2.1 플랫폼의 필요성 및 정의

플랫폼(platform)이라는 용어는 최근 10년 동안 다양한 분야에서 다양한 의미로 활용되고 있다. 따라서 국내 수자원 관련 분야에서 사용되어 온 플랫폼의 의미를 살펴보고 통합 물환경 모델링 관점에서의 현재 상황을 고려하여 플랫폼을 정의하는 것이 필요하다.

^{Weon (2018)}은 환경 관리 도메인⋅서비스(시스템) 간 연계성 단절로 인한 재해 발생 시 대처 능력 저하와 중복 투자의 과다 발생으로 인한 낮은 실효성 문제를 해결하기 위해 스마트형 환경재해 관리 서비스 플랫폼을 제안하였다. 이는 환경 관련 대기⋅물⋅토양⋅기상 등 40 여개 서비스의 센서 및 계측정보 데이터 프로토콜의 표준화를 포함한 서비스 플랫폼 개발을 통해 다양한 환경 변화를 실시간적으로 감지하고 주변 상황을 자율적으로 판단하여 복합 환경재해에 대응할 수 있는 것을 목적으로 한다. 수재해 관리를 위한 정보 플랫폼과 관련하여 Kim and Jeong (2015)은 통합 관리를 위해 데이터 표준화의 중요성을 강조하고 공간정보 중심의 국외 상황에 대한 고찰을 통해, 수재해 정보 플랫폼에 필요한 6개 목표 시스템(기초정보, 분석정보, 주제도 제공, 국가재난정보 제공, 증강현실, 오픈정보 제공 시스템)을 제안하였다. ^{Yeon et al. (2014)}은 정부의 공공데이터 포털을 통해 개방된 정보를 공간정보 오픈플랫폼에서 활용하기 위해 자료의 수집 및 재가공을 위한 연계 서버 구축에 있어서 공공데이터 표준화의 필요성을 제시였다. ^{Song et al. (2015)}은 환경영향평가를 위해 공간정보 오픈 플랫폼인 Vworld의 오픈API 서비스 기능을 활용한 사례 제시를 통해 평가서의 신뢰도 향상을 통한 환경지리정보서비스시스템(EIAGIS)의 기능 개선 가능성을 제시하였다. ^{Chang et al. (2009)}은 국토정보 서비스 개발에 있어서 사용자 참여가 가능한 개방형 인터페이스 기반을 통한 핵심 기술 개발 사례를 보여주었다. 이처럼, 국내의 플랫폼 관련 연구는 공간정보를 포함한 공공 데이터의 활용 관점에서 진행되었고 통합을 위한 표준화의 중요성에 대한 중요성이 인식되어 있다. 하지만 데이터를 활용하여 통합 물환경 관리 목적의 다양한 분석을 수행하기 위해 필요한 모델링 관점의 플랫폼에 대한 연구는 미흡한 실정이다.

모델링 플랫폼의 정의를 위해 국내 통합 물환경 모델링 관련 현황을 살펴 볼 때, 분야별 다양한 모형들이 활용되고 있으나 대부분 해외에서 개발된 모형들을 국내에 적용하고 있다. 또한 모델링 과정에서 입력자료 생산, 모형 구동, 결과의 분석에 많은 시간과 노력을 요구하는 이유로 정작 국내의 특수한 상황들을 모형에 반영하는 과정은 소홀하게 다뤄지고 있다. 특히 유역 중심의 통합물관리를 위해 수요가 증가하고 있는 도메인 간의 연계를 고려한 통합 모델링 관점의 접근은 부족한 상황이다. 모델링 결과는 학술 논문 및 보고서 형태로 일반에 공개되고 있으나, 모델링 관련 자료들은 제외되고 결과 위주로만 공개되고 있고, 모델링 과정의 복잡성으로 인하여 모델링의 세부 사항에 대해 동료 전문가의 제 3자적 검증이 어려운 상황이다. 이와 같은 폐쇄적인 환경은 다른 연구자가 동일한 대상 지역에 대해 동일한 모형을 적용하여 연구를 수행하는 데 있어서 기존에 많은 노력과 시간을 들여 구축한 모델링 관련 자료들을 재활용하기 어렵게 하며, 매번 초기 비용이 높은 모형구축 과정에서 요구되는 비슷한 절차를 반복하게 된다. 이로 인하여 모델링 과정에서 대상 유역 특성에 대한 이해를 바탕으로 중요 기작을 반영하는데 많은 시간과 노력을 기울이지 못하고 있으며, 이는 모델링 결과의 신뢰성과 활용성에 있어서 제한 요소로 작용되고 있다.

