책 소개

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대제목
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구분선
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키워드 강조
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기후위기 대응을 위한

인공위성 데이터 활용 AI 개발

Goole Earth Engine에서 WeatherNext까지

인공위성 데이터와 AI로 예측하는 기후위기 대응의 실전 가이드

지구온난화와 기후변화는 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 폭염, 집중호우, 대형 산불, 가뭄과 미세먼지 등 기후·환경 재난이 우리의 일상과 안전을 직접 위협하고 있습니다. 나아가 수많은 동식물의 서식지가 황폐화되고 종의 소멸 위험이 커지는 등 지구 생태계의 기반이 심각한 위기에 처해 있습니다. 전 세계가 탄소중립과 ESG 경영을 추진하는 지금, 우리에게 필요한 것은 막연한 경고가 아니라 객관적인 데이터에 기반한 정밀한 분석과 과학적인 예측을 통한 대응입니다.

이 책은 인공위성이 수집한 방대한 지구관측 데이터를 기후위기 대응에 어떻게 활용할 수 있는지 실천적인 해답을 제시합니다. 전 세계의 기후·환경 데이터와 지리공간 정보를 제공하는 Google Earth Engine(GEE)을 중심으로 Landsat, Sentinel, MODIS, ERA5·ERA5-Land, FIRMS 등 주요 위성·기상 데이터의 수집, 전처리, 분석 및 시각화 방법을 체계적으로 설명합니다.

GEE Code Editor와 Python API를 이용해 대규모 래스터·벡터 데이터를 처리하는 방법도 다룹니다. 또한 ChatGPT, Gemini, Claude, Grok 등 생성형 AI와 협업해 복잡한 지리공간 분석 코드를 작성하고, 오류를 수정하며, 분석 목적에 맞게 개선하는 과정도 제시합니다.

이를 바탕으로 가뭄, 산불, 홍수, 미세먼지, 해수면 분석과 도시 계획에 필요한 녹지 및 주거 환경 분석 등 실제 기후·환경 문제를 살펴보고 대응 방안을 도출합니다.

특히 Google DeepMind의 차세대 AI 기상예측 모델인 WeatherNext의 기술을 분석하고, 실제 기후 예측 실습 과정을 수록했습니다. Google Colab에서 WeatherNext2-Mini 모델을 직접 실행해 5일간의 기상 상태를 예측합니다. 또한 외부 클라우드에서 100GB급 GPU를 대여해 대용량 WeatherNext 2 모델로 태풍 경로 앙상블을 추론하고, 예측 정확도와 불확실성을 평가한 뒤 지도에 시각화합니다. 이로써 기후 예측 AI 모델을 구축하고 활용하는 전체 파이프라인을 완성했습니다. 이를 통해 한반도와 전 지구의 AI 기상 예측 방법을 익힐 수 있습니다.

WeatherNext 3 모델의 활용을 다방면으로 시도했지만, 아쉽게도 Google은 아직 한국 사용자의 접근을 허용하지 않고 있습니다. 정부 차원에서 기후 테크(Climate Tech) 기반 조성을 위해 Google과 조속히 협의해 이 문제가 해결되기를 바라며, WeatherNext 3 데이터셋 활용 방법과 일부 기상 예측 코드 사례만 이 책에 포함했습니다. Google의 정책이 바뀌는 시점에 내용을 추가로 업데이트하고자 합니다.

이 책은 인공위성 원격탐사 영상 처리와 기후 데이터 분석에 관한 이론을 설명하는 데 그치지 않습니다. 데이터 수집과 전처리부터 공간정보 분석, 시각화, AI 모델 개발, 성능 검증 및 미래 예측까지 이어지는 전체 파이프라인을 실제 사례와 코딩 실습으로 구현했습니다. 독자 여러분은 이를 통해 지구 환경의 현재 상태를 진단하고 미래의 기후 위험을 예측하며, 데이터에 기반한 대응 방안을 설계하는 데이터 엔지니어 및 데이터 사이언티스트로서의 실무 역량을 기를 수 있습니다. 이 책을 실무 역량 함양을 위한 지침서로 활용하시기 바랍니다.

인공지능과 인공위성이라는 강력한 첨단 도구를 활용해, 우리가 살아가는 지구 행성의 지속 가능한 미래를 위해 무엇을 예측하고 어떻게 지켜 나갈 것인지 탐구해 보시기 바랍니다. 인간의 욕심과 무지로 오염되고 황폐해져 가는 지구가 원래의 모습을 되찾는 오디세이 여정을 이 책과 함께 시작해 보시기 바랍니다.