• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.816-816
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• 2012

최근 우리나라는 기후변화와 이상기후 현상 등의 영향으로 홍수에 대한 위험이 커지고 있다. 홍수에 의해 발생하는 인명 및 재산피해를 최소화하기 위해서는 구조적 및 비구조적 대책 등을 통한 치수정책 수립이 필요하며, 대표적인 비구조적 대책으로는 홍수위험지도(flood hazard map) 제작 등이 있다. 홍수위험지도는 홍수시 침수범위, 침수심 등의 정보를 지도상에 표시하고 있으므로 홍수피해가 발생가능한 공간적 범위를 나타내는 것이다. 홍수위험지도는 침수정보 뿐만 아니라 대피로, 대피처 등 홍수시 피난정보도 함께 나타낼 수 있으므로 홍수발생시 인명 피해를 최소화하기 위하여 활용될 수 있다. 또한 홍수피해 예상범위를 미리 추정할 수 있으므로 피해가능 지역의 특성을 고려하여 구조적 치수계획 수립의 적절한 기준을 제시할 수 있다. 즉, 침수 가능지구 내의 사회적, 경제적, 문화적 중요도를 평가함으로써 지역 특성을 고려한 선택적 홍수방어에 활용될 수 있는 것이다. 본 연구에서는 이러한 중요도 중 홍수피해 예상인구에 대한 현실적인 계산 방법을 제안하고자 한다. 홍수가 발생하여 침수가 예상되는 지역에서 사람이 실제 거주하는 면적을 고려하는 방법은 토지등기부의 지목을 활용하는 것이다. 토지지목은 토지의 종류를 사용목적에 따라 구분한 명칭이며,"측량, 수로조사 및 지적에 관한 법률" 제67조에서 전 답 과수원 목장용지 임야 광천지 염전 대(垈) 공장용지 학교용지 주차장 주유소용지 창고용지 도로 철도용지 제방(堤防) 하천 구거(溝渠) 유지(溜池) 양어장 수도용지 공원 체육용지 유원지 종교용지 사적지 묘지 잡종지 등 28가지 항목으로 구분된다. 여기서 대(垈) 지목은 영구적 건축물 중 주거 사무실 등의 부지를 의미하므로 상주인구가 거주하는 지역으로 가정할 수 있다. 침수가 예상되는 지역에서 대(垈) 지목의 면적을 고려하여 계산된 인구수와 단순 면적비로 계산된 인구수를 비교한 결과, 도시화의 비율이 높은 지역일수록 단순 면적비에 비해 인구수가 높게 계산되었고, 농경지 및 산지가 발달된 지역일수록 단순 면적비에 비해 인구수가 낮게 계산되었다. 따라서 침수가 예상되는 지역의 인구수를 예측할 경우 토지지목 중 대(垈) 지목의 면적을 고려하여 계산하는 것이 보다 합리적인 홍수피해 예상인구를 계산하는 방법으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.285-290
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• 2006

소양댐 축조 이후 소양호에 퇴적된 퇴적물의 양과 분포상태를 파악하기 위하여, 227 km에 달하는 측선을 따라 10-20 kHz 음파탐사를 실시하였다. 측선간격은 종단면의 경우 대략 50 m, 횡단면의 경우 500 m 정도이다. 이득조절과 f-k 구조보정 과정을 거친 후, 퇴적물의 경계를 수치화하고, 38개 시추코아 자료와 대비하여 확인하였다. 댐축조 이후 퇴적물의 두께는 평균 0.25 m로 최대 8.25m에 달한다. 댐축조 이후 퇴적물의 총 부피는 이방성을 고려하여 지구통계기법으로 계산할 경우, 등방성을 가정하고 구한 경우보다 2배 이상 증가한 $5.9{\times}10^6\;m^3$에 달하는 것으로 분석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.318-325
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• 2008