따라서 다양한 도메인 간의 기능적인 연계성과 이를 고려한 모델링 기반 정보의 생산 및 공유와 관련하여 다양한 이해당사자들의 상호 연결성을 통합 물환경 모델링 플랫폼의 첫 번째 가치로 고려하였으며, 자발적이고 지속적인 참여를 통한 확장성을 두 번째 핵심 가치로 고려하였다. 통합 물환경 모델링 플랫폼은 우선 다양한 물환경 도메인에서 단편적으로 이뤄지고 있는 모델링을 시⋅공간적 관점뿐만 아니라 기능 관점에서의 양방향의 연계를 바탕으로 유역 중심의 통합물관리의 의사결정에 활용될 수 있는 시스템을 의미한다. 또한 모델링 플랫폼이 공급자 중심의 정적인 일방향 시스템과 비교하여 차별성을 갖기 위해서는 다양한 레벨의 공급자와 사용자 사이의 연결을 가능케하는 기반으로써 당사자들이 자발적이고 적극적이며 지속적으로 참여할 수 있는 양방향 가치 체계의 구축이 필요하다. 이는 모델링 플랫폼을 중심으로 다양한 이해당사자들에 대한 공급자와 사용자 관점에서의 명확한 구분과 플랫폼을 통해 상호 공유될 수 있는 가치에 대한 구체적인 정의가 필요하다. 이를 위해서 모델링 플랫폼을 한국의 상황에 적합한 물환경 평가 모델링 개발과 개발된 모형의 적용과 의사결정 과정에서의 활용 등 두 개의 영역으로 구분하여 살펴보고자 한다. 모델 개발 관점에서는 모델 개발자와 모델 사용자 모두 전문적인 지식을 요구하며, 모델링 결과의 활용 관점에서는 전문적인 지식을 필요로 하는 모델 사용자가 공급자로서 참여하고 유역 내 의사결정 과정에서 비전문적인 이해당사자들은 사용자로서 참여가 보장되어야 한다. 플랫폼의 확장성은 언급된 데이터 및 상이한 모델 간의 연계를 위한 인터페이스 표준화 등이 기술적인 관점에서 중요하게 고려되어야 하며, 이해당사자들의 자발적인 참여를 통한 플랫폼의 확장을 위해서는 제공한 가치에 상응하는 보상 체계가 합리적으로 설계될 필요가 있다.

따라서 물환경 모델링 플랫폼은 유역 내 주요 컴포넌트 사이의 연계성을 고려할 수 있는 국내 상황에 적합한 모형의 개발, 적용, 그리고 생산된 정보의 의사결정에의 활용 과정에서 전문가/비전문가 수준의 다양한 이해당사자들의 자발적인 참여와 상호작용을 통해 모두에게 양방향의 가치를 제공해 주며 기술적인 기능의 확장을 포함하여 지속적으로 성장해 갈 수 있는 생태계로 정의하고자 한다. 따라서 실질적인 물환경 모델링 플랫폼 관련 국내외 동향을 살펴보기 전에 통합 모델링 플랫폼을 통해 어떠한 기능적인 연계성이 고려되어야 할지와 이해당사자들의 상호 연결성을 지속적으로 유지하기 위해서 플랫폼이 고려해야 할 개념적 가치를 살펴보았다.

2.2 플랫폼의 개념적 방향성

2.2.3 확장성

통합 모델링 플랫폼 관점에서의 확장성은 새로운 자료 및 기능적 모듈을 기존의 플랫폼에 공유하는 경우 얼마나 쉽게 플랫폼에 추가될 수 있는지와 관련하여 연계성 확보를 위한 표준화가 중요하게 고려되어야 한다. 모델링 플랫폼은 크게 다양한 기관에서 제공되는 자료를 모델링에 활용하기 위해 필요한 데이터 표준과 서로 다른 모델 간의 기능적 연계를 위한 모델링 인터페이스 표준이 고려되어야 한다.

