KR20240080204A - predictting method of a landslide based on unsupervised learning and an electroni device for warning of landslide supporting the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 산사태 경보 장치의 프로세서가, 산사면의 적어도 일부 구간에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있도록 배치된 분광 카메라를 제어하여 상기 산사면에 대한 복수의 분광 이미지들을 수집하는 단계, 상기 복수의 분광 이미지들의 스펙트럼에 대한 클러스터링 모델 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계, 상기 산사태 예측 기준 모델을 저장하는 단계, 상기 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점에 획득된 분광 이미지에 대한 분석을 수행하여 산사태 발생 여부를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법 및 이를 지원하는 산사태 경보 장치를 개시할 수 있다.The present invention includes the steps of collecting, by a processor of a landslide warning device, a plurality of spectral images of the mountain slope by controlling a spectral camera arranged to acquire a spectral image of at least a portion of the mountain slope, the plurality of spectral images Creating a landslide prediction reference model by performing clustering model learning on the spectrum of spectral images, storing the landslide prediction reference model, and analyzing spectral images acquired at a specific time based on the landslide prediction reference model. An unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method and a landslide warning device supporting the same can be disclosed, which includes the step of estimating whether a landslide has occurred.
Description
본 발명은 산사태 예측에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비지도 학습 기반의 분광 이미지 분석을 통한 산사태 발생을 예측할 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to landslide prediction, and more specifically, to a technology that can predict the occurrence of landslides through unsupervised learning-based spectral image analysis.
산사태는 매우 복잡한 자연 현상으로, 인명, 재산 및 운송 네트워크에 상당한 피해를 줄 수 있다. 산사태는 일반적으로 가파른 경사로 인해 산간 지역에서 자주 발생하는데, 한국은 전체 면적의 약 70 %를 차지하는 큰 산악 지대를 가지고 있기 때문에, 산사태 발생 위험이 높은 편이다. 특히, 화강암이나 편마암으로 구성된 산지는 가파른 경사로 되어 있고 이러한 지역은 산사태에 취약한 특징이 있다.Landslides are very complex natural phenomena that can cause significant damage to people, property and transportation networks. Landslides generally occur frequently in mountainous areas due to steep slopes, and since Korea has large mountainous areas that account for approximately 70% of the total area, the risk of landslides occurring is high. In particular, mountainous areas composed of granite or gneiss have steep slopes, and these areas are vulnerable to landslides.
한편, 한국은 장마철에 월 평균 강우량이 280~300mm로 기록되는데, 이러한 조건은 토양의 강도를 약화 시켜 산사태 발생 위험성을 높일 수 있다. 이에 대해 많은 정부 기관들이 산사태의 심각한 영향에 대해 사람들에게 교육하고 적절한 계획 및 의사 결정 도구를 개발함으로써, 산사태의 재앙적 결과를 완화하기 위한 해결책을 모색하고 있다. Meanwhile, in Korea, the average monthly rainfall during the rainy season is recorded at 280 to 300 mm, and these conditions can weaken the strength of the soil and increase the risk of landslides. In response, many government agencies are seeking solutions to mitigate the disastrous consequences of landslides by educating people about their serious impacts and developing appropriate planning and decision-making tools.
예컨대, 종래에는, 지역의 지리적, 환경적 요소에 근거하여 주어진 지역에서 산사태가 발생할 확률의 공간 분포를 평가하는 산사태 취약성 평가를 수행하고, 평가 결과에 기초하여 산사태가 발생할 수 있는 지역을 확인하고 매핑(mapping)하는 작업을 수행해 왔다. 산사태 취약성 분석 방법에는 통계적 분석방법과 지질공학적 분석방법이 있다. 통계적 분석방법은 광역의 다양한 산사태 유발 인자 자료와 산사태 발생 위치의 통계적 상관성을 고려하여 취약성을 분석하는 방법이다. 통계적 분석방법의 경우에는 과거 산사태가 발생한 지역에 한하여 제한적으로 적용할 수 있다. 지질공학적 분석방법은 산사태 발생 여부에 상관없이 산사태 모델을 가정하고 산의 기하학적 특성과 지질공학적 특성을 고려하여 안정성을 분석하는 방법으로, 산사태의 발생메커니즘과 과정을 고려할 수 있다.For example, conventionally, landslide vulnerability assessment is performed to evaluate the spatial distribution of the probability of landslides occurring in a given area based on the geographical and environmental factors of the area, and based on the assessment results, areas where landslides may occur are identified and mapped. (mapping) work has been carried out. Landslide vulnerability analysis methods include statistical analysis methods and geotechnical analysis methods. The statistical analysis method is a method of analyzing vulnerability by considering the statistical correlation between various landslide triggering factor data in a wide area and the location of landslide occurrence. In the case of statistical analysis methods, their application can be limited to areas where landslides have occurred in the past. The geotechnical analysis method is a method of analyzing stability by assuming a landslide model and considering the geometric and geotechnical characteristics of the mountain, regardless of whether a landslide has occurred, and can take into account the mechanism and process of landslide occurrence.
상술한 종래의 통계적 분석 방법과 지질공학적 분석 방법의 경우, 산사태가 발생할 수 있는 지역의 직접적인 모니터링 없이 환경 요인에 대한 분석만을 토대로 수행되기 때문에, 정확한 산사태 발생 시점이나 산사태 발생 규모 등을 추정하더라도 그 결과에 대한 신뢰도가 높지 않은 문제가 있다. In the case of the conventional statistical analysis method and geotechnical analysis method described above, since they are performed based only on the analysis of environmental factors without direct monitoring of areas where landslides may occur, even if the exact time of landslide occurrence or the scale of landslide occurrence is estimated, the results are There is a problem that the reliability of is not high.
본 발명은 산사태가 발생할 가능성이 있는 지역의 분광 이미지를 수집하고, 수집된 분광 이미지에 대한 학습으로 모델링을 수행한 후, 현재 시점의 분광 이미지에 대한 비교 분석을 수행함으로써, 보다 정확한 산사태 발생 가능성 및 산사태 발생 형태를 추정할 수 있도록 지원할 수 있는 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법 및 이를 지원하는 산사태 경보 장치를 제공함에 있다. The present invention collects spectral images of areas where landslides are likely to occur, performs modeling by learning about the collected spectral images, and then performs comparative analysis on the spectral images at the current time to determine the possibility of more accurate landslide occurrence and The aim is to provide an unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method that can support the estimation of landslide occurrence patterns and a landslide warning device that supports the same.
그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above object, and other objects not mentioned can be clearly understood from the description below.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치는, 산사면의 적어도 일부 구간에 관한 분광 이미지를 획득하는 분광 카메라, 상기 분광 카메라와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 상기 분광 카메라를 제어하여 상기 산사면에 대한 복수의 분광 이미지들을 수집하고, 상기 복수의 분광 이미지들의 스펙트럼에 대한 클러스터링 모델 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성하고, 상기 산사태 예측 기준 모델을 저장하고, 상기 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점에 획득된 분광 이미지에 대한 분석을 수행하여 산사태 발생 여부를 추정하도록 설정된 것을 특징으로 한다.An unsupervised learning-based landslide warning device for achieving the above-described purpose may include a spectral camera that acquires a spectral image of at least a portion of a mountain slope, and a processor functionally connected to the spectral camera. The processor controls the spectral camera to collect a plurality of spectral images of the mountain slope, performs clustering model learning on the spectrum of the plurality of spectral images to generate a landslide prediction reference model, and the landslide prediction reference model. It is characterized in that it is set to store and estimate whether a landslide has occurred by performing analysis on the spectral image acquired at a specific time based on the landslide prediction standard model.
