• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.181-186
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• 2005

중력탐사는 지하의 밀도 분포를 구하는 탐사법이므로 지하의 빈 공간의 탐지나 기반암의 견고성을 파악하는 데 직접적인 정보를 제공하므로, 고정밀 중력탐사는 지하공동, 터널, 채굴적 등의 탐지에 효과적으로 적용될 수 있다. 이 논문은 석회암 공동 탐지, 폐갱도 탐지 그리고 사력댐의 밀도 구조 등 3가지 실제 탐사 사례를 통하여 고정밀 중력탐사가 천부 토목 조사와 구조물 안정성 조사에 유용하게 활용됨을 보여주고자 한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.167-172
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• 2008

경북 문경군 가은읍 가은역 일대 석회암 분포 지역에서 지하 공동의 위치 및 발달 양상을 파악하기 위하여 고정밀 중력탐사를 하였다. 측점 간격은 4m로 하여 모두 약 1,100 측점에서 중력을 측정하였다. 잔여 부게 이상도에서 가장 낮은 중력 이상대를 지나는 3개의 측선에 대하여 MS(minimum support) 역산으로 밀도 분포 단면을 작성하였다. 또한, growing body 역산을 이용하여 3차원 밀도 분포 영상을 구하였다. 2차원과 3차원 밀도 분포도는 공동이 발달한 지역을 잘 가리키고 있으며, 석회암이 지하수에 부분적으로 용해되어 복잡한 형태의 공동 시스템을 구성하고 있고 부분적으로는 상당히 얕은 곳까지 발달해 있을 것으로 해석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권2호
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• pp.80-87
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• 2019

이 논문에서는 사전 정보가 없는 경우 고정밀 중력 탐사 자료를 광역-나머지 이상으로 분리할 때 중력 이상 자료의 특성을 바탕으로 다항식 접합법을 적용하는 방법을 제시하였다. 소규모 영역을 대상으로 하는 고정밀 중력 탐사는 1차 평면으로 광역 이상을 근사하는 것이 이상적인데 중력 이상의 패턴이 1차 평면으로 근사하기 어려운 경우, 먼저 완전 부게 이상을 Parasnis 밀도 추정 방법으로 분석한 후 중력 이상을 1차 평면으로 근사 가능하도록 분할하였다. 다항식 접합법으로 중력 이상을 광역-나머지 이상으로 분리할 때 중력 이상 자료가 지질 구조 및 중력 이상 분포 특성을 바탕으로 공간적으로 분할이 가능한 경우에는 전체 측정 자료를 한꺼번에 분리하지 않고 구획된 각각의 영역에서 광역-나머지 이상을 별도로 분리하는 것이 더 효과적임을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권4호
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• pp.226-231
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• 2017

고정밀 중력 탐사는 천부의 소규모 밀도 이상 구조를 명확하게 탐지하는 것을 목적으로 하므로, 정밀한 측정과 보정뿐 아니라 소규모 이상 구조를 명확하게 분석해 낼 수 있는 역산법도 필요하다. 이것은 역산에서의 타당치 않은(ill-posed) 문제를 해결하기 위한 안정자를 밀도가 급격하게 변화하는 경계부를 분명하게 구분할 수 있도록 설계함으로써 가능해 진다. 이 논문은 다양한 탐사 목적에 대응할 수 있도록 여러 가지 역산 알고리즘을 포함하는 2차원 고정밀 중력 역산 패키지를 구성하였다. 패키지는 Matlab 기반으로 작성하였으며, 최선의 역산 결과를 얻을 수 있도록 대화형으로 만들었다. 몇 가지 대표적인 모델에 대한 수치모델링 자료에 역산 패키지에 포함되어 있는 여러 가지 역산 알고리듬을 적용하여 역산 방법들을 비교 및 검토하였다. 마지막으로 실제 탐사 자료에도 적용하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.147-152
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• 2005