MT 모델링에서는 송신원을 고려하지 않으므로, 평면파에 대한 배경 매질의 반응을 경계값으로 설정하는 Dirichlet 경계조건을 이용할 때에 그 경계값의 정확한 계산이 매우 중요하다. 이 연구에서는 1차원 배경 매질만을 가정하던 기존의 모델링 알고리듬을 2차원 배경 매질을 고려할 수 있도록 발전시켰다. 1차원 배경매질의 경우 경계값은 해석적으로 계산할 수 있으나, 2차원 구조가 존재하는 경우에는 2차원 모델링을 통해 경계값을 계산하여야 한다. 2차원 모델링의 TM(transverse magnetic) 및 TE (transverse electric) 모드는 3차원 모델링의 입사 전기장의 분극 방향과 2차원 구조의 주향에 따라서 결정된다. 전기장을 셀 모서리에 정의하는 기존의 3차원 모델링 알고리듬과 잘 부합하도록 2차원 모델링에서도 모서리에서 전기장을 계산하였다. 2차원 모델링을 통해 계산된 값을 3차원 모델링의 경계값으로 활용한 결과, 단층 모형 혹은 한 면에 바다를 포함한 모형에 대해 보다 정확한 겉보기비저항 및 위상을 얻을 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.102-115
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• 2012

이 논문은 퇴적물내 포함되어 있는 가스하이드레이트의 포화도를 계산하는 여러 방법에 대하여 토론하고자 한다. 가스하이드레이트의 포화도를 계산하는 방법은 물리검층 자료를 이용하는 방법과 코어자료(압력코어 포함)를 이용하는 방법, 그리고 탄성파 탐사자료로부터 얻을 수 있는 속도 자료를 이용하는 방법 등 크게 세가지 방법으로 나눌 수 있다. 물리검층 자료중 전기비저항 자료를 이용하는 방법의 경우 Archie 식을 주로 이용하는데 이 경우 각각의 변수 값을 정확하게 정의하는 게 중요하다. 또한 가스하이드레이트의 산출형태도 포화도 계산에 큰 영향을 주기 때문에 주의해야 한다. 코어자료를 이용하는 경우 공극수의 염소량을 측정하는 방법과 압력코어를 취득할 경우 이를 이용하는 방법이 있다. 지금까지 발표된 정량적이고 가장 정확한 가스하이드레이트 포화도값을 구할 수 있는 방법이 압력코어를 이용하는 것이다. 그러나 이는 비용과 시간이 많이 소요되기 때문에 연속적인 자료를 얻기가 어렵다는 단점이 있다. 지금까지 발표된 가스하이드레이트 포화도 값을 비교해 보면 전기비저항 값을 이용한 경우가 가장 높은 값을 압력코어를 이용하여 측정한 경우가 가장 낮은 값을 보여주는 경향이 있다. 그러나 이러한 값이 모든 경우에 있어서 절대적인 경향을 보여준다고 볼 수는 없다. 그러므로 가스하이드레이트의 포화도를 정확하게 계산하기 위해서는 여러 가지 방법을 이용하여 계산해야 하며 이를 비교하여 가장 적절한 값을 사용해야 할 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.74-84
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• 2015

탄성 거꿀 참반사 보정(elastic reverse-time migration)을 통해 물리적으로 의미가 있는 영상을 얻기 위해서는 탄성 파동방정식(elastic wave equation)을 통해 재구성된 벡터 파동장(reconstructed vector wavefield)으로부터 P파와 S파를 분리하는 파분리 알고리듬이 필요하다. 그리고 이방성을 고려한 탄성 거꿀 참반사 보정으로의 확장을 위해서는 이방성을 고려한 탄성 모델링 알고리듬 뿐만 아니라 이방성을 고려한 파분리가 필요하다. 이방성 탄성매질에서의 파분리는 등방성 탄성매질에서 주로 이용하는 Helmholtz decomposition과는 달리 탄성매질의 수직 속도 및 이방성 계수에 따라 계산된 유사미분필터(pseudo-derivative filter)를 이용한다. 이 필터는 적용에 많은 계산이 필요하기 때문에 이 연구를 통해 많은 양의 병렬계산을 효율적으로 수행할 수 있는 GPU (Graphic Processing Unit)를 이용하여 이방성 파분리를 수행하는 알고리듬을 개발하였다. 또한 GPU를 이용해 파분리를 수행하는 알고리듬을 포함하고 MPI (Message-Passing Interface)를 이용하는 효율성 높은 이방성 탄성 거꿀 참반사 보정 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬의 검증을 위해 Marmousi-II 탄성모델을 기초로 수직 횡등방성(vertically transversely isotropy; VTI) 탄성모델을 구축하여 수치모형 실험을 수행해 다성분 합성탄성파탐사자료를 생성하였다. 이 합성탄성파 자료에 개발된 이방성 탄성 거꿀 참반사 보정 알고리듬을 적용하여 GPU와 MPI를 효과적으로 이용한 계산속도 향상과 이방성 파분리에 의한 영상결과의 정확도 향상을 보여주었다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권6호
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• pp.501-511
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• 2015