구체적으로, 상기 프로세서는, 날씨 정보를 확인하고, 상기 날씨 정보 별로 복수의 분광 이미지들을 수집하고, 상기 복수의 분광 이미지들을 상기 날씨 정보들과 함께 저장하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor is configured to check weather information, collect a plurality of spectral images for each weather information, and store the plurality of spectral images together with the weather information.
구체적으로, 상기 프로세서는 상기 복수의 분광 이미지들을 수집한 시점의 날씨 정보를 기반으로 상기 분광 이미지들을 분류하여 날씨 정보 별 클래스를 생성하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor is set to classify the spectral images based on weather information at the time of collecting the plurality of spectral images and generate a class for each weather information.
구체적으로, 상기 프로세서는 상기 날씨 정보 별 클래스로 구분된 분광 이미지들의 스펙트럼을 기반으로 인공신경망 클러스터링 모델 학습을 수행하여, 날씨 정보 별 복수개의 클러스터들을 포함하는 상기 산사태 예측 기준 모델을 생성하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor is set to perform artificial neural network clustering model learning based on the spectrum of spectral images divided into classes for each weather information, and generate the landslide prediction reference model including a plurality of clusters for each weather information. Do it as
구체적으로, 상기 프로세서는 산사태 예측이 요구되는 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼과 상기 산사태 예측 기준 모델에 포함된 클러스터들을 비교하여 유사도가 가장 높은 클러스터를 검출하고, 상기 검출된 클러스터에 대해 사전 정의된 일정 기준 범위를 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼이 벗어나는지 여부에 따라 산사태 발생 여부를 추정하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor detects the cluster with the highest similarity by comparing the spectrum of the spectral image acquired at the specific point in time when landslide prediction is required with the clusters included in the landslide prediction standard model, and pre-empts the detected cluster. It is characterized in that it is set to estimate whether a landslide has occurred depending on whether the spectrum of the spectral image acquired at the specific time deviates from a defined reference range.
구체적으로, 상기 프로세서는 상기 산사태 발생이 예측되는 경우, 산사태 발생 가능성에 대한 위험 경보를 지정된 관리자 장치 또는 지정된 관리청의 전자 장치에 전송하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor is set to transmit a risk alert regarding the possibility of a landslide to a designated manager device or an electronic device of a designated management office when the landslide is predicted to occur.
본 발명의 실시 예에 따른 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법은, 산사태 경보 장치의 프로세서가, 산사면의 적어도 일부 구간에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있도록 배치된 분광 카메라를 제어하여 상기 산사면에 대한 복수의 분광 이미지들을 수집하는 단계, 상기 복수의 분광 이미지들의 스펙트럼에 대한 클러스터링 모델 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계, 상기 산사태 예측 기준 모델을 저장하는 단계, 상기 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점에 획득된 분광 이미지에 대한 분석을 수행하여 산사태 발생 여부를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method according to an embodiment of the present invention, the processor of the landslide warning device controls a spectral camera arranged to acquire a spectral image of at least a portion of the mountain slope, collecting a plurality of spectral images, generating a landslide prediction reference model by performing clustering model learning on the spectra of the plurality of spectral images, storing the landslide prediction reference model, and the landslide prediction reference model. It is characterized by including a step of estimating whether a landslide has occurred by performing analysis on a spectral image acquired at a specific time based on .
구체적으로, 상기 방법은 상기 프로세서가, 날씨 정보를 수집하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 분광 이미지들을 수집하는 단계는 상기 날씨 정보 별로 복수의 분광 이미지들을 수집하는 단계, 상기 복수의 분광 이미지들을 상기 날씨 정보들과 함께 저장하는 단계를 포함할 수 있다. Specifically, the method further includes the step of collecting weather information by the processor, wherein the step of collecting the plurality of spectral images includes collecting a plurality of spectral images for each weather information, the plurality of spectral images It may include storing the weather information together with the weather information.
구체적으로, 상기 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계는, 상기 날씨 정보 별 클래스로 구분된 분광 이미지들의 스펙트럼을 기반으로 인공신경망 클러스터링 모델 학습을 수행하여, 날씨 정보 별 복수개의 클러스터들을 포함하는 상기 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 산사태 발생 여부를 추정하는 단계는, 산사태 예측이 요구되는 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼과 상기 산사태 예측 기준 모델에 포함된 클러스터들을 비교하여 유사도가 가장 높은 클러스터를 검출하는 단계, 상기 검출된 클러스터에 대해 사전 정의된 일정 기준 범위를 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼이 벗어나는지 여부에 따라 산사태 발생 여부를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the step of generating the landslide prediction reference model includes performing artificial neural network clustering model learning based on the spectrum of spectral images divided into classes for each weather information, and predicting the landslide including a plurality of clusters for each weather information. It includes the step of generating a reference model, and the step of estimating whether a landslide has occurred includes comparing the spectrum of the spectral image acquired at the specific time for which landslide prediction is required and the clusters included in the landslide prediction reference model to determine the similarity. Detecting the highest cluster, and estimating whether a landslide has occurred based on whether the spectrum of the spectral image acquired at the specific time deviates from a predefined reference range for the detected cluster. do.
구체적으로, 상기 방법은, 산사태 발생 가능성에 대한 위험 경보를 지정된 관리자 장치 또는 지정된 관리청의 전자 장치에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the method further includes transmitting a risk alert regarding the possibility of a landslide occurring to a designated manager device or an electronic device of a designated management agency.
본 발명에 따르면, 본 발명의 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법 및 이를 지원하는 산사태 경보 장치는 산사태가 발생할 가능성이 있는 지역을 실제 촬영한 분광 이미지를 분석하여 산사태 발생 가능성 및 산사태 발생 형태 중 적어도 일부를 보다 정확히 추정할 수 있도록 지원할 수 있다. According to the present invention, the unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method and the landslide warning device supporting the same of the present invention analyze spectral images actually taken of areas where landslides are likely to occur, and at least We can help you estimate some things more accurately.
아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.In addition, various effects other than the effects described above may be disclosed directly or implicitly in the detailed description according to embodiments of the present invention, which will be described later.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비지도 학습 기반의 산사태 예측과 관련한 시스템 환경의 한 예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치 구성 중 프로세서 구성의 한 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서버 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 발생 추정과 관련한 산사태 경보 장치의 분광 이미지들의 학습 방법의 한 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 발생 추정과 관련한 산사태 경보 장치의 운용 방법의 한 예를 나타낸 도면. 1 is a diagram illustrating an example of a system environment related to landslide prediction based on unsupervised learning according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a landslide warning device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing an example of a processor configuration among the configurations of a landslide warning device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing an example of a server device configuration according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an example of a method of learning spectral images of a landslide warning device related to estimation of landslide occurrence according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing an example of a method of operating a landslide warning device related to estimation of landslide occurrence according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.In order to make the characteristics and advantages of the problem-solving means of the present invention clearer, the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments of the present invention shown in the attached drawings.
다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.However, detailed descriptions of known functions or configurations that may obscure the gist of the present invention are omitted in the following description and attached drawings. Additionally, it should be noted that the same components throughout the drawings are indicated by the same reference numerals whenever possible.
이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Terms and words used in the following description and drawings should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of the term to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it is. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives may be used to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.In addition, terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., are used to describe various components, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components and to limit the components. Not used. For example, the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Additionally, the terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" used in the specification are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more of the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
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.Additionally, terms such as “unit,” “unit,” and “module” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, the terms "a or an", "one", "the", and similar related terms are used in the context of describing the invention (particularly in the context of the claims below) as used herein. It may be used in both singular and plural terms, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context.
상술한 용어들 이외에, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.In addition to the terms described above, specific terms used in the following description are provided to aid understanding of the present invention, and the use of these specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present invention.
