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조선비즈-나라스페이스 공동 기획
경주 산사태 피해 잠실 야구장 2배
토함산 산사태 발생 지역도 최소 39곳
위성과 항공사진,도박 예방AI 활용해 분석
기후 변화로 집중호우 늘어 대책 필요 경주국립공원 토함산 석굴암(아래) 서쪽에 발생한 산사태로 땅이 그대로 드러나 있다./녹색연합 
경주국립공원 토함산 일대에서 발견된 산사태 피해 규모가 서울 잠실야구장 면적의 2배 가깝다는 분석 결과가 나왔다.인공위성이 촬영한 영상을 분석한 결과 산사태 피해 지역도 당초 발표보다 더 많은 것으로 나타났다.특히 국보급 문화재인 석굴암,불국사와 가까운 계곡에서 크고 작은 산사태 흔적이 새롭게 발견됐다.
국내 위성 서비스기업 나라스페이스는 27일 경주 토함산 일대에서 발견된 산사태 피해 지역의 전체 면적을 위성영상으로 산출한 결과 약 4만5352㎡(1만3719평)가 나왔다고 밝혔다.장마철 집중호우와 태풍 발생에 따른 추가 붕괴와 피해를 막으려면 이 지역에 대한 긴급 대책과 광범위하고 면밀한 조사가 필요한 것으로 보인다. 나라스페이스 어스페이퍼 분석팀은 가장 심각한 피해가 발생한 지역으로 지목된 석굴암 인근 지역을 살폈다.지난 2021년 5월31일과 이듬해인 2022년 8월 22일 촬영한 사진을 보면 석굴암 주변 지역은 나무로 빽빽이 덮여 있는 것으로 보인다.하지만 지난해 3월 8일 찍은 영상에선 석굴암 주변 일대 계곡과 숲에 나무가 눈에 띄게 줄고 쓰러진 나무 주변에 맨 땅이 드러난 지역이 보인다./그래픽=나라스페이스/국토지리정보원 
잠실야구장 2배 면적서 산사태
녹색연합은 지난 5월 경주 토함산 지역에서 발생한 산사태 현황을 담은‘경주국립공원 토함산 산사태 위험실태 보고서’를 공개했다.보고서는 최근 2년 새 토함산에 산사태가 발생한 지점이 모두 24곳으로 산 정상을 중심으로 서쪽인 경주 진현동과 마동,동쪽인 문무대왕면을 중심으로 크고 작은 산사태가 발생했다고 소개했다.
어스페이퍼 분석팀은 2022년 8월과 2023년 5월 사이 토함산 일대를 촬영한 고해상도 위성영상을 확보해 피해 현황을 분석해 보기로 했다.먼저 전체적인 피해 규모를 살펴보기 위해 한반도 상공을 지나는 위성들이 촬영한 영상을 살펴봤다.위성은 지상에서 400㎞ 안팎의 지구 저궤도를 돌고 있어 광범위한 피해 규모를 파악하는 데 유리하다.
분석팀은 토함산에서 발생한 산사태 피해 면적이 최소 4만5352㎡(1만3719평)에 이르는 것을 확인했다.서울 잠실야구장 면적 2만6331㎡의 약 2배에 해당하는 규모이다.산사태 피해 지역도 보고서에서 보고한 24곳보다 많은 것으로 나타났다.소형주택(50㎡) 규모 이상 면적에서 산사태가 발생한 지역이 39곳으로 확인됐다.
석굴암 좌우 지역에 산사태 드러나
분석팀은 국토지리정보원이 제공하는 해상도 25㎝ 항공사진을 활용해 주요 지역의 피해 면적도 산출했다.비행기에 실린 카메라로 찍는 항공사진은 촬영 주기가 1~2년으로 대체로 짧다.단기간에 일어나는 변화를 파악하는 데 한계가 있다.하지만 위성보다 훨씬 낮은 고도에서 사진을 찍을 수 있어 정교한 지형 변화와 정밀한 면적 정보를 얻는 데 유리하다.