본 연구에서는 북극과 남극에서 기온과 수온이 영하임에도 불구하고 얼음이 없는 광범위한 지역(인공증빙가능역)이 존재하는 것에 주목하여, 이 지역에 인공적으로 해빙을 생성하여 지구 표면의 알베도를 높이는 방식으로 지구온난화를 완화하는 방법을 제안하였다. 대략 $4.09{\times}10^6km^2$의 해빙면적이 추가되면 지구온난화 효과로 가정되는 약 $0.85Wm^{-2}$ 에너지가 상쇄된다고 계산되었다. 또한, 인공적으로 해빙을 생성하기 위한 세 가지 빙판 생성 방법(배로 물 뿌리기, 빙판생성장치 운용, 수면에 GCF부유물질 띄우기)을 제안하였다. 간단한 에너지평형모형 실험에 따르면, 3개월 (9, 10, 11월) 동안 인공증빙가능역에 해빙을 최대로 생성할 경우, 다음해에 대략 $0.11^{\circ}C$의 지구표면온도 하강이 기대되었다. 반면에 모든 계절을 통해 생성할 경우, 오히려 지구 냉각화를 초래할 위험성도 발견되었다.

• 지구물리
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• 제3권3호
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• pp.161-174
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• 2000

베이지안 역산(Bayesian inversion)은 불충분한 자료를 가지고 지하구조를 추정해야 하는 지구물리자료의 해석에 있어서 안정적이고 신뢰를 줄 수 있는 방법 중의 하나이다. 관측 자료가 측정 과정부터 불확실성을 함유하고 있으며, 역산에 이용되는 이론 자료 또한 모델의 매개변수화에 따른 각종 불확실성을 포함하고 있다. 따라서 지구물리 자료의 역산은 확률적으로 접근하는 것이 가장 바람직하며 베이지안 역산은 이에 대한 처리뿐만 아니라, 추정에 대한 신뢰도와 불확실성에 대한 이론적 근거를 제공한다. 그러나 대부분의 베이지안 역산이 고차원의 적분을 필요로 하므로 몬테 카를로 방법과 같은 대규모의 계산이 요구되는 방법에 의해 사후 확률분포가 구해지는 경우가 많다. 이는 특히 지구물리 자료와 같이 고도의 비선형 자료에 대하여 매우 적합한 접근 방법이기는 하지만, 점차 현장화, 고속화되어가는 자료의 해석 경향에 맞추어 간략하게 사후 확률분포를 근사한 수 있는 기법의 연구 또한 필요하다. 따라서 이 연구에서는 관측자료와 사전 확률분포가 정규분포에 의해 근사 될 수 있는 지구물리자료에 대한 베이지안 역산에 대해 논의 하고자 한다. 사전 확률분포의 작성을 위해 지구통계학적 기법이 이용되었으며, 관측자료의 통계적 불화실성을 추정하기 위해 교차 검사(cross-validation) 방법을 이용하여 공분산(covariance)을 유도하고 그것에 의한 우도 함수(likelihood function)를 작성하였다. 베이지안 해석을 위해 두 확률분포를 곱하여 근사적인 사후 확률분포를 얻을 수 있었으며, 이에 대해 최적화(optimization) 기법을 이용하여 최대 사후 확률(Maximum a Posterior)을 따르는 지하 구조를 얻을 수 있었다. 또한 사후 확률 분포의 공분산 항을 이용하여 지하 비저항 구조를 시뮬레이션 하여 불확실성분석을 수행하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.85-98
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• 1991