물 관련 분야에서 데이터의 수신, 가공, 배포 등에 대한 수요가 증가하고 있어 데이터 관련 국제 표준의 중요성이 강조되고 있다. 유역 중심의 통합 모델링 관점에서는 공간정보가 필수적이며 이와 관련된 국제 표준으로는 Open Geospatial Consortium (OGC)에서 개발 제정하는 표준이 있다. 모델링 인터페이스 표준은 기존의 다양한 모델 개발 환경을 인정해주는 정도에 따라서 개방형 표준과 폐쇄형 표준으로 구분 가능하다. 개방형 표준은 기존에 독립적으로 개발된 모델들의 상호연동을 위해 모델 개발에 사용된 기존의 프로그램 언어와 코드를 최대한 인정하는 표준화 접근 방식이다. 반면 폐쇄적인 표준은 모듈 간 상호연계를 위한 모델링 인터페이스 환경을 정해 놓고 연계를 위한 모듈들의 개발을 지정된 환경에 맞춰 개발하는 접근 방식이다. 다음 장에서 비교할 모델링 플랫폼들 중에서 OpenMI(^{Gregersen et al., 2007}) 및 CSDMS(^{Peckham et al., 2013})의 경우는 개방형 표준에 포함되며, Source(^{eWater, 2019}), FREEWAT(^{Filippis et al., 2017}), OMS (^{David et al., 2013}) 등은 폐쇄형 표준에 포함된다.

Fig. 1. Ranking of selected program languages in GitHub repositories searched for hydrology and water quality as keywords.

2.3 플랫폼의 기술적 방향성

3.1 Source

2000년대 초반 호주에서는 모델 개발자의 선택에 따라 프로그래밍 언어, 컴퓨터 플랫폼 및 설계방식 등이 다양하게 선택적으로 활용되어 왔으며(^{Searle and Penton, 2012}). 이에 따라 모델의 통합과 중복 개발을 피하기 위해 물환경 모델 개발에 적합한 모델링 개발환경의 필요성이 대두되었다.

물환경 모델링 환경 개발을 위하여 호주 내 모델 개발자 대상의 사용자 수요조사를 실시하고(^{Marston et al., 2002}) 이를 바탕으로 TIME (the invisible modelling environment)의 개발을 시작하였다. TIME은 닷넷(.NET) 기반의 모델 개발 플랫폼으로 모델 알고리즘의 개발, 검증 및 실행 가능한 에플리케이션 개발을 지원한다(^{Rahman et al., 2005}). TIME은 모델 개발 연구자가 컴포넌트 기반 모델 개발을 위한 사용자 편의 기능과 모델 개발 연구자 대상의 TIME 기반 모델 개발 교육을 통하여 호주의 환경, 생태, 농업, 수문 및 수리 등의 다양 분야에서 컴포넌트 기반 모델의 개발을 지원하였다(^{Searle and Penton, 2012}).

Fig. 2. User interface of Source (eWater, 2020).

Source는 TIME을 통하여 개발된 컴포넌트 기반 모델을 이용하여 유역단위 적용에 필요한 모델간 연계 구성, 입력자료 구성, 모델 최적화, 모델링 결과 시각화 등의 기능을 구현한 플랫폼으로, 유역단위 통합수자원관리 실행을 위하여 물환경의 통합적인 평가, 계획, 관리에 필요한 수문⋅환경⋅생태 모델링 연계를 지원하며, 2018년 호주의 국가 수문 모델링 플랫폼으로 선정되었다(^{eWater, 2019}).