아울러, 본 발명의 범위 내의 실시 예들은 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 구조를 가지거나 전달하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 범용 또는 특수 목적의 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 기타 자기 저장장치, 또는 컴퓨터 실행가능 명령어, 컴퓨터 판독가능 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 된 소정의 프로그램 코드 수단을 저장하거나 전달하는 데에 이용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 기타 매체와 같은 물리적 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.Additionally, embodiments within the scope of the present invention include computer-readable media having or transmitting computer-executable instructions or data structures stored on the computer-readable media. Such computer-readable media may be any available media that can be accessed by a general-purpose or special-purpose computer system. By way of example, such computer-readable media may include RAM, ROM, EPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage, or in the form of computer-executable instructions, computer-readable instructions or data structures. It may be used to store or transmit certain program code means, and may include, but is not limited to, a physical storage medium such as any other medium that can be accessed by a general purpose or special purpose computer system. .
이하에서 설명하는 본 발명은 산사태 경고 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산사태 발생 위험지역 예컨대, 산사면을 가지는 계곡이나 계곡의 물을 촬영한 분광 이미지(또는 분광 데이터)를 기반으로 기계학습을 수행한 모델을 통하여 산사태를 경고하는 비지도학습 방식의 산사태 경고 방법에 관한 것이다.The present invention described below relates to a landslide warning method. More specifically, machine learning is performed based on spectral images (or spectral data) taken of water in a landslide risk area, such as a valley or valley with a mountain slope. This is about an unsupervised learning landslide warning method that warns of landslides through a model.
이하, 본 발명의 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치를 포함하는 시스템 환경 및 이에 포함되는 각 구성들의 종류와 역할에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the system environment including the unsupervised learning-based landslide warning device of the present invention and the types and roles of each component included therein will be described.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비지도 학습 기반의 산사태 예측과 관련한 시스템 환경의 한 예를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an example of a system environment related to unsupervised learning-based landslide prediction according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 산사태 예측 관련 시스템 환경(10)은 산사면(50)(예: 계곡, 계곡물), 산사태 경보 장치(100), 기지국(20) 및 산사태 경보를 지원하는 서버 장치(200)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 시스템 환경(10)에서는 산사태 경보 장치(100)와 서버 장치(200) 간의 통신 채널 형성을 위한 기지국(20)을 예시하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 산사태 경보 장치(100)와 상기 서버 장치(200)는 기지국(20)의 구성 없이 무선 통신 채널 또는 유선 케이블을 통하여 직접적으로 연결될 수도 있다. 이 경우 상기 기지국(20)의 구성은 시스템 환경(10)에서 생략될 수 있다. Referring to Figure 1, the landslide prediction-related
상기 산사면(50)은 산사태가 발생할 수 있는 산의 사면을 포함할 수 있다. 이러한 산사면(50)은 평지를 기준으로 일정한 각도를 가지며, 일정량 미만의 수목이 자생하여, 집중 폭우나 지속적인 장마비에 의해 그 형태가 변형될 수 있다. 일 예로서, 산사면(50) 상에서 발생하는 산사태는 슬럼프(두꺼운 점토질 퇴적층이 덮고 있는 산사면(50)이 하부 침식으로 꺼지는 현상), 슬라이드(오랜 풍화 작용으로 흙이 산사면(50)을 미끄럼 타듯 밀려오는 현상), 플로(점성이 높은 물질이 산사면(50)을 타고 강물처럼 흘러내리는 현상), 폴(절벽에서 돌덩이 등이 떨어져 나와 구르는 현상), 도플(산사면(50) 끝에서부터 암석이 부서져 내리는 현상), 토렌토(암석 파편이나 식물 잔해를 포함하는 토석류가 계곡이나 배수로를 따라 빠르게 쓸려 내려오는 현상) 등을 포함할 수 있다. The
상기 산사태 경보 장치(100)는 상술한 산사면(50)의 적어도 일부 지점 또는 일부 구간(예: 계곡 또는 계곡물)에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있도록 배치될 수 있다. 예컨대, 산사태 경보 장치(100)는 산사면(50)의 초입 부분(예: 평지에서 산 정상 방향을 향할 때, 산이 시작하는 초입 분), 산사면(50)의 중단 부분 또는 종단 부분 중 적어도 한 곳에 배치되는 분광 카메라를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 산사면(50)에서 발생할 수 있는 산사태의 종류는 산사면(50)을 구성하고 있는 토질이나 암석의 종류 또는 형태 등에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 상기 산사태 경보 장치(100)는 하나의 산에 하나의 분광 카메라만 배치하지 않고 다양한 장소와 유치에 배치되는 분광 카메라를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 산사태 경보 장치(100)는 산의 산사면들 중 마을이나 도시 등이 위치한 지점에 연결되는 산사면의 적어도 일부에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있도록 배치될 수 있다. 상기 산사태 경보 장치(100)는 배치된 분광 카메라를 사전 정의된 스케줄 정보 또는 날씨나 계절에 따른 이벤트 정보에 대응하여 활성화하고, 활성화된 분광 카메라를 이용하여 복수의 분광 이미지를 획득하고, 획득된 복수의 분광 이미지들에 대한 비지도 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 산사태 예측 기준 모델은 날씨나 계절에 따라 클래스별로 구분된 클러스터링 모델들을 포함할 수 있다. 상기 산사태 경보 장치(100)는 복수의 분광 이미지들의 스펙트럼을 이용한 클러스터들을 클래스별로 분류하고, 특정 시점에 획득된 분광 이미지가 어떠한 클러스터에 속하는지 확인한 후, 산사태 추정을 위해 사용되는 클러스터의 특정 수치 값(예: 평균 및 표준편차 값)이 사전 정의된 기준 범위를 벗어나는지 여부를 확인하여 산사태 발생 여부를 추정할 수 있다. 즉, 상기 산사태 경보 장치(100)는 산사태 예측 기준 모델과 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼을 상호 비교 분석하여, 산사태 발생 가능성 여부를 확인하고, 그 결과에 따른 경보 안내를 처리할 수 있다. The
