Google DeepMind, ForTy 2020 출시: 10미터 해상도의 글로벌 산림 유형 지도
Google DeepMind와 Google Research는 세계자원연구소(WRI) 및 국제응용시스템분석연구소(IIASA)와 함께 Forest Typology(ForTy) 2020을 출시했습니다. 이는 지구상의 모든 10x10미터 토지 조각을 6가지 산림 및 토지 이용 유형으로 분류하는 10미터 해상도의 글로벌 지도로, 2017년부터 2025년까지의 초기 시계열 데이터도 포함합니다. 이번 발표가 중요한 이유는 단순한 '수목 피복' 매핑을 넘어 특정 토지에 어떤 종류의 산림이 존재하는지(원시림, 목재 플랜테이션, 수목 작물 농장 또는 기타 토지)와 산림 손실 후 무엇으로 대체되었는지를 보여주기 때문입니다. 이는 EU의 삼림 벌채 규정이 요구하는 구분입니다.
발표 내용
ForTy 2020은 Scientific Data 저널에 게재된 글로벌 지도로, 10미터 해상도로 토지를 6가지 산림 및 토지 이용 유형으로 분류합니다. 저자들은 이를 EU 삼림 벌채 규정의 핵심 기준선으로 설명합니다.
2020년 지도와 함께 Google DeepMind는 2017년부터 2025년까지 매년 산림 변화를 추적하는 초기 공개 시계열 데이터를 공유했습니다. 여기에는 자연림이 플랜테이션이나 농장으로 대체된 위치도 포함됩니다. 발표에 따르면, 사용자가 10미터 해상도로 전 세계를 연도별로 확인하면서 산림 손실 위치뿐만 아니라 무엇으로 대체되었는지(목재 플랜테이션, 수목 작물 농장 또는 기타 토지)를 볼 수 있는 것은 이번이 처음입니다.
이 작업은 Google DeepMind와 Google Research가 세계자원연구소(WRI) 및 국제응용시스템분석연구소(IIASA)와 공동으로 개발했습니다. 게시물은 Maxim Neumann과 Charlotte Stanton의 이름으로 2026년 10월 22일에 게재되었습니다.
'수목 피복'만으로는 충분하지 않은 이유
대부분의 글로벌 산림 지도는 나무가 있는지 여부만 표시하며, 이는 자연림 보호에 충분하지 않습니다. 우주에서 보면 원시림, 유칼립투스 플랜테이션, 오일팜 농장은 모두 같은 녹색 패치로 보일 수 있지만, 탄소 저장량과 생물다양성은 크게 다릅니다.
산림의 생태적 가치는 그 역사에 달려 있습니다. 한 번도 벌채된 적 없는 원시림은 10~20년마다 수확되는 단일 수종 목재 플랜테이션보다 훨씬 많은 탄소와 생물다양성을 보유합니다.
유럽연합의 삼림 벌채 방지 제품 규정(EUDR)은 커피, 코코아, 팜유와 같은 제품이 2020년에 산림이었고 이후 농업으로 전환된 토지에서 생산되지 않아야 한다고 요구합니다. 가구와 같은 목재 제품도 산림 황폐화가 없어야 합니다. 즉, 원시림이 플랜테이션이나 인공림으로 전환되거나, 자연 재생림이 플랜테이션림으로 전환된 곳에서 생산될 수 없습니다.
결과적으로 기업과 규제 기관은 나무가 어디에 있는지뿐만 아니라 어떤 종류의 산림을 형성하는지(원시림 또는 재생림, 인공림 또는 플랜테이션, 산림 또는 농장)와 수확 후 무엇으로 대체되는지도 알아야 합니다.
6가지 토지 분류
ForTy는 유엔 식량농업기구(FAO)의 정의에 따라 토지를 6가지 범주로 분류합니다.
- 원시림: 인간의 교란 흔적이 보이지 않는 자연림.
- 자연 재생림: 벌채나 화재 후 자연적으로 다시 자란 산림.
- 인공림: 사람이 심거나 파종하고 장기간 관리한 산림.
- 플랜테이션림: 빠르게 성장하고 집중적으로 관리되는 수목 농장으로, 종종 단일 수종으로 구성됩니다.
- 수목 작물 및 혼농임업: 목재 외에 오일팜, 고무, 코코아, 과일 등을 재배하는 농장.
- 기타 토지: 초지, 경작지, 도시, 수역 등 그 외 모든 토지.
게재된 2020년 산림 유형 지도는 각 평방킬로미터에서 가장 흔한 산림 또는 토지 유형을 보여주며, Google Earth Engine 앱에서 10미터 해상도로 탐색할 수 있습니다.
ForTy 모델 작동 방식
ForTy 모델을 훈련하는 것은 여섯 가지 범주가 토지의 외형뿐만 아니라 이용 방식에 부분적으로 의존하기 때문에 어려웠습니다. 모델에 차이를 가르치기 위해 팀은 전문가 조사, 국가 및 지역 데이터 세트, 모델이 어려움을 겪는 장소에 대한 집중 검토에서 얻은 약 170만 개의 레이블이 지정된 위치로 구성된 대규모 산림 유형 예제 컬렉션을 구축했습니다.
