1. 프로젝트 배경

기후변화 대응과 탄소중립 실현은 국내외 지방자치단체의 핵심 과제로 자리잡고 있다. 이에 따라 도시 녹지 확대와 공공 조경 사업이 지속적으로 추진되고 있으나, 실제 조경 계획은 담당자의 경험이나 관행에 의존하는 경우가 많아 탄소 저감 효과를 정량적으로 고려하지 못하는 한계가 존재한다.

특히 동일한 예산과 공간이라도 어떤 수종을 선택하고 어떻게 배치하느냐에 따라 탄소흡수량과 유지관리 효율이 크게 달라질 수 있다. 따라서 본 프로젝트는 공공 조경 부지의 물리적 조건과 예산 제약을 고려하여 탄소 저감 효과를 최대화할 수 있는 최적 식재 포트폴리오를 도출하는 AI 기반 의사결정 지원 모델을 구축하는 것을 목적으로 한다.

본 모델은 특정 지역에 적합한 수종을 선별하고, 수종별 탄소흡수량·식재비용·공간 요구량 등의 데이터를 활용하여 최적의 조경 계획을 자동 생성함으로써 데이터 기반 탄소중립 정책 수립을 지원한다.

2. 모델

본 모델은 사용자가 입력한 조경 대상 부지의 조건을 기반으로 최적 식재 포트폴리오를 산출하는 구조이다. 사용자는 조경 유형(옥상 정원, 공원, 건물 외벽 등), 총 예산, 조경 가능 면적, 토심, 지역 조건 및 자연어 형태의 선호사항을 입력한다.

시스템은 먼저 LLM(Gemini API)을 활용하여 사용자의 자연어 요구사항을 분석하고, 이를 유지관리 난이도, 심미성 선호도 등의 구조화된 변수로 변환한다. 이후 Plant Master DB에 저장된 수종 데이터를 기반으로 토심, 내한성, 하중 등의 환경 조건을 만족하는 후보 수종만 선별하는 Hard Constraint Filtering을 수행한다.

선별된 후보군을 대상으로 선형계획법(Linear Programming) 기반 최적화 모델이 적용된다. 최적화 엔진은 수종별 탄소흡수량을 최대화하는 것을 목표로 하며, 예산 제약, 면적 제약, 생태 다양성 제약을 동시에 고려하여 최적해를 계산한다. 최종적으로 수종별 추천 식재 수량, 예상 탄소흡수량, 예산 사용률 및 공간 활용률을 시각화하여 제공한다.

3. 기대 효과

* 수종별 탄소흡수량, 식재비용, 공간 요구량을 동시에 고려한 최적 식재 포트폴리오 도출 가능
* 제한된 예산 내에서 가장 높은 환경적 편익(Carbon-Benefit)을 제공하는 공공 예산 최적화 지원
* 경험 중심 조경 계획을 수학적 최적화 모델 기반의 데이터 중심 의사결정 체계로 전환 가능
* 지자체의 탄소중립 정책 수립 및 도시 녹화 사업의 객관성·신뢰성 향상
* 토심, 내한성 등 실제 환경 조건을 반영하여 현실적인 조경 계획 수립 가능
* 향후 도시 열섬 완화, 미세먼지 저감, 생물다양성 확보 등 다양한 환경 정책 분야로 확장 가능

본 모델은 특정 지역의 공공 조경 사업을 대상으로 설계되었으나, 지방자치단체, 공공기관, 민간 건설사 등 다양한 도시 녹화 사업에 적용 가능한 범용적 의사결정 지원 도구로 활용될 수 있다.