지구의 남극과 북극 주위를 저고도로 돌고 있는 소형 과학위성의 자세 조정을 위해 지구자기장을 이용하였다. 이것을 위해 소형 과학위성의 Telemetry 자료를 분석하였다. 위성에 장치된 3축 magnetometer에서 자기장 성분의 크기와 변동량을 측정하여 위성의 회전상태를 알아내는 방법이 제시되었다. 위성이 회전축에 대하여 대칭형인 경우 특정한 위치에서의 자세판단이 가능하다. 현재 자세와 원하는 자세를 비교했을 때 나타나는 차이를 각 축에 대한 회전속도의 조절로 제거할 수 있는 방법을 연구하였다. 여기에서는 자세 측정으로부터 얻은 자료를 가지고 magnetorquer에 공급되어야 할 전류의 크기(혹은 유지시간)를 계산하는 기본 알고리즘을 연구하였고 직접 프로그램으로 작성해서 수행시켜 보았다. 이러한 자세제어 방법은 위성이 초기 tumbling 운동을 할 때와 Gravity gradient boom에 의한 수동제어가 이루어진 후에 적용할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권2호
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• pp.307-320
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• 1998

다중 위성 관측을 이용하여 지구 근처에서의 태양물질 방출현상(CME: Coronal Mass Ejection)의 전파 속도와 방향에 대하여 조사하였다. 이를 위해 1994년 11월까지 지구에 영향을 미친 CME 중에서 세 개 이상의 위성에서 관측되고 각 위성들이 충분한 거리를 두고 떨어져 있는 1997년 1월 6-11일과 1997년 11월 4-7일의 두 CME 자료를 선택하였다. 위성들의 위치를 공통 좌표 계로 전환하여 위성간의 거리와 CME에 의한 물리량의 변화 시간을 조사하여 CME의 전파 방향과 속도를 계산하였다. 선택된 자료에 대한 조사 결과 지구 자기권 내부에서 CME 전파 속도가 급격히 줄어들었으며 또한 자기권 외부에서의 CME 전파 방향이 GSE 좌표계상의 -x 방향과 일치함을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.199-203
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• 2001

온양온천지구의 13개 온천공에서 채취한 온천수의 수질 자료를 이용하여 심부 온천수와 천부 지하수의 혼합비를 추정하였다. 온천수의 pH, EC, 및 주요 이온의 농도는 40~54$^{\circ}C$의 범위를 나타내는 온천수의 온도와 뚜렷한 선형의 비례관계를 나타내며, 수온이 낮아질수록 천부 지하수의 수질 특성에 가까워지는 특성을 보인다. pH, $K^{+}$, F$^{-}$, 및 Si는 온도와 정(+)의 비례관계를, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, Cl$^{-}$, HCO$_3$$^{-}$, SO$_4$$^{2-}$ , NO$_3$$^{-}$ 및 EC는 부(-)의 비례관계를 나타낸다. 온천수의 온도와 수질과의 이러한 상관성은 수질 특성이 상이한 고온의 심부 온천수와 저온의 천부 지하수가 각 온천공에서 서로 다른 비율로 혼합되어 나타난 결과로 해석된다. 최고 온도를 나타내는 온천수와 온천지구 내 지하수의 수질을 끝 성분(end member)으로 가정하고 혼합비를 계산한 결과, 온천지구에서 현재 채수되는 온천수에는 20% 내외의 천부 지하수가 혼합되고 있는 것으로 나타났다. 온천수와 지하수의 수질 자료를 파이퍼 다이어그램에 도시한 결과 $Na^{+}$-HCO$_3$$^{-}$의 유형을 나타내는 13개 온천수는 전체적으로 직선 상에 분포하는 경향을 보였으며, $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$의 유형을 나타내는 지하수는 직선의 연장선상에 분포하여 온천수와 지하수의 혼합이 일어나고 있음을 보여준다. 온천공 수질 검층 결과, 심도 145m를 경계로 지하수와 온천수가 상하부에 부존되어 있으며, 경계부에서 혼합이 발생하고 있는 것으로 추정된다.