AI로 본 2020년 가을 단풍 절정 시기

이제 곧 시민들이 기다리는 울긋불긋한 첫 단풍이 설악산에서 9월 26일부터 시작되어 북한산은 10월 16일 내장산은 10월 18일부터 시작되는데요. 그에 앞서 '산림청 국립수목원'은 올해 우리나라 산림의 가을 단풍 절정을 예측한 지도를 발표하였습니다. 시기 예측은 국내 최초로 인공지능(AI) 기법이 적용되었다고 하는데요. 어떤 내용인지 단풍 절정 예측 지도와 AI에 대해 잠시 간단히 알아보도록 하겠습니다.

▶이번에 단풍 절정 시기를 AI로 예측한 지역은 지리산, 설악산, 한라산을 포함하여 각 지역을 대표할 수 있는 주요 산 19개 지역이 대상인데요. 

- (강원도) 설악산, 화악산,

- (경기도) 소리봉, 수리산, 축령산,

- (충청북도) 속리산, 소백산,

- (충청남도) 계룡산, 가야산,

- (경상북도) 주왕산, 가야산, 팔공산,

- (경상남도) 지리산, 금원산,

- (전라북도) 내장산,

- (전라남도) 월출산, 상황봉,

- (제주도) 한라산, 교래곶자왈

지역을 대상으로 지난 10년간의 현장 관측 자료를 바탕으로 AI 기법을 이용해 절정 시기를 예측하였다고 합니다. 

 

▶랜덤포레스트(random forest) 방식

각 결정트리로부터 얻어진 결과를 평균, 곱하기, 또는 과반수 투표 방식을 통해 최종 결과를 도출해낸다. -출처 위키백과

올해 단풍 분석은 우리나라 산림 전역에 분포하고 있는 토종 당단풍나무를 대상으로 29개의 산림지역에서 2009년부터 2020년까지 기록된 현장 관측자료(단풍>50%)를 기반으로 대표적인 기계학습(머닝러신) 방법 중 하나인 랜덤포레스트(random forest) 방식을 적용하여 우리나라 산림의 가을 단풍을 예측하였습니다. 해마다 식생인 단풍의 계절 현상을 기록한 자료를 토대로 정확하기도 하지만 그 기록을 토대로 한 AI기반의 평균값으로 만들었기 때문에 예측 결과물은 괜찮은 거 같습니다.

단당풍나무 -출처 산림청 국립수목원 홈페이지

 

▶2020년 단풍 절정 시기 예측 결과

AI기반으로 예측한 단풍 절정 시기

지리산(10/14, ±5일), 소백산(10/15, ±6일), 설악산(10/17, ±9일)에서 가장 빠르게 절정을 관찰할 수 있을 것으로 보이며, 전라남도 상황봉(완도)이 10/30(±5일)로 예측된 지역 중 가장 늦게 단풍이 드는 것으로 분석되었습니다.

또한 그 외 주왕산(경북) 10/19(±7일), 계룡산(충남) 10/20(±6일), 속리산(충북) 10/21(±5일), 한라산 1100도로(제주) 10/22(±5일), 수리산(경기) 10/24(±5일), 내장산(전북) 10/26 (±5일)로 각각 예측되었습니다.

2020년 단풍 절정 예측 지도 -출처 산림청 국립수목원 홈페이지

AI 시뮬레이션의 예측 결과물이기 때문에 5일에서 9일정도의 오차가 생길수있습니다.

 

▶지금까지의 국내외 단풍 지도들은 산림의 자연식생 관측이 아닌 도시지역에서의 관측을 중심으로 부족한 관측 자료를 보충하기 위해 인공위성자료가 함께 보조적으로 참고되어 시기를 예상했다고 하는데요. 이번에 한국 생물계절관측 네트워크(K-NPN)와 국공립 수목원 10개 기관이 참여하여 새로운 방법으로 만들어진 단풍 예측지도는지난 10년간의 산림 내 현장 관측 자료를 기반으로 인공지능 시뮬레이션 모델을 적용한 첫 사례로 전 세계적으로도 유사 사례를 찾아보기 힘들다고 합니다. 그만큼 신뢰감 있는 훌륭한 결과물이라는 거 같은데요. 결국 현장을 통한 대표적인 식생 식물의 장기적인 관측자료가 많아질수록 이 관측자료를 이용한 AI를 통한 평균값이 더 정확해지고 예측하는데 많은 도움이 된다는 뜻인 거 같습니다. 과연 AI가 만든 이 예측 자료가 맞는지 오차 범위와 함께 한번 체크해보는 것도 재미있을 거 같습니다.