분석팀은 가장 심각한 피해가 발생한 지역으로 지목된 석굴암 인근 지역을 살폈다.분석 결과에 따르면 석굴암 휴게소를 중심으로 서쪽과 동쪽,도박 예방북쪽의 총 세 곳에서 붕괴된 지역이 발견됐다.지난 2021년 5월31일과 이듬해인 2022년 8월 22일 촬영한 사진을 보면 석굴암 주변 지역은 나무로 빽빽이 덮여 있는 것으로 확인됐다.하지만 지난해 3월 8일 찍은 영상에선 석굴암 주변 일대 계곡과 숲에 나무가 눈에 띄게 줄고 쓰러진 나무 주변에 맨 땅이 드러난 지역이 관측됐다.
가장 큰 피해가 확인된 지역은 석굴암(국보 제24호) 북쪽 범곡리 산286 일대로 나타났다.녹색연합도 보고서에서 가장 큰 피해가 발생한 곳으로 꼽은 지역이다.지난 2022년 8월 촬영한 항공사진과 달리 지난해 3월 영상에선 산사태로 땅이 쓸려 나간 모습이 확인됐다.
녹색연합은 보고서에서 이 지역에서 약 7000㎡(2000평)가량이 산사태로 쓸려 내려간 것으로 추정했다.실제 사진 분석에서도 피해 면적이 약 5292㎡(1600평)인 것으로 나타나 실제 현장조사 결과와 유사한 결과가 나왔다.
석굴암 입구인 휴게소 인근에서도 크고 작은 산사태가 확인됐다.석굴암 휴게소는 대형 주차장이 있어서 관광객들이 많이 모이는 지역이다.항공사진 분석 결과 휴게소 동쪽의 피해 규모는 705㎡,계곡을 따라 산사태가 난 서쪽 피해 규모는 1673㎡로 나타났다.
도박 예방계곡을 따라 산사태가 난 서쪽 피해 규모는 1673㎡로 나타났다./그래픽=나라스페이스 /국토지" style="display: block; margin: 0 auto;"> 장마철 국지성 집중호우 대책 세워야
토함산은 동해안에 가까운 해발 700m가 넘는 산지다.이번 산사태는 지난 2022년 9월 11호 태풍 힌남노가 남부 내륙 지역을 지나며 할퀴고 가면서 발생했다.녹색연합에 따르면 산사태가 난 지 1년 6개월이 지났는데도 피해 현장은 토사와 암석이 계속해서 흘러내리며 피해가 발생하고 있다.
미국 지질조사국(USGS)은 산사태가 난 지역에서도 얼마든지 다시 산사태가 발생한다고 경고하고 있다.산사태 발생 지역 중 경사가 급한 곳에선 재발 확률이 높다.토함산 산사태도 주로 해발 400~700m에서 집중적으로 발생한 것으로 확인됐다.분석팀은 “피해 규모가 더 작거나 피해가 합쳐진 지역을 감안하면 2년 새 산사태 피해가 폭발적으로 증가한 것으로 보인다”고 말했다.
한반도는 매년 6월 하순부터 7월 하순까지 장마 전선의 영향을 받는다.최근 기후변화 영향으로 국지성 호우가 늘면서 산사태 위험은 더 커졌다.단기간 쏟아진 막대한 양의 비가 땅에 흘러 들어가서 비탈을 붕괴 시키는 것이다.경주는 한반도를 찾는 태풍의 주요 길목이다.경주시에 따르면 경주는 태풍이 연평균 3~4회 지나간다.
