KR102108752B1 - Method for realtime forest fire danger rating forecasting in north korea - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접근불능지역의 위성촬영이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 위성촬영이미지로부터 발화지점을 픽셀단위로 추출하는 단계; 시계열별 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려하여 독립발화지점으로부터 확산되어 추출된 확산발화지점을 제거하는 단계; 해당 시계열별로 얻어진 독립발화지점을 포함하는 단위격자에 대한 해당 시점에서의 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 단위격자별로 획득하는 단계; 상기 얻어진 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출할 각 함수를 도출하는 단계; 상기 얻어진 각 함수에 실시간 얻어진 단위격자별 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 입력하여 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수로부터 단위격자별 산불위험지수를 추출하고, 그 결과를 단위격자별로 지도상에 식별 가능한 방법으로 표시하여 사용자 단말기에 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of obtaining a satellite image of the inaccessible area; Extracting an ignition point from the acquired satellite image in pixel units; Removing diffusion ignition points extracted from the independent ignition points in consideration of the degree of diffusion of wildfires and the vector of wind by time series; Obtaining weather information, clinical information, and topographical information at a corresponding time for a unit grid including an independent ignition point obtained for each time series for each unit grid; Deriving each function for calculating a weather risk index, a clinical risk index, and a terrain risk index from the obtained weather information, clinical information, and terrain information; Calculating current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index by inputting weather information, clinical information, and terrain information for each unit grid obtained in real time to each obtained function; And extracting the wildfire risk index for each unit grid from the calculated current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index, and displaying the result in a identifiable manner on the map for each unit grid to display on the user terminal. It provides a real-time forest fire risk forecasting method for inaccessible areas characterized by including.

Description

접근불능지역 실시간 산불위험예보방법{METHOD FOR REALTIME FOREST FIRE DANGER RATING FORECASTING IN NORTH KOREA}Real-time forest fire risk forecast method in inaccessible areas {METHOD FOR REALTIME FOREST FIRE DANGER RATING FORECASTING IN NORTH KOREA}

본 발명은 산불위험예보방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접근불능지역에서 현재 또는 가까운 장래에 산불이 발생할 수 있는 위험확률에 대하여 신속하면서도 정확성이 높게 예측할 수 있고, 산불 위험성을 미리 경보함으로써 대형산불의 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting a forest fire risk, and more specifically, it is possible to quickly and accurately predict a probability of a forest fire occurring in an inaccessible area in the near future or in the near future. Real-time forest fire risk prediction method for inaccessible areas that can significantly reduce the likelihood of occurrence.

국내의 북한을 포함한 접근불가 지역에서의 화재는 단순히 북한이라는 이질적인 체제를 갖는 집단이 점유하는 영토에서 발생하는 문제라는 인식에서 벗어나, 북한도 우리와 같은 민족이고 헌법상 규정된 한국의 영토개념상 우리나라의 일부를 구성하는 것으로 인식하여 북한에서 발생되는 화재 역시 우리나라에서 발생된 화재와 동일한 정도의 문제인식을 가질 것이 요구된다.The fire in the inaccessible areas, including North Korea, is not simply a problem that arises in the territory occupied by a group of heterogeneous systems called North Korea, and North Korea is a nation like ours, and in terms of Korea's territorial concept prescribed by the Constitution Recognizing that it constitutes part of the fire, fires in North Korea are also required to have the same degree of problem recognition as fires in Korea.

이는 북한의 영토 역시 통일 이후 우리 자손들이 살아가야 할 터전이자, 영원한 우리 민족 고유의 공통 자산이기에 접근불능 지역에서의 대형산불과 같은 엄청안 국가적인 손실을 미리 예방하고, 관리하는 것은 매우 중요한 일이다.It is very important to prevent and manage massive national losses such as large forest fires in inaccessible areas in advance, as North Korea's territory is also the basis for our descendants to live after unification and a common asset inherent in our eternal nation. .

북한에서는 시스템의 불비 내지 낙후로 인하여 매년 발생하는 산불의 발생시점 및 위치에 대한 정확한 데이터의 수집이 어렵고, 이를 해석할 수 있는 시스템이 마련되어 있지 않아 신속하고 정확한 산불위험예보는 불가능한 실정이다. In North Korea, it is difficult to collect accurate data on the time and location of wildfires that occur annually due to the system's rain or fall, and it is impossible to quickly and accurately predict the risk of forest fires because there is no system to interpret it.

더욱이 북한은 산불진화장비가 현대적이지 못하고, 주로 인력에 의한 수작업으로만 이루어져 진화작업의 어려움이 가중되고 있으며, 산불로 인한 인명피해의 가중으로 산불의 예방은 진화대책과 더불어 매우 중요하고 시급한 실정이다.Moreover, in North Korea, the fire extinguishing equipment is not modern, and the difficulty of extinguishing is made up mainly by manual work by manpower, and the prevention of forest fire is very important and urgent along with the countermeasures against the fire due to the weight of human life caused by the fire. .

현재 산불의 예방을 위해 제외국에서는 독자적으로 개발한 산불위험예보시스템을 가동하고 있다. 미국의 경우 1913년부터 산불연구를 시작하여 1978년부터 국가산불위험예보(NFDRS)를 실시하고 있으며, 캐나다의 경우 1925년부터 산불연구를 시작으로 1970년 캐나다 산불위험도 평가시스템을 개발하여 실용화(CFFDRS)하고 있다. 우리나라의 경우에도 1994 ~ 1996년 동안 연료습도측정봉을 이용한 산불위험예보제의 연구를 시작하여 1997년부터 서울 등 23개 권역에 실용화하고 있다. 하지만, 이들 시스템은 접근가능한 지점에서의 기초 정보 예로, 기상정보 등을 취득하여 산불위험을 예보하는 시스템에 불과하다.Currently, in order to prevent forest fires, the excluded countries operate their own developed forest fire risk forecasting system. In the United States, forest fire research began in 1913, and the National Forest Fire Risk Forecast (NFDRS) began in 1978. In Canada, forest fire research began in 1925, and the Canadian forest fire risk assessment system was developed and put into practical use in 1970 (CFFDRS). ). In Korea, the study of forest fire risk forecasting systems using fuel humidity measuring rods began in 1994-1996 and has been put into practical use in 23 regions including Seoul since 1997. However, these systems are merely systems for predicting forest fire risk by acquiring weather information and the like as basic information at accessible points.

이에 따라, 접근불능지역에서 현재 또는 가까운 장래에 산불이 발생할 수 있는 위험확률에 대하여 신속하면서도 정확성이 높게 예측할 수 있고, 산불 위험성을 미리 경보함으로써 대형산불의 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법 및 시스템이 절실하게 요구되고 있다.Accordingly, an inaccessible area that can quickly and accurately predict the probability of a forest fire occurring in the inaccessible area at present or in the near future, and can significantly reduce the likelihood of a large forest fire by warning the risk of forest fire in advance. There is an urgent need for a real-time forest fire risk prediction method and system.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 접근불능지역에서 현재 또는 가까운 장래에 산불이 발생할 수 있는 위험확률에 대하여 신속하면서도 정확성이 높게 예측할 수 있고, 산불 위험성을 미리 경보함으로써 대형산불의 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, the purpose of which can be predicted quickly and accurately with respect to the probability of the risk of wildfires occurring in the near future or in the near future. It is to provide a method for real-time forest fire risk prediction in inaccessible areas that can significantly reduce the possibility of large-scale forest fires by warning in advance the danger of forest fires.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.

(1) 접근불능지역의 위성촬영이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 위성촬영이미지로부터 발화지점을 픽셀단위로 추출하는 단계; 시계열별 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려하여 독립발화지점으로부터 확산되어 추출된 확산발화지점을 제거하는 단계; 해당 시계열별로 얻어진 독립발화지점을 포함하는 단위격자에 대한 해당 시점에서의 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 단위격자별로 획득하는 단계; 상기 얻어진 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출할 각 함수를 도출하는 단계; 상기 얻어진 각 함수에 실시간 얻어진 단위격자별 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 입력하여 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수로부터 단위격자별 산불위험지수를 추출하고, 그 결과를 단위격자별로 지도상에 식별 가능한 방법으로 표시하여 사용자 단말기에 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.(1) obtaining a satellite image of an inaccessible area; Extracting an ignition point from the acquired satellite image in pixel units; Removing diffusion ignition points extracted from the independent ignition points in consideration of the degree of diffusion of wildfires and the vector of wind by time series; Obtaining weather information, clinical information, and topographical information at a corresponding time for a unit grid including an independent ignition point obtained for each time series for each unit grid; Deriving each function for calculating a weather risk index, a clinical risk index, and a terrain risk index from the obtained weather information, clinical information, and terrain information; Calculating current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index by inputting weather information, clinical information, and terrain information for each unit grid obtained in real time to each obtained function; And extracting the wildfire risk index for each unit grid from the calculated current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index, and displaying the result in a identifiable manner on the map for each unit grid to display on the user terminal. Real-time forest fire risk prediction method for inaccessible areas, characterized in that it comprises.

(2) 상기 (1)에 있어서,(2) In the above (1),

특정 픽셀에서 시계열적으로 산불이 탐지되었을 때, 최초로 탐지된 시점의 화점을 발화지점과 발화시기로 정하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.When a forest fire is detected in a time series at a specific pixel, a real-time forest fire risk forecasting method for an inaccessible area, characterized in that the fire point of the first detected time point is determined as the ignition point and the ignition time.