Source와 TIME은 호주 내의 모델개발을 지원하기 위한 도구로 개발되었으며, 개발이 완료된 후에는 국외에 플랫폼의 공급과 교육을 무료의 오픈소스가 아닌 상용화 관점에서 보급하고 있다(^{eWater, 2019}). Source 플랫폼을 이용하여 유역 통합물관리에 적용하기 위해서는 TIME기반으로 개발된 단위모델을 이용하며, 사용자가 플러그인(plug-in) 형태로 모델을 개발하여 Source에 탑재할 수 있다(Kim et al., 2011) TIME과 Source는 .NET 기반 C#으로 개발되었으며, C#외에 닷넷 프레임워크에서 지원하는 프로그래밍 언어(비주얼베이직, 포트란, C++)를 통합하여 이용할 수 있다(^{Meyer, 2001}).

Source에서 유역 단위 모델링을 위해 단위모델의 조합과 연계를 통하여 다양한 분야의 모델을 조합할 수 있으며, 이는 TIME을 이용한 단위모델 개발과정에서 각 단위모델의 데이터와 기능(function)에 관한 인터페이스 표준을 따르기 때문이다. 따라서 유출분석과 같은 단위모델에서부터 수문-수질-생태 연계와 같은 다양한 크기의 모델로 확장이 가능하다.

Source의 지속적인 개발과 관리는 eWater에서 담당하고 있으며, Source의 확산을 위하여 동남아시아 국가와 인도를 중심으로 교육프로그램을 개발하여 실시하고 있다. 또한 웹사이트를 통하여 커뮤니티를 운영하고 있으며, 여기서는 Source의 운영에 필요한 관련 모델, 데이터, 플러그인 등에 관한 자료를 제공하고 있다(^{eWater, 2020}).

3.2 FREEWAT (FREE and open source tools for WATer resource management)

FREEWAT은 WATER INNOVATION : BOOSTING ITS VALUE FOR EUROPE 이라는 이름으로 EU 위원회에서 자금을 지원 하는 HORIZON 2020 프로젝트이며, 무료 오픈소스 GIS 데스크톱 소프트웨어인 QGIS의 플러그인으로 개발 된 오픈소스 기반의 통합 모델링 플랫폼이다 (^{Rossetto et al., 2017}). FREEWAT QGIS 플러그인은 Windows 및 Linux OS 환경에서 설치하여 사용할 수 있으며, 오픈소스 SW의 GPL 2.0 라이선스를 기반으로 소스코드는 분산형 VCS인 Git 기반의 GitLab 서비스를 통해 공유되고 있다.¹⁾ FREEWAT 아키텍처는 1) SpatiaLite 관계형 데이터베이스 관리 시스템, 2) 현장 데이터 전처리를 위한 전용 도구, 3) 수문학 프로세스 시뮬레이션을 위한 기존 무료 및 오픈소스 시뮬레이션 코드, 4) 모델 결과의 후처리를 위한 전용 도구 등과 같이 다양한 소프트웨어 도구의 통합을 기반으로 한다(^{Rossetto et al., 2018})(Fig. 3-a). 이러한 도구들의 상호 연결은 FloPy 라이브러리를 포함하여 Python 프로그래밍 언어를 통해 수행된다(^{Filippis et al., 2017})(Fig. 3-b).

Fig. 3. Tools and pillars of FREEWAT platform.

FREEWAT는 지하수 관련 프로세스를 고려하여 물관리 문제를 처리하기 위한 여러 모듈들이 포함되어 있으며 이는 지하수 흐름 모델링을 위한 MODFLOW 및 지하수 용질의 흐름 모의를 위한 MT3D와 같이 USGS의 제품군이 플러그인의 기초를 이루고 있다(^{Koltsida and Kallioras, 2019}; ^{Rossetto et al., 2018}). 지표수-지하수 연계 모델링을 위한 전처리 모듈로는 시계열 관측자료 분석을 위한 Observation Analysis Tool (OAT) 모듈 (^{Cannata and Neumann, 2017})과 수문지질 데이터의 분석, 해석 및 시각화를 위한 도구로써 AkvaGIS 모듈 (^{Criollo et al., 2019})이 포함되어 있으며, UCODE 기반의 민감도 분석 및 보정을 위한 모듈도 포함되어 있다. FREEWAT의 적용은 현재 수자원 관리를 위한 물 기본 지침, 지하수 지침 및 기타 물 관련 지침의 요구 사항을 충족하기 위한 적용과 농촌 환경과 관련된 물 관리 문제를 해결하기 위한 적용 등 두 가지 영역에서 전체 14 개의 선택된 사례 연구를 통해 적용되고 있다. 통합적 모데링의 기능적 관점으로는 지표수와 지하수 연계를 고려한 모델링을 중심으로 FREEWAT 플랫폼에 농장 프로세스 및 작물 성장 모듈의 연계도 고려하고 있다 (^{Rossetto, et al., 2019}).

