동시에 학습시킨 뒤 가장 정확하게 예측하는 AI 모델 두 가지(XGBoost, Random Forest)를 골라냈다.

두 AI 모델은 각기 다른 방식으로 데이터를 학습했지만, 이들이 만든 홍수 위험 지도는 비슷했다. 지도에 따르면 서울, 인천과 경기도 등 수도권 일대, 부산 등 도심 지역의 홍수 위험도가 높았다. 인구 밀도가 높고 콘크리트 포장 면적이 넓으며, 하천 주변에 건물과 주요 시설이 집중돼 있기 때문이다.

구체적으로는 서울 중랑구·노원구·서대문구·구로구·동작구, 인천 동구·부평구, 경기도 안양시·김포시, 부산 중구·진구· 동래구·연제구 등이 위험 지역으로 꼽혔다.

감종훈 포스텍 환경공학부 교수. [사진=포스텍]

감 교수는 “이 지역들은 경제적 피해액이 크면서도 불확실성이 작은 구간”이라고 설명했다. 20년간의 빅데이터를 분석했기 때문에 데이터 간 편차가 불가피한데, 이들 지역에서는 매년 꾸준히 홍수 피해가 있었다는 의미다. 서둘러 대비하지 않으면 올해에도 홍수 피해가 있을 가능성이 크다.

이번 지도는 향후 홍수 피해 예방의 우선순위와 실질적인 해결책을 찾는 데 도움이 될 것으로 전망된다. 두 AI 모델은 각각 하천 면적과 불투수면(콘크리트 도로 등 물이 흡수되지 않는 곳) 비율을 홍수가 발생할 수 있는 주요 위험 요소로 꼽았다.(홍수 위험을 예측하는 데 있어서~ 주목했다.) 감 교수는 “홍수 피해를 줄이려면 빗물이 자연스럽게 땅으로 흡수될 수 있는 녹지 공간 확보와 하천 주변 개발 제한 등 자연 친화적 도시 설계가 필요하다”고 말했다.

물론 AI가 그려낸 지도만으로 홍수 문제를 다룰 수 있는 건 아니다. 감 교수는 “홍수가 사람의 생사를 가르는 문제인 만큼 최종 결정은 인간이 해야 한다”며 “AI 분석 결과에만 의존하는 게 아니라, 마지막에는 전문가가 직접 분석·검토하고 의견을 보충하는 작업이 필요하다”고 말했다.

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