(3) 상기 (1)에 있어서,(3) In the above (1),

동일 픽셀에서 서로 다른 시기의 산불이 탐지되었을 경우에는 개별산불로 간주하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.A method for real-time forest fire risk prediction in inaccessible areas, characterized in that individual forest fires are considered when forest fires of different periods are detected in the same pixel.

(4) 상기 (1)에 있어서,(4) In the above (1),

발화시점 이후 1일에 해당 화점을 중심으로 하는 3×3 픽셀영역 내에 나타난 화점은 확산발화지점으로 제외하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.A method for real-time forest fire risk prediction in an inaccessible area characterized in that a fire point appearing within a 3 × 3 pixel area centered on the fire point is excluded as a diffuse ignition point on the first day after the ignition point.

(5) 상기 (4)에 있어서,(5) In the above (4),

발화시점 이후 2일 이후부터는 해당 화점을 중심으로 하는 5×5 픽셀영역내에 나타난 화점은 확산발화지점으로 제외하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.A method for real-time forest fire risk prediction in an inaccessible area characterized in that a fire point that appears within a 5x5 pixel area centered on the fire point is excluded as a diffuse fire point from 2 days after the ignition point.

(6) 상기 (1)에 있어서,(6) In the above (1),

기상위험지수를 산출할 함수는 식 1으로 표시되는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.A real-time forest fire risk forecasting method for inaccessible areas, characterized in that the function for calculating the weather risk index is represented by Equation 1.

[1+exp{-(2.745+(0.0905*일최고기온)-(0.0517*일최저상대습도)+(0.0334*실효습도)+(0.1283*평균풍속))}-1]-1 [1 + exp {-(2.745+ (0.0905 * highest temperature per day))-(0.0517 * lowest relative humidity per day) + (0.0334 * effective humidity) + (0.1283 * average wind speed))} -1 ] -1

본 발명에 의하면, 접근불능지역에서 현재 또는 가까운 장래에 산불이 발생할 수 있는 위험확률에 대하여 신속하면서도 정확성이 높게 예측할 수 있고, 산불 위험성을 미리 예보함으로써 접근불능지역에서의 대형산불의 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to quickly and accurately predict the probability of a fire that may occur in the inaccessible area in the near future or in the near future, and predict the risk of forest fire in advance, thereby remarking the possibility of a large forest fire in the inaccessible area. Can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 산불위험 예보과정의 절차도의 일예.
도 2는 본 발명에 따른 산불위험 예보시스템의 전체 구성도의 일예.
도 3은 본 발명에 따른 화점필터링과정의 일예.
도 4는 연도별(2011~2015) 산불발생지점 정보를 활용한 산불발화지점의 재추정 결과
도 5는 임상분류를 통하여 생성된 FMI 지수
도 6은 재분석 자료를 활용한 고도 구간별 및 사면별 산불발생 경향
도 7은 지형분류를 통하여 생성된 TMI 지수
도 8은 재분석에 의한 화점(fire spot)의 기상자료 DB 구축
도 9는 기상에 의한 산불발생확률모형 입력자료 간의 상관관계 매트릭스
도 10은 산불발생에 영향을 주는 기상 요인의 로지스틱 회귀모형 분석 결과
도 11은 기상위험지수(DWI) 모형의 검증 결과
도 12는 실시간 기상정보 연계 및 자료처리, 산불위험예보 분석 체계도
도 13은 2014년 4월 15일 기상정보(15시), 시간별 기상위험지수와 산불위험등급
도 14는 2014년 4월 25일 기상정보(15시), 시간별 기상위험지수와 산불위험등급
도 15는 2014년 4월 27일 기상정보(15시), 시간별 기상위험지수와 산불위험등급
도 16은 자동화된 실시간 산불위험 예측모델 흐름도
도 17은 접근불능지역 산불위험예보 파일럿 시스템 세부 페이지 구성 현황
도 18은 접근불능지역 실시간 산불위험예보 파일럿 시스템 관리자 페이지
1 is an example of a process diagram of a forest fire risk forecasting process according to the present invention.
Figure 2 is an example of the overall configuration of a forest fire risk forecasting system according to the present invention.
3 is an example of a dot filtering process according to the present invention.
4 is a result of re-estimation of wildfire ignition points using year-by-year (2011-2015) wildfire occurrence information
5 is an FMI index generated through clinical classification
Figure 6 shows the tendency of forest fires by altitude section and slope using reanalysis data
7 is a TMI index generated through topographic classification
8 is a weather data DB construction of a fire spot by reanalysis
9 is a correlation matrix between input data of probability of forest fires caused by weather.
10 is a logistic regression model analysis result of meteorological factors affecting the occurrence of forest fires
11 is a verification result of the weather risk index (DWI) model
12 is a real-time weather information connection and data processing, forest fire risk forecast analysis system diagram
13 shows weather information on April 15, 2014 (15:00), hourly weather risk index and fire risk rating
14 shows weather information on April 25, 2014 (15:00), hourly weather risk index, and fire risk rating.
Figure 15 is the weather information on April 27, 2014 (15:00), hourly weather risk index and forest fire risk rating
16 is a flowchart of an automated real-time forest fire risk prediction model.
Fig. 17 shows the details of the forest fire risk forecast pilot system in the inaccessible area
18 is a real-time forest fire risk forecast pilot system manager page in inaccessible areas.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to describe exemplary embodiments of the present invention, and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced. The following detailed description includes specific details to provide a thorough understanding of the present invention. However, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains knows that the present invention may be practiced without these specific details.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.In some cases, in order to avoid obscuring the concept of the present invention, well-known structures and devices may be omitted, or block diagrams centered on the core functions of each structure and device may be illustrated.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Throughout the specification, when a part "comprising or including" a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise specified. do. In addition, terms such as “… unit”, “… group”, and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have. In addition, "a (a or an)", "one (one)," "the (the)" and similar related terms in the context of describing the present invention (especially in the context of the following claims) is different herein. It may be used in a sense including both singular and plural unless indicated or clearly contradicted by context.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본 발명에 따른 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법은 도 1에 도시한 바와 같이,A real-time forest fire risk prediction method for an inaccessible area according to the present invention, as shown in FIG. 1,

접근불능지역의 위성촬영이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 위성촬영이미지로부터 발화지점을 픽셀단위로 추출하는 단계; 시계열별 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려하여 독립발화지점으로부터 확산되어 추출된 확산발화지점을 제거하는 단계; 해당 시계열별로 얻어진 독립발화지점을 포함하는 단위격자에 대한 해당 시점에서의 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 단위격자별로 획득하는 단계; 상기 얻어진 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출할 각 함수를 도출하는 단계; 상기 얻어진 각 함수에 실시간 얻어진 단위격자별 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 입력하여 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수로부터 단위격자별 산불위험지수를 추출하고, 그 결과를 단위격자별로 지도상에 식별 가능한 방법으로 표시하여 사용자 단말기에 디스플레이 하는 단계를 포함한다. Obtaining a satellite image of the inaccessible area; Extracting an ignition point from the acquired satellite image in pixel units; Removing diffusion ignition points extracted from the independent ignition points in consideration of the degree of diffusion of wildfires and the vector of wind by time series; Obtaining weather information, clinical information, and topographical information at a corresponding time for a unit grid including an independent ignition point obtained for each time series for each unit grid; Deriving each function for calculating a weather risk index, a clinical risk index, and a terrain risk index from the obtained weather information, clinical information, and terrain information; Calculating current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index by inputting weather information, clinical information, and terrain information for each unit grid obtained in real time to each obtained function; And extracting the wildfire risk index for each unit grid from the calculated current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index, and displaying the result in a identifiable manner on the map for each unit grid to display on the user terminal. Includes.

상기와 같은 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법을 구현하기 위하여, 본 발명에 따른 접근불능지역 실시간 산불위험예보시스템은 도 2에 도시한 바와 같이,In order to implement the above-described real-time forest fire risk prediction method for the inaccessible area, the real-time forest fire risk prediction system according to the present invention is as shown in FIG.

전국이 일정한 단위격자로 구분된 단위격자별 기상정보를 제공하는 기상정보 제공서버(100);A weather information providing server 100 that provides weather information for each unit grid divided into unit grids nationwide;

상기 기상정보 제공서버로부터 실시간 수신된 기상정보, 및 단위격자내 임상정보 및 지형정보를 이용하여 산불위험지수를 도출하고 상기 위험지수에 따른 예보를 클라이언트에게 전송하는 산불위험예보 분석서버(200)를 포함하되,A forest fire risk forecast analysis server 200 that derives a forest fire risk index using the weather information received in real time from the weather information providing server, and clinical information and terrain information in a unit grid, and transmits a forecast according to the risk index to a client Including,

상기 산불위험예보 분석서버는 접근불능지역의 위성촬영이미지를 획득하는 위성이미지획득수단(201); 상기 위성이미지 획득수단으로부터 획득된 이미지로부터 화점을 픽셀단위로 추출하는 화점추출수단(202); 시계열별 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려하여 독립발화지점으로부터 확산되어 추출된 확산발화지점을 제거하는 화점필터링수단(203); 해당 시계열별로 얻어진 독립발화지점을 포함하는 단위격자에 대한 해당 시점에서의 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 단위격자별로 획득하는 기초정보획득수단(204); 상기 기초정보획득수단으로부터 얻어진 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출할 각 함수를 도출하는 함수도출수단(205); 및 상기 얻어진 각 함수에 실시간 얻어진 단위격자별 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 입력하여 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하고, 상기 산출된 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수로부터 단위격자별 산불위험지수 및 위험등급을 산출하는 산불위험지수산출부(206)를 포함하는 산불예보에이전트(210)를 포함한다. The forest fire risk prediction analysis server includes a satellite image acquisition means (201) for acquiring a satellite image of an inaccessible area; A dot extraction means 202 for extracting a dot point in pixels from an image obtained from the satellite image acquisition means; Fire point filtering means 203 which diffuses from the independent ignition point and removes the extracted ignition point by considering the diffusion degree of forest fire and the wind vector by time series; A basic information acquisition means (204) for acquiring weather information, clinical information, and topographical information at each point in time for a unit lattice including independent ignition points obtained for each time series; Function deriving means (205) for deriving respective functions for calculating weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index from weather information obtained from the basic information acquisition means, clinical information, and terrain information; And inputting meteorological information, clinical information, and topographical information for each unit grid obtained in real time to each of the obtained functions to calculate a current meteorological risk index, a clinical risk index, and a topographical risk index, and the calculated current meteorological risk index and clinical risk. It includes a forest fire forecasting agent 210 including a forest fire risk index calculation unit 206 for calculating a fire risk index and a risk class for each grid from the index and the terrain risk index.

