본 연구는 선박의 활동으로 인한 대기오염물질 배출량 산정의 정확도 및 활용성의 개선을 위해, 국가 통계작성 및 제출을 위한 기존 하향식 중심의 산정체계에서 벗어나 빅데이터와 해운·항만 기간계 데이터를 연계한 상향식(Bottom-up) 고해상도 배출 산정 모형을 제안하고 그 적용 성과를 검증하였다. 먼저 국내외 주요 지침(IMO, EEA 등)과 활동데이터 기반의 상향식 모형을 도입·적용한 선행연구 사례를 검토하여, Tier1 수준의 연료 소비량 기반 하향식 산정 방식이 시·공간의 격자를 조밀하게 구분하는 배출량 산정 및 분석, 정책적 활용에 제약이 있음을 파악하였다. 이에, 현재 선박의 실시간 운항 및 활동 상태를 가장 충실히 반영할 수 있는 것으로 평가되는 AIS 데이터를 중심으로, 엔진 제원·연료 종류 등을 제공하는 IHS Markit DB 및 PORT-MIS와 연동하여 상향식 배출 산정 모형을 구성하였다. 이 과정에서, 국내 해운·항만분야 기간계 시스템(PORT-MIS, VTS 등)의 활용 및 연계 가능성을 심층 검토하는 한편, 배출원별(주엔진, 보조엔진, 보일러)로 운항 형태(순항, 접안, 정박)와 엔진 부하율을 세분화하여 Tier3 수준의 배출계수를 적용하였다. 또한, 제안된 모형의 정확성 및 활용도 검증을 위해, 부산항 항계를 공간적 경계로 설정하고, 동일한 선박 집단(30일간 입출항 1,245척)을 대상으로 ① 환경부의 편람(하향식), ② PORT-MIS에 기반한 제한적 상향식, ③ AIS 기반 상향식 모형을 각각 적용하여 산정 결과를 비교·분석하였다. 분석 결과, 기존 편람 방식은 화물선의 운항 단계의 배출량이 반영되지 않고 정박 시 연료 소비량을 평균치에 일률 적용함으로써 실제 대비 과대 또는 과소 추정이 발생하는 것으로 나타났다. 제한적인 형태의 활동데이터 기반 PORT-MIS 상향식 모형은 관제 지점 간 단순화 가정으로 인해 순항·접안 시간 및 엔진 부하율이 실측보다 왜곡되었고, 이에 따라 배출량 추정에서 과대·과소가 파악되었다. 반면, AIS 기반 모형은 선박 위치·속력·시간 정보를 교신 주기에 따라 세밀하게 반영함으로써 가장 높은 정확도와 해상도를 확보하였으며, 이는 추후 초저지연 또는 실시간 빅데이터 개념의 데이터 세트를 투입하는 경우, 입력값의 해상도에 따라서 신뢰도 높은 고해상도 결과값를 기대할 수 있음을 시사한다.