이와 관련하여, 상기 산사태 경보 장치(100)는 산사면(50)의 분광 이미지를 수집하는 분광 카메라, 분광 카메라를 거치하는 거치 구조물을 포함할 수 있다. 산사태 경보 장치(100)는 분광 카메라를 이용하여 수집한 분광 이미지들을 이용하여 산사태 발생 여부를 추정할 수 있다. 또는 본 발명에 따른 산사태 경보 장치(100)는 분광 이미지 이외에 가스 검출 센서 또는 오디오 센서를 추가적으로 활용하여 산사태 발생 시 사전 징후로서 발생하는 가스 검출 또는 특정 굉음 발생을 감지하여, 산사태 발생에 대한 예측의 신뢰도를 높일 수 있다. 한편, 산사태 경보 장치(100)는 산사면(50)과 관련한 정보(예: 분광 이미지, 가스 검출 정보, 산사태 발생 시 검출될 수 있는 오디오 정보 중 적어도 하나)를 수집하고, 수집된 정보를 서버 장치(200)에 전송하도록 구성될 수 있다. In this regard, the
이 경우, 상기 기지국(20)은 상기 산사태 경보 장치(100)와 통신 채널을 형성하고, 산사태 경보 장치(100)가 제공하는 정보를 서버 장치(200)에 전송할 수 있다. 상기 기지국(20)은 상기 산사태 경보 장치(100)와 일정 거리 이격된 위치에 배치되면서, 산사태 경보 장치(100)와 통신 채널을 형성할 수 있도록 지형적으로 산사태 경보 장치(100)의 무선 통신 채널 형성 가능 거리나 위치에 배치될 수 있다. 또는, 기지국(20)은 산사태 경보 장치(100)와 유선(예: 케이블)으로 연결될 수도 있다. In this case, the
상기 서버 장치(200)는 상기 기지국(20)을 통하여(또는 직접적으로) 산사태 경보 장치(100)와 통신 채널을 형성할 수 있다. 상기 서버 장치(200)는 산사태 경보 장치(100)로부터 산사면 관련 정보(예: 분광 이미지, 가스 검출 정보, 오디오 정보)를 수집하고, 수집된 산사면 관련 정보를 기반으로 산사태 예측 기준 모델을 학습시킬 수 있다. 이후, 서버 장치(200)는 학습된 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점의 산사면(50) 분광 이미지에 대한 분석을 수행하여, 해당 산사면(50)의 산사태 발생 가능성을 추정할 수 있다. 상기 서버 장치(200)는 산사면(50)의 산사태 발생 가능성에 대한 추정 값을 지정된 관리자 단말(또는 사용자 단말)에 전송하거나 또는 디스플레이 장치를 통해 출력할 수 있다. 이 동작에서, 서버 장치(200)는 산사면(50)에서 발생할 수 있는 산사태의 종류, 산사태의 종류에 따른 대응 행동 요령 등의 출력을 지원할 수도 있다. The
한편, 산사태 예측 기준 모델의 학습과 산사면(50)의 산사태 발생 가능성에 대한 추정을 산사태 경보 장치(100)에서 처리하도록 설계된 경우, 상기 서버 장치(200) 구성은 생략되고, 상기 산사태 경보 장치(100)는 산사태 발생 가능성에 대한 추정 치, 산사태의 종류, 산사태 발생에 따른 행동 요령 등을 서버 장치(200)를 거치지 않고 직접적으로 지정된 관리자 단말에 전송하거나 디스플레이에 출력할 수 있다. On the other hand, when the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 예측과 관련한 시스템 환경(10)은 산사면(50)(예: 계곡 또는 계곡물)과 관련한 다양한 분광 이미지를 획득하고, 획득된 다양한 분광 이미지들에 대한 학습을 기반으로 산사태 예측 기준 모델을 생성한 후, 이를 기반으로 산사태 발생에 대한 추정을 수행할 수 있도록 지원한다. 이와 같이, 본 발명의 시스템 환경(10)은 분광 이미지만을 이용하여 산사면(50)의 산사태 발생에 대해 추정할 수 있으며, 추가적인 센서가 있는 경우 보다 정확한 산사태 발생 가능성의 추정 결과를 제공할 수 있다.As described above, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치 구성 중 프로세서 구성의 한 예를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a landslide warning device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a diagram showing an example of a processor configuration among the configuration of a landslide warning device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치(100)는 통신 회로(110), 분광 카메라(120), 메모리(130), 센서부(140) 및 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 산사태 경보 장치(100)가 분광 이미지만을 이용하여 산사태 발생 가능성을 추정하도록 구성된 경우 상기 센서부(140)의 구성은 생략될 수도 있다. 추가로, 상기 산사태 경보 장치(100)는 상기 분광 카메라(120)를 이용하여 산사면(50)의 적어도 일부 구간을 지향하면서 촬영할 수 있도록 상기 분광 카메라(120)를 거치하는 거치 구조물을 더 포함할 수 있다. 다른 예로서, 도 1 및 도 2에서는 산사태 경보 장치(100)가 하나의 분광 카메라를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 산사태 경보 장치(100)는 복수개의 분광 카메라들을 포함하고, 복수개의 분광 카메라들은 산사태가 발생할 가능성이 있는 산사면(50)의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 또한, 상기 산사태 경보 장치(100)는 상술한 구성들 예컨대, 통신 회로(110), 분광 카메라(120), 메모리(130), 센서부(140) 및 프로세서(150) 중 적어도 하나의 운용에 필요한 전원부(예: 영구전원 또는 배터리)를 더 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 2, the
상기 통신 회로(110)는 기지국(20)을 통해 서버 장치(200)와 통신 채널을 형성할 수 있다. 또는 통신 회로(110)는 기지국(20)을 거치지 않고 직접적으로 서버 장치(200)와 통신 채널을 형성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 예측과 관련한 연산을 서버 장치(200)에서 수행하도록 설계된 경우, 통신 회로(110)는 분광 카메라(120)가 수집한 적어도 하나의 분광 이미지를 서버 장치(200)에 전송할 수 있다. 한편, 산사태 예측은 산사태 경보 장치(100)에 의해서 독립적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 통신 회로(110)는 산사태 예측 결과 또는 산사태 예측에 따른 경고 메시지(예: 특정 지역에 대한 대피나 방제 요구 메시지)를 서버 장치(200)에 전송할 수 있다. 또는, 통신 회로(110)는 프로세서(150) 제어에 대응하여 상기 산사태 예측 결과 및 경고 메시지 중 적어도 일부를 특정 지역의 거주자 또는 특정 기관 소속 관리자에 전송할 수 있다. 상기 통신 회로(110)는 산사태 예측에 필요한 인공신경망 알고리즘을 서버 장치(200)로부터 수신할 수도 있다. 상기 통신 회로(110)는 상기 분광 카메라(120)가 획득한 복수의 분광 이미지들을 구분하는데 이용되는 날씨 정보를 날씨 서버로부터 수신할 수도 있다. 상기 통신 회로(110)는 일정 주기 또는 관리자 요청에 따라 날씨 서버로부터 날씨 정보를 수신하고, 수신된 날씨 정보를 프로세서(150)에 전달할 수 있다. The
상기 분광 카메라(120)는 산사면(50)(예: 산의 사면이나, 계곡 또는 계곡물)의 적어도 일정 구간(또는 일 지점)에 대한 분광 이미지를 촬영할 수 있도록 배치될 수 있다. 분광 카메라(120)는 프로세서(150) 제어에 대응하여 산사면(50)의 적어도 일부 구간에 대한 분광 이미지를 촬영할 수 있다. 일 예로서, 분광 카메라(120)는 사전 정의된 일정 이벤트가 발생하는 경우, 해당 이벤트 발생에 대응하여 산사면(50) 관련 적어도 하나의 분광 이미지를 촬영할 수 있다. 예컨대, 분광 카메라(120)는 프로세서(150) 제어(또는 서버 장치(200) 요청)에 대응하여 특정 날씨 상황(예: 맑은 날씨, 비나 눈이 오는 경우), 특정 온도 상황이거나 온도 변화가 특정 범위 이상인 상황, 일정 속도 이상의 강풍이 부는 상황 등에서 산사면(50) 관련 분광 이미지들을 획득할 수 있다. 또는, 분광 카메라(120)는 사전 정의된 일정 주기에 따라 산사면(50) 관련 분광 이미지를 촬영할 수 있다. 또는, 분광 카메라(120)는 산사태 발생 가능성에 대한 확인이 요구되는 시점에 산사면(50)에 대한 분광 이미지를 획득할 수 있다. The
상기 메모리(130)는 산사태 경보 장치(100) 운용에 필요한 적어도 하나의 프로그램 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 메모리(130)는 분광 카메라(120) 구동에 필요한 제어 프로그램, 분광 카메라(120)를 통해 획득된 복수의 분광 이미지들, 복수의 분광 이미지들이 수집된 시점의 날씨나 계절 정보, 복수의 분광 이미지들을 통해 생성된 산사태 예측 기준 모델, 현재 시점에 획득된 분광 이미지와 상기 산사태 예측 기준 모델과의 비교를 통해 산출된 산사태 예측 결과, 산사태 예측 결과에 대응하는 경고 또는 안내 메시지 중 적어도 일부를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(130)는 산사태 예측 기준 모델에 필요한 인공신경망 알고리즘 또는 머신 러닝 학습 알고리즘을 저장할 수 있다. The