이하, 본 발명에 따른 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법에 관하여 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for real-time forest fire risk prediction in an inaccessible area according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.

기상정보 제공서버(100)는 바람직하게는 전국 각지에 설치된 기상관측소로부터 현재의 기상정보(예로, 상대습도, 실효습도, 풍속, 온도 등)를 실시간 내지 일정시간 간격으로 수신하여 산불위험예보 분석서버(200)에 전송한다.The weather information providing server 100 preferably receives current weather information (eg, relative humidity, effective humidity, wind speed, temperature, etc.) from meteorological observation stations installed in all parts of the country at real time to constant time intervals, and analyzes the risk of forest fire risk forecast. (200).

바람직하게는 상기 기상정보는 전국을 일정 개수(예를 들어, 5km× 5km)의 단위격자를 이용하여 구분하였을 때, 각각의 단위격자 마다 얻어질 수 있다.Preferably, the weather information may be obtained for each unit grid when the whole country is divided using a certain number of unit grids (for example, 5 km × 5 km).

임상정보는 예를 들어 국립산림과학원에서 발행하는 1/25,000 축척의 수치임상도를 제공하는 서버로부터 제공받을 수 있으며, 접근불능지역의 임상정보를 산불위험예보 분석서버(200)에 제공한다. 임상정보는 단시간 대에 변하는 정보가 아니므로 기 저장된 정보를 그대로 적용하여 사용할 수도 있다.The clinical information can be provided, for example, from a server that provides a numerical clinical scale of 1 / 25,000 scale issued by the National Forest Research Institute, and provides clinical information of the inaccessible area to the forest fire risk forecast analysis server 200. Clinical information is not changed in a short time, so pre-stored information can be applied as it is.

지형정보는 국내 국토지리정보원에서 발행하는 1/25,000 축척의 수치지형도를 제공하는 서버로부터 제공받을 수 있으며, 접근불능지역의 지형정보를 산불위험예보 분석서버(200)에 제공한다. 임상정보와 마찬가지로 지형정보 역시 단시간 대에 변하는 정보가 아니므로 기 저장된 정보를 그대로 적용하여 사용할 수도 있다.The topographic information can be provided from a server that provides a numerical topographic map of 1 / 25,000 scale issued by the National Geographic Information Institute, and provides the topographic information of the inaccessible area to the forest fire risk forecast analysis server 200. Like clinical information, terrain information is not changed in a short period of time, so pre-stored information can be applied as it is.

본 발명의 산불위험예보 분석서버(200)는 상기 기상정보 제공서버(100)로부터 실시간 수신된 기상정보, 및 단위격자내 임상정보 및 지형정보를 이용하여 산불위험지수를 도출하고 상기 위험지수에 따른 예보를 클라이언트에게 전송한다.The forest fire risk prediction analysis server 200 of the present invention derives a forest fire risk index using real-time weather information received from the weather information providing server 100, and clinical information and terrain information in a unit grid, and according to the risk index, The forecast is sent to the client.

본 발명에서 산불위험지수는 산불위험을 수치로 객관화하여 산불위험예보 분석서버(200)가 산출한 것으로, 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 후술하는 산불예보에이전트(210)가 각각 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하고, 이로부터 이들 각 지수에 소정의 가중치를 부여하여 산출되는 값이다.In the present invention, the wildfire risk index is calculated by objectively converting the wildfire risk into a numerical value and calculated by the wildfire risk prediction analysis server 200. It is a value calculated by calculating the clinical risk index and the topographic risk index and assigning a predetermined weight to each of these indices.

상기 「기상위험지수」란 기상 분류에 따라 기상정보를 이용하여 산불이 발생할 수 있는 위험도를 지수로 수치화 한 것을 의미하고, 「임상위험지수」란 임상 분류에 따라 임상정보를 이용하여 산불이 발생할 수 있는 위험도를 지수로 수치화 한 것을 의미하며, 「지형지수」란 지형 분류에 따라 지형정보를 이용하여 산불이 발생할 수 있는 위험도를 지수로 수치화 한 것을 의미한다.The “climatic risk index” refers to the numerical value of the risk of forest fire using the weather information according to the weather classification, and the “clinical risk index” means that the forest fire may occur using clinical information according to the clinical classification. It means that the level of risk is numerically indexed, and the "topographical index" means that the risk of wildfires can be numerically indexed using terrain information according to the terrain classification.

본 발명의 바람직한 실시예로써, 접근불능지역에서의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수의 산출을 위한 함수로는 아래와 같다.As a preferred embodiment of the present invention, as a function for calculating weather risk index, clinical risk index and topographic risk index in an inaccessible area are as follows.

(1) 기상위험지수(DWI) 산출을 위한 함수(1) Meteorological risk index (DWI) calculation function

본 발명에 의하면, 기상정보로 기온(예, 평균기온, 최고기온, 최저기온), 습도(예, 실효습도, 최대습도, 최소습도), 풍속(예, 평균풍속, 최대풍속, 최소풍속)이 사용될 수 있다. 이외에 강수량 등의 다른 정보를 사용하는 것도 가능하다. 이와 같은 기상정보는 1시간 씩 하루에 24회 기상정보 제공서버(100)로부터 수신하는 것이 바람직하다. 이러한 기상정보는 저장장치(미도시)에 기록 및 저장된다.According to the present invention, as the weather information, temperature (eg, average temperature, maximum temperature, minimum temperature), humidity (eg, effective humidity, maximum humidity, minimum humidity), wind speed (eg, average wind speed, maximum wind speed, minimum wind speed) Can be used. In addition, it is possible to use other information such as precipitation. It is preferable to receive such weather information from the weather information providing server 100 24 times a day for one hour. The weather information is recorded and stored in a storage device (not shown).

상기 기상정보는 지역에 따라 산불발생과 상관성을 가지는 하나 이상의 정보가 이용될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 기상정보를 변수로 하여 실험적으로 정해질 수 있는 함수 f(기온, 습도, 풍속)에 따라 기상위험지수를 산출하며, 아래에 바람직한 실시예로써 기상위험지수 산출의 일예를 제시한다. The weather information may use one or more information correlated with the occurrence of forest fires depending on the region. In the present invention, the weather risk index is calculated according to a function f (atmospheric temperature, humidity, wind speed) that can be determined experimentally using such weather information as a variable, and an example of calculating the weather risk index is presented as a preferred embodiment below.

DWI=[1+exp{-(2.745+(0.0905*일최고기온)-(0.0517*일최저상대습도)+(0.0334*실효습도)+(0.1283*평균풍속))}-1]-1 DWI = [1 + exp {-(2.745+ (0.0905 * highest temperature per day))-(0.0517 * lowest relative humidity per day) + (0.0334 * effective humidity) + (0.1283 * average wind speed))} -1 ] -1

(2) 임상위험지수(FMI) 산출을 위한 함수(2) Function for calculating the clinical risk index (FMI)

FMI=ΣPiIi (상기 식에서 Pi는 단위격자내 분포하는 i형 임상이고, Ii는 i형 임상의 위험지수를 나타낸다.)FMI = ΣP i I i (In the above formula, Pi is a type i clinically distributed within a unit lattice, and Ii represents a risk index of a type i clinical.)

예를 들어, 도 5에 나타난 바와 같이, 낙엽활렵수에 대하여 10, 상록침엽수에 대하여 4, 혼효림에 대하여 2가 주어진다. 이에 의하면, 만일 단위격자내에 낙엽활엽수가 87개소(69%), 상록침엽수가 18개소(14.3%), 혼효림이 21개소(16.7%)를 차지할 경우 임상위험지수는 아래와 같이 산출된다.For example, as shown in FIG. 5, 10 is given to deciduous broad-leaved trees, 4 for evergreen conifers, and 2 for mixed forests. According to this, if the number of deciduous broad-leaved trees occupies 87 places (69%), the evergreen conifers 18 places (14.3%), and the mixed forests 21 places (16.7%), the clinical risk index is calculated as follows.

