KR102392132B1 - Food-web network construction system using biological monitoring data and operation method thereof - Google Patents

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KR102392132B1
KR102392132B1 KR1020210187079A KR20210187079A KR102392132B1 KR 102392132 B1 KR102392132 B1 KR 102392132B1 KR 1020210187079 A KR1020210187079 A KR 1020210187079A KR 20210187079 A KR20210187079 A KR 20210187079A KR 102392132 B1 KR102392132 B1 KR 102392132B1
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food web
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이민영
조기종
김용은
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

A food web network construction system using biomonitoring data and an operating method thereof are disclosed. According to one of various embodiments of the present invention, a method for a food web network construction system to build a food web network for a specific ecosystem includes the steps of: collecting species monitoring data of a specific ecosystem from an information providing system; building a species phylogeny classification information database on the basis of the monitoring data; collecting data related to species interactions from an external database; constructing a species interaction database on the basis of data related to the species interaction; forming an interaction link between a plurality of species on the basis of the species interaction database; and generating a food web network on the basis of the species phylogenetic classification information database and the interaction link.

Description

생물 모니터링 데이터를 활용한 먹이그물 네트워크 구축 시스템 및 이의 동작 방법{FOOD-WEB NETWORK CONSTRUCTION SYSTEM USING BIOLOGICAL MONITORING DATA AND OPERATION METHOD THEREOF}FOOD-WEB NETWORK CONSTRUCTION SYSTEM USING BIOLOGICAL MONITORING DATA AND OPERATION METHOD THEREOF

본 발명의 다양한 실시예는 생태학 관련 데이터를 기반으로 먹이 그물 네트워크를 구축하는 기술에 대한 것이다.Various embodiments of the present invention relate to a technology for building a food web network based on ecological data.

먹이그물 네트워크(Food-web Network)는 네트워크 과학을 기반으로 생태계 내의 생물 군집의 구조를 생물종 및 생물종 간의 포식·피식의 상호작용 관계로 나타낸 것이다. 먹이그물 네트워크 분야와 관련된 기존 연구들은 직접적인 현장조사를 통해 생태계 내 생물종 간 상호작용 관계를 규명하고, 먹이 그물 네트워크의 구조를 구축하여 왔다. 상세하게는, 생물의 위 내용물을 분석하여 먹이원을 파악함으로써 생물종 간의 상호작용 관계를 규명하는 위 내용물 분석 기술(Gut content analysis)과 탄소, 질소, 황 등의 안정성동위원소의 조성을 분석하여 먹이원 및 영양 단계를 파악하는 안정성동위원소분석 기술(Stable isotope analysis) 등이 활용되어 왔으며, 이와 같은 기술은 하천, 호소, 해양생태계 등 다양한 생태계에 대한 먹이그물 네트워크 구조를 규명하는데에 널리 사용되고 있다.The food-web network is based on network science and expresses the structure of the biological community in the ecosystem as the interaction relationship between species and prey/prey between species. Existing studies related to the field of food web networks have established the structure of the food web network by identifying the interaction relationships between species in the ecosystem through direct field investigations. In detail, Gut content analysis, which identifies the interaction relationship between species by analyzing the stomach contents of organisms to identify food sources, and the composition of stable isotopes such as carbon, nitrogen, and sulfur Stable isotope analysis technology, which identifies the source and trophic level, has been used, and this technology is widely used to identify the structure of food webs for various ecosystems such as rivers, lakes, and marine ecosystems.

국내의 생태 연구는 생물종 다양성 조사에 초점이 맞춰져 있다. 생태계 종 다양성 조사는 출현 생물 및 밀도 조사 자료를 기반으로 수행되며, 생태계 내의 각 생물분류군(예를 들어, 포유류, 조류, 양서·파충류, 어류 등)에 대해 독립적으로 수행된다. 하지만 실제의 생태계 내 생물종들은 독립적으로 존재하지 않으며 서로 상호 작용을 하는 형태이므로 종 간의 유기적인 연결이 존재한다. 지금까지 주로 수행되어 왔던 종 다양 조사는 생물종 간의 상호작용을 배제하고 생물분류군별로 독립적으로 연구가 이루어진다는 점 때문에 생태계를 전체 시스템 수준에서 이해하기 어려운 한계가 존재한다. 해외의 생태 연구들에서는 종 다양성 조사를 넘어서는 생물종 간 상호작용 관계의 중요성 및 먹이그물 네트워크 수준에서의 생물 군집에 대한 이해의 중요성이 지속적으로 강조되고 있다. 이에 따라, 국내에서도 먹이그물 네트워크에 대한 연구 기반을 마련하고 먹이그물 네트워크 연구와 관련된 데이터 구축을 위한 필요성이 제기되고 있다.Ecological research in Korea is focused on biodiversity research. Ecosystem species diversity survey is carried out based on the data of emerging organisms and density survey, and is independently carried out for each taxon in the ecosystem (eg, mammals, birds, amphibians/reptiles, fish, etc.). However, since the species in the actual ecosystem do not exist independently and interact with each other, there is an organic connection between the species. Species diversity survey, which has been mainly conducted so far, has limitations in understanding the ecosystem at the overall system level because it excludes interactions between species and studies independently for each taxon. Overseas ecological studies continue to emphasize the importance of interaction relationships between species beyond the investigation of species diversity and the importance of understanding biological communities at the food web level. Accordingly, there is a need to prepare a research foundation for food web networks in Korea and to build data related to food web network research.

이에, 국내에서 수집되고 있는 생물 모니터링 자료를 토대로 다양한 생물분류군에 대한 먹이그물 네트워크를 자동으로 구축하는 시스템의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, it is necessary to develop a system that automatically builds a food web network for various taxa based on the biological monitoring data collected in Korea.

한국공개특허 제10-2016-0005832호Korean Patent Publication No. 10-2016-0005832

본 발명의 다양한 실시예는 먹이그물 네트워크 구축에 소용되는 시간과 비용을 감소시키는 데에 그 목적이 있다.Various embodiments of the present invention have an object to reduce the time and cost required for building a food web network.

본 발명의 다양한 실시예는 먹이그물 네트워크를 구축함에 있어 생태계에 악영향을 미치지 않는데에 그 목적이 있다.Various embodiments of the present invention have an object of not adversely affecting the ecosystem in constructing a food web network.

본 발명의 다양한 실시예는 대량의 먹이그물 네트워크를 동시에 구축하는데에 그 목적이 있다.Various embodiments of the present invention have an object to simultaneously build a large-scale food web network.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 특정 생태계에 대한 먹이그물 네트워크를 구축하는 방법에 있어서, 정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 단계; 상기 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 단계; 외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 단계; 상기 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 단계; 상기 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로 복수의 생물종 사이의 상호작용 링크를 형성하는 단계; 및 상기 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스 및 상기 상호작용 링크를 기초로 하여 먹이그물 네트워크를 생성하는 단계를 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법이 개시될 수 있다.According to one of the various embodiments of the present invention for solving the above-mentioned problems, in a method for a food web network building system to build a food web network for a specific ecosystem, the species monitoring data of a specific ecosystem is obtained from the information providing system. collecting; building a species system classification information database based on the monitoring data; collecting data related to species interaction from an external database; building a species interaction database based on the data related to the species interaction; forming an interaction link between a plurality of species based on the species interaction database; and generating a food web network based on the species lineage classification information database and the interaction link.

상기 먹이그물 네트워크를 생성하는 단계는, 연구자 단말기로부터 코어 수를 입력받고 입력받은 코어 수와 동일한 숫자의 클러스터를 생성한 후 개별 클러스터에 생물종 모니터링 데이터를 분할하여 할당하고, 복수의 클러스터에서 병렬 프로세싱을 통한 먹이그물 네트워크가 생성되도록 제어하는 것일 수 있다.The step of generating the food web network includes receiving the number of cores from the researcher terminal, creating clusters with the same number of cores as the inputted number of cores, dividing and allocating species monitoring data to individual clusters, and performing parallel processing in a plurality of clusters It may be to control the creation of a food web network through

정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 단계는, 수집된 생물종 모니터링 데이터를 모니터링 데이터에 기재된 명칭 및 국문명 기준으로 그룹화를 수행하고 중복되는 데이터를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of collecting the species monitoring data of a specific ecosystem from the information providing system may further include grouping the collected species monitoring data based on the name and Korean name written in the monitoring data and removing duplicate data. there is.

상기 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 단계는, 특정 생물 정보 데이터베이스를 선택하고, GNR(Global Names Resolver)를 이용하여 모니터링 데이터에 포함되는 생물의 모니터링명과 동일 또는 유사한 계통 분류 정보 데이터를 선택한 생물 정보 데이터베이스로부터 호출하여 활용하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of constructing the biological species phylogenetic information database based on the monitoring data may include selecting a specific biological information database, and using a Global Names Resolver (GNR) to provide phylogenetic information identical to or similar to the monitoring name of the organism included in the monitoring data. The method may further include calling and utilizing data from the selected biometric information database.

