K-CRP 시스템 운영 구조 및 아키텍처

데이터 수집 레이어

🛰 위성 데이터

천리안위성 (GK-2A/2B)
NOAA, Sentinel 등
클로로필·SST 영상

🧠 해양 수치모델 GPA ①

ROMS, HYCOM (전통 수치모델)
+ Earth FM 파인튜닝
GraphCast · FourCastNet
한국 연안 특화 예측
수온·해류·DO·염분

📡 현장 IoT 센서

수온·DO·염분·pH
조위·유속 (양식장)

🐟 수과원 관측/예측

적조 발생 정보
유해생물 관측 자료
고수온 특보

🌤 기상 데이터

기온·강수·풍속·풍향
기상예보 (단기/중기)

데이터 통합·처리 레이어

사공간 정렬 및 격자화

500m~1km 격자 통합
좌표계 표준화 (EPSG:4326)

🔬 결측 보정 GPA ②

PINN 기반 물리 보간
해양 방정식 내장 신경망으로
관측 공백 격자 값 생성
(열전달·연속방정식 제약)

Physics-Informed NN
∂T/∂t + u·∇T = κ∇²T

vs. 기존 통계 보간(IDW):
물리적으로 유효한 값만 허용

품질 관리 (QC)

이상값 필터링
시계열 일관성 검증

L1 상태변수 생성

표준화 (0~1 스케일)
수온·DO·적조·클로로필
변화율·유속 등 파생변수

표준화 환경 상태 데이터

전국 CRI 분석 엔진

복합위험지수 (CRI) 산정

CRI = Σ wᵢFᵢ + Σ wᵢⱼ|Fᵢ||Fⱼ|

6대 축: 생물·물리·화학·해양환경·기상·운영
wᵢⱼ: 복합 상호작용 가중치 (XAI 학습)

CRI Heatmap 0→100

XAI/SHAP 원인 분해

요인별 기여도 산출
"적조 55% + 고수온 28%"
원인 설명 자동 생성

공간 해상도

전국: 500m~1km 격자
갱신: 3시간 단위
출력: CRI Heatmap (0~100)

전국 해역 상시 모니터링

이벤트 트리거 + 정밀 분석

트리거 조건

CRI > 임계치 (예: 60)

급격한 상승 감지

특정 패턴 탐지
(고수온+적조+저산소)

위험지역 자동 선정

양식장 정밀 분석

센서 데이터 실시간 결합
고해상도 보정 (양식장 단위)
폐사 확률 예측 (24~72h)
공간 해상도: 양식장 단위

분석 결과 (Risk Package)

CRI (복합위험도)78 / 위험

폐사 확률62%

주요 원인 기여도적조 55%

위험 유형 분류복합형

예측 신뢰도 (GPA)93.2%

의사결정 AI 엔진

시나리오 시뮬레이션

대응 시나리오 자동 생성
결과 비교 (폐사·손실 감소)
제약조건 (비용·시간·인력)

🔮 72h 예측 엔진 GPA ③

Earth FM 기반 고정밀 예측
GraphCast 파인튜닝 모델로
72시간 수온·기상 예측
→ CRI 예보 정확도 향상

전통 NWP 대비
동등 정확도 · 100× 속도

최적 행동 추천 (L3)

① 사료 공급 즉시 중단
② 산소공급기 전체 가동
③ 가두리 이동 검토
④ 조기 출하 타이밍 제공

출하 최적화

CRI 72h 예보 연동
경제적 최적 출하 시점
손실 최소화 전략

서비스 / 플랫폼 레이어

🖥 대시보드 (웹)

지역 선정·양식장 선택
해역 CRI 지도 시각화
시계열·원인 분석

지자체해수부

📱 모바일 앱

양식장 위치 기반 CRI
행동 지침 카드
72h 예보 + 출하 타이밍
위험 푸시 알림

어업인양식업자

🔌 API / 데이터 서비스

REST API 제공
/risk-index · /forecast
외부 시스템 연계

연구기관민간

🔔 알림 채널

SMS · 카카오톡
이메일 · 앱 푸시

운용 흐름 (Step-by-Step)

🛰

STEP 1

데이터 수집

›

🧠

GPA

보간·예측

›

📊

STEP 2

CRI 계산

›

⚠️

STEP 3

위험 탐지

›

🔬

STEP 4

정밀 분석

›

🤖

STEP 5

의사결정

›

📲

STEP 6

사용자 전달

상시 3시간 단위 갱신 필요 시 1~3시간 단위 (양식장)

서비스 대상 (사용자별 맞춤)

🏛 정부·지자체

전국 모니터링·조기 경보
정책 의사결정 지원
상황 공유 및 전파 체계

🐟 양식장·어업인

개별 양식장 위험 분석
대응 전략 및 실행 지원
손실 최소화·생산성 향상
출하 타이밍 최적화

GPA 사용자 체감 효과

예측 불확실 구간 축소 → 행동 지침 신뢰도 향상
관측 공백 해역에서도 CRI 산정 가능

분석 해상도 + GPA 역할 요약

500m

전국 공간 해상도

데이터 갱신 주기

72h

CRI 예보 범위

×3

GPA 공백 보정률

GPA 3대 역할

① Earth FM 파인튜닝 — 데이터 수집 레이어
ROMS/HYCOM 대체·보완, 연안 특화 72h 예측
② PINN 물리 보간 — 데이터 처리 레이어
관측 공백 격자를 물리 방정식으로 채움
③ 예측 신뢰도 메타 — Risk Package
예측 불확실성 정량화, 행동 지침 신뢰도 제공