임상위험지수: Clinical risk index :

0.690×10+0.143×4+0.167×2=7.8060.690 × 10 + 0.143 × 4 + 0.167 × 2 = 7.806

(3) 지형위험지수(TMI) 산출을 위한 함수(3) Functions for calculating the Terrain Risk Index (TMI)

TMI=ΣPi,표고Ii,표고+ΣPj,방위Ij,방위 TMI = ΣP i, elevation I i, elevation + ΣP j, orientation I j, orientation

상기 식에서 Pi는 단위격자내 존재하는 i형의 표고 또는 방위의 분포비율, Ii는 i형의 표고 또는 방위의 위험지수를 나타낸다.In the above equation, Pi represents the distribution ratio of the elevation or orientation of i-type present in the unit grid, and Ii represents the hazard index of elevation or orientation of i-type.

지형위험지수는 도 7에 제시된 바와 같이 방위에 대하여는 북쪽이 가장 높은 5, 북동쪽/남동쪽 4.5, 동쪽/북서쪽이 4.0, 남서쪽이 3이 대응되어지는 예가 제시되어 있다. 이와 같은 수치는 산불발생과 관련한 경험적 통계를 근거하여 얻어질 수 있다. 또, 표고에 대하여는 550m 이하가 가장 높은 5, 550~1044m가 3.5, 1,537m 이상이 0.5로 주어져 있다.As shown in Fig. 7, the topographical risk index is presented in the example of the highest 5 in the north, 4.5 in the northeast / southeast, 4.0 in the east / northwest, and 3 in the southwest. These figures can be obtained based on empirical statistics related to forest fires. In addition, with respect to altitude, 5, 550 to 1044 m, the highest of which is 550 m or less, are given 3.5, 1,537 m or more to 0.5.

이에 의하면, 만일 단위격자내에 550m가 80개소(80.0%), 550~1044m가 18개소(18.0%), 1,537m 이상이 2개소(2.0%)가 존재할 경우, 표고에 대한 지형위험지수는 아래와 같이 산출될 수 있다.According to this, if there are 80 places (80.0%) in 550m, 18 places (18.0%) in 550 ~ 1044m, and two places (2.0%) in 1,537m or more, the topographic risk index for elevation is as follows: Can be calculated.

표고의 지형위험지수: Elevation Terrain Risk Index :

0.80×5+0.18×3.5+0.02×0.5=4.640.80 × 5 + 0.18 × 3.5 + 0.02 × 0.5 = 4.64

마찬가지로, 단위격자내에 북향이 10개소(10.0%), 북동향이 30개소(30.0%), 동향이 20개소(20.0%), 남동향이 10개소(10.0%), 남서향이 30개소(30.0%)가 존재할 경우 방위에 대한 지형위험지수를 구하면 아래와 같다.Similarly, within the unit grid, 10 places (10.0%) in the north, 30 places in the northeast (30.0%), 20 places in the northeast (20.0%), 10 places in the southeast (10.0%), 30 places in the southwest (30.0%) If exists, the topographic risk index for defense is as follows.

방위의 지형위험지수: Defense Terrain Risk Index :

0.10×5+0.30×4.5+0.20×4.0+0.10×4.5+0.30×3.0=4.000.10 × 5 + 0.30 × 4.5 + 0.20 × 4.0 + 0.10 × 4.5 + 0.30 × 3.0 = 4.00

전체 지형위험지수: Overall Terrain Risk Index :

따라서 위 제시된 예에 의하면 동 단위격자내에서의 지형위험지수는 4.64+4.00=8.64가 된다.Therefore, according to the example given above, the terrain risk index within the unit grid is 4.64 + 4.00 = 8.64.

바람직하게는 상기 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수는 접근불능지역을 일정 개수(예를 들어, 5㎞×5㎞)의 단위격자를 이용하여 구분하였을 때, 각각의 단위격자 마다 추출될 수 있다.Preferably, the meteorological risk index, clinical risk index, and topographic risk index are extracted for each unit grid when the inaccessible area is divided using a certain number of unit grids (eg, 5㎞ × 5㎞). Can be.

상기 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수의 접근불능지역에서의 구체적인 산출예는 후술하는 본 발명의 실시예를 참조하기로 한다.For specific calculation examples in the inaccessible areas of the meteorological risk index, clinical risk index, and terrain risk index, reference will be made to embodiments of the present invention described later.

본 발명에 따른 산불위험예보 분석서버(200)는 접근불능지역에서 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하는 산불예보에이전트(210)를 포함한다.The forest fire risk forecast analysis server 200 according to the present invention includes a forest fire forecast agent 210 for calculating the current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index in an inaccessible area.

상기 산불예보에이전트(210)는 위성이미지획득수단(201), 화점추출수단(202), 화점필터링수단(203), 기초정보획득수단(204), 및 함수도출수단(205)을 포함한다. The forest fire forecasting agent 210 includes a satellite image acquisition means 201, a fire point extraction means 202, a fire point filtering means 203, a basic information acquisition means 204, and a function extraction means 205.

위성이미지획득수단(201)은 접근불능지역의 위성촬영이미지를 획득하기 위한 것으로, 위성촬영이미지는 예를 들어 MODIS 시스템을 이용하여 얻은 위성정보(예로, 250, 500, 100m의 픽셀 해상도)일 수 있다.The satellite image acquisition means 201 is for acquiring a satellite photographed image of an inaccessible area, and the satellite photographed image may be, for example, satellite information obtained using a MODIS system (eg, pixel resolution of 250, 500, 100m). have.

화점추출수단(202)은 위성이미지획득수단(201)이 얻은 위성촬영이미지로부터 화점을 픽셀단위로 추출하며, 각 픽셀의 색상정보를 이용하여 화재가 발생한 것으로 판단되는 화점(fire spot)을 추출한다. 이때, 화점은 최초발화점인 독립발화점이거나, 상기 독립발화점에서 바람 등의 영향으로 확산되어 발화된 확산발화점일 수 있다.The fire point extraction means 202 extracts the fire point in units of pixels from the satellite image obtained by the satellite image acquisition means 201, and uses the color information of each pixel to extract a fire spot determined to have occurred in the fire. . At this time, the fire point may be an independent ignition point that is an initial ignition point, or a diffusion ignition point that is diffused by the influence of wind or the like from the independent ignition point.

화점필터링수단(203)은 시계열별 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려하여 상기 화점추출수단(202)에 의해 추출된 화점 중에서 확산발화점을 제거하고 독립발화점인 화점만을 얻기 위해 필터링과정을 수행한다.The point filtering means 203 removes the diffusion ignition point from among the points extracted by the point extraction means 202 in consideration of the degree of spread of the forest fire and the wind vector by time series, and performs a filtering process to obtain only the point as an independent ignition point. .

본 발명에서는 바람직하게는 특정 픽셀에서 시계열적으로 화점이 추출되었을 때, 최초로 추출된 시점의 화점만을 독립발화점으로 특정한다.In the present invention, preferably, when a picture point is extracted in a time series from a specific pixel, only the picture point at the time of the first extraction is specified as an independent ignition point.

또한, 동일 픽셀에서 서로 다른 시기의 화점이 추출되었을 경우에는 개별산불 즉, 각각의 화점은 독립발화점으로 간주한다.In addition, when a different point of time is extracted from the same pixel, each wildfire, that is, each point is regarded as an independent ignition point.

본 발명에서는 확산발화점으로 판단하기 위해 도 3에 도시한 바와 같이 발화시점 이후 1일에 해당 화점을 중심으로 하는 3×3 픽셀영역 내에 나타난 화점은 확산발화점으로 제외하여 독립발화점으로 카운팅하지 않는다. 이는 짧은 시간대에 걸쳐 인근 지역에서 동시발화된 것으로 보기 어려우며, 바람 등에 의한 영향으로 확산된 화재로 보는 것이 보다 타당하기 때문에서이다.In the present invention, as shown in FIG. 3, in order to determine the diffusion ignition point, a flash point appearing within a 3x3 pixel area centered on the corresponding point on the first day after the ignition point is not counted as an independent ignition point except for the diffusion ignition point. This is because it is difficult to see it co-fired in a nearby area over a short period of time, and it is more appropriate to see it as a fire spread by the influence of wind.

나아가, 본 발명에서는 발화시점 이후 2일 이후부터는 해당 화점을 중심으로 하는 5×5 픽셀영역내에 나타난 화점은 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려할 때, 확산발화지점으로 보아 제외하는 것이 바람직하다. 이는 2일 이후에는 5×5 픽셀영역내에 측정된 화점은 통계적으로 중심의 독립발화점으로부터 유래된 확산발화점일 확률이 높기 때문에서이다.Furthermore, in the present invention, from 2 days after the ignition point, it is desirable to exclude the point of view in the 5 × 5 pixel area centered on the point of view, as a diffusion ignition point when considering the degree of spread of the fire and the wind vector. This is because after 2 days, the probability that the measured point in the 5 × 5 pixel region is statistically a diffuse point derived from the central independent ignition point is high.

상기 기초정보획득수단(204)은 화점필터링수단(203)에 의해 얻어진 독립발화점을 포함하는 단위격자에 대한 해당 시점에서의 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 단위격자별로 획득한다. 이때, 상기 기상정보, 임상정보 및 지형정보에 대한 획득방법은 앞에서 설명한 바와 같다.The basic information acquisition means 204 acquires weather information, clinical information, and topographic information for each unit grid for a unit grid including an independent ignition point obtained by the dot filtering means 203 for each unit grid. At this time, the method for obtaining the weather information, clinical information, and topographic information is as described above.

본 발명에 따른 함수도출수단(205)은 상기 기초정보획득수단(204)으로부터 얻어진 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출할 각 함수를 도출한다.The function deriving means 205 according to the present invention derives each function for calculating the weather risk index, the clinical risk index, and the terrain risk index from the weather information, clinical information, and terrain information obtained from the basic information acquisition means 204.