상기 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법은, 상기 생물 정보 데이터베이스로부터 호출된 데이터에 대한 GNR 신뢰도 점수를 확인하고 점수가 최대치인 데이터들을 일차적으로 선별하며, 선별된 데이터에 포함되는 특정한 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 복수개인 경우, 계층 경로의 동일성 여부를 확인하여 계층 경로가 동일하지 않는 경우 범주화 정보를 통해 분석 대상이 되는 생태계와의 생태적 타당성을 판단하고 판단된 생태적 타당성에 기초하여 계층 경로를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the food web network construction method of the food web network construction system, a GNR reliability score for data called from the biological information database is checked, data having a maximum score is first selected, and a specific monitoring name included in the selected data If there are multiple data called for , check whether the hierarchical paths are identical, and if the hierarchical paths are not the same, determine the ecological feasibility with the ecosystem to be analyzed through categorization information, and based on the determined ecological feasibility, the hierarchical path It may further include the step of selecting

외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 단계는, 구축된 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스의 과 ID(family ID)를 기반으로 포식자-피식자 쌍 데이터를 생성하고, 생성된 포식자-피식자 쌍 데이터를 이용하여 상기 외부 데이터베이스로부터 상호작용 데이터를 호출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The step of collecting data related to species interaction from an external database includes generating predator-prey pair data based on a family ID (family ID) of the constructed species phylogenetic information database, and the generated predator-prey pair data It may be characterized in that the interaction data is called from the external database using

상기 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 단계는, 상기 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 기초로, 상기 외부 데이터베이스로부터 호출된 상기 상호작용 데이터에 대해 계층 경로를 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of building a species interaction database based on the data related to the species interaction may include allocating a hierarchical path to the interaction data called from the external database based on the species phylogenetic information database. It may include further steps.

상기 상호작용 링크를 형성하는 단계는, 연구자 단말기로부터 링크 형성 메소드를 입력받고 입력받은 링크 형성 메소드를 기초로 상호작용 링크를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.The forming of the interactive link may include receiving a link forming method from the researcher terminal and forming the interactive link based on the received link forming method.

상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는, 속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성하되, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하는 경우에 해당 상호작용 데이터를 활용하여 상호작용 링크를 형성하는 것일 수 있다.One method of the link forming methods that can be input from the researcher terminal forms an interactive link based on a genus, and a species belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data. In the case where the interaction data of the user exists in the interaction database, the interaction link may be formed by utilizing the corresponding interaction data.

상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는, 속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성한 이후, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하지 않는 경우에, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 종들의 과(family) 비교를 통해 상호작용 유무를 판별하여 상호작용이 존재하는 경우 추가 상호작용 링크를 생성하는 것일 수 있다.One of the link forming methods that can be input from the researcher terminal is a living organism belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data after forming an interactive link based on the genus. In the case where the interaction data of the species does not exist in the interaction database, the presence or absence of interaction is determined through a comparison of the families of the algae species for which an interaction link is not formed, and if there is an interaction, additional interaction It could be creating a link.

상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는, 속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성한 이후, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하지 않는 경우에, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 및 곤충류 종들의 과(family) 비교를 통해 상호작용 유무를 판별하여 상호작용이 존재하는 경우 추가 상호작용 링크를 생성하는 것일 수 있다.One of the link forming methods that can be input from the researcher terminal is a living organism belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data after forming an interactive link based on the genus. When the interaction data of the species does not exist in the interaction database, if there is an interaction, it is added if there is an interaction by determining the presence or absence of interaction through a comparison of the families of the species of attached birds and insects in which the interaction link is not formed It could be creating an interactive link.

상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는, 속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성한 이후, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하지 않는 경우에, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 및 저서성 대형무척추동물류 종들의 과(family) 비교를 통해 상호작용 유무를 판별하여 상호작용이 존재하는 경우 추가 상호작용 링크를 생성하는 것일 수 있다.One of the link forming methods that can be input from the researcher terminal is a living organism belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data after forming an interactive link based on the genus. When the interaction data of the species does not exist in the interaction database, the interaction is determined by determining the presence or absence of interaction by comparing the families of the algae and benthic macroinvertebrate species in which the interaction link is not formed. It may be creating additional interactive links if present.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 특정 생태계에 대한 먹이그물 네트워크를 구축하는 먹이그물 네트워크 구축 시스템에 있어서, 정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 모니터링 데이터 수집부; 상기 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 계통 분류 데이터베이스 구축부; 외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 상호작용 데이터 수집부; 상기 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 상호작용 데이터베이스 구축부; 상기 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로 복수의 생물종 사이의 상호작용 링크를 형성하는 상호작용 링크 형성부; 및 상기 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스 및 상기 상호작용 링크를 기초로 하여 먹이그물 네트워크를 생성부를 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 개시될 수 있다.According to one of various embodiments of the present invention for solving the above problems, in the food web network construction system for building the food web network for a specific ecosystem, the information providing system collects species monitoring data of a specific ecosystem monitoring data collection unit; a phylogenetic classification database construction unit for constructing a species system classification information database based on the monitoring data; an interaction data collection unit for collecting data related to species interaction from an external database; an interaction database construction unit for constructing a species interaction database based on the data related to the species interaction; an interaction link forming unit for forming an interaction link between a plurality of species based on the species interaction database; and a food web network generating unit based on the species lineage classification information database and the interaction link.

본 발명의 실시예에 따르면, 데이터 기반 접근법을 통해 먹이그물 네트워크를 자동으로 구축함에 따라 현장 조사 및 샘플링이 필요하지 않게 되며 그에 따라 생태계에 영향을 미치지 않는 것이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to automatically build a food web network through a data-driven approach, thereby eliminating the need for field surveys and sampling and thus not affecting the ecosystem.

본 발명의 실시예에 따르면, 전세계에 축척된 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로 데이터베이스를 구축하고 이를 기반으로 먹이그물 네트워크 내의 생물종 간의 상호작용 링크를 형성함으로써 신뢰성이 높은 상호작용 링크를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a highly reliable interaction link can be created by building a database based on the biological species interaction database accumulated around the world and forming an interaction link between the species in the food web network based on the database. there is.

본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 스케일의 먹이그물 네트워크 제작이 가능하여 연구자가 연구 분야 및 목적에 알맞은 먹이그물 네트워크를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a food web network of various scales can be manufactured, so that a researcher can create a food web network suitable for a research field and purpose.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 동작하는 환경에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 동작하는 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 동작하는 방식을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하기 위해 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하고 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 생물종 상호작용 링크를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 생물종 상호작용 링크를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템이 병렬 프로세싱을 통해 먹이그물 네트워크를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a schematic diagram of an environment in which a system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention operates.
2 is a flowchart illustrating an operation of the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram specifically illustrating how the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention operates.
4 is a diagram illustrating a process in which the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention collects species monitoring data.
5 is a flowchart illustrating a process in which the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention collects species monitoring data of a specific ecosystem and builds a species system classification information database in order to build a species system classification information database; am.
6 is a view for explaining a method for the food web network construction system according to an embodiment of the present invention to collect data related to species interaction and to build a species interaction database based on the collected data.
7 is a diagram for explaining a method of generating a species interaction link by the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining a method of generating a species interaction link by the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a method of generating a food web network through parallel processing by the system for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram schematically showing the configuration of a food web network building system according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

본 발명에서 개시되는 시스템을 통해 구축되는 먹이그물 네트워크는 특정한 생태계에 제한되지 않고 하천, 호소, 하구, 연안, 산림, 육상, 해양 생태계에 대해 생성될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 본 명세서 상에서는 주로 하천 생태계에 대한 먹이그물 네트워크를 예시로 하여 설명을 수행하기로 한다.The food web network constructed through the system disclosed in the present invention is not limited to a specific ecosystem and may be generated for rivers, lakes, estuaries, coasts, forests, land, and marine ecosystems. The description will be carried out using a food web network for a river ecosystem as an example.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 동작하는 환경에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of an environment in which a food web network construction system 100 according to an embodiment of the present invention operates.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 연구자 단말기(200) 및 외부 서버(300)와 연결되어 통신되는 환경 내에서 동작할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a food web network construction system 100 according to an embodiment of the present invention may operate in an environment in which a researcher terminal 200 and an external server 300 are connected and communicated.

일 실시예에 따르면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 특정 생태계에 대한 생물종 모니터링 데이터를 수집하여 이를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축할 수 있으며, 외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하여 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축할 수 있다.According to an embodiment, the food web network construction system 100 may collect species monitoring data for a specific ecosystem and build a species system classification information database based on the collected species, and may build a species system classification information database from an external database related to species interaction. Data can be collected to build a species interaction database.