3.3 OMS (Object Modeling System)

OMS는 환경 모델의 개발, 데이터 제공, 검증, 배포를 위한 플랫폼이다. OMS는 2000년대 초반 Modular Modeling System(MMS)(^{Leavesley et al., 2006})의 설계 방식을 이용하여 개발이 시작되었다. MMS는 C/Motif로 개발되었으며, 재사용 가능한 환경 모델링 플랫폼으로 분포형 유역유출모델인 Precipitation-Runoff Modeling System(PRMS) (^{Leavesley et al., 1983}) 모델에 기원을 두고 있다. PRMS는 포트란(FORTRAN) 코드로 작성되었으며, 이를 MMS의 핵심기술을 이용하여 JAVA 프로그래밍 언어를 이용하여 재구축 한 것이 OMS1 (^{Ahuja et al., 2005})이다.

OMS1은 시계열 데이터의 교환과 관리에 중점을 둔 절차형 시스템이었으며, 간단한 사용자 인터페이스를 가지고 있었다. OMS2는 2004년에 발표되었으며, 2008년 USDA- Natural Resources Conservation Service (USDA-NRCS)의 시스템에 통합되었다. OMS2에서는 Java NetBeans^TM 기술을 기반으로 개발되었으며, 프로젝트관리, 데이터 시각화, 매개변수 관리, 시각적 모델 빌더 기능을 가지고 있다. OMS3은 웹기반의 서비스 배포와 다른 통합 개발 환경과 호환이 가능한 경량 플랫폼을 목표로 개발되었다(^{David et al., 2010}).

OMS3은 컴포넌트 기반 모델링 기능을 강화하였으며, 이를 통하여 멀티쓰레딩, 기존 시스템 호환성 및 시스템 확장성을 증대시키고자 하였다. 이를 위하여 모델 실행을 위한 DSL(domain specific language)를 적용하였다. DSL은 프로그래밍 언어가 일반성을 추구하는 것과는 대조적으로 특정 분야의 모델이나 문제를 해결하기 위해 사용되는 프로그래밍 언어나 명세 언어를 말한다(^{Deursen, 1997}; ^{Deursen et al., 2000}).

OMS3에서 모델링은 컴포넌트 실행 바이너리, 모델 매개변수 및 입력자료, 결과 파일 출력방법, 성능 평가 방법으로 구성된다. 모델의 실행에 필요한 모든 정보는 DSL파일에 저장되며, OMS3 플랫폼 내에서 실행된다. OMS3는 DSL을 통하여 모델과 플랫폼간의 최소한의 의존성을 구현하였다 (^{Lloyd et al., 2011}).

OMS3는 소스코드 및 문서관리 도구인 codeBeamer²⁾에 모델에 관한 설명과 사용방법 및 소스코드가 공개되어 있으며, OMS Work Group이 OMS3의 주요한 기능 개선 및 새로운 버전 배포를 담당하고 있으며, 일반 사용자들은 버그 리포팅을 통하여 개선에 참여할 수 있다.

Fig. 4. Overview of Object Modeling System(OMS)(OMS, 2020).

3.4 OpenMI(Open Modeling Interface)

OpenMI는 수문 모델 실행 시 모델, 데이터베이스, 분석 및 시각화 프로그램 간 데이터 교환을 위한 개방형 모델링 인터페이스 표준이며, 여러 분야에서 개발된 독립적인 모델링 컴포넌트 간 상호연동을 목표로 한다(^{OGC, 2014}).