산불위험지수산출부(206)는 상기 얻어진 각 함수에 실시간 얻어진 단위격자별 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 입력하여 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하고, 상기 산출된 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수로부터 단위격자별 산불위험지수 및 위험등급을 산출한다.The forest fire risk index calculation unit 206 calculates the current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index by inputting weather information, clinical information, and terrain information for each unit grid obtained in real time to each of the obtained functions. Calculate the forest fire risk index and risk grade for each grid from the current weather risk index, clinical risk index, and topographic risk index.

본 발명에서는 바람직하게는 상기 각 위험지수에 따른 가중치를 부여한 후 최종적으로 산불위험지수를 추출한다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 기상위험지수에 가중치로 0.6 내지 0.8, 바람직하게는 0.7을 곱하고, 임상위험지수 및 지형위험지수에는 가중치로 각각 1.2 내지 1.8, 바람직하게는 1.5를 곱한 것을 합하여 이를 산불위험지수로써 각 단위격자별로 추출하고, 그 값을 산불위험예보 분석서버(200)에 제공한다. 상기와 같은 가중치 범위를 적용할 경우 정확한 예측이 가능함을 실험적으로 확인하였다.In the present invention, preferably, after assigning a weight according to each risk index, the forest fire risk index is finally extracted. For example, in a preferred embodiment of the present invention, the weather risk index is multiplied by 0.6 to 0.8, preferably 0.7, as a weight, and the clinical risk index and topographic risk index are multiplied by 1.2 to 1.8, preferably 1.5, respectively. In total, this is extracted for each unit grid as a forest fire risk index, and the value is provided to the forest fire risk prediction analysis server 200. It was experimentally confirmed that accurate prediction is possible when the above weight range is applied.

위험등급은 상기와 같이 산출된 산불위험지수를 등급화하여 예를 들어, 관심, 주의, 경계, 심각 등의 4등급으로 나누어 표시할 수 있다.The risk grade can be displayed by dividing it into four grades, for example, interest, caution, caution, and severity, by classifying the fire risk index calculated as described above.

상기한 바와 같이 산불위험예보 분석서버(200)에 의해 제공되는 접근불능지역의 산불위험예보는 상술한 바와 같은 단위격자 단위로 제공될 수 있으며, 이는 클라이언트(300)의 요청에 따라 소정 형식을 통해 디스플레이되어질 수 있도록 한다. As described above, the forest fire risk forecast in the inaccessible area provided by the forest fire risk analysis server 200 may be provided in units of the unit grid as described above, and through a predetermined format according to the request of the client 300 To be displayed.

이하 본 발명의 내용을 보다 구체적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다만 하기 예시된 실시예 등은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to more specific embodiments. However, the exemplified examples below are only presented to help the understanding of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.

[실시예 1] 최근 5년간 접근불능지의 산불발화지 정보 추출 및 DB 재분석[Example 1] Extraction of wildfire information from inaccessible land and DB re-analysis in the last 5 years

(가) 산불발화지점의 정보 추출(A) Extraction of information from wildfire points

최근 5년간(2011-2015년)의 MODIS fire spot(MOD14) 자료를 이용하여 총 3,637개의 fire spot points 정보를 추출한 결과를 토대로 산불이 발화된 지점을 추출하기 위해 다음과 같은 가설 수립으로 확산에 의한 중복된 산불정보를 제거하였다.Based on the results of extracting a total of 3,637 fire spot points using the MODIS fire spot (MOD14) data from the last 5 years (2011-2015), the following hypothesis was established to spread the fire ignition points. Duplicate forest fire information was removed.

1) 특정 픽셀에서 시계열적으로 산불이 탐지되었을 경우, 최초로 탐지된 시점의 fire spot을 발화지점으로 간주1) When a forest fire is detected in a time series at a specific pixel, the fire spot at the first detection time is regarded as the ignition point.

2) 동일 픽셀에서 5일 이상의 차이가 발생한 산불이 탐지되었을 경우에는 개별 산불로 간주2) If a forest fire with a difference of more than 5 days is detected in the same pixel, it is regarded as an individual forest fire.

3) 발화지점을 중심으로 발화 시점으로부터 4일후까지 산불의 확산 유무를 파악3) Identify the presence or absence of forest fire spread from the point of ignition to 4 days after the point of ignition

ㅇ 발화 시점부터 1일 이후까지 3×3 픽셀 영역 설정 후 fire spot 제거ㅇ Remove fire spot after setting 3 × 3 pixel area from the time of ignition to after 1 day

ㅇ 2일 이후부터는 5×5 픽셀 영역 점검ㅇ After 2 days, check the 5 × 5 pixel area

ㅇ 구름에 의한 자료 결측 시 이후의 fire spot 자료 파악ㅇ In case of missing data due to clouds, the data of the fire spot afterwards is grasped.

4) 바람 UV 벡터정보를 이용하여 산불 확산으로 판단되는 픽셀 제거4) Using the UV vector information of the wind, it is possible to remove the pixels judged to be the spread of forest fire

(나) 산불발화지 정보의 재분석(B) Reanalysis of wildfire information

산불발화지점을 추출하기 위해 fire spot에 대한 풍속과 풍향 정보를 분석한 결과, 풍속의 범위가 10m/s~30m/s에서는 북서풍과 남서풍을 포함한 서풍 계열의 바람이 강하게 부는 것으로 분석되었다. 또한 풍속이 10m/s 이하인 경우에는 주풍 방향이 다양하게 나타났지만 남서풍 계열 바람의 빈도가 비교적 높게 나타나는 결과를 보였다. As a result of analyzing the wind speed and wind direction information for the fire spot to extract the fire ignition point, it was analyzed that the wind of the west wind series including the northwest wind and the southwest wind was blowing strongly in the range of the wind speed of 10m / s ~ 30m / s. In addition, when the wind speed was 10 m / s or less, the main wind direction was varied, but the frequency of the southwest wind series was relatively high.

앞서 기술한 산불발화지점을 추출하는 가설에 의해 2011년부터 2015년까지 탐지된 MODIS fire spot 정보를 재분석한 결과, 산불발화지점은 기존에 탐지된 3,637개 픽셀 중에서 약 60%가 산불확산으로 중복된 산불발생지점으로 추정되었다. 따라서 산불확산 추정으로 중복된 지점을 제거함으로써 총 1,469개의 산불발화지 픽셀이 최종 추출되었다. 연도별로 추출된 산불발화지점을 살펴보면 2011년이 368개, 2012년 151개, 2013년 172개, 2014년 554개, 2015년은 224개로 추출되었다. 특히, 2015년은 762개의 fire spot 중에서 약 71%(fire spot 538개)가 확산 지점으로 제거되면서 산불 확산이 가장 심했던 시기로 분석되었고, 2013년은 약 39%(fire spot 111개)가 제거되면서 산불확산이 가장 적었던 시기로 분석되었다(도 4).As a result of re-analyzing the MODIS fire spot information detected from 2011 to 2015 by the hypothesis of extracting the above-mentioned fire ignition point, about 60% of the previously detected 3,637 pixels overlap with forest fire diffusion. It was estimated as the location of forest fires. Therefore, a total of 1,469 wildfire pixels were finally extracted by removing the overlapping points by forest fire diffusion estimation. Looking at the fire ignition points extracted by year, 368 in 2011, 151 in 2012, 172 in 2013, 554 in 2014, and 224 in 2015 were extracted. In particular, in 2015, about 71% (fire spot 538) out of 762 fire spots were removed as the diffusion point, and it was analyzed that the spread of wildfire was the most severe, and in 2013, about 39% (111 fire spots) was removed. It was analyzed that the forest fire spread was the least (Fig. 4).

재분석된 산불발화지점의 연ㅇ월별 산불발생빈도를 분석한 결과, 최근 5년 동안 봄철 시기인 4월이 43.0%(2013년)~70.7%(2011년)으로 산불발생빈도가 가장 높게 나타나면서 남한에서 집중적으로 다발하는 산불 시기와 동일한 것으로 분석되었다. 다음으로 5월이 7.6%(2011년)~47.0%(2012년)로 산불발생이 집중되어 나타나는 것으로 분석되면서 시기적으로는 3월과 4월에 산불발생이 집중되는 남한과 비교하여 1개월 가량 늦은 4월과 5월에 산불이 다발하는 경향을 보였다.As a result of analyzing the annual and monthly forest fire occurrence frequency of the reanalyzed forest fire ignition point, South Korea showed the highest occurrence of forest fire in April, 43.0% (2013) to 70.7% (2011) in the spring period. It was analyzed to be the same as the intensive fire season in. Next, it was analyzed that the occurrence of forest fires concentrated in May from 7.6% (2011) to 47.0% (2012). As a result, it was about one month late compared to South Korea where forest fires were concentrated in March and April. Forest fires tended to occur in April and May.

