Open-Source GIS Applications for Flood and Landslide Assessment: Comparative Cases from Poland and Malaysia

강물이 제방을 넘어 범람하거나 산비탈이 폭우의 무게를 이기지 못하고 무너져 내릴 때, 인간의 즉각적인 반응은 흔히 충격과 긴박함이다. 그러나 구조대가 가장 취약한 곳에 도달하거나, 계획가들이 다음 안전한 대피소를 어디에 지을지 결정하기 전에, 누군가는 먼저 피해의 규모를 파악해야 한다. 이것이 바로 재난 평가의 영역이며, 이 분야는 오랫동안 대규모 정부나 부유한 기관만이 감당할 수 있는 값비싼 위성 이미지와 전문 소프트웨어에 의존해 왔다. 하지만 기술의 도구들이 변하고 있다. 과학자들은 점점 더 다른 종류의 도구 상자, 즉 누구나 접근할 수 있는 무료 오픈 소스 소프트웨어와 위성 데이터로 눈을 돌리고 있다. 핵심 아이디어는 간단하다. 재난 전의 지구 사진과 재난 후의 사진을 비교함으로써, 연구자들은 위험을 알리는 변화를 포착할 수 있다. 그들은 물이 없던 곳에 갑자기 물이 나타나거나, 산사태로 인해 땅이 드러나면서 초록빛 숲이 사라지는 현상을 찾아낸다. 이러한 디지털 단서들을 통해 전문가들은 사람들을 위험한 곳으로 즉시 보낼 필요 없이도 재난의 범위를 빠르게 지도화할 수 있다.

폴란드와 말레이시아 연구진의 최근 연구는 이러한 접근 방식을 두 가지 매우 다른 지역에서 시험했다. 연구팀은 이러한 무료 오픈 도구들이 현실 세계의 복잡한 재난 상황을 처리할 수 있는지 확인하고자 했다. 그들은 두 가지 뚜렷한 사건을 선택했다. 2024년 9월 폴란드 브로츠와프(Wrocław) 시를 덮친 거대한 홍수와, 2022년 12월 말레이시아 바탕 칼리(Batang Kali)의 열대 구릉지에서 발생한 참혹한 산사태다. 이 두 곳은 이보다 더 다를 수 없을 만큼 차이가 난다. 브로츠와프는 평평한 강 유역에 위치하여 물이 지면을 따라 퍼지는 것이 위험 요소다. 반면 바탕 칼리는 습한 기후의 가파른 숲이 우거진 경사지로, 흙 자체가 아래로 미끄러져 내려오는 것이 위험 요소다. 이러한 차이에도 불구하고, 연구진은 두 사례에 동일한 기본 방식을 적용했다. 그들은 유럽 연합의 코페르니쿠스(Copernicus) 프로그램에서 제공하는 무료 위성 이미지를 사용했으며, 이를 QGIS라는 무료 소프트웨어로 처리했다. 그들의 목표는 나중에 진행될 정밀한 공학적 연구를 대체하는 것이 아니라, 즉각적으로 명확하고 신뢰할 수 있는 피해 지도를 만들 수 있는지 확인하는 것이었다.

브로츠와프의 홍수와 관련하여, 연구진은 물을 찾는 데 집중했다. 그들은 홍수 전의 도시 위성 이미지를 가져와 물이 여전히 높게 차 있을 때 찍은 이미지와 비교했다. 지면에서 반사되는 색상을 분석함으로써, 그들은 마른 땅과 젖은 표면을 구분할 수 있었다. 물은 토양이나 콘크리트와 다르게 빛을 반사하며, 소프트웨어는 이러한 차이를 강조해 낼 수 있다. 연구진은 물이 정확히 어디까지 퍼졌는지 보여주는 지도를 제작하여, 강 자체뿐만 아니라 침수된 저지대 거리와 동네까지 식별해 냈다. 그런 다음 이 물의 지도를 도시의 건물 디지털 지도와 겹쳐 놓았다. 이를 통해 어떤 구조물이 홍수 구역에 직접 위치해 있는지 정확히 짚어낼 수 있었다. 브로츠와프 시에서 그들은 잠재적 위험이 있는 건물을 1,300채 이상 식별했다. 지도는 강과 가장 가깝고 계곡의 가장 낮은 부분에 있는 구역들이 가장 취약하다는 것을 보여주었다. 이 과정에는 소프트웨어 비용으로 단 1달러도 들지 않았지만, 결과적으로 누가 위험에 처해 있는지에 대한 명확한 그림을 만들어 냈다.