이후, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 구축한 데이터베이스들을 기초로 하여, 특정 생태계에 대한 먹이그물 네트워크를 생성할 수 있으며, 이와 같은 먹이그물 네트워크 구축 방법은 특정 생태계에 실제로 존재하는 상호작용 링크를 포함하며 샘플링 방법 및 샘플링 강도의 영향으로 규명되지 않을 수 있는 상호작용 링크들을 포함할 수 있다는 점에서 기존의 먹이그물 네트워크 구축 방법과 차이가 있을 수 있다.Thereafter, the food web network building system 100 may create a food web network for a specific ecosystem based on the constructed databases. It may be different from the existing food web network construction method in that it may include interactive links that may not be identified due to the effect of sampling method and sampling intensity.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 하천 생태계와 관련된 먹이그물 네트워크를 구축하는 경우에, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 물환경 정보 시스템(Water Information System: WIS)으로부터 생물종 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 이와 같이 수집되는 전국의 하천 생태계 생물 측정망 조사지점들에 대해서 조사된 생물종 모니터링 데이터는, 세 가지의 생물분류군(어류, 저서성 대형무척추동물류, 부착조류)에 대한 조사지점별, 연도별, 조사시기별 생물종 출현자료로 구성될 수 있다.According to an embodiment, when the food web network construction system 100 of the present invention builds a food web network related to a river ecosystem, the food web network construction system 100 is a Water Information System (WIS). ) from which species monitoring data can be collected. For example, the species monitoring data collected for the survey points of the river ecosystem biometric network nationwide collected in this way are, It can consist of data on the appearance of species by year and survey period.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 과정에서 전세계 생물 정보 데이터베이스 중의 하나인 GBIF(Global Biodiversity Information Facility)를 활용할 수 있으며, GBIF의 골격 분류법(backbone taxonomy)를 기반으로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축할 수 있다.According to an embodiment, the system 100 for constructing a food web network of the present invention may utilize the Global Biodiversity Information Facility (GBIF), one of the global biological information databases, in the process of collecting data related to species interaction, and the GBIF Species interaction database can be built based on the backbone taxonomy of

일 실시예에 따르면, 본 발명의 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 전세계 생물 상호작용 데이터베이스인 GloBI(Global biotic interaction) 데이터베이스로부터 생태계 생물종 상호작용 데이터베이스 구축의 기초가 되는 데이터를 수집할 수 있다.According to one embodiment, the system 100 for constructing a food web network of the present invention may collect data that is the basis for constructing an ecosystem species interaction database from the GloBI (Global biotic interaction) database, which is a global biological interaction database.

연구자 단말기(200)는 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)을 관리하거나 사용하는 연구자에 의해 제어되는 단말기로, 연구자는 웹 브라우저 또는 연구자 단말기(200) 상에 설치된 어플리케이션 등의 프로그램을 통하여 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)에 접속하여 자신이 원하는 방식으로 먹이그물 네트워크를 생성할 수 있다.The researcher terminal 200 is a terminal controlled by a researcher who manages or uses the food web network construction system 100 , and the researcher builds the food web network through a web browser or a program such as an application installed on the researcher terminal 200 . You can access the system 100 and create a food web network in any way you want.

일 실시예에 따르면, 연구자는 연구자 단말기(200)를 통해 어떠한 종류의 생태계에 대한 먹이그물 네트워크 구축을 수행할 것인지, 어떠한 정보 제공 시스템 또는 외부 데이터베이스를 활용할 것인지, 병렬 처리 프로세스의 코어수를 몇 개로 지정할 것인지 등에 대한 설정을 수행할 수 있다.According to an embodiment, through the researcher terminal 200 , the researcher decides to build a food web network for what kind of ecosystem, what information providing system or external database to use, and the number of cores of the parallel processing process. You can set whether to specify or not.

연구자 단말기(200)는 동작에 필요한 정보들을 저장하는 메모리, 동작에 필요한 각종 연산을 수행하는 CPU와 같은 중앙처리장치, 입출력 장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.The researcher terminal 200 may include a memory for storing information necessary for operation, a central processing unit such as a CPU for performing various operations necessary for operation, an input/output device, and the like.

이러한 연구자 단말기(200)는 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC, 등과 같이 네트워크를 통하여 웹 서버와 연결될 수 있는 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 개인용 컴퓨터(예를 들어, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등), 워크스테이션, 웹 패드 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기 중 하나일 수도 있다.The researcher terminal 200 is a mobile phone, a smart phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a PMP (Portable Multimedia Player), a tablet PC, etc. all kinds of handheld-based that can be connected to the web server through a network. It may include a wireless communication device, and may be one of digital devices equipped with memory means such as a personal computer (eg, a desktop computer, a notebook computer, etc.), a workstation, a web pad, and equipped with a microprocessor to have computing power. may be

외부 서버(300)는 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)의 원활한 동작을 위해 필요한 데이터를 제공하는 서버로, 외부의 정보 제공 시스템이나 데이터베이스로 구성될 수 있다. 예를 들어, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 하천 생태계와 관련된 먹이그물 네트워크를 구축하고자 하는 경우 전술된 물환경 정보 시스템, GBIF 또는 GloBI와 관련된 서버가 외부 서버(300)로 구성될 수 있다.The external server 300 is a server that provides data necessary for the smooth operation of the food web network building system 100 , and may be configured as an external information providing system or database. For example, when the food web network construction system 100 intends to build a food web network related to a river ecosystem, the server related to the aforementioned water environment information system, GBIF, or GloBI may be configured as the external server 300 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1에서 도시된 시스템의 동작 환경 내에서 동작하는 각 주체들이 통신하기 위해서 사용하는 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 예를 들면, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구현될 수 있다.　바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신망은 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web) 등일 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the communication network used by each entity operating within the operating environment of the system shown in FIG. 1 to communicate can be configured regardless of its communication mode, such as wired and wireless, for example For example, it may be implemented in various communication networks, such as a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), and a wide area network (WAN). Preferably, the communication network according to an embodiment of the present invention may be a known World Wide Web (WWW) or the like.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 동작하는 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an operation method of the system 100 for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집할 수 있다(S210). 예를 들어, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 하천 생태계에 대한 모니터링 데이터를 물환경 정보 시스템으로부터 수집할 수 있으며, 하천 생태계가 아닌 다른 생태계에 대한 데이터를 해당 생태계와 관련된 정보 제공 시스템으로부터 수집할 수도 있다. Referring to FIG. 2 , the food web network construction system 100 may collect species monitoring data of a specific ecosystem from the information providing system ( S210 ). For example, the food web network construction system 100 may collect monitoring data for the river ecosystem from the water environment information system, and collect data about other ecosystems other than the river ecosystem from the information providing system related to the ecosystem. may be

이후, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 S210 단계에서 수집된 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축할 수 있다(S220). 이 과정에서, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 S210 단계에서 수집된 모니터링명에 포함되는 스펠링 에러 또는 기타 오류들을 처리하기 위해 모니터링 데이터의 전처리 및 인덱싱을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 GBIF(Global Biodiversity Information Facility)로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집할 수 있다. 일 실시에에 따르면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 모니터링 데이터에 포함된 전체 모니터링명 각각에 대해서 GNR(Global Names Resolver)을 사용하여 GBIF로부터 데이터를 호출할 수 있다.Thereafter, the food web network building system 100 may build a species system classification information database based on the monitoring data collected in step S210 ( S220 ). In this process, the food web network building system 100 may perform pre-processing and indexing of the monitoring data to handle spelling errors or other errors included in the monitoring name collected in step S210 . According to an embodiment, the food web network establishment system 100 may collect data related to species interaction from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF). According to an embodiment, the food web network establishment system 100 may call data from the GBIF using a Global Names Resolver (GNR) for each of the entire monitoring names included in the monitoring data.

먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 과정에서, 하나의 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 복수개인 경우 계층 경로(hierarchy pathway)의 동일성 여부를 기초로 계통분류 정보 내의 경로들을 결정할 수 있으며, 계층 경로가 동일하지 않는 경우 범주화(classification) 정보를 통해 분석 대상이 되는 생태계와의 생태적 타당성을 판단하여 경로를 선택할 수 있다.In the process of constructing the biological species phylogenetic information database, the food web network construction system 100 is configured to construct a phylogenetic information database within the phylogenetic information based on whether or not hierarchical pathways are identical when there are a plurality of data called for one monitoring name. The paths can be determined, and when the hierarchical paths are not the same, the path can be selected by judging the ecological feasibility of the ecosystem to be analyzed through classification information.