[실시예 2] 접근불능지역 임상위험지수 모형 개발[Example 2] Development of clinical risk index model for inaccessible areas

접근불능지역에서 발생한 산불발화지점을 대상으로 임상위험지수를 산출하기 위해 임상특성을 분석한 결과, 낙엽활엽수림이 59.4%로 가장 높은 비율을 차지하였다. 다음으로 상록침엽수림이 21.7%, 혼효림이 18.9%의 비율을 차지하는 것으로 분석되었다. 본 결과는 남한 지역에서 가장 높은 산불발생빈도 비율을 나타내는 임상 특성이 상록침엽수림(69.0%)이라는 결과와 상반되게 접근불능지역은 낙엽활엽수림에서 산불 발화가 높은 것으로 분석되었다. 재분석 전(총 3,637개 fire spot points) 대비 재분석 후(총 1,469개 fire spot points)의 결과를 비교하였을 경우, 재분석 후에는 낙엽활엽수림의 비율이 약 3.1% 증가하였으나 상록침엽수림은 약 1.8%, 혼효림은 약 1.3%가 감소한 결과를 보였다(표 1). 따라서 산출된 자료는 산불발화지점의 임상 조건별 빈도분석을 실시한 후 임상별 산불발생빈도를 가중치별로 1~10단계로 지수화하여 임상 특성에 따른 산불위험지수(FMI, Fuel Model Index)를 개발하였다(도 5).As a result of analyzing the clinical characteristics in order to calculate the clinical risk index for the forest fire point in the inaccessible area, the deciduous broad-leaved forest occupied the highest ratio at 59.4%. Next, it was analyzed that the evergreen coniferous forests accounted for 21.7% and the mixed forests 18.9%. The results of this study showed that forest fires were high in deciduous broad-leaved forests in inaccessible areas, as opposed to the results of the evergreen coniferous forests (69.0%), which showed the highest rate of forest fire in South Korea. When the results of reanalysis (total 1,469 fire spot points) compared to before reanalysis (total 3,637 fire spot points), the ratio of deciduous forests increased by 3.1% after reanalysis, but about 1.8% for evergreen coniferous forests and mixed forests Showed a decrease of about 1.3% (Table 1). Therefore, the calculated data was analyzed by frequency of each fire condition, followed by indexing the frequency of forest fire occurrence by weight in steps of 1 to 10 to develop a forest fire risk index (FMI, Fuel Model Index) according to clinical characteristics ( Fig. 5).

산불발생지점에 대한 임상특성의 변화 비교Comparison of changes in clinical characteristics for forest fires 구분division 산불발생지점의 임상 비율(%)Clinical proportion of forest fires (%) 재분석 전Before reanalysis 재분석 후After reanalysis 재분석 전 대비 재분석 후 변화율Rate of change after reanalysis compared to before reanalysis 낙엽활엽수림Deciduous broad-leaved forest 56.356.3 59.459.4 +3.1+3.1 상록침엽수림Evergreen coniferous forest 23.523.5 21.721.7 -1.8-1.8 혼효림Honhyorim 20.220.2 18.918.9 -1.3-1.3

[실시예 3] 접근불능지역 지형위험지수 모형 개발[Example 3] Development of terrain risk index model for inaccessible areas

지형정보를 고려한 지형위험지수(TMI, Topography Model Index)를 산출하기 위해 30m 공간해상도의 1초 DEM(Digital Elevation Model) 자료를 활용하여 산불발화지점에 대한 고도 분포와 사면방향을 산출하였다.In order to calculate the Topography Model Index (TMI) considering the terrain information, the elevation distribution and the slope direction of the wildfire point were calculated by using the DEM (Digital Elevation Model) data of 30 m spatial resolution for 1 second.

북한의 산림지역을 대상으로 고도 분석을 통해 얻어진 평균과 표준편차 통계량을 이용하여 고도의 분포범위를 5개 구간(550m 이하, 550~1,044m, 1,044~1,537m, 1,537~2,030m, 2,030m 이상)으로 설정하여 총 1,469개의 산불발생빈도를 분석한 결과, 고도 정보가 550m 이하인 지점에서는 828건(약 56.3%)으로 가장 높은 산불발생빈도를 보였으며, 그 다음으로 550~1,044m에서 542건(약 36.8%)으로 높은 산불발생빈도를 나타내었다(도 6). 총 1,469개의 산불발화지점에 대한 평균 고도는 약 796m로 나타났으며, 산불발생지역에 대한 재분석 전ㅇ후의 고도분포 비율의 변화는 차이가 없었다.Using the average and standard deviation statistics obtained through altitude analysis for forest areas in North Korea, the distribution range of altitude is 5 sections (550m or less, 550 ~ 1,044m, 1,044 ~ 1,537m, 1,537 ~ 2,030m, 2,030m or more) As a result of analyzing a total of 1,469 forest fire occurrence frequencies, the highest intensity of forest fire occurrence was 828 (about 56.3%) at the point where the altitude information was less than 550m, followed by 542 from 550 ~ 1,044m ( About 36.8%) showed a high frequency of wildfire occurrence (Fig. 6). The average altitude for a total of 1,469 wildfire points was about 796m, and there was no difference in the altitude distribution ratio before and after the reanalysis of the wildfire area.

최근 5년간 재분석된 발화추정지점(1,469개 fire spot points)을 대상으로 사면 방향을 산출하기 위해 8방위로 분류하여 발생 분포 경향을 분석한 결과, 남동 사면에서 산불발생 비율이 약 13.9%로 가장 높게 나타났고, 북동사면 및 동사면에서는 약 11.6%로 가장 낮은 산불발생 비율을 나타냄으로써 8방위 범위 내에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 즉 접근불능지역의 사면방향은 산불발생 초기에 큰 영향력을 미치지 않는 것으로 사료된다. 따라서 산출된 자료는 산불발화지점의 지형조건별 빈도분석(고도와 사면방향의 가중치 각 0.5)을 실시한 후 1~10단계로 지수화하여 지형 특성에 의한 산불위험지수(TMI)를 개발하였다(도 7).As a result of analyzing the trend of occurrence distribution by classifying into 8 directions to calculate the slope direction for the re-analyzed ignition estimation points (1,469 fire spot points) in the last 5 years, the rate of forest fire occurrence on the southeast slope was the highest at about 13.9%. It showed the lowest rate of wildfire occurrence at about 11.6% on the northeast slope and the verb side, and there was no significant difference within the 8th defense range. That is, it is considered that the slope direction of the inaccessible area does not have a significant influence in the early stage of forest fire. Therefore, the calculated data was analyzed by frequency (0.5 each for altitude and slope) for each terrain condition of the forest fire point, and then indexed in 1 to 10 stages to develop the forest fire risk index (TMI) based on terrain characteristics (Figure 7). ).

[실시예 4] 접근불능지역 기상위험지수 모형 개발[Example 4] Development of weather risk index model for inaccessible areas

접근불능지역에 대한 기상위험지수(DWI, Daily Weather Index)를 산출하기 위해 재분석을 통해 추출된 산불발화 지점을 대상으로 산불발생과 관련이 있는 기상요인인 기온, 습도, 풍속 등의 기상정보 DB를 재구축하였다(도 8). 본 실시에에서는 산불 발생에 영향을 미치는 기상 요인을 구명하기 위해 로지스틱 회귀모형(logistic regression model)을 이용하여 종속변수(dependent variable)와 독립변수(independent variable)는 산불발생 유무와 산불발생 관련 기상요인으로 설정하였다. 기상에 의한 산불발생확률모형에 대한 기상입력 변수의 선정은 상관분석을 통해 기상청 5km 재분석 자료에서 획득 가능한 기상 요소들 중 산불이 발생한 날에서 높은 상관성을 갖는 기온(평균, 최고, 최저), 상대습도(평균, 최소), 실효습도, 풍속(평균, 최대), 강수량을 이용하였으며, 기상에 의한 산불발생확률모형 입력자료 간의 상관관계 결과는 도 9와 같이 나타났다.In order to calculate the Daily Weather Index (DWI) for inaccessible areas, a database of weather information, such as temperature, humidity, and wind speed, which are weather factors related to the occurrence of forest fire, is targeted for the fire ignition points extracted through reanalysis. It was rebuilt (Fig. 8). In this embodiment, the dependent variable and the independent variable are used to determine whether or not the fire is incurred and the meteorological factors related to the occurrence of the wildfire by using a logistic regression model to identify meteorological factors affecting the occurrence of the fire. Was set to The selection of weather input variables for the probability model of forest fires caused by meteorology is high temperature (average, highest, lowest), relative humidity among the weather elements that can be obtained from 5km reanalysis data from the National Weather Service through correlation analysis. (Average, minimum), effective humidity, wind speed (average, maximum), and precipitation were used, and the correlation results between the input data of the probability of forest fires caused by the weather were shown in FIG. 9.

접근불능지역의 기상에 의한 일일 산불발생확률(DWI)은 산불발생위치에서의 시계열 기상자료와 산불발생의 유무 정보로부터 로지스틱 회귀모형을 이용하여 산출하였다. 입력 자료의 경우에는 산불발생 당일의 개수와 발생 전ㅇ후 3일 간의 비 발생일 정보로 10,283개를 이용하였다(표 2).The probability of daily wildfire occurrence (DWI) due to the weather in an inaccessible area was calculated by using a logistic regression model from time-series weather data at the location of the wildfire and information on the presence or absence of the forest fire. In the case of input data, 10,283 were used as information on the number of days of wildfire occurrence and non-occurrence date between 3 days before and after occurrence (Table 2).