말레이시아에서의 과제는 완전히 달랐다. 바탕 칼리에서 재난은 퍼져 나가는 물의 형태가 아니라, 흙과 나무의 격렬한 슬라이딩이었다. 여기서 연구진은 단순히 물을 찾을 수 없었다. 대신, 그들은 '초록색의 부재'를 찾았다. 건강한 숲은 울창하고 살아있는 식생을 나타내는 특정 유형의 빛을 반사한다. 산사태가 산비탈을 찢고 지나가면 나무들이 휩쓸려 가고 그 아래의 맨흙이 드러난다. 이러한 변화는 위성 이미지에서 지표면의 '초록색 신호'가 급격히 떨어지는 것으로 나타난다. 연구팀은 산사태 전의 이미지와 몇 달 후의 이미지를 비교했다. 그들은 식생이 사라진 산비탈의 뚜렷한 흉터를 발견했다. 초록색 신호의 차이를 측정함으로써, 그들은 산 사면 꼭대기에서부터 아래쪽 캠핑장에 이르기까지 산사태의 경로를 추적할 수 있었다. 그들은 교란 영역을 약 1.24평방킬로미터로 추정했다. 이 지도는 단순히 산사태가 어디서 시작되었는지만 보여주는 것이 아니라, 잔해가 어디로 이동했는지, 그리고 최종적으로 어디에 머물며 파더스 오가닉 팜(Father's Organic Farm) 캠핑장의 일부를 매몰시켰는지를 보여주었다.

이 연구는 이러한 오픈 소스 방식이 두 가지 유형의 재난 모두에 잘 작동한다는 것을 확인시켜 주었지만, 동시에 중요한 한계점도 부각했다. 이 접근 방식은 빠르고, 저렴하며, 반복 가능하다는 점에서 강력하다. 컴퓨터와 인터넷 연결만 있다면 누구나 동일한 분석을 수행할 수 있다. 이는 상황을 빠르게 파악해야 하는 대학, 지방 정부, 그리고 비상 계획가들에게 매우 귀중한 도구가 된다. 그러나 연구진은 이 지도들이 완벽하지는 않다는 점을 주의 깊게 언급했다. 말레이시아의 열대 기후에서는 구름이 지면을 가리는 경우가 많고, 숲이 너무 빨리 자라나기 때문에 산사태의 흔적이 몇 달 안에 위성 영상에서 희미해질 수 있다. 브로츠와프 시의 경우, 높은 건물들의 그림자와 복잡한 지붕 및 거리의 혼합이 때때로 컴퓨터를 혼란스럽게 하여, 물이 끝나는 지점과 육지가 시작되는 지점을 정확히 구분하기 어렵게 만들 수 있다. 생성된 지도들은 공식적인 검토를 위한 첫 번째 시각, 즉 공무원들이 어디에 주의를 집중해야 할지 알려주는 예비 평가로 보는 것이 가장 적절하다. 이 지도들은 물이 정확히 얼마나 깊은지 또는 경사면이 얼마나 안정적인지를 결정하는 상세한 현장 공학 연구를 대체할 수는 없다.

궁극적으로, 이 작업은 자연재해를 이해하는 데 더 이상 값비싼 기술의 독점이 필요하지 않음을 입증한다. 폴란드와 말레이시아의 연구진은 무료 위성 데이터와 오픈 소스 소프트웨어를 결합하여, 서로 매우 다른 두 가지 재앙에 대해 명확하고 실행 가능한 지도를 만들어 낼 수 있었다. 브로츠와프의 홍수와 바탕 칼리의 산사태는 동일한 디지털 논리로 분석되었으며, 이는 이 방식이 다양한 환경에 적응할 수 있을 만큼 유연하다는 것을 증명했다. 연구 결과는 재난 위험 감소를 지원할 수 있는 실질적인 방법을 제시하며, 다음 위기가 닥치기 전에 취약한 건물과 위험한 경사면을 식별하는 데 도움을 준다. 이러한 도구들이 미래를 예측하거나 물리적 조사를 대신할 수는 없지만, 발생하는 피해를 투명하고 접근 가능한 방식으로 보여줌으로써, 가공되지 않은 데이터를 생명을 구하고 더 안전한 미래를 계획하기 위한 가이드로 바꾸어 놓는다.