이후, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집할 수 있다(S230). 이 과정에서, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 S220 단계에서 수집된 생물종 상호작용과 데이터베이스의 과 ID(family ID)를 기초로 포식자-피식자 쌍 데이터를 생성하고 외부 데이터베이스 내에 존재하는 상호작용 데이터를 호출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 GloBI(Global biotic interaction) 데이터베이스로부터 기초데이터를 수집할 수도 있다.Thereafter, the food web network construction system 100 may collect data related to species interaction from an external database ( S230 ). In this process, the food web network construction system 100 generates predator-prey pair data based on the species interaction collected in step S220 and the family ID (family ID) of the database, and the interaction data existing in the external database can be called According to an embodiment, the food web network construction system 100 may collect basic data from a global biotic interaction (GloBI) database.

먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 S230 단계에서 수집된 데이터를 기초로 상호작용 데이터베이스를 구축할 수 있으며(S240), 이 과정에서 S220 단계에서 구축된 생물종 계통분류 정보 데이터베이스가 활용될 수 있다.The food web network construction system 100 may build an interaction database based on the data collected in step S230 (S240), and in this process, the species phylogenetic information database built in step S220 may be utilized.

먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 S220 단계에서 구축된 생물종 계통 정보 데이터베이스와, S240 단계에서 구축된 상호작용 데이터베이스를 기초로 하여 복수의 생물종간의 상호작용 링크를 형성할 수 있다(S250).The food web network construction system 100 may form an interaction link between a plurality of species based on the species system information database built in step S220 and the interaction database built in step S240 ( S250 ).

최종적으로, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 S220 및 S240 단계에서 구축된 데이터베이스들과 S250 단계에서 형성된 생물종들 사이의 상호작용 링크를 기반으로 먹이그물 네트워크를 생성할 수 있다(S260).Finally, the food web network construction system 100 may create the food web network based on the interactive link between the databases built in steps S220 and S240 and the species formed in step S250 ( S260 ).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 동작하는 방식을 구체적으로 나타낸 도면이다.3 is a diagram specifically illustrating how the system 100 for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention operates.

도 3을 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)의 먹이그물 네트워크 구축 방식은 데이터베이스 구축, 먹이그물 네트워크 구축으로 분류될 수 있으며 이는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the food web network construction method of the food web network construction system 100 may be classified into database construction and food web network construction, which may be implemented through computer simulation.

데이터베이스 구축 단계는 계통 분류 데이터베이스 구축과 상호작용 데이터베이스 구축으로 구분될 수 있다. 먹이그물 네트워크 구축 단계에서는 구축된 데이터베이스를 기반으로 복수의 클러스터에 모니터링 데이터가 분할되어 할당되고, 개별 클러스터에서 할당된 모니터링 데이터가 활용되어 먹이그물 네트워크 구축이 수행된다. 이후, 각각의 클러스터에서 구축된 먹이그물 네트워크들은 하나의 데이터 세트 형태로 통합될 수 있다.The database construction step can be divided into a phylogenetic database construction and an interaction database construction. In the food web network construction stage, monitoring data is divided and allocated to a plurality of clusters based on the established database, and the food web network construction is performed by utilizing the monitoring data allocated from individual clusters. Thereafter, the food web networks constructed in each cluster can be integrated into one data set.

컴퓨터 시뮬레이션 단계는 연구자가 연구자 단말기(200)를 활용하여 먹이그물 네트워크 구축을 수행하기 위해 필요한 기초 설정값들을 입력값으로 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)에 입력하면, 데이터베이스 구축과 먹이그물 네트워크 구축 단계가 시뮬레이션되어 결과가 출력되는 방식으로 진행될 수 있다.In the computer simulation step, when the researcher inputs the basic set values necessary for constructing the food web network using the researcher terminal 200 as input values into the food web network construction system 100 , the database construction and food web network construction stage is simulated and the results are output.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 과정을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a process in which the system 100 for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention collects species monitoring data.

도 4를 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 특정한 정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the food web network construction system 100 may collect species monitoring data of a specific ecosystem from a specific information providing system.

예를 들어, 전국의 하천 생태계의 생물측정망 조사지점들에 대해 조사된 생물종 모니터링 데이터는 세가지 분류군인 어류(fish), 저서성 대형무척추동물(Benthic macroinvertebrate), 부착 조류(Epilithic diatom)에 대해 조사될 수 있으며, 조사지점별(By site), 연도별(By year), 조사시기별(by season)로 분류될 수 있다. 이후, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 수집된 데이터에 대한 집계(data aggregation)을 수행할 수 있으며, 모니터링명(Monitoring name)과 국문명(Korean name) 기준으로 데이터를 그룹핑하여 중복 데이터를 제거할 수 있다.For example, the species monitoring data surveyed on biometric network survey points of river ecosystems across the country were surveyed on three taxa: fish, benthic macroinvertebrate, and epilithic diatom. can be, and it can be classified into by site, by year, and by season. Thereafter, the food web network building system 100 may perform data aggregation on the collected data, and remove duplicate data by grouping the data based on the monitoring name and the Korean name. can do.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하기 위해 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하고 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 과정을 나타낸 흐름도이다.5 is a process in which the food web network construction system 100 according to an embodiment of the present invention collects species monitoring data of a specific ecosystem and builds a species system classification information database in order to build a species system classification information database. is a flowchart showing

도 5를 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 GNR을 이용하여 모니터링명과 유사하거나 동일한(fuzzy matching) 계통 분류 정보를 전세계 생물 정보 데이터베이스 중 하나인 GBIF로부터 호출할 수 있다. 이 과정에서, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 모니터링명과 매칭되는 생물종 상위 계통 분류 계층을 이용하여 분류명 및 분류명 ID를 호출할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the system 100 for constructing a food web network may call phylogenetic classification information similar to or fuzzy matching to a monitoring name from GBIF, one of the global biological information databases, by using GNR. In this process, the food web network construction system 100 may call the classification name and the classification name ID using the higher-level classification layer of the species matching the monitoring name.

계통 분류 계층은 계(kingdom), 문(phylum), 강(class), 목(order), 과(family), 속(genus) 등으로 분류될 수 있으며, 각각의 계층에 대한 분류명 및 분류명 ID가 호출될 수 있다.The phylogenetic classification hierarchy can be classified into a kingdom, a phylum, a class, an order, a family, a genus, etc., and the classification name and classification name ID for each hierarchy are can be called

일 실시예에 따르면, 모니터링명을 통한 호출을 통해 데이터가 획득되지 않는 경우, 해당 모니터링명의 생물 속(genus) 명을 기준으로 호출이 다시 수행될 수도 있다. 또한, 호출된 분류명 및 분류명 ID가 GBIF의 골격 분류법(backbone taxonomy)에 의해 분류되는지 여부에 따라 재호출이 수행되거나 호출된 자료가 활용되지 않을 수도 있다.According to an embodiment, when data is not obtained through a call through the monitoring name, the call may be performed again based on the genus name of the corresponding monitoring name. In addition, depending on whether the called taxonomy name and taxon ID are classified according to the backbone taxonomy of GBIF, recall may be performed or the recalled data may not be utilized.

먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 호출된 데이터에 대해 GNR 신뢰도(GNR confidence) 점수를 확인하고 GNR 신뢰도 점수가 최대치인 데이터들을 선별할 수 있으며, 선별한 데이터들에 포함된 특정한 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 복수개인 경우, 계층 경로의 동일성 여부를 확인할 수 있다. 특정한 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 복수개이며 계층 경로가 동일하지 않는 경우 범주화 정보를 확인하여(Classification checking) 이를 통해 생태적 타당성을 판단할 수 있다. 또한, 특정한 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 한 개이지만 해당 데이터에 대한 생태적 타당성이 확인되지 않는 경우에는 범주화 정보의 확인을 통해 생태적 타당성이 확인될 수도 있다.The food web network construction system 100 may check the GNR confidence score for the called data, select the data having the maximum GNR confidence score, and call a specific monitoring name included in the selected data. If there are a plurality of data, it is possible to check whether the hierarchical paths are identical. If there are multiple data called for a specific monitoring name and the hierarchical paths are not the same, the ecological feasibility can be determined through classification checking. In addition, if there is one data called for a specific monitoring name, but the ecological feasibility of the data is not confirmed, the ecological feasibility may be confirmed through the confirmation of the categorization information.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method for the food web network construction system 100 according to an embodiment of the present invention to collect data related to species interaction and to build a species interaction database based on the collected data. am.

도 6을 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 특정한 외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집할 수 있으며, 예를 들어 GloBI(Global biotic interaction) 데이터베이스로부터 국내 하천 생태계 생물종 상호작용에 대한 기초 데이터들을 수집할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the food web network construction system 100 may collect data related to species interaction from a specific external database, for example, domestic river ecosystem species interaction from a GloBI (Global biotic interaction) database. It is possible to collect basic data for

일 실시예에 따르면 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 이전 단계에서 구축한 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스의 과 ID(family ID)를 기반으로 포식자-피식자 쌍 데이터를 생성할 수 있으며, 생성된 포식자-피식자 쌍 데이터를 기초로 GloBI와 같은 외부 데이터베이스로부터 상호작용 데이터를 호출할 수 있다.According to an embodiment, the food web network construction system 100 may generate predator-prey pair data based on the family ID (family ID) of the species phylogenetic information database constructed in the previous step, and the generated predator- Interaction data can be called from external databases such as GloBI based on prey pair data.

먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 GloBI 등의 외부 데이터베이스로부터 호출된 상호작용 데이터에 대해 계층 경로를 할당하여 생물종 상호 작용 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이 과정에서, 이전 단계에서 구축된 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스가 활용될 수 있다.The food web network construction system 100 may build a species interaction database by allocating a hierarchical path to interaction data called from an external database such as GloBI. In this process, the species phylogenetic information database constructed in the previous step can be utilized.

최종적으로는, 포식자-피식자 쌍 데이터 데이터로 이루어지는 생물종 상호작용 데이터베이스가 구축될 수 있으며, 이와 같은 데이터베이스는 포식자 및 피식자에 대해한 분류명 기반 계층 경로, 분류명 ID 기반 계층 경로 등의 정보를 포함할 수 있다.Finally, a species interaction database consisting of predator-prey pair data data can be built, and such a database may include information such as a taxon name-based hierarchical path and a taxon ID-based hierarchical path for predators and prey. there is.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 생물종 상호작용 링크를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a method of generating a species interaction link by the system 100 for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.

먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 이전의 단계들을 통해 생성된 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로, 복수의 생물종 사이의 상호작용 링크를 형성할 수 있다. 이 과정에서, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 상호작용 생성과 관련된 다양한 링크 형성 메소드 중 하나를 선택하여 해당 메소드가 포함하는 알고리즘을 활용하여 상호작용 링크를 형성할 수 있다. 연구자는 특정 링크 형성 메소드를 선택하여 선택 정보를 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)에 입력함으로써, 원하는 메소드를 통해 상호작용 링크가 형성되도록 할 수 있다.The food web network building system 100 may form an interaction link between a plurality of species based on the species interaction database generated through the previous steps. In this process, the food web network building system 100 may select one of various link formation methods related to interaction creation and form an interaction link by utilizing an algorithm included in the method. The researcher selects a specific link forming method and inputs the selection information to the food web network building system 100 so that an interactive link is formed through a desired method.

도 7은 다양한 링크 형성 메소드 중 하나를 통해 링크가 형성되는 방식을 나타낸 도면이며, 해당 링크 형성 메소드는 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상호작용 데이터베이스 내에 존재하는 경우에 해당 상호작용 데이터를 활용하여 상호작용 링크를 형성하는 것일 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 Aeshna에 해당하는 속과 Ilybius에 해당하는 속은 포식자-피식자 관계로 상호작용 링크가 형성될 수 있으며, 그에 따라 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속이 Aeshna 또는 Ilybius에 해당하는 경우, 해당 생물에 대한 상호작용 링크가 형성될 수 있다.7 is a view showing a method in which a link is formed through one of various link forming methods, in which the link forming method is a genus of a species included in the monitoring data and interaction data of a species belonging to the same genus If it exists in the interaction database, the interaction data may be utilized to form an interaction link. For example, in FIG. 7 , an interaction link may be formed between the genus corresponding to Aeshna and the genus corresponding to Ilybius in a predator-prey relationship, and accordingly, when the genus of the species included in the monitoring data corresponds to Aeshna or Ilybius , an interactive link to the organism can be formed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 생물종 상호작용 링크를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a method of generating a species interaction link by the system 100 for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.

도 8은 다양한 링크 형성 메소드 중 하나를 통해 링크가 형성되는 방식을 나타낸 도면이며, 해당 링크 형성 메소드에 의하면 기본적으로 속(genus)을 기준으로 상호작용 유무가 판별되고, 속 기준으로 상호작용 링크가 형성되지 않은 생물종들에 한해서 과(family) 수준에서 상호작용 유무가 판별되며, 상세하게는 하천 생태계에 대해 먹이그물 네트워크의 구축이 진행되는 경우 속 기준으로 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 및 저서성 대형무척추동물류 종들에 한해서 과 수준에서 상호작용 유무가 판별되어 추가적인 상호작용 링크가 형성될 수 있다. 이와 같은 메소드는 하천 생태계에서 부착조류 및 저서성 대형무척추동물 분류군 내에 포함되는 생물 분류군들에서 생물종들의 포식-피식 특성이 과 수준에서 유사한 특성을 갖는다는 생태적 근거에 기반을 둔 메소드일 수 있으며, 이와 같은 메소드를 통해 부착조류 또는 저서성 대형무척추동물류와 상호작용 관계를 가지는 생물종들에 대한 데이터 손실이 방지될 수 있다. 또한, 실제로 존재하지만 기존 연구들에 의해서 형성되지 않았던 상호작용 링크들을 형성함으로써 실제 생태계와 유사한 먹이그물 네트워크가 구축될 수 있다.8 is a view showing a method in which a link is formed through one of various link forming methods. According to the link forming method, basically, the presence or absence of interaction is determined based on the genus, and the interaction link is determined based on the genus. The presence or absence of interaction is determined at the family level only for non-formed species, and in detail, when the food web network is being built for the river ecosystem, the algae and algae with no interaction link formed on the basis of the genus Only for benthic macroinvertebrate species, interaction can be determined at the family level, and additional interaction links can be formed. Such a method may be a method based on the ecological basis that the predation-prey characteristics of species have similar characteristics at the family level in the taxa included in the taxa of algae and benthic macroinvertebrates in the river ecosystem, Through such a method, data loss on species having an interaction relationship with diaphysis or benthic macroinvertebrates can be prevented. In addition, a food web network similar to an actual ecosystem can be built by forming interactive links that exist but have not been formed by existing studies.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 병렬 프로세싱을 통해 먹이그물 네트워크를 생성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a method of generating a food web network through parallel processing by the system 100 for constructing a food web network according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 대량의 먹이그물 네트워크의 동시 구축이 가능하도록 병렬 처리를 수행할 수 있다. 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 병렬 처리를 수행하는 프로세서의 코어수를 연구자 지정에 의해 결정할 수 있으며, 그에 따라 복수 개의 먹이그물 네트워크가 동시에 구축될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the system for constructing a food web network 100 may perform parallel processing to enable simultaneous construction of a large amount of food web networks. The food web network construction system 100 may determine the number of cores of a processor performing parallel processing by designating a researcher, and accordingly, a plurality of food web networks may be simultaneously constructed.

상세하게는, 복수개의 모니터링 데이터 세트가 입력되면 연구자에 의해 지정된 코어 수에 대응되는 숫자의 클러스터가 생성되고, 생성된 각각의 클러스터에 모니터링 데이터 세트들이 분할 할당될 수 있다. 각각의 클러스터에서는 할당된 모니터링 세트들에 대한 먹이그물 네트워크 생성이 순차적으로 수행되며, 모든 클러스터 동작을 종료하면 각각의 클러스터에 의해 생성된 먹이그물 네트워크가 하나의 데이터 세트 형태로 통합될 수 있다.In detail, when a plurality of monitoring data sets are input, a number of clusters corresponding to the number of cores designated by the researcher is generated, and monitoring data sets may be divided and allocated to each of the generated clusters. In each cluster, food web network generation for the assigned monitoring sets is sequentially performed, and when all cluster operations are finished, the food web network generated by each cluster can be integrated into one data set.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram schematically showing the configuration of a food web network building system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)은 모니터링 데이터 수집부(110), 계통 분류 데이터베이스 구축부(120), 상호작용 데이터 수집부(130), 상호작용 데이터베이스 구축부(140), 상호작용 링크 형성부(150), 먹이그물 네트워크 생성부(160), 통신부(170), 저장부(180) 및 제어부(190)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10 , the food web network construction system 100 includes a monitoring data collection unit 110 , a system classification database construction unit 120 , an interaction data collection unit 130 , an interaction database construction unit 140 , The interactive link forming unit 150 , the food web network generating unit 160 , the communication unit 170 , the storage unit 180 , and the control unit 190 may be included.

모니터링 데이터 수집부(110)는 정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.The monitoring data collection unit 110 may collect species monitoring data of a specific ecosystem from the information providing system.

예를 들어, 하천 생태계에 대한 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 경우, 모니터링 데이터 수집부(110)는 물환경 정보 시스템(WIS)으로부터 생물종 모니터링 데이터를 수집할 수 있다.For example, when collecting species monitoring data for a river ecosystem, the monitoring data collection unit 110 may collect species monitoring data from a water environment information system (WIS).

모니터링 데이터 수집부(110)는 수집된 생물 모니터링 데이터를 모니터링 데이터에 기재된 명칭(모니터링명) 및 국문명 기준으로 각각 그룹화를 수행하고 중복되는 데이터를 제거할 수 있다.The monitoring data collection unit 110 may group the collected biological monitoring data based on a name (monitoring name) and a Korean name written in the monitoring data, respectively, and remove duplicate data.