로지스틱 회귀분석 통계 현황 Logistic regression statistics FireFire Total FrequencyTotal Frequency 00 8,8148,814 1One 1,4691,469 Probability modeled is Fire = '1'Probability modeled is Fire = '1' -2 Log우도-2 Log likelihood 8,350.8858,350.885 X2X 2 value 1,207.66591,207.6659 % 예측치% Forecast 66.666.6

접근불능지역에 대한 로지스틱 회귀모형을 분석한 결과, 산불발생에 영향을 주는 기상인자는 일 최고기온, 일 최저상대습도, 실효습도, 평균 풍속이 99% 신뢰 수준에서 유의한 것으로 나타났다(도 10). 산불발생과 기상 요소간의 관계를 분석한 결과에서 일 최소상대습도는 음(-)의 관계를 보였으며, 일 최고기온과 평균 풍속은 양(+)의 관계를 보이면서 산불발생확률은 상대습도가 낮고 기온이 상승하고 풍속이 강할수록 높아지는 것으로 나타났다. 추정모형에 대한 적합도는 일 최고기온이 13.4266, 일 최소상대습도 84.1784, 실효습도 25.8035, 평균풍속 22.1316로 99% 신뢰 수준에서 유의성이 있는 것으로 나타났으며, 표본 내 추정모형의 예측력은 66.6%로 분석되었다(표 3).As a result of analyzing the logistic regression model for the inaccessible area, it was found that meteorological factors affecting the occurrence of forest fire were significant at 99% confidence level at the highest daily temperature, the lowest relative humidity, the effective humidity, and the average wind speed (FIG. 10). . As a result of analyzing the relationship between forest fire occurrence and meteorological factors, the daily minimum relative humidity showed a negative relationship, and the maximum daily temperature and average wind speed showed a positive relationship while the probability of forest fire occurrence was low and the relative humidity was low. It was found that the higher the temperature and the higher the wind speed, the higher. The suitability for the estimation model was found to be significant at 99% confidence level with a maximum daily temperature of 13.4266, a minimum relative humidity of 84.1784, an effective humidity of 25.8035, and an average wind speed of 22.1316, and the predictive power of the estimated model in the sample was analyzed to be 66.6% (Table 3).

로지스틱 회귀 모형으로 추정된 접근불능지역에 대한 산불발생위험 모형식과 표본 내 예측력Forest fire risk model formula and in-sample predictive power for inaccessible areas estimated by logistic regression model Model (Pr)Model (Pr) (%) predict value(%) predict value [1+exp{-(2.745+(0.0905*일최고기온)-(0.0517*일최저상대습도)+(0.0334*실효습도)+(0.1283*평균풍속))}-1]-1 [1 + exp {-(2.745+ (0.0905 * highest temperature per day))-(0.0517 * lowest relative humidity per day) + (0.0334 * effective humidity) + (0.1283 * average wind speed))} -1 ] -1 66.666.6

접근불능지역에 대한 산불발생위험지수의 설정은 본 실시예를 통해 얻어진 전체 예측치를 이용하여 10% 구간별 백분위수를 추정하였고, 해당 예측 확률구간을 지수화하여 설정하였다(표 4). 모형에 의한 추정된 산불발생일과 비 발생일의 일일 기상위험지수(DWI) 빈도를 비교한 결과, 접근불능지역의 산불발생위험 예측이 잘 수행되고 있음을 최종 확인되었다(도 11).The forest fire risk index for the inaccessible area was estimated by using the total forecast obtained through this example to estimate the percentile for each 10% interval, and the predicted probability interval was indexed and set (Table 4). As a result of comparing the daily weather risk index (DWI) frequency of the estimated wildfire occurrence and non-occurrence days by the model, it was finally confirmed that the forest fire risk prediction in the inaccessible area was well performed (FIG. 11).

DWI 산불발생 추정 확률구간의 설정DWI forest fire estimation probability interval setting 비율 구간Ratio section DWIDWI 추정확률구간Estimated probability interval 10%10% 1One [.00000~.11138][.00000 ~ .11138] 20%20% 22 [.11139~.16559][.11139 ~ .16559] 30%30% 33 [.16560~.21032][.16560 ~ .21032] 40%40% 44 [.21033~.25141][.21033 ~ .25141] 50%50% 55 [.25142~.29238][.25142 ~ .29238] 60%60% 66 [.29239~.33452][.29239 ~ .33452] 70%70% 77 [.33453~.37828][.33453 ~ .37828] 80%80% 88 [.37829~.43005][.37829 ~ .43005] 90%90% 99 [.43006~.49471][.43006 ~ .49471] 100%100% 1010 [.49472~.10000][.49472 ~ .10000]

[실시예 5] 실시간 기상정보 송·수신 체계 구축[Example 5] Real-time weather information transmission and reception system establishment

접근불능지역에 대한 실시간 산불위험예보 체계를 구축하기 위해 기상청에서 생산 및 배포하고 있는 초단기 실황인 재분석 기상정보의 송·수신 체계를 마련하였다. 이는 매 시간 단위로 생산되는 5km 해상도의 재분석 기상정보는 기상청-국립산림과학원 간의 국가 전용망을 통해 실시간으로 기상정보를 수집 서버로 저장하는 체계로 구축하였다. 수집 서버에 저장된 기상정보는 접근불능지역 실시간 산불위험예보 분석서버로 전송되어 좌표 변환 등 전처리 과정을 거쳐 산불위험지수를 산출하기 위한 입력 자료로 활용되었다. 이러한 일련의 과정은 실시간으로 산불위험예보 분석을 자동화할 수 있도록 프로그램화하였다(도 12).In order to establish a real-time forest fire risk forecasting system for inaccessible areas, we prepared a system for transmitting and receiving reanalytical weather information, which is a very short-term situation produced and distributed by the Korea Meteorological Administration. It was constructed as a system that stores meteorological information in real time through a national dedicated network between the Korea Meteorological Administration and the National Forest Science Institute for reanalyzed meteorological information at 5 km resolution produced every hour. The weather information stored in the collection server was transmitted to the real-time forest fire risk forecast analysis server in inaccessible areas and used as input data to calculate the forest fire risk index through pre-processing such as coordinate conversion. This series of processes was programmed to automate the analysis of forest fire risk forecast in real time (FIG. 12).

[실시예 6] 접근불능지역 산불위험예보 파일럿 시스템 개발[Example 6] Pilot system for forest fire risk forecast in inaccessible areas

접근불능지역을 대상으로 개발한 기상위험지수(DWI), 임상위험지수(FMI), 지형위험지수(TMI)에 각각의 가중치를 부여하여 산불위험지도(FFDRI)를 작성하기 위한 프로세스의 자동화 체계를 마련하였다. 그리고 실제 산불 사례에 대한 산불발생확률모형의 예측정확도를 검증하기 위해 산불이 다발하였던 2014년 4월을 대상으로 사례분석 연구를 수행하였다. 특히, 산불이 가장 많이 발생하였던 4월 15일(51건)과 25일(70건), 산불이 적게 발생하였던 4월 27일(1건)을 대상으로 분석 및 검증을 수행하였다.The automation system of the process to create a forest fire risk map (FFDRI) by assigning weights to weather risk index (DWI), clinical risk index (FMI), and topographic risk index (TMI) developed for inaccessible areas I prepared it. Also, in order to verify the predicted accuracy of the probability of forest fire occurrence for the actual forest fire case, a case analysis study was conducted in April 2014 when the forest fires were heavy. In particular, analysis and verification were conducted on April 15 (51 cases) and 25 (70 cases), where forest fires occurred the most, and April 27 (1 case), where forest fires occurred the least.

2014년 4월 15일에 51건의 산불이 발생한 것으로 추정되는 지점의 산불위험지수는 전반적으로 높게 나타났으며 모델에서 예측된 산불위험등급별로 산불발화지점에 대한 정확도를 평가한 결과, '매우 높음' 지역에서 13.7%, '높음' 지역에서 60.8%, '보통' 지역에서 11.8%, '위험 낮음' 지역에서 13.7%로 나타났다. 이 시기에는 산불위험등급이 '보통(산불위험지수 51 이상)' 이상에서 실제 산불발생 예측 정확도가 86.3%였다(도 13). 총 70건의 동시다발적인 산불이 발생한 것으로 추정되는 2014년 4월 25일에는 산불발생지점별 산불위험등급은 '매우 높음'이 7.1%, '높음' 60.8%, '보통' 24.3%, '위험 낮음'이 8.6%로 나타났으며, 보통 이상 등급에서의 모델 정확도는 91.4%로 나타났다(도 14). 반면 접근불능지역에 강우가 탐지되었던 2014년 4월 27일은 단 1건의 산불이 발생한 것으로 추정되었으며, 산불발생지점의 산불위험지수는 58로 산불위험등급은 보통이었다(도 15).On April 15, 2014, the forest fire risk index of the point where 51 fires were estimated to have occurred was generally high, and as a result of evaluating the accuracy of the forest fire ignition point by the predicted forest fire risk grade in the model, 'very high' 13.7% in the region, 60.8% in the 'high' region, 11.8% in the 'normal' region, and 13.7% in the 'low risk' region. At this time, the actual fire occurrence prediction accuracy was 86.3% when the fire risk rating was 'normal (more than 51)' (Fig. 13). On April 25, 2014, when it was estimated that a total of 70 simultaneous forest fires occurred, the forest fire risk class by forest fire occurrence point was 'very high' of 7.1%, 'high' of 60.8%, 'normal' of 24.3%, and 'low risk' 'Was 8.6%, and the model accuracy in the normal grade was 91.4% (FIG. 14). On the other hand, on April 27, 2014, when rainfall was detected in the inaccessible area, it was estimated that only one forest fire occurred, and the forest fire risk index at the forest fire occurrence point was 58, and the forest fire risk level was normal (FIG. 15).