상기 센서부(140)는 산사태 경보 장치(100)의 일측(또는 분광 카메라(120)가 배치된 지점)에 배치되어, 분광 카메라(120)가 분광 이미지를 획득하는 시점에 산사면과 관련한 가스 또는 오디오 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 상기 센서부(140)는 산사태 발생 직전 분출하는 가스를 검출하는 가스 검출 센서, 산사태 발생 직전에 발생할 수 있는 굉음을 검출하는 오디오 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 센서부(140)는 주변 풍속 변화를 감지할 수 있는 풍속 감지 센서, 주변 온도 변화를 감지할 수 있는 온도 감지 센서 등을 더 포함할 수 있다. 상기 산사태 경보 장치(100)가 분광 카메라(120)를 포함하도록 구성된 경우 상기 센서부(140) 구성은 생략될 수도 있다. The
상기 프로세서(150)는 사전 정의된 이벤트 또는 서버 장치(200) 요청에 대응하여 분광 카메라(120)를 이용한 산사면(50) 관련 적어도 하나의 분광 이미지 획득을 제어할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 획득된 적어도 하나의 분광 이미지를 기반으로 산사태 예측 기준 모델을 생성하고, 특정 시점의 분광 이미지와 비교하여 산사태 발생 가능성을 추정할 수 있다. The
도 3을 참조하면, 상기 프로세서(150)는 분광 이미지 수집부(151), 산사태 모델 학습부(152), 산사태 발생 추정부(153) 및 산사태 경보 처리부(154)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the
상기 분광 이미지 수집부(151)는 분광 카메라(120)를 이용한 분광 이미지 획득을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 분광 이미지 수집부(151)는 산사태 예측 기준 모델을 생성하기 위하여 다양한 환경에서 복수의 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 분광 이미지 수집부(151)는 날씨를 제공하는 날씨 서버에 접속하여 사전 정의된 날씨가 도래하는지 확인할 수 있다. 예컨대, 분광 이미지 수집부(151)는 맑은 날씨, 비오는 날씨, 눈오는 날씨, 폭풍이나 태풍이 부는 날씨, 특정 온도 변화가 일정 이상인 날씨, 강우량 또는 적설량이 일정 크기 이상인 날씨에 대한 정보가 수집되면, 해당 날씨에서 산사면(50)에 관한 분광 이미지들을 수집하도록 분광 카메라(120)를 제어할 수 있다. 상기 분광 이미지 수집부(151)는 수집된 산사면(50) 관련 복수의 분광 이미지들을 산사태 모델 학습부(152)에 전달할 수 있다. 또한, 분광 이미지 수집부(151)는 특정 시점(예: 현재 시점)에서 산사태 발생 가능성을 분석하기 위한 분광 이미지를 획득하고, 획득된 현재 시점의 분광 이미지를 산사태 발생 추정부(153)에 전달할 수 있다. The spectral
상기 산사태 모델 학습부(152)는 분광 이미지 수집부(151)가 수집한 복수개의 분광 이미지들을 이용하여 산사태 예측 기준 모델을 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 산사태 모델 학습부(152)는 날씨 별 수집된 분광 이미지들을 구분하고, 각각의 분광 이미지들의 스펙트럼에 대한 인공신경망 클러스터링 모델링을 수행하되, 날씨 별 클러스터링 모델 학습을 수행할 수 있다. 이 과정에서, 상기 산사태 모델 학습부(152)는 Variational Auto-Encoder(VAE)를 이용하여 클러스터링 모델 학습을 수행할 수 있다. 상기 산사태 모델 학습부(152)는 모델 학습이 완료되면, 각 클러스터들을 클래스 별(예: 날씨 별 또는 계절별)로 분류하고, 각 클러스터의 중심선 값(centroid, mean of spectra)과, 표준 편차(standard deviation of spectra)를 산출할 수 있다. 상기 산사태 모델 학습부(152)는 각 클러스터의 정보(예: 중심선 값 또는 평균 값과, 표준 편차 값)을 기반으로 분광 라이브러리를 구축하고, 이를 메모리(130)에 저장할 수 있다. The landslide
상기 산사태 발생 추정부(153)는 산사태 발생 가능성을 추정해야 하는 시점에 분광 카메라(120)를 이용하여 산사면(50)과 관련한 현재 시점의 분광 이미지를 획득할 수 있다. 상기 산사태 발생 추정부(153)는 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼을 분석하고, 해당 스펙트럼이 분광 라이브러리에 저장된 클러스터들 중 어떠한 클러스터에 가장 가까운지 확인할 수 있다. 상기 산사태 발생 추정부(153)는 유사도가 가장 높은 클러스터를 확인하고, 현재 시점의 스펙트럼 결과와 유사도가 가장 높은 클러스터(또는 거리가 가장 가까운 중심선을 가지는 클러스터)에 대해 사전 정의된 이상 스펙트럼 범위를 벗어나는지 확인할 수 있다. 일 예로서, 상기 산사태 발생 추정부(153)는 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼이 가장 가까운 중심선 값을 클러스터의 평균+K*표준편차 범위를 벗어나는지 확인할 수 있다. 여기서, 상기 K 값은 1, 1.5, 3 등으로, 산사태 경보 장치(100) 관리자에 의해 조정될 수 있다. 상기 산사태 발생 추정부(153)는 이상 스펙트럼 발생 여부를 산사태 경보 처리부(154)에 전달할 수 있다. The landslide
상기 산사태 경보 처리부(154)는 상기 산사태 발생 추정부(153)로부터 이상 스펙트럼 발생 여부를 전달받고, 그에 따른 결과를 출력할 수 있다. 예컨대, 산사태 경보 처리부(154)는 이상 스펙트럼 발생에 따라 산사태가 발생할 가능성이 있는 경우, 산사태 발생을 예고하는 메시지를 지정된 관리자 단말 또는 산사태 발생에 의해 피해가 예상되는 지역의 관리청의 전자 장치 등에 전달할 수 있다. 상기 산사태 경보 처리부(154)는 이상 스펙트럼 발생이 없는 경우, 이상 없음에 대한 메시지를 지정된 관리자 단말에 전송할 수 있다. 한편, 상기 산사태 경보 처리부(154)는 이상 스펙트럼이 발생하지는 않았으나, 사전 정의된 기준 값(예: 평균+1.5*표준편차 값)의 일정 범위 내의 값이 검출되는 경우, 상수 K 값을 변경을 제안하는 메시지를 출력할 수도 있다. 산사태의 경우, 에너지 누적에 의해 점진적으로 발생 가능성이 높아질 수 있으므로, 상기 기준 값의 범위를 보다 좁히도록 제안함으로써, 추후 분광 이미지에 대한 이상 스펙트럼 발생 가능성을 높일 수 있다. The landslide
산사태는 갑자기 많은 양의 물이 샘솟거나, 바람이 불지 않는데도 나무가 흔들리거나 넘어질 때, 계곡물에 흙탕물이 밀려오거나, 흙이나 돌이 무너지거나 떨어지는 등의 산사태 발생 전조 징조가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치(100)는 산사태 발생 전조 징조를 신속히 파악하여 산사태 발생을 미리 경고함으로써, 산사태로 인한 피해를 최소화할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 산사태 경보 장치(100)는 산사면(예: 산의 사면, 계곡, 계곡물 등)에 대한 분광 이미지들에 대해 비지도 학습을 적용하여 산사태 예측 기준 모델을 구축하고, 이를 이용하여 산사태 발생 가능성을 추정하고, 그에 따른 경보를 안내함으로써, 인명 피해를 줄이고, 더 나아가 산사태 발생을 예방하거나, 산사태 발생에 따른 물질적 피해를 예방할 수 있는 방제 효과를 제공할 수 있다. Landslides can be foreshadowed by sudden surges of water, trees shaking or falling even when there is no wind, muddy water rushing into a valley, or soil or stones collapsing or falling. Therefore, the
한편, 산사태 예측에 관한 연산을 서버 장치(200)가 수행하도록 설계된 경우 상기 프로세서(150)는 획득된 분광 이미지들을 서버 장치(200)에 전송하도록 제어할 수 있다. Meanwhile, when the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서버 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 산사태 예측 기준 모델링과 산사태 추정을 산사태 경보 장치(100)가 수행하도록 설계된 경우, 상기 서버 장치(200) 구성은 생략될 수도 있다.Figure 4 is a diagram showing an example of a server device configuration according to an embodiment of the present invention. As described above, when the
도 4를 참조하면, 본 발명의 서버 장치(200)는 서버 통신 회로(210), 서버 메모리(230) 및 서버 프로세서(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 서버 통신 회로(210)는 기지국(20)을 통하여 또는 직접적으로 산사태 경보 장치(100)와 통신 채널을 형성할 수 있다. 상기 서버 통신 회로(210)는 지정된 주기 또는 사전 정의된 이벤트 발생에 대응하여 산사태 경보 장치(100)로부터 적어도 하나의 분광 이미지를 수집할 수 있다. 서버 통신 회로(210)는 산사태 추정 결과 및 그에 따른 경고 메시지를 지정된 관리자 단말이나 기관에 전송할 수 있다. The
상기 서버 메모리(230)는 서버 장치(200) 운용에 필요한 적어도 하나의 프로그램 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 상기 서버 메모리(230)는 산사태 예측 기준 모델에 해당하는 분광 라이브러리(231)를 저장할 수 있다. 추가로 상기 서버 메모리(230)는 산사태 경보 장치(100)로부터 수신한 적어도 하나의 분광 이미지를 저장할 수 있다. The