유럽에서는 각국의 환경에 따라 다양한 수문모델을 개발하여 활용하고 있었으며, 통합수자원관리의 구현을 위해서는 각국에서 기존에 사용되고 있던 모델의 연계 필요성이 대두되었다(^{Buahin and Horsburgh, 2018}). 이에 유럽집행위원회는 2001년 수문학 관련 모델의 연계를 단순화하는 유럽 개방형 모델링 인터페이스를 개발하고 구현하기 위해 HarmonIT라는 연구프로젝트를 시작하였다(^{Gijsbers et al., 2005}). 2005년 HatmonIT 프로젝트는 첫 번째 OpenMI 표준 버전 1.4을 발표하였으며(^{Harpham et al., 2019}), 실제 문제에 적용하고 이를 검증하기 위하여 유럽위원회의 지원으로 OpenMi-Life 프로젝트에서 OpenMI 2.0 버전을 발표하였다(^{Moore and Tindall, 2005}). 현재는 OpenMI의 보급 촉진을 위하여 OpenMI Association을 설립하여 운용하고 있다.

OpenMI는 개방형 인터페이스 표준을 추구하며, 2014년 Open Geospatial Consortium(OGCⓇ)에 표준으로 등록되어 OGC 웹사이트(^{OGC, 2014})에 공개되고 있다. OpenMI 표준은 일련의 소프트웨어 인터페이스로 정의할 수 있으며, 기존에 개발된 모델, 분석 도구, 시각화 도구 등과 상호 연동할 수 있는 방법을 제시한다. OpenMI를 이용한 모델간의 상호 연동을 위해서는 각 모델이 OGC OpenMI 표준에 따른 Wrapper 인터페이스를 추가적으로 구현하여야 한다.

OpenMI 2.0에서는 C# 및 JAVA기반 언어를 지원하며, OpenMI의 소스코드는 1.4 및 2.0 버전이 Sourgeforge에 개방되어 있어 사용자가 자유롭게 접근하여 활용할 수 있다(http://sourceforge.net/projects/openmi). 또한 라이센스 정책은 GNU Library or Lesser General Public License Version 2.0 (LGPLv2), MIT License를 따른다(^{OGC, 2014}).

Fig. 5. Data linkage among components in OpenMI (OGC, 2014).

3.5 CSDMS(Community Surface Dynamics Modeling System)

미국 CSDMS (^{Syvitski et al., 2014})는 지표동역학모델의 개발 및 상호연계를 위한 컴포넌트 기반 모델 개발 플랫폼³⁾이며, 미국연구재단(national science foundation)의 지원으로 미국 콜로라도대학이 주축이 되어 개발해 오고 있다. CSDMS는 모델 개발, 지원, 배포에 있어 모델 공유, 모델연계 표준, 모델 개발도구 배포를 통한 모델간 상호연계, 중복 개발 방지, 재사용을 목적으로 하고 있다(^{Peckham et al., 2013}).

CSDMS는 모델 간 상호연계를 위하여 표준과 개발도구를 제공하고 있으며, 모델 간 상호연계를 위하여 모델 개발 시에 준수하여야 하는 표준인 BMI (basic model interface), 모델의 상호연계와 실행을 위한 도구인 pymt(python modeling toolkit) 그리고 모델의 편리한 개발을 위하여 모델 개발자가 활용할 수 있는 도구인 Modeling Tools를 제공하고 있다(^{Hutton et al., 2014}).

BMI는 모델의 상태를 조정하거나 접근하는데 필요한 함수의 집합이며, 모델 연계를 위하여 컴포넌트 단위의 모델 개발에 있어 지켜야 하는 표준규약이다. BMI는 모든 언어로 작성할 수 있지만 현재는 C, C ++, Fortran 및 Python의 네 가지 언어를 지원한다(^{Hutton et al., 2020}). pymt는 BMI 표준을 준수하는 모델의 상호연계 및 실행을 위한 오픈소스 파이썬 패키지이다. pymt는 BMI를 기반으로 개발된 모델 패키지를 포함하고 있으며, BMI 준수 모델 간의 데이터 교환, 연계 모델간의 계산순서 및 계산 간격 조정, 플러그인 모델의 관리 등을 수행한다(^{Peckham etl al., 2013}). pymt는 CSDMS에서 개발하여 배포하는 모델과 사용자 개발 모델로 구분할 수 있으며, 사용자 개발 모델은 BMI 표준을 만족하도록 작성하여 플러그인 형태로 기존 모델과 연계하여 사용하게 된다. CSDMS에서 제공하는 모델링 툴은 BMI 빌더, 표준 부합성 테스트 도구, CSDMS 표준 네이밍 도구(standard names registry)(^{Peckham et al., 2013}), 웹기반 모델링 도구인 WMT(web-based modeling tool) 등으로 구성되어 있다. 이 도구들은 모델 개발의 편의를 위한 도구들이다(^{Overeem et al., 2013}).