계통 분류 데이터베이스 구축부(120)는 모니터링 데이터 수집부(110)에 의해 수집된 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축할 수 있다.The phylogenetic classification database construction unit 120 may build a species phylogenetic information database based on the monitoring data collected by the monitoring data collection unit 110 .

계통 분류 데이터베이스 구축부(120)는 특정한 생물 정보 데이터베이스를 선택하고, GNR(Global Names Resolver)를 이용하여 모니터링 데이터에 포함되는 생물의 모니터링명과 동일 또는 유사한 계통 분류 정보 데이터를 선택된 생물 정보 데이터베이스로부터 호출하여 활용할 수 있다. 예를 들어, 계통 분류 데이터베이스 구축부(120)는 GBIF 데이터베이스를 활용할 수 있으며, GBIF의 골격 분류법을 기반으로 기반으로 계통 분류 데이터베이스를 구축할 수 있다.The phylogenetic classification database construction unit 120 selects a specific biological information database, and calls the phylogenetic classification information data identical to or similar to the monitoring name of the organism included in the monitoring data from the selected biological information database using GNR (Global Names Resolver). can be used For example, the phylogenetic classification database building unit 120 may utilize the GBIF database, and may build the phylogenetic classification database based on the skeletal taxonomy of the GBIF.

계통 분류 데이터베이스 구축부(120)는 선택된 생물 정보 데이터베이스로부터 호출된 데이터에 대한 GNR 신뢰도 점수를 확인하고 점수가 최대치인 데이터들을 일차적으로 선별할 수 있으며, 선별된 데이터에 포함되는 특정한 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 복수개인 경우, 복수개 데이터에 대한 계층 경로의 동일성 여부를 확인하여 계층 경로가 동일한 경우에는 해당 계층 경로를 할당하고, 계층 경로가 동일하지 않은 경우에는 범주화(classification) 정보를 확인하고 범주화 정보를 통해 분석 대상이 되는 생태계와의 생태적 타당성을 판단하여 계층 경로를 선택할 수 있다.The phylogenetic classification database construction unit 120 may check the GNR reliability score for the data called from the selected biological information database, and first select the data having the maximum score, and call for a specific monitoring name included in the selected data If there are multiple data sets, check whether the hierarchical paths for multiple data are identical, and if the hierarchical paths are the same, assign the corresponding hierarchical path. If the hierarchical paths are not the same, check classification information and It is possible to select a hierarchical path by judging the ecological feasibility of the ecosystem to be analyzed.

예를 들어, Dugensia 속의 경우에 상위 계통 Dugesiidae(플라나리아과)와 Asteraceae(국화과)에 해당하는 두 가지 계통 경로에 속할 수 있는데, 하천 생태계의 먹이그물 네트워크를 구축하는 경우에는 Dugesiidae(플라나리아과)로 할당된 데이터가 선택될 수 있다.For example, in the case of the genus Dugensia, it can belong to two phylogenetic pathways corresponding to the upper lineages Dugesiidae (Planariaceae) and Asteraceae (Asteraceae), but data assigned to Dugesiidae (Planariadae) in the case of constructing a food web network of a river ecosystem can be selected.

이와 같이, 먹이그물 네트워크의 구축 대상으로 선택된 생태계의 종류에 따라 생태적 타당성이 판단되어 계층 경로가 선택될 수 있으며, 단일한 계층 경로를 가지지만 선택된 생태계의 종류에 알맞지 않은 생물종에 대한 데이터가 호출된 경우, GNR 신뢰도 점수 기반 인덱싱 과정에서 도출된 데이터들을 기초로 범주화(classification) 정보의 확인을 통해 최종적으로 계층 경로가 할당될 수도 있다.In this way, the ecological feasibility is determined according to the type of ecosystem selected for the construction of the food web network, and a hierarchical path can be selected. In this case, a hierarchical path may be finally allocated through identification of classification information based on the data derived from the GNR reliability score-based indexing process.

상호작용 데이터 수집부(130)는 외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집할 수 있다.The interaction data collection unit 130 may collect data related to species interaction from an external database.

일 실시에에 따르면, 상호작용 데이터 수집부(130)는 전세계 생물 상호작용 데이터베이스인 GloBI로부터 선택된 생태계의 생물종 상호작용 데이터베이스 구축의 기반이 되는 기초 데이터를 수집할 수 있다.According to an embodiment, the interaction data collection unit 130 may collect basic data that is a basis for constructing a species interaction database of an ecosystem selected from GloBI, a global biological interaction database.

상호작용 데이터 수집부(130)는 구축된 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스의 과 ID(family ID)를 기반으로 포식자-피식자 쌍 데이터를 생성할 수 있다. 이후, 상호작용 데이터 수집부(130)는 생성된 포식자-피식자 쌍 데이터를 이용하여 GloBI 등과 같은 외부 데이터베이스로부터 상호작용 데이터를 호출할 수 있다.The interaction data collection unit 130 may generate predator-prey pair data based on a family ID (family ID) of the constructed species phylogenetic information database. Thereafter, the interaction data collection unit 130 may call interaction data from an external database such as GloBI using the generated predator-prey pair data.

상호작용 데이터베이스 구축부(140)는 상호작용 데이터 수집부(130)에 의해 수집된 상호작용 관련 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축할 수 있다.The interaction database construction unit 140 may build a species interaction database based on the interaction-related data collected by the interaction data collection unit 130 .

상호작용 데이터베이스 구축부(140)는 이전에 구축된 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 기초로, GloBI 등과 같은 외부데이터베이스로부터 호출된 상호작용 데이터에 대해 계층 경로 할당을 수행할 수 있다.The interaction database construction unit 140 may perform hierarchical path assignment for interaction data called from an external database such as GloBI, based on the previously constructed species phylogenetic information database.

상호작용 링크 형성부(150)는 상호작용 데이터베이스 구축부(140)에 의해 구축된 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로 복수의 생물종 사이의 상호작용 링크를 형성할 수 있다.The interaction link forming unit 150 may form an interaction link between a plurality of species based on the species interaction database constructed by the interaction database construction unit 140 .

상호작용 링크 형성부(150)는 생물종 상호작용 데이터베이스 내에 모니터링된 생물종들 간 상호작용에 대한 데이터가 존재하는 경우, 두 종 사이의 상호작용 링크를 형성할 수 있다.The interaction link forming unit 150 may form an interaction link between two species when there is data on the interaction between the monitored species in the species interaction database.

일 실시예에 따르면 상호작용 링크 형성부(150)는 상호작용 링크를 형성하는 다양한 링크 형성 메소드 중 하나를 선택하여 선택된 링크 형성 메소드에 대응되는 알고리즘을 활용하여 상호작용 링크를 형성할 수 있다. 상호작용 링크 형성부(150)는 이 과정에서 연구자 단말기(200)로부터 링크 형성 메소드의 선택 정보를 입력받고 입력받은 링크 형성 메소드를 기초로 상호작용 링크를 형성할 수 있다.According to an embodiment, the interactive link forming unit 150 may form an interactive link by selecting one of various link forming methods for forming an interactive link and utilizing an algorithm corresponding to the selected link forming method. In this process, the interactive link forming unit 150 may receive the link forming method selection information from the researcher terminal 200 and form an interactive link based on the received link forming method.

도 7 및 도 8을 통해 다양한 링크 형성 메소드 중 두가지가 전술되었으며, 추가적으로 두가지 예시의 링크 형성 메소드에 대해 기술하기로 한다.Two of the various link forming methods have been described above with reference to FIGS. 7 and 8, and two examples of link forming methods will be further described.

일 실시예에 따른 링크 형성 메소드에 따르면, 하천 생태계에 대한 먹이그물 네트워크가 구축되는 과정에서 속(genus)을 기준으로 상호작용 유무가 판별되어 상호작용 링크가 형성될 수 있으며, 속 기준으로 상호작용 링크가 형성되지 않은 생물종들에 한해서 과(family) 수준에서 상호작용 유무가 판별될 수 있다. 상세하게는, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 종들에 한정해서 과 수준에서 상호작용 유무가 추가로 판별되어 추가 상호작용 링크가 형성될 수 있다. According to the link formation method according to an embodiment, in the process of constructing a food web network for a river ecosystem, the presence or absence of interaction is determined based on a genus to form an interaction link, and the interaction based on the genus Interactions can be determined at the family level only for non-linked species. In detail, the presence or absence of interaction can be further determined at the family level by limiting to the species of attached algae for which no interaction link is formed, so that an additional interaction link can be formed.