환경단체들은 기후변화 시대를 맞아 정부와 지방자치단체가 산사태 위험에 면밀하게 대비해야 한다고 지적한다.최근 10년 새 경주와 포항에서 지진이 연달아 일어나면서 산사태에 더 주의를 기울여야 한다는 지적도 제기된다.대규모 산사태가 난 지역 인근에 주택과 농경지가 있고,1200년 넘게 이어져 온 고찰이자 유네스코 세계문화 유산인 석굴암과 불국사 주변에서 계속 토사가 흘러내린다는 지적이 나오고 있다.산사태가 나서 약해진 지반에 장맛비가 집중되면 또 산사태가 반복될 것으로 보인다.
경주시와 산림청,도박 예방국가유산청,국립공원관리공단은 피해 지역과 피해자에 대한 협동 점검에 들어간다.정밀 조사를 통해 피해 지역을 정확히 파악해 정비 대책을 서둘러 마련한다는 계획이다.
어스페이퍼팀은 “현장조사는 정밀한 조사가 가능하다는 장점이 있지만 위험이 따르고 광범위한 조사를 수행하기 어렵다는 한계가 있다”며 “문화유산 보호와 국민의 안전을 위해서라도 위성으로 피해 규모를 신속하게 파악하는 것은 산사태 대책 마련과 복구에 중요하다”고 말했다.
레이더 위성 영상,산사태 예측 가능
이번 분석에는 미국의 위성서비스 기업 플래닛랩스의 지구 관측 위성들이 사용됐다.이 회사가 운영하는 플래닛스코프는 소형 지구관측위성인 도브와 수퍼도브 430기로 구성된 지구관측 위성 집단이다.위성 여러 기가 고도 475~525㎞를 돌며 한 지역을 촬영하는 방식이라 매일 바뀌는 지면 변화를 추적하는 데 쓰인다.
산사태 파악과 피해 지역 면적 산출에는 보통 땅에서 반사된 전자기파 대역을 조합해 변화를 탐지하는 분광지수 기반의 알고리즘을 사용한다.하지만 지역마다 특성이 달라 다른 지역에 적용하는데 어려움이 있었다.분석팀은 인공지능(AI)을 활용해 어떤 지역에 적용해도 탐지 능력을 발휘하는 기계학습 기반의 모델을 개발했다.유넷(U-Net)이라는 이 모델은 영상 속 특정영역의 화소(픽셀) 변화를 빠르게 인식하는 기술로,다른 지역에서도 월등한 산사태 탐지 능력을 보이는 강력한 AI기반 모델이다.
위성영상을 활용해 사후 피해가 아닌 산사태 위험을 사전에 감지하는 기술도 개발되고 있다.지표가 미세하게 내려앉은 것을 감지하는 방식이다.물체나 지형에 전자파를 쏘아 되돌아온 신호를 합성해 위성영상을 만드는 합성개구레이더(SAR)를 활용한다.인사(InSAR·간섭계 합성개구레이더)로 불리는 이 기술은 물체를 두 번 이상 관측했을 때 나타난 변화로 지표 침하를 밀리미터(㎜) 차이까지 알아낸다.
참고 자료
나라스페이스 어스페이퍼 https://ep.naraspace.com/
Water Resources Research(2017),DOI : https://doi.org/10.1002/2017WR020842
녹색연합 https://www.greenkorea.org/activity/weather-change/climatechangeacction-climate-change/106494/
수년 전만 해도 하루 한번 같은 장소를 찍기 어려웠지만 저가 발사체가 늘어나고 소형위성 기술이 발전하면서 이제는 지구에서 벌어지는 상황을 실시간 감시하는 시대로 접어들었다.국방 분야는 물론 재해와 재난 감시,손해 사정,산업 동향 분석까지 다양한 분야에서 위성 영상이 활용되고 있다.국내 위성 서비스 기업 나라스페이스와 조선비즈는 우주 데이터가 적극적으로 활용되는 우주경제 시대를 앞두고 인공위성 영상 데이터와 국방과 산업,경제,사회 등 다양한 분야를 접목해 분석하는‘위성으로 본 세상’과‘위성으로 보는 경제’라는‘스페이스 저널리즘’시리즈를 매주 공개하고 있다.
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