상기 서버 프로세서(250)는 서버 장치(200) 운용에 필요한 신호의 전달과 처리 또는 결과의 저장, 결과의 전송 또는 결과에 대응하는 메시지의 전송을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 서버 프로세서(250)는 데이터 수집부(251), 데이터 학습부(252), 산사태 추정부(253) 및 산사태 안내부(254)를 포함할 수 있다.The
상기 데이터 수집부(251)는 사전 정의된 주기에 따라 또는 사전 정의된 이벤트 발생에 대응하여 산사면(50)과 관련한 적어도 하나의 분광 이미지를 산사태 경보 장치(100)에 요청할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 수집부(251)는 분광 라이브러리(231) 구축에 필요한 복수의 분광 이미지들의 수집이 필요한 경우, 다양한 시점에 분광 이미지들을 산사태 경보 장치(100)에 요청할 수 있다. 예컨대, 데이터 수집부(251)는 날씨 정보를 확인하여, 맑은 날씨, 비오는 날씨, 눈오는 날씨, 폭풍이나 태풍이 부는 날씨, 특정 온도 변화가 일정 이상인 날씨, 강우량 또는 적설량이 일정 크기 이상인 날씨에 분광 이미지 전송을 산사태 경보 장치(100)에 요청할 수 있다. 상기 날씨 정보는 날씨 서버로부터 확인할 수 있다. 또한, 데이터 수집부(251)는 산사태 추정이 필요한 시점을 기준으로 이전 일정 시간 동안 산사면(50) 관련 적어도 하나의 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 그리고 데이터 수집부(251)는 산사태 추정이 필요한 시점의 분광 이미지를 수집할 수 있다. The
상기 데이터 학습부(252)는 데이터 수집부(251)가 수집한 복수의 분광 이미지들에 대한 클러스터링 모델 학습을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 데이터 학습부(252)는 서버 메모리(230)에 저장된 인공신경망 학습 알고리즘을 기반으로 산사면(50) 관련 복수개의 분광 이미지들에 대한 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성할 수 있다. 상기 산사태 예측 기준 모델은 예컨대, 날씨 별(또는 계절별이나 상황별) 분광 이미지들의 스펙트럼을 통해 생성된 클러스터링 모델들을 포함할 수 있다. The
상기 산사태 추정부(253)는 생성된 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점의 분광 이미지를 분석하여 산사태 추정을 수행할 수 있다. 이 과정에서, 산사태 추정부(253)는 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼과 가장 가까운 중심선을 가지는 클러스터를 검출하고, 검출된 클러스터와 현재 시점의 분광 이미지 스펙트럼의 비교를 분석할 수 있다. 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼이 특정 클러스터의 기준 범위를 벗어나는 경우, 산사태 추정부(253)는 산사태 발생에 대한 위험 예고를 산사태 안내부(254)에 전달할 수 있다. The
상기 산사태 안내부(254)는 산사태 추정부(253)로부터 산사태 발생에 대한 위험 예고를 전달받으면, 사전 지정된 관리자 단말에 산사태 발생에 관한 경보 메시지를 전송할 수 있다. 또는, 산사태 안내부(254)는 사전 정의된 내용에 따라 비상 사이렌을 가동하거나, 산사태 발생에 따라 피해가 예상되는 지역에 안내 정보를 출력할 수 있다. When the
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 발생 추정과 관련한 산사태 경보 장치의 분광 이미지들의 학습 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing an example of a method of learning spectral images of a landslide warning device related to estimation of landslide occurrence according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 경보 장치(100) 운용 방법과 관련하여, 산사태 경보 장치(100)의 프로세서(150)는 501 단계에서 산사태 위험 지역에 관한 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 예컨대, 프로세서(150)는 산사면(50)의 산사태 발생 가능성에 대한 추정이 필요한 시점을 기준으로 이전 일정 시간 동안 산사면(50) 관련 복수개의 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(150)는 강수량이 사전 정의된 일정량 이상 발생할 것으로 예보된 경우, 해당 예보 시점을 기준으로 사전 정의된 일정 시간 이전(예: 1시간 또는 10분 등)의 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 사전 정의된 제1 시간 주기로 산사태 위험 지역(예: 계속)에 대한 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 강우 검출을 수행하다가, 지정된 값 이상의 강우량으로 증가한 시점부터 제1 시간 주기보다 짧은 제2 시간 주기로 분광 이미지들을 획득할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 다양한 날씨 상태에서 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 예컨대, 프로세서(150)는 맑은 날씨, 비오는 날씨, 눈오는 날씨, 바람이 일정세기 이상 부는 날씨, 기온이 일정 온도 미만인 날씨, 하루 일교차가 일정크기 이상인 날씨와 같이 특정 조건이 만족되는 시점에 산사면(50)에 대한 분광 이미지들을 수집할 수 있다. Referring to FIG. 5, in relation to the method of operating the
503 단계에서, 프로세서(150)는 날씨 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 프로세서(150)는 각각의 분광 이미지들을 수집한 시점의 날씨 정보를 수집할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(150)는 통신 회로(110)를 통하여 날씨 정보를 제공하는 외부 서버 장치와 통신 채널을 형성하고, 상기 외부 서버 장치로부터 날씨 정보를 수집할 수 있다. 일 예로서, 상기 도 1에서 설명한 서버 장치(200)가 날씨 정보를 제공할 수도 있다. 상기 프로세서(150)는 수집된 날씨 정보별로 분광 이미지들을 분류하여 클래스들을 생성할 수 있다. 한편, 상술한 설명에서는 분광 이미지들의 수집 후 날씨 정보를 수집하는 것으로 설명하였으나, 날씨 정보 수집 이후 분광 이미지들을 수집할 수 있다. 즉, 상기 501 동작과 503 동작은 선후가 변경되거나 또는 동시에 수행될 수도 있다. At
505 단계에서, 프로세서(150)는 수집된 분광 이미지들에 대한 학습을 수행할 수 있다. 예컨대, 프로세서(150)는 각 클래스별 분광 이미지들의 스펙트럼을 기반으로 인공신경망 기반 클러스터링 모델을 학습할 수 있다. 이때 클러스터링 모델링에는 Variational Auto-Encoder(VAE) 등이 사용될 수 있다. In
507 단계에서, 상기 프로세서(150)는 학습 종료 여부를 확인할 수 있다. 상기 학습 종료는 예컨대, 사전 설정된 일정 개수 이상의 분광 이미지들에 대한 클러스터링 모델링이 완료된 경우를 포함할 수 있다. 프로세서(150)는 사전 정의된 일정 개수 이상의 분광 이미지들에 대한 학습 수행 이후, 일정 주기로 날씨 별 분광 이미지들을 추가로 수집하고, 수집된 분광 이미지들을 이용하여 날씨 별 클러스터링 모델링을 추가 수행할 수 있다. 학습이 종료되지 않으면, 상기 프로세서(150)는 501 단계 이전으로 분기하여 이하 동작을 재수행할 수 있다.In
학습이 종료되면 상기 프로세서(150)는 509 단계에서 분광 라이브러리를 구축할 수 있다. 이 과정에서 상기 프로세서(150)는 각 클러스터(날씨 별 또는 계절별)의 centroid (mean of spectra)와 해당 클러스터의 표준편차 (standard deviation of spectra)를 계산한다. 그리고 각 클러스터의 정보(centroid 등)를 기반으로 분광 라이브러리를 구축할 수 있다.When learning is completed, the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 발생 추정과 관련한 산사태 경보 장치의 운용 방법의 한 예를 나타낸 도면이다. Figure 6 is a diagram showing an example of a method of operating a landslide warning device related to estimation of landslide occurrence according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 산사태 경보 장치(100)의 프로세서(150)는 601 단계에서 현재 시점의 분광 이미지를 수집할 수 있다. 상기 현재 시점은 산사태 발생 여부를 추정할 필요가 있는 시점이 될 수 있다. 예컨대, 상기 현재 시점은 일정량 이상의 비가 내린 시점, 일정 시간 이상 비가 내린 시점, 지진이 발생한 시점, 일정속도 이상의 강풍이 푸는 시점, 일정 크기 이상의 굉음이 발생한 시점, 사전 정의된 일정 종류의 가스가 검출된 시점 중 적어도 하나의 시점을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 시점은 산사태 발생을 검출하기 위하여 사전 정의된 일정 주기, 산사태 경보 장치(100)의 운용자 또는 관리자의 요청 시점 중 적어도 한 시점을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