본 실시예에서는 접근불능지역의 실시간 산불위험지수의 산출 및 검증 결과를 바탕으로 접근불능지역에 대한 산불위험정보를 실시간 분석하여 표출할 수 있는 웹 기반의 산불위험예보 파일럿 시스템을 개발하였다. 도 16은 접근불능지역에 대한 산불위험지수를 산출하기 위한 처리 흐름도를 나타낸 것으로 매 시간마다 기상위험지수(DWI), 임상위험지수(FMI), 지형위험지수(TMI)를 산출하며, 시기별로 가중치를 부여하여 최종적으로 산불위험지수를 산출하도록 설계하였다. 이렇게 산출된 산불위험지수는 산림보호법 32조 동법 시행령 3조 별표 1에 근거하여 4단계의 산불위험등급으로 발표될 수 있도록 하였다. 여기서 산불위험등급은 산불위험지수에 따라 '낮음(51 미만)', '보통(51~65)', '높음(66~85)', '매우 높음(86 이상)'인 4단계로 구분된다. 산불위험의 실황 분석은 매 시간 단위로 기상 정보가 입수되면 분석이 시작되도록 설계하였고, 이 때 공간 내삽 및 고도변화에 따른 기온감률 효과를 적용하여 기상 정보의 공간분포의 정확도를 고도화 하였다. 산불위험의 예보 분석은 기상청에서 발표한 05시 자료를 기준으로 72시간까지 분석이 가능하도록 설정하였다.In this embodiment, a web-based wildfire risk prediction pilot system has been developed that can analyze and display forest fire risk information for inaccessible areas in real time based on the calculation and verification results of real-time forest fire risk index in inaccessible areas. 16 is a flowchart showing a process flow for calculating a forest fire risk index for an inaccessible area, and calculates a weather risk index (DWI), a clinical risk index (FMI), and a topographic risk index (TMI) every hour, and weights each time It was designed to calculate the forest fire risk index. The forest fire risk index calculated in this way can be published in four stages of forest fire risk level based on the Annex 1 of Article 3 of the Enforcement Decree of the Forest Protection Act. Here, the risk level of forest fire is divided into 4 levels, 'low (less than 51)', 'normal (51 to 65)', 'high (66 to 85)', and 'very high (over 86)' according to the forest fire risk index. . The real-time analysis of forest fire risk is designed to start analysis when weather information is obtained every hour, and at this time, the accuracy of the spatial distribution of weather information is enhanced by applying the effect of temperature reduction according to spatial interpolation and altitude change. The forecast analysis of forest fire risk was set to be possible for analysis up to 72 hours based on the 05 o'clock data released by the Korea Meteorological Administration.

파일럿 시스템의 구성은 메인화면, 현재산불위험지수, 행정구역별 산불위험등급, 상세산불위험정보, 산불위험통계, 과거자료 검색 등 산불발생위험정보를 상세하게 살펴볼 수 있도록 구성하였으며, 구성된 항목별 내용은 다음과 같다. 메인 화면에서는 행정구역별 산불위험등급 정보와 함께 실시간 기상위성 및 지상레이더 정보를 표출하고 있다. 현재 '산불위험지수' 페이지에서는 매 시간 단위로 변화되는 격자별 산불위험지수 정보를 제공하고 있으며, 산불위험지수의 공간 변화를 잘 나타낼 수 있도록 구성하였다. 또한 현재산불위험지수를 바탕으로 행정구역단위별 '산불위험등급'을 표출하도록 설계하였다. 세 번째 항목으로 구성된 '상세산불위험정보'는 지도 내에서 원하는 지점의 주소 또는 좌표 검색을 통해 현재 산불위험정보를 획득할 수 있도록 설계하였다. 다음으로 '산불위험통계'에서는 행정구역별 산불위험지수 실황 및 예보의 통계적 수치와 함께 산불위험등급이 구현되고 있다(도 17). '과거자료'검색 항목은 과거에 발표된 산불위험정보를 검색할 수 있도록 구성하였다. 마지막으로 파일럿 시스템의 운영, 분석 데이터의 관리, 기상 자료의 확인 등을 위해 비공개된 '관리자 페이지'를 구성하였다. 추가로 관리자 모드에서는 접속자 현황 정보를 관리할 수 있는 기능을 사용할 수 있다(도 18).The pilot system consists of the main screen, current forest fire risk index, forest fire risk class by administrative area, detailed forest fire risk information, forest fire risk statistics, and historical data search. Is as follows. On the main screen, real-time weather satellite and ground radar information is displayed along with information on fire risk rating for each administrative area. Currently, the 'Fire Risk Index' page provides wild fire risk index information for each grid that changes every hour, and is structured to represent the spatial change of the fire risk index. In addition, it was designed to express the 'fire risk level' for each administrative area based on the current fire risk index. The 'Detailed Fire Risk Information', composed of the third item, was designed to obtain the current fire risk information by searching the address or coordinates of a desired point on the map. Next, in 'forest fire risk statistics', forest fire risk grades are implemented together with statistical values of the actual conditions and forecasts of forest fire risk index for each administrative area (FIG. 17). The 'Past Data' search item was configured to search for wildfire risk information published in the past. Lastly, a closed 'Administrator page' was constructed for the operation of the pilot system, management of the analysis data, and confirmation of weather data. Additionally, in the administrator mode, a function capable of managing access status information may be used (FIG. 18).

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that you can.

100: 기상정보 제공서버
200: 산불위험예보 분석서버
201: 위성이미지획득수단
202: 화점추출수단
203: 화점필터링수단
204: 기초정보획득수단
205: 함수도출수단
206: 산불위험지수산출부
210: 산불예보에이전트
300: 클라이언트
100: weather information providing server
200: wildfire risk prediction analysis server
201: Satellite image acquisition means
202: means for extracting fire
203: fire point filtering means
204: Basic information acquisition means
205: function deriving means
206: wildfire risk index calculation section
210: Forest Fire Forecasting Agent
300: client

Claims (6)

접근불능지역의 위성촬영이미지를 획득하는 단계; 상기 획득된 위성촬영이미지로부터 발화지점을 픽셀단위로 추출하는 단계; 시계열별 산불의 확산정도 및 바람의 벡터를 고려하여 독립발화지점으로부터 확산되어 추출된 확산발화지점을 제거하는 단계; 해당 시계열별로 얻어진 독립발화지점을 포함하는 단위격자에 대한 해당 시점에서의 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 단위격자별로 획득하는 단계; 상기 획득한 기상정보, 임상정보 및 지형정보로부터 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출할 각 함수를 도출하는 단계; 상기 얻어진 각 함수에 실시간 얻어진 단위격자별 기상정보, 임상정보 및 지형정보를 입력하여 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 현재의 기상위험지수, 임상위험지수 및 지형위험지수로부터 단위격자별 산불위험지수 및 위험등급을 산출하고, 그 결과를 단위격자별로 지도상에 식별 가능한 방법으로 표시하여 사용자 단말기에 디스플레이 하는 단계를 포함하고,
특정 픽셀에서 시계열적으로 산불이 탐지되었을 때, 최초로 탐지된 시점의 화점을 발화지점과 발화시기로 정하되,
동일 픽셀에서 서로 다른 시기의 산불이 탐지되었을 경우에는 개별산불로 간주하고,
발화시점 이후 1일에 해당 화점을 중심으로 하는 3×3 픽셀영역 내에 나타난 화점은 확산발화지점으로 제외하며,
발화시점 이후 2일 이후부터는 해당 화점을 중심으로 하는 5×5 픽셀영역내에 나타난 화점은 확산발화지점으로 제외하는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.
Obtaining a satellite image of the inaccessible area; Extracting an ignition point from the acquired satellite image in pixel units; Removing diffusion ignition points extracted from the independent ignition points in consideration of the degree of diffusion of wildfires and the vector of wind by time series; Obtaining weather information, clinical information, and topographical information at a corresponding time for a unit grid including an independent ignition point obtained for each time series for each unit grid; Deriving each function for calculating a weather risk index, a clinical risk index, and a terrain risk index from the obtained weather information, clinical information, and terrain information; Calculating current weather risk index, clinical risk index, and terrain risk index by inputting weather information, clinical information, and terrain information for each unit grid obtained in real time to each obtained function; And calculating the wildfire risk index and risk rating for each unit grid from the calculated current weather risk index, clinical risk index, and topographical risk index, and displaying the result in a way that can be identified on the map for each unit grid and displayed on the user terminal. Comprising the steps of
When a forest fire is detected in a time series at a specific pixel, the flash point of the first detected time point is determined as the ignition point and the ignition time,
When wildfires of different periods are detected in the same pixel, they are regarded as individual forest fires.
The point of view within the 3x3 pixel area centered on the point on the first day after the point of ignition is excluded as the point of diffusion ignition,
A real-time forest fire risk forecasting method for inaccessible areas characterized in that the ignition points within the 5 × 5 pixel area centered on the ignition point are excluded as the diffusion ignition point from 2 days after the ignition point.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
기상위험지수를 산출할 함수는 식 1으로 표시되는 것을 특징으로 하는 접근불능지역 실시간 산불위험예보방법.
[1+exp{-(2.745+(0.0905*일최고기온)-(0.0517*일최저상대습도)+(0.0334*실효습도)+(0.1283*평균풍속))}-1]-1
According to claim 1,
A real-time forest fire risk forecasting method for inaccessible areas, characterized in that the function for calculating the weather risk index is represented by Equation 1.
[1 + exp {-(2.745+ (0.0905 * highest temperature per day))-(0.0517 * lowest relative humidity per day) + (0.0334 * effective humidity) + (0.1283 * average wind speed))} -1 ] -1
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