모델은 원격 감지 데이터의 문제를 해결하기 위해 설계된 맞춤형 아키텍처를 사용합니다. 핵심 입력은 AlphaEarth Foundations 임베딩으로, 각 10미터 픽셀에 대한 수년간의 위성 관측 데이터를 압축한 요약으로, 심기 패턴, 성장 주기, 수확 리듬과 같은 미묘한 단서를 감지할 수 있습니다.
다섯 가지 산림 및 수목 작물 클래스는 위에서 보면 비슷해 보일 수 있습니다. ForTy는 구조와 계절 패턴의 미묘한 차이를 식별하여 이를 구분하고 글로벌 지도 데이터베이스로 분류합니다.
검증 및 정확도
IIASA 및 WRI와 협력하여 팀은 전 세계 9,000개 이상의 무작위 선택 사이트에서 ForTy를 검증했습니다. 각 사이트에서 두 명의 훈련된 전문가가 고해상도 이미지와 수년간의 위성 기록을 연구하여 실제 토지 유형을 결정했습니다.
ForTy는 90%의 확률로 올바른 산림 유형을 선택했고, 산림과 비산림 토지를 95%의 확률로 구분하여 다른 글로벌 산림 지도보다 우수한 성능을 보였습니다.
예/아니오 라벨 대신 확률 점수
ForTy는 특정 토지 조각에 대해 예/아니오 라벨을 제공하는 대신 각 클래스에 대한 확률 점수를 제공합니다. 이를 통해 사용자는 지역적 맥락과 애플리케이션별 정밀도 트레이드오프에 맞게 분류를 조정할 수 있습니다.
예를 들어, EUDR에 따라 삼림 벌채 위험을 평가하는 기업은 엄격한 임계값을 설정하고 모델이 확신하는 픽셀만 수용하여 규제 위험을 피할 수 있습니다. 총 산림 면적을 추정하는 연구자는 전체 확률 스펙트럼을 사용하여 잠재적 경관에 대한 더 완전한 그림을 얻을 수 있습니다.
2017–2025 시계열 데이터
새로운 초기 공개 시계열 데이터는 2017년부터 2025년까지 매년 유사한 접근 방식을 적용합니다. 산림이 사라지고 다시 자라는 위치뿐만 아니라 어떤 종류의 변화가 발생했는지도 보여줍니다. 예를 들어, 자연림이 목재 플랜테이션으로 바뀌거나 버려진 토지가 천천히 산림으로 재생되는 경우입니다.
이러한 구분은 가장 중요한 변화 중 일부가 우주에서 보기 어렵기 때문에 중요합니다. 자연림이 벌채되고 플랜테이션으로 다시 심어지면 토지는 곧 다시 녹색으로 보이므로 표준 수목 피복 지도는 변화를 감지하지 못할 수 있습니다. ForTy의 시계열 데이터는 이러한 숨겨진 변화를 손실과 이득 모두를 포함하여 시각화합니다.
이용 가능성 및 라이선스
Scientific Data에 설명된 Forest Typology 2020 지도와 새로운 시계열 데이터는 Google Earth Engine에서 오픈 라이선스로 무료 제공됩니다. 목표는 정부, 기업, 보전 단체, 과학자들이 이를 사용하여 삼림 벌채 없는 공급망을 구축하고 필요한 곳에 산림 자금을 지원하며 가장 중요한 자연림을 보호하는 것입니다.
팀은 앞으로 몇 달 동안 파트너 및 사용자와 함께 시계열 데이터를 계속 개선할 것이라고 밝혔습니다.
Google의 광범위한 자연 및 Earth AI 작업에서 ForTy의 위치
ForTy는 같은 조직들이 전년도에 공동으로 출시한 10미터 해상도 글로벌 지도인 Natural Forests of the World 2020의 뒤를 잇습니다. 이전 지도는 모든 토지 조각에 대해 '2020년에 자연림이었는지 여부'라는 질문에 답했습니다. ForTy는 더 나아가 어떤 종류의 산림이 존재하는지, 그리고 시계열 데이터를 통해 매년 어떻게 변화하는지 보여줍니다.
ForTy는 Google DeepMind의 AI for Nature 포트폴리오의 일부로, 산림 손실 요인 매핑, 삼림 벌채 위험 예측, 글로벌 종 분포 모델링, 현장 생물다양성 모니터링을 포함합니다. 또한 환경 문제를 위한 Google의 지리공간 모델 및 데이터 세트 모음인 Google Earth AI의 최신 추가 기능이기도 합니다.
게시물은 공동 저자인 Anton Raichuk, Peter Potapov, Myroslava Lesiv, Matthew Overlan, Mélanie Rey, Ravindran Rajakumar, Michelangelo Conserva, Radost Stanimirova, Michelle Sims, Sarah Carter, Elizabeth Goldman, Yuchang Jiang, Linus Scheibenreif, Ivelina Georgieva, Maria Shchepashchenko, Steffen Fritz, Nicholas Clinton, Dan Morris, Drew Purves와 지도 개선에 도움을 준 신뢰할 수 있는 테스터들에게 감사를 표했습니다.
요약
Google DeepMind, Google Research, WRI, IIASA는 FAO 기반 6가지 산림 및 토지 이용 유형으로 토지를 분류하는 10미터 해상도 글로벌 지도인 Forest Typology(ForTy) 2020과 손실된 산림을 대체한 것을 보여주는 초기 2017–2025 시계열 데이터를 출시했습니다.
제목
Google DeepMind, ForTy 2020 출시: 10미터 해상도의 글로벌 산림 유형 지도