현재 시점의 분광 이미지를 수집한 이후, 603 단계에서 프로세서(150)는 현재 분광 이미지의 스펙트럼 기준 기 저장된 클러스터 비교 확인을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 산사태 경보 장치는 앞서 도 5에서 설명한 방식을 기반으로 분광 라이브러리를 구축하고, 상기 분광 라이브러리를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 메모리(130)에 사전 저장된 분광 라이브러리에서 클래스별 클러스터링된 모델들과 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼과 유사한 클러스터가 속한 클래스를 확인할 수 있다. 여기서, 상기 분광 라이브러리를 서버 장치(200)에 저장 및 운용되는 경우, 상기 프로세서(150)는 상기 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼을 기반으로 추출된 클러스터를 서버 장치(200)에 전송하고, 서버 장치(200)로부터 비교 결과를 수신할 수 있다. After collecting the spectral image at the current time, in
상기 프로세서(150)는 605 단계에서, 이상 스펙트럼 발생 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 현재 시점의 분광 이미지의 스펙트럼이 어느 클러스터에 해당하는지 판단하는 과정에서, 가장 가까운 중심선(centroid)를 확인할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 사전 정의된 특정 기후 조건이 만족되면서, 가장 가까운 클러스터의 표준편차를 기준으로, 현재 시점의 분광 이미지 스펙트럼이 사전 정의된 일정 범위를 벗어났는지 확인할 수 있다. The
상기 현재 시점의 분광 이미지 스펙트럼이 일정 범위를 벗어난 경우 프로세서(150)는 이상 스펙트럼 발생으로 판단하고, 607 단계에서, 산사태 위험 상황으로 간주하고, 그에 따른 위험 경고를 수행할 수 있다. 예컨대, 특정 기후(예: 장마 기간) 조건 아래에 수집된 스펙트럼이 분광 라이브러리의 기 저장된 클러스터(예: 비오는 날에 해당하는 클러스터)에 가장 인접하면서 동시에 해당 클러스터의 중심선이 μ(평균) + 1.5σ(표준편차) 범위를 벗어난 경우, 프로세서(150)는 산사태 위험을 경고할 수 있다. 여기서 표준편차 앞의 계수 1.5는 경고의 민감도를 조절하는 장치로써 산사태 경보 장치(100)의 운용자 또는 관리자에 의해 변경될 수 있다. 산사태 위험 경고와 관련하여, 상기 프로세서(150)는 사전 정의된 관리자 단말 장치 또는 산사태가 발행할 지역과 인접된 마을을 관리하는 관리자, 또는 인접된 마을을 관리하는 관리청의 전자 장치에 산사태 위험 경고 메시지를 전송할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 산사태 위험 경고 메시지를 지정된 서버 장치에 전송할 수 있다. If the spectral image spectrum at the current time is outside a certain range, the
이후, 609 단계에서, 프로세서(150)는 산사태 위험 경고 기능의 종료 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 산사태 위험 경고 이후, 설정에 따라 산사태 위험 경고 기능을 자동으로 종료할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(150)는 산사태 위험 경고에 대한 회신을 경고 메시지를 전송한 장치들로부터 수신한 경우 산사태 위험 경고 기능을 종료할 수 있다. 별도의 산사태 위험 경고에 대한 종료 이벤트 발생이 없으면, 상기 프로세서(150)는 601 단계 이전으로 분기하여 이하 동작을 재수행할 수 있다. Thereafter, in
한편, 605 단계에서, 이상 스펙트럼 발생이 아닌 경우, 프로세서(150)는 611 단계에서 지정된 기능 수행을 처리할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 현재 시점의 분광 이미지 수집에 대한 산사태 발생 가능성이 낮을 것으로 추정하는 추정 값을 지정된 단말, 전자 장치, 또는 서버 장치(200)에 전송할 수 있다. 이후, 상기 프로세서(150)는 601 단계 이전으로 분기하여 이하 동작을 재수행할 수 있다. Meanwhile, in
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 산사태 발생 예측 방법 및 이를 지원하는 산사태 경보 장치는, 산사태 발생 위험지역이 해당하는 산사면(예: 계곡이나 계곡물)을 촬영한 분광 이미지의 스펙트럼을 기반으로 한 기계학습을 통하여 산사태를 경고할 수 있다. The landslide occurrence prediction method and the landslide warning device supporting the method according to the embodiment of the present invention described above are based on the spectrum of a spectral image taken of a mountain slope (e.g., a valley or valley water) corresponding to a landslide occurrence risk area. Landslide warnings can be made through machine learning.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. As described above, although this specification contains details of numerous specific implementations, these should not be construed as limitations on the scope of any invention or what may be claimed, but rather may be specific to particular embodiments of a particular invention. It should be understood as a description of features.
또한, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Additionally, although operations are depicted in the drawings in a specific order, this should not be construed as requiring that those operations be performed in the specific order or sequential order shown or that all of the depicted operations must be performed to obtain desirable results. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Additionally, the separation of various system components in the above-described embodiments should not be construed as requiring such separation in all embodiments, and the described program components and systems may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You must understand that it is possible.
본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 통상의 기술자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.The present description sets forth the best mode of the invention and provides examples to illustrate the invention and to enable any person skilled in the art to make and use the invention. The specification prepared in this way does not limit the present invention to the specific terms presented. Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above-described examples, those skilled in the art may make modifications, changes, and variations to the examples without departing from the scope of the present invention.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but by the scope of the patent claims.