CSDMS에서는 모델의 사용을 위한 배포, 저자, 모델 명세, 모델 호환성, 설명자료에 관한 정보를 Model Repository를 통하여 제공하고 있으며, 모델의 버전 관리 및 소스 공개는 Github를 이용하며, 이를 통하여 모델의 투명성을 추구하고 있다. CSDMS에서 개발하여 배포되는 BMI, pymt, Modeling Tools 또한 소스가 공개되어 배포되고 있으며, Github에서 이를 확인할 수 있다.⁴⁾

Fig. 6. Model and data integration scheme of CSDMS(CSDMS, 2020).

3.6 HydroShare

HydroShare는 수문 과학 발전을 위한 대학 컨소시엄 (CUAHSI)에서 운영하는 웹기반 수문 정보 제공 시스템(^{Tarboton et al., 2014})으로, 사용자가 데이터와 모델을 다양하고 유연한 형식으로 공유한다. HydroShare에는 데이터 및 모델을 위한 저장공간과 데이터 및 모델에서 작동할 수 있는 도구가 포함되어있어 사용자에게 클라우드 컴퓨팅 기능을 제공한다.

HydroShare는 미국 national science foundation (NSF)의 지원을 통하여 지속적으로 개발되고 있으며, 미국의 주요 수문 관련 기관 및 대학들이 참여하고 있다(^{Tarboton et al., 2014}). 오픈소스를 기반으로 구축되어 있으며, HydroShare의 소스코드는 Github의 저장소를 활용하여 공동으로 개발되고 있다. Github의 코드사용은 BSD 라이센스 정책을 따른다(^{HydroShare, 2020})

HydroShare는 초기에는 특정 데이터 형식만을 지원하였으나 현재는 여러 가지 다른 포맷의 데이터 형식을 지원하며, Open Archives Initiative Object Reuse 및 Exchange 표준 또는 OAI-ORE(^{Lagoze et al., 2008})를 기반으로 하는 공식 데이터 모델을 사용하여 구성되어 있다(^{Horsburgh et al., 2016}). HydroShare에서 데이터와 모델은 영구적으로 게시하고 인용 가능한 디지털객체식별자(DOI)를 부여한다. 또한 수문학 연구를 위해 다른 사람들과 협업할 수 있도록 소셜미디어와 유사한 커뮤니케이션 기능을 제공한다(^{Horsburgh, et al., 2016}).

HydroShare에서는 데이터 리소스와 연계하여 시각화, 분석 등을 할 수 있는 다양한 웹 어플리케이션을 제공하고 있다. 제공되는 앱은 간단한 데이터 편집기에서 MATLAB, SWATShare, OPeNDAP, EPA WATERS 앱, CUASHI JupyterHub 등의 전문적인 앱을 포함한다(^{Morsy et al., 2017}).

HydroShare는 수문학 전문가들의 협업 모델링을 지원하기 위하여 모델 프로그램, 인스턴스, 그리고 파이썬 기반의 주피터 노트북을 이용한 코드 실행을 지원한다. 따라서 사용자 간 라이브러리 형태 공유를 이용하여 주피터 노트북 기반의 모델 개발이 가능하다. 또한 HydroShare에서 대부분의 데이터는 REST API를 이용하여 제공되므로 사용자는 HysroShare의 리소스와 연계하여 동작할 수 있는 모델을 개발할 수 있다(^{Gan et al., 2020}). 사용자가 모델 공유를 통한 공동개발을 수행하며, 클라우드 시스템, Github 및 JupyterHub 등의 최근의 기술들을 활용한다는 점에서 발전 가능성이 크다고 할 수 있다.