일 실시예에 따른 링크 형성 메소드에 따르면, 하천 생태계에 대한 먹이그물 네트워크가 구축되는 과정에서 속(genus)을 기준으로 상호작용 유무가 판별되어 상호작용 링크가 형성될 수 있으며, 속 기준으로 상호작용 링크가 형성되지 않은 생물종들에 한해서 과(family) 수준에서 상호작용 유무가 판별될 수 있다. 상세하게는, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 및 곤충류 종들에 한정해서 과 수준에서 상호작용 유무가 추가로 판별되어 추가 상호작용 링크가 형성될 수 있다. 이와 같은 메소드는 하천 생태계에서 포식자의 곤충 섭식이 먹이 곤충의 몸 사이즈에 따라 주로 결정되는데 곤충류들은 다른 분류군에 비해 과 수준에서 상대적으로 유사한 몸 사이즈를 갖는다는 생태적 근거에 기반을 둔 메소드일 수 있다. 이와 같은 메소드를 통해 부착조류 또는 곤충류와의 상호작용 관계를 가지는 생물종들에 대한 데이터 손실이 방지될 수 있다. 또한, 실제로 존재하지만 기존 연구들에 의해서 형성되지 않았던 상호작용 링크들을 형성함으로써 실제 생태계와 유사한 먹이그물 네트워크가 구축될 수 있다.According to the link formation method according to an embodiment, in the process of constructing a food web network for a river ecosystem, the presence or absence of interaction is determined based on a genus to form an interaction link, and the interaction based on the genus Interactions can be determined at the family level only for non-linked species. In detail, the presence or absence of interaction is further determined at the family level by limiting to the species of attached birds and insects in which the interaction link is not formed, so that an additional interaction link can be formed. Such a method may be based on the ecological basis that insect feeding of predators in river ecosystems is mainly determined by the body size of prey insects, and that insects have relatively similar body sizes at the family level compared to other taxa. Through such a method, data loss on species having an interaction relationship with algae or insects can be prevented. In addition, a food web network similar to an actual ecosystem can be built by forming interactive links that exist but have not been formed by existing studies.

먹이그물 네트워크 생성부(160)는 구축된 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스 및 형성된 상호작용 링크를 기초로 하여 최종적으로 먹이그물 네트워크를 생성할 수 있다.The food web network generating unit 160 may finally generate the food web network based on the constructed species system classification information database and the formed interaction link.

먹이그물 네트워크 생성부(160)는 연구자 단말기(200)로부터 코어 수를 입력받아 입력받은 코어 수와 동일한 숫자의 클러스터를 생성한 후 개별 클러스터에 생물종 모니터링 데이터를 분할하여 할당할 수 있으며, 복수의 클러스터에서는 병렬 프로세싱을 통해 먹이그물 네트워크를 생성할 수 있다.The food web network generating unit 160 may receive the number of cores from the researcher terminal 200 and generate clusters of the same number as the inputted number of cores, and then divide and allocate the species monitoring data to individual clusters. In a cluster, a food web network can be created through parallel processing.

통신부(170)는 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100)이 연구자 단말기(200) 및 외부 서버(300)와의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 통신부(170)가 통신을 수행하기 위해서 사용하는 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 예를 들면, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구현될 수 있다.The communication unit 170 enables the food web network construction system 100 to communicate with the researcher terminal 200 and the external server 300 . The communication network used by the communication unit 170 to perform communication may be configured regardless of the communication mode such as wired or wireless, for example, a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN). It may be implemented in various communication networks, such as an area network) and a wide area network (WAN).

저장부(180)는 먹이그물 네트워크 구축 시스템(100) 내의 각종 구성부 내에서 수집되고, 생성되고, 가공되는 정보들을 저장하는 역할을 수행한다. 즉, 저장부(180)에는 시스템에 의해 구축된 데이터베이스, 상호작용 링크를 형성하기 위한 메소드에 대한 알고리즘, 생성된 먹이그물 네트워크 정보 등이 저장될 수 있다. 이러한 저장부(180)는 예를 들어, 메모리(memory), 캐시(cash), 버퍼(buffer) 등을 포함할 수 있으며, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다.The storage unit 180 serves to store information collected, generated, and processed in various components in the food web network construction system 100 . That is, the storage unit 180 may store a database built by the system, an algorithm for a method for forming an interactive link, information about the generated food web network, and the like. The storage unit 180 may include, for example, a memory, a cache, a buffer, and the like, and may be composed of software, firmware, hardware, or a combination of at least two or more thereof.

제어부(190)는 모니터링 데이터 수집부(110), 계통 분류 데이터베이스 구축부(120), 상호작용 데이터 수집부(130), 상호작용 데이터베이스 구축부(140), 상호작용 링크 형성부(150), 먹이그물 네트워크 생성부(160), 통신부(170) 및 저장부(180) 간의 데이터 흐름을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(190)는 모니터링 데이터 수집부(110), 계통 분류 데이터베이스 구축부(120), 상호작용 데이터 수집부(130), 상호작용 데이터베이스 구축부(140), 상호작용 링크 형성부(150), 먹이그물 네트워크 생성부(160), 통신부(170) 및 저장부(180)에서 각각 고유한 역할을 수행하도록 제어할 수 있다.The control unit 190 includes a monitoring data collection unit 110 , a system classification database construction unit 120 , an interaction data collection unit 130 , an interaction database construction unit 140 , an interaction link formation unit 150 , and food. It may serve to control the data flow between the net network generating unit 160 , the communication unit 170 , and the storage unit 180 . That is, the control unit 190 according to an embodiment of the present invention includes a monitoring data collection unit 110 , a system classification database construction unit 120 , an interaction data collection unit 130 , an interaction database construction unit 140 , Each of the interactive link forming unit 150 , the food web network generating unit 160 , the communication unit 170 , and the storage unit 180 may be controlled to perform a unique role.

도 10에서 모니터링 데이터 수집부(110), 계통 분류 데이터베이스 구축부(120), 상호작용 데이터 수집부(130), 상호작용 데이터베이스 구축부(140), 상호작용 링크 형성부(150) 및 먹이그물 네트워크 생성부(160)는 제어부(190)를 기능적으로 분류한 구성이므로 하나의 제어부(190)로서 통합되어 구성될 수도 있다.In FIG. 10 , a monitoring data collection unit 110 , a systemic classification database construction unit 120 , an interaction data collection unit 130 , an interaction database construction unit 140 , an interaction link formation unit 150 , and a food web network Since the generator 160 is a functionally classified configuration of the controller 190 , it may be integrated as one controller 190 .

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면 먹이그물 네트워크를 구축하는 기존 연구 방법론들과 비교하였을 때에, 조사에서 분석에 이르기까지 소요되는 비용, 노동, 시간이 절약될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법론을 통해 먹이그물 네트워크가 구축되는 과정 속에서 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스와 생물종 상호작용 데이터베이스가 구축되어 이를 독립적인 데이터베이스로 활용할 수도 있게 된다.As described above, according to various embodiments of the present invention, when compared with existing research methodologies for constructing a food web network, costs, labor, and time required from research to analysis can be saved. In addition, through the method of the present invention, in the process of constructing a food web network, a species system classification information database and a species interaction database are built and used as an independent database.

또한, 본 발명의 다양한 실시예는 다양한 생태계 유형에 적용되어 해당 생태계에 대한 먹이그물 네트워크가 구축될 수 있으며, 생태계의 현장조사 및 샘플링이 별도로 필요하지 않으므로 생태계를 파괴시키거나 어떠한 방향에서든지 영향을 미치는 것을 방지할 수도 있다. In addition, various embodiments of the present invention can be applied to various types of ecosystems to build a food web network for the corresponding ecosystem, and since field surveys and sampling of the ecosystem are not required separately, destroying the ecosystem or affecting it in any direction can also be prevented.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in relation to an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, as a software module executed by hardware, or by a combination thereof. A software module may contain random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains know that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100: 먹이그물 네트워크 구축 시스템
200: 연구자 단말기
300: 외부 서버100: food web network building system
200: researcher terminal
300: external server

Claims (13)