10: 산사태 시스템 환경
50: 산사면
100: 산사태 경보 장치
110: 통신 회로,
120: 분광 카메라
130: 메모리
140: 센서부
150: 프로세서
200: 서버 장치
210: 서버 통신 회로
230: 서버 메모리
250: 서버 프로세서10: Landslide system environment
50: Mountain slope
100: Landslide warning device
110: communication circuit,
120: spectral camera
130: memory
140: sensor unit
150: processor
200: Server device
210: Server communication circuit
230: Server memory
250: server processor
Claims (10)
상기 분광 카메라와 기능적으로 연결되는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 분광 카메라를 제어하여 상기 산사면에 대한 복수의 분광 이미지들을 수집하고,
상기 복수의 분광 이미지들의 스펙트럼에 대한 클러스터링 모델 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성하고,
상기 산사태 예측 기준 모델을 저장하고,
상기 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점에 획득된 분광 이미지에 대한 분석을 수행하여 산사태 발생 여부를 추정하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치.A spectroscopic camera that acquires spectral images of at least a portion of a mountain slope;
A processor functionally connected to the spectral camera,
The processor,
Control the spectral camera to collect a plurality of spectral images of the mountain slope,
Perform clustering model learning on the spectra of the plurality of spectral images to generate a landslide prediction reference model,
Store the landslide prediction reference model,
An unsupervised learning-based landslide warning device, characterized in that it is set to estimate whether a landslide has occurred by performing analysis on a spectral image acquired at a specific time based on the landslide prediction standard model.
상기 프로세서는,
날씨 정보를 확인하고,
상기 날씨 정보 별로 복수의 분광 이미지들을 수집하고, 상기 복수의 분광 이미지들을 상기 날씨 정보들과 함께 저장하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치.According to paragraph 1,
The processor,
Check weather information,
An unsupervised learning-based landslide warning device, characterized in that it is configured to collect a plurality of spectral images for each weather information and store the plurality of spectral images together with the weather information.
상기 프로세서는
상기 복수의 분광 이미지들을 수집한 시점의 날씨 정보들을 기반으로 상기 분광 이미지들을 분류하여 날씨 정보 별 클래스를 생성하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치.According to paragraph 2,
The processor is
An unsupervised learning-based landslide warning device, characterized in that it is set to generate a class for each weather information by classifying the spectral images based on weather information at the time of collecting the plurality of spectral images.
상기 프로세서는
상기 날씨 정보 별 클래스로 구분된 분광 이미지들의 스펙트럼을 기반으로 인공신경망 클러스터링 모델 학습을 수행하여, 날씨 정보 별로 구분되는 복수개의 클러스터들을 포함하는 상기 산사태 예측 기준 모델을 생성하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치.According to paragraph 3,
The processor is
Unsupervised, characterized in that it is set to generate the landslide prediction reference model including a plurality of clusters classified by weather information by performing artificial neural network clustering model learning based on the spectrum of spectral images divided into classes for each weather information. Learning-based landslide warning device.
상기 프로세서는
산사태 예측이 요구되는 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼과 상기 산사태 예측 기준 모델에 포함된 클러스터들을 비교하여 유사도가 가장 높은 클러스터를 검출하고,
상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼이, 상기 검출된 클러스터에 대해 사전 정의된 일정 기준 범위를 벗어나는지 여부에 따라 산사태 발생 여부를 추정하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치.According to paragraph 4,
The processor is
Detecting the cluster with the highest similarity by comparing the spectrum of the spectral image acquired at the specific time when landslide prediction is required with the clusters included in the landslide prediction standard model,
An unsupervised learning-based landslide warning device, characterized in that it is set to estimate whether a landslide has occurred depending on whether the spectrum of the spectral image acquired at the specific time is outside a predefined standard range for the detected cluster.
상기 프로세서는
상기 산사태 발생이 예측되는 경우, 산사태 발생 가능성에 대한 위험 경보를 지정된 관리자 장치 또는 지정된 관리청의 전자 장치에 전송하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 경보 장치.According to clause 5,
The processor is
An unsupervised learning-based landslide warning device that is set to transmit a risk warning about the possibility of a landslide to a designated manager device or an electronic device of a designated management office when the landslide is predicted to occur.
상기 복수의 분광 이미지들의 스펙트럼에 대한 클러스터링 모델 학습을 수행하여 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계;
상기 산사태 예측 기준 모델을 저장하는 단계;
상기 산사태 예측 기준 모델을 기반으로 특정 시점에 획득된 분광 이미지에 대한 분석을 수행하여 산사태 발생 여부를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법.Collecting, by a processor of a landslide warning device, a plurality of spectral images of the mountain slope by controlling a spectral camera arranged to acquire spectral images of at least a portion of the mountain slope;
Generating a landslide prediction reference model by performing clustering model learning on the spectra of the plurality of spectral images;
Saving the landslide prediction reference model;
An unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method comprising: estimating whether a landslide has occurred by performing analysis on a spectral image acquired at a specific time based on the landslide prediction reference model.
상기 프로세서가, 날씨 정보를 수집하는 단계;를 더 포함하고,
상기 복수의 분광 이미지들을 수집하는 단계는
상기 날씨 정보 별로 복수의 분광 이미지들을 수집하는 단계;
상기 복수의 분광 이미지들을 상기 날씨 정보들과 함께 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법.In clause 7,
The processor further includes collecting weather information,
The step of collecting the plurality of spectral images is
collecting a plurality of spectral images for each weather information;
An unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method comprising: storing the plurality of spectral images together with the weather information.
상기 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계는,
상기 날씨 정보 별 클래스로 구분된 분광 이미지들의 스펙트럼을 기반으로 인공신경망 클러스터링 모델 학습을 수행하여, 날씨 정보 별 복수개의 클러스터들을 포함하는 상기 산사태 예측 기준 모델을 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 산사태 발생 여부를 추정하는 단계는,
산사태 예측이 요구되는 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼과 상기 산사태 예측 기준 모델에 포함된 클러스터들을 비교하여 유사도가 가장 높은 클러스터를 검출하는 단계;
상기 검출된 클러스터에 대해 사전 정의된 일정 기준 범위를 상기 특정 시점에 획득된 분광 이미지의 스펙트럼이 벗어나는지 여부에 따라 산사태 발생 여부를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법.According to clause 8,
The step of generating the landslide prediction reference model is,
A step of performing artificial neural network clustering model learning based on the spectrum of spectral images divided into classes for each weather information, and generating the landslide prediction reference model including a plurality of clusters for each weather information,
The step of estimating whether a landslide has occurred is,
detecting a cluster with the highest similarity by comparing the spectrum of the spectral image acquired at the specific point in time when landslide prediction is required with clusters included in the landslide prediction standard model;
Estimating whether a landslide has occurred based on whether the spectrum of the spectral image acquired at the specific time deviates from a predefined reference range for the detected cluster; unsupervised learning-based landslide comprising a. How to predict occurrence.
산사태 발생 가능성에 대한 위험 경보를 지정된 관리자 장치 또는 지정된 관리청의 전자 장치에 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 산사태 발생 예측 방법.
According to clause 9,
An unsupervised learning-based landslide occurrence prediction method further comprising transmitting a risk warning about the possibility of a landslide occurring to a designated manager device or an electronic device of a designated management office.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020220161252A KR20240080204A (en) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | predictting method of a landslide based on unsupervised learning and an electroni device for warning of landslide supporting the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN118485894A (en) * | 2024-07-16 | 2024-08-13 | 成都大学 | Slope durability analysis method and system based on artificial intelligence |
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2022
- 2022-11-28 KR KR1020220161252A patent/KR20240080204A/en active Pending
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