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위성영상·AI로 경제상황 분석… "北, 관광개발구 변화만 뚜렷"

이준기 기자   bongchu@
입력 2023-11-21 15:46

KAIST 연구팀 등 공동연구 개발
데이터 부족 저개발 국가에 적용
영상분석 점수화로 경제지표 추정
北, 공업·수출지구 변화는 미미


위성영상·AI로 경제상황 분석… "北, 관광개발구 변화만 뚜렷"
유럽우주국이 제공한 위성영상을 통해 AI 모델로 분석한 북한의 2016년과 2019년 위성 영상과 경제 점수 차이. 관광개발구인 원산 갈마지구(위)는 유의미한 개발이 이뤄지고 있지만, 공업지역인 위원개발구(아래)는 변화가 확인되지 않는다. <자료:KAIST>

위성영상과 AI(인공지능)를 융합해 기초통계가 전무한 북한 같은 저개발 국가의 경제상황을 상세히 파악할 수 있는 AI 알고리즘이 개발됐다. 데이터가 부족한 저개발 국가에 적용해 데이터 격차를 줄이고, 유엔과 국제사회의 공동목표인 지속가능한 발전을 도모할 수 있는 범용 AI모델로 활용할 수 있을 전망이다.


KAIST는 차미영·김지희 교수 연구팀이 기초과학연구원(IBS), 서강대, 홍콩과학기술대, 싱가포르국립대 등과 국제 공동연구를 통해 주간 위성영상을 활용해 경제상황을 분석하는 새로운 AI 기법을 개발했다고 21일 밝혔다.
연구팀은 유럽우주국(ESA)이 무료로 공개하는 '센티넬-2' 위성 영상을 6㎢의 작은 구역으로 세밀하게 나눈 후, 각 구역의 경제지표를 건물, 도로, 녹지 등의 시각적 정보를 기반으로 AI를 통해 수치화했다.

인간이 제공한 위성영상 정보를 AI가 학습해 해당 영상자료에 경제 점수를 부여하는 방식으로 저개발 국가의 경제 상황을 분석할 수 있다.

위성영상·AI로 경제상황 분석… "北, 관광개발구 변화만 뚜렷"
KAIST는 위성영상을 활용해 경제상황을 분석할 수 있는 '인간·기계 협업 AI 모델'을 개발했다. 사진은 경제규모 예측에 주로 사용되는 야간불빛 위성사진. KAIST 제공

가령, 건물 밀도가 높거나, 도로가 전방위로 연결된 지역은 AI가 높은 경제점수를 주고, 도로와 건물이 적고 숲 등이 많은 곳은 낮은 경제점수를 줘 해당 국가의 경제 지표를 추정한다. AI 기계학습만 사용했을 때보다 인간이 제시한 정보를 AI가 예측해 반영하는 인간·기계 협업 알고리즘을 적용했다는 점에서 성능이 월등히 뛰어나다.

연구팀은 이 AI 알고리즘을 북한에 적용해 대북 경제제재가 심화된 2016년과 2019년 사이에 북한 경제의 세 가지 특성을 찾아냈다.


북한의 경제발전이 평양과 대도시에 더욱 집중돼 도시와 농촌 격차가 커졌다. 아울러 관광경제개발구에는 새로운 건물이 지어지는 등의 변화가 뚜렷했던 반면 전통적 공업과 수출경제개발구 지역에서는 상대적으로 변화가 미비한 것으로 분석됐다.

연구팀은 북한과 네팔, 라오스, 미얀마, 방글라데시, 캄보디아 등 기초통계 자료가 부족한 국가까지 경제분석 범위를 넓혀 적용한 결과, 경제 지표가 기존 인구밀도, 고용 수, 사업체 수 등의 사회경제지표와 높은 상관관계를 보인 것을 확인했다.

차미영 KAIST 교수는 "위성영상과 AI를 결합한 알고리즘은 국제사회가 목표로 하는 지속가능발전목표(SDGs) 중 빈곤 종식과 불평등 해소의 추이를 재빠르게 모니터링하는 데 적용할 수 있다"며 "앞으로 이산화탄소 배출량, 재해재난 피해 탐지, 기후변화 영향 등 다양한 국제사회 문제 해결에 적용할 계획"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(지난달 26일)'에 실렸으며, 개발된 AI 모델 코드는 무료로 공개할 예정이다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr



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