사용자 스토리
National Water Model: 미래 예측
미국에서 홍수 재해는 인명과 재산 손실 측면에서 가장 비용이 많이 드는 자연 재해 중 일부입니다. 지난 20년 동안 미국 대통령이 발표한 주요 재해 선언의 거의 60%가 홍수에 대한 선언이었으며, 그중 적어도 20건은 10억 달러가 넘는 피해를 보았습니다.
현재 수위 예보의 기반은 미국 지질조사국(USGS)에서 유지관리하는 약 8,000개의 양수표 네트워크입니다. 게이지는 실시간 수위 데이터를 제공하며, 이 데이터는 예보자가 게이지의 상류 및 하류 수위 특성을 예측하는 데 사용됩니다. 기존의 게이지 네트워크는 가장 포괄적인 수위 예측을 생성하도록 체계적으로 설계되었지만 현재 미국 전체 강 및 하천 마일의 3%만이 게이지의 하류에 있습니다(그림 1). 이는 특히 홍수의 경우 명확한 서비스 격차를 나타냅니다.
향상된 수자원 예측 및 매핑에 대한 열망과 필요성에 직면하여, 국립해양대기국(NOAA)은 수위 예측을 위해 21세기에 채택된 NWM(National Water Model)을 통해 국가의 수위 예측 기능을 전환하는 작업에 착수했습니다. NWM은 고급 모델링 기능, 정확한 지형 매핑, 실시간 관측(USGS 양수표)을 결합하여 전국적으로 270만 마일(그림 2) 또는 330만 마일 수로의 하천 흐름에 대해 객관적으로 도출된 충실도 높은 "도로 수준" 예측을 생성합니다.
NWM의 이러한 진전은 부분적으로 NOAA와 Esri의 파트너십 덕분입니다. 2014년부터 NOAA의 OWP(Office of Water Prediction)는 Esri 엔지니어와 공동으로 NWM 및 분석 데이터 서비스의 개발을 지원하기 위해 공간정보 활동의 연구 및 개발 엔진이 될 수 있는 엔터프라이즈 공간 정보 시스템(EGIS)의 개념을 탐구했습니다. 이는 모델 개발뿐만 아니라 모델 결과에서 얻을 수 있는 인텔리전스 탐구에도 도움이 될 것입니다. 이 EGIS는 2016년 Esri 엔터프라이즈 혜택 프로그램(EEAP) 및 NOAA/미국기상청(NWS) National Water Center의 ArcGIS Enterprise 배포를 통해 실현되었습니다. 현재 이 시스템은 사용되고 있으며 프런트엔드 포털 및 ArcGIS Server 사이트 모음이 포함되어 있습니다.
2018년 3월 6일 NOAA는 이전 버전의 성공을 기반으로 하며 보다 정확한 하천 흐름 분석 및 예측을 산출하는 National Water Model 1.2 버전을 구현했습니다. 개선된 정확도는 부분적으로 모델의 하천 흐름 시뮬레이션을 개선하는 데 도움이 되는 680개의 USGS 양수표(거의 10% 증가)를 추가로 포함하여 모델에 동화된 관측 수가 많이 증가했기 때문입니다. 전반적으로 1.2 버전에서 제공하는 개선된 정확도는 일상적인 물 관리 및 큰 영향을 미치는 사건 중의 의사결정 모두에 이점을 제공할 것입니다. EGIS는 NWS River Forecast Centers에서 현재 및 예상 수자원 상태에 대한 일상적인 수문 브리핑을 지원하는 실험 데이터 서비스의 테스트 및 개발에 사용되고 있습니다. NWC EGIS는 NWM의 결과를 최종 사용자의 컨텍스트에 배치하는 일련의 맵 서비스 및 웹 앱의 허브이기도 합니다.
다음으로, National Water Model 2.0 버전은 2019년 초에 출시될 예정입니다. 2.0 버전은 하와이에 처음으로 적용되며, 섬의 예보자, 비상대응요원, 수자원 관리자, 기타 사용자에게 하천 흐름 및 기타 수문학적 지침을 제공합니다. 또한 Weather Ready Nation을 생성하기 위한 미국기상청 비전의 핵심 컴포넌트인 날씨, 물, 기후 기업과의 협력에서 중요한 진전을 이룰 것입니다. 2.0 버전 업그레이드의 일환으로, National Water Model 코드는 검색 가능한 일련의 라이브러리로 구성되어 연방 정부 이외의 사용자가 무료로 사용할 수 있도록 개방됩니다. 이러한 커뮤니티 개발 접근 방식은 과학을 보호하고 지원하기 위해 수자원 정보가 필요한 사용자 및 과학 간의 격차를 좁힐 공간적으로 특정하고 부가가치가 높은 맞춤형 솔루션을 생성할 수 있는 기회를 제공합니다.
새로운 기능 중 가장 흥미로운 기능은 공식 NWS River Forecast Center 예측을 실험적인 홍수 범람 매핑 서비스 모음으로 전환하는 데이터 서비스입니다. 이러한 실증적인 서비스는 수위 예측을 위한 새로운 영향 기반 의사결정 지원 서비스의 시대를 열 것입니다.
National Model Water는 미래의 수자원 문제를 해결하기 위한 점진적인 도약을 나타냅니다. 시간이 지남에 따라 그리고 Esri와의 지속적인 파트너십을 통해 National Water Model의 결과는 미국기상청 예보자가 지속적으로 더 많이 사용하여 기존의 수위 예보를 보완하고 이해관계자의 증가하는 요구 사항을 충족하기 위해 더 시기적절한 예보를 제공할 것입니다.