먹이그물 네트워크 구축 시스템이 특정 생태계에 대한 먹이그물 네트워크를 구축하는 방법에 있어서,
정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 단계;
상기 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 단계;
외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 단계;
상기 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 단계;
상기 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로 복수의 생물종 사이의 상호작용 링크를 형성하는 단계; 및
상기 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스 및 상기 상호작용 링크를 기초로 하여 먹이그물 네트워크를 생성하는 단계를 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
A method for a food web network building system to build a food web network for a specific ecosystem, the method comprising:
Collecting species monitoring data of a specific ecosystem from the information providing system;
building a species system classification information database based on the monitoring data;
collecting data related to species interaction from an external database;
building a species interaction database based on the data related to the species interaction;
forming an interaction link between a plurality of species based on the species interaction database; and
and generating a food web network based on the species lineage classification information database and the interaction link.
 제1항에 있어서,
상기 먹이그물 네트워크를 생성하는 단계는,
연구자 단말기로부터 코어 수를 입력받고 입력받은 코어 수와 동일한 숫자의 클러스터를 생성한 후 개별 클러스터에 생물종 모니터링 데이터를 분할하여 할당하고, 복수의 클러스터에서 병렬 프로세싱을 통한 먹이그물 네트워크가 생성되도록 제어하는 것인, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
According to claim 1,
The step of creating the food web network comprises:
After receiving the number of cores from the researcher terminal, creating clusters with the same number of cores as the inputted cores, dividing and allocating species monitoring data to individual clusters, and controlling the creation of a food web network through parallel processing in multiple clusters The method of constructing a food web network of a food web network construction system.
 제1항에 있어서,
정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 단계는,
수집된 생물종 모니터링 데이터를 모니터링 데이터에 기재된 명칭 및 국문명 기준으로 그룹화를 수행하고 중복되는 데이터를 제거하는 단계를 더 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
According to claim 1,
The step of collecting species monitoring data of a specific ecosystem from the information providing system is,
The method of constructing a food web network of a food web network construction system, further comprising: grouping the collected species monitoring data based on a name and a Korean name written in the monitoring data and removing the overlapping data.
 제1항에 있어서,
상기 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 단계는,
특정 생물 정보 데이터베이스를 선택하고, GNR(Global Names Resolver)를 이용하여 모니터링 데이터에 포함되는 생물의 모니터링명과 동일 또는 유사한 계통 분류 정보 데이터를 선택한 생물 정보 데이터베이스로부터 호출하여 활용하는 단계를 더 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
According to claim 1,
Building a species system classification information database based on the monitoring data comprises:
Selecting a specific biological information database and using GNR (Global Names Resolver) to call and utilize phylogenetic information data identical to or similar to the monitoring name of the organism included in the monitoring data from the selected biological information database. A method of establishing a food web network in a net network construction system.
 제4항에 있어서,
상기 생물 정보 데이터베이스로부터 호출된 데이터에 대한 GNR 신뢰도 점수를 확인하고 점수가 최대치인 데이터들을 일차적으로 선별하며,
선별된 데이터에 포함되는 특정한 모니터링명에 대해 호출된 데이터가 복수개인 경우, 계층 경로의 동일성 여부를 확인하여 계층 경로가 동일하지 않는 경우 범주화 정보를 통해 분석 대상이 되는 생태계와의 생태적 타당성을 판단하고 판단된 생태적 타당성에 기초하여 계층 경로를 선택하는 단계를 더 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
5. The method of claim 4,
Check the GNR reliability score for the data called from the biometric information database, and first select the data with the maximum score,
If there are multiple data called for a specific monitoring name included in the selected data, check whether the hierarchical paths are the same, and if the hierarchical paths are not the same, determine the ecological feasibility with the ecosystem to be analyzed through categorization information. The method of constructing a food web network of a food web network construction system, further comprising the step of selecting a hierarchical path based on the determined ecological feasibility.
 제1항에 있어서,
외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 단계는,
구축된 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스의 과 ID(family ID)를 기반으로 포식자-피식자 쌍 데이터를 생성하고, 생성된 포식자-피식자 쌍 데이터를 이용하여 상기 외부 데이터베이스로부터 상호작용 데이터를 호출하는 것을 특징으로 하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
According to claim 1,
Collecting data related to species interaction from an external database comprises:
Predator-prey pair data is generated based on the family ID (family ID) of the constructed species phylogenetic information database, and the interaction data is called from the external database using the generated predator-prey pair data. How to build a food web network of a food web network construction system.
 제6항에 있어서,
상기 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 단계는,
상기 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 기초로, 상기 외부 데이터베이스로부터 호출된 상기 상호작용 데이터에 대해 계층 경로를 할당하는 단계를 더 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
7. The method of claim 6,
Building a species interaction database based on the data related to the species interaction comprises:
and allocating a hierarchical path to the interaction data called from the external database based on the species lineage classification information database.
 제1항에 있어서,
상기 상호작용 링크를 형성하는 단계는,
연구자 단말기로부터 링크 형성 메소드를 입력받고 입력받은 링크 형성 메소드를 기초로 상호작용 링크를 형성하는 것을 특징으로 하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
According to claim 1,
The step of forming the interactive link comprises:
A method of constructing a food web network of a food web network construction system, characterized in that a link forming method is input from a researcher terminal and an interactive link is formed based on the received link forming method.
 제8항에 있어서,
상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는,
속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성하되, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하는 경우에 해당 상호작용 데이터를 활용하여 상호작용 링크를 형성하는 것인, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
9. The method of claim 8,
One of the link formation methods that can be input from the researcher terminal is,
When an interaction link is formed based on a genus, but interaction data of a species belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data exists in the interaction database, the interaction data A food web network construction method of a food web network construction system, which forms an interactive link using
 제8항에 있어서,
상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는,
속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성한 이후, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하지 않는 경우에, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 종들의 과(family) 비교를 통해 상호작용 유무를 판별하여 상호작용이 존재하는 경우 추가 상호작용 링크를 생성하는 것인, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
9. The method of claim 8,
One of the link formation methods that can be input from the researcher terminal is,
After the interaction link is formed based on the genus, when the interaction data of the species belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data does not exist in the interaction database, A method for constructing a food web network in a food web network construction system, in which an interaction link is generated when an interaction exists by determining the presence or absence of interaction by comparing families of attached algae species in which no interaction link is formed .
 제8항에 있어서,
상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는,
속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성한 이후, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하지 않는 경우에, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 및 곤충류 종들의 과(family) 비교를 통해 상호작용 유무를 판별하여 상호작용이 존재하는 경우 추가 상호작용 링크를 생성하는 것인, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
9. The method of claim 8,
One of the link formation methods that can be input from the researcher terminal is,
After the interaction link is formed based on the genus, when the interaction data of the species belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data does not exist in the interaction database, A food web network of a food web network construction system, in which an interaction link is created when an interaction exists by determining the presence or absence of an interaction through family comparison of species of attached birds and insects in which no interaction link is formed How to build.
 제8항에 있어서,
상기 연구자 단말기로부터 입력받을 수 있는 링크 형성 메소드들 중 하나의 메소드는,
속(genus)을 기준으로 상호작용 링크를 형성한 이후, 모니터링 데이터에 포함된 생물종의 속(genus)과 동일한 속에 속하는 생물종의 상호작용 데이터가 상기 상호작용 데이터베이스 내에 존재하지 않는 경우에, 상호작용 링크가 형성되지 않은 부착조류 및 저서성 대형무척추동물류 종들의 과(family) 비교를 통해 상호작용 유무를 판별하여 상호작용이 존재하는 경우 추가 상호작용 링크를 생성하는 것인, 먹이그물 네트워크 구축 시스템의 먹이그물 네트워크 구축 방법.
9. The method of claim 8,
One of the link formation methods that can be input from the researcher terminal is,
After the interaction link is formed based on the genus, when the interaction data of the species belonging to the same genus as the genus of the species included in the monitoring data does not exist in the interaction database, A system for constructing a food web network, in which an interaction link is created when an interaction exists by determining the presence or absence of an interaction by comparing the families of adherent algae and benthic macroinvertebrate species in which no interaction link is formed of food web networks.
 특정 생태계에 대한 먹이그물 네트워크를 구축하는 먹이그물 네트워크 구축 시스템에 있어서,
정보 제공 시스템으로부터 특정 생태계의 생물종 모니터링 데이터를 수집하는 모니터링 데이터 수집부;
상기 모니터링 데이터를 기초로 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스를 구축하는 계통 분류 데이터베이스 구축부;
외부 데이터베이스로부터 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 수집하는 상호작용 데이터 수집부;
상기 생물종 상호작용과 관련된 데이터를 기초로 생물종 상호작용 데이터베이스를 구축하는 상호작용 데이터베이스 구축부;
상기 생물종 상호작용 데이터베이스를 기초로 복수의 생물종 사이의 상호작용 링크를 형성하는 상호작용 링크 형성부; 및
상기 생물종 계통 분류 정보 데이터베이스 및 상기 상호작용 링크를 기초로 하여 먹이그물 네트워크를 생성부를 포함하는, 먹이그물 네트워크 구축 시스템.
In a food web network construction system for building a food web network for a specific ecosystem,
a monitoring data collection unit that collects species monitoring data of a specific ecosystem from the information providing system;
a phylogenetic classification database construction unit for constructing a species system classification information database based on the monitoring data;
an interaction data collection unit for collecting data related to species interaction from an external database;
an interaction database construction unit for constructing a species interaction database based on the data related to the species interaction;
an interaction link forming unit for forming an interaction link between a plurality of species based on the species interaction database; and
and a food web network generating unit based on the species system classification information database and the interaction link.
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