인공구조물인 댐체의 밀도 분포를 밝히기 위하여 사력댐에서 고정밀중력탐사를 수행하였다. 얻어지는 중력이상값이 매우 작은 양이므로 정밀한 지형보정을 위하여 삼각요소법을 도입하였다. 역산을 위해서도 댐체의 모양을 그대로 반영할 수 있도록 임의 다면체로 구성하였고, 글로벌 역산인 ASA를 이용하여 해석하였다. 해석결과는 댐의 코어 부분과 모래와 암석으로 채워진 부분이 명확히 구분되었고, 댐의 중앙부에 상대적인 저밀도가 존재하는 수평적인 밀도 변화도 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.383-392
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• 2007

지하 공동은 토지의 이용과 개발을 제한할 뿐 아니라 안전과 환경에 심각한 우려를 준다. 우리나라는 석회암이 널리 분포하고 폐광산이 많으며 도심이 확장되고 토지의 개발이 활발하여, 지하 공동에 의한 지반 안전과 환경 보존 문제를 안고 있다. 전남 무안군 덕보들에 한국지질자원연구원에서 마련한 물리탐사 실험장에서 지하 공동의 탐지와 모니터링을 위한 고정밀 중력탐사를 하였다. 중력은 약 30 m 간격의 논둑길을 따라 5 m 간격으로 모두 800여 측점에서 AutoGrav CG-3 중력계로 측정하였으며, 측점의 절대적 위치 오차는 수 mm 이하로 유지하였다. 중력 측선은 MS (minimum support) 역산으로 밀도 분포를 작성하였으며, 고분해능 3차원 중력 역해의 비유일성을 줄이기 위하여 Euler 디컨벌루션의 해를 제한 조건으로 이용하는 역산 방법을 고안하였다. 역산에 의하여 작성한 밀도 분포는 잔여 중력 분포와 전체적으로 잘 일치하였으며, 특히 공동과 관련된 것으로 예상되는 3곳의 중력 이상대의 밀도 분포 형태, 즉 공동의 위치 뿐 아니라 공동형태와 발달 양상을 잘 보여주었다. 이러한 해석 결과는 시추 주상도와 매우 잘 일치하였다. 탐사 실험장의 진입로에서 그라우팅을 전후하여 시간차 중력 모니터링을 하였다. 탐사 조건에 의한 불일치는 기준점의 관측 중력을 비교하여 조정하였다. MS 역산으로 작성한 그라우팅 전, 후의 밀도 분포를 비교하여 그라우팅의 효과를 검토하였다. 이 현장 사례를 통하여 ${\mu}Gal$ 수준의 정밀도와 정확도의 고정밀 중력탐사는 지하 공동을 탐지할 뿐 아니라 공동의 분포와 발달 양상을 확인하는 가장 직접적이고 효과적인 수단이 됨을 보여주었다. 또한, 시간차 중력 모니터링은, 여러 가지 오차 요인들이 있지만, 시간의 경과에 따른 지하 밀도 분포의 변화를 관측하는 데 효과적임을 보여주었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.251-254
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• 2005

인공 지하공동에 해당하는 폐갱도 탐지를 위한 고정밀중력탐사를 수행하였다. 수치모델링으로 중력탐사로서 폐갱도 탐지가 가능한지를 실험하였고, 전남 화순 탄광지역 인근에서 도로건설 예정지에 존재 가능성이 있는 폐갱도 탐지에 적용하였다. 탐사자료에 정밀지형보정과 비평활화 역산을 적용하여 지하공동에 해당하는 반응을 유추할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권7호
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• pp.691-697
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• 2005

최근에 수행되고 있는 중력 탐사는 고분해능의 중력계와 GPS(Global positioning system)를 통한 정밀한 측정과 측지가 이루어지고 있다. 중력탐사에서 모델링과 역산의 기술은 많은 발전이 있어왔지만, 중력자료처리는 거의 변화가 없었다. 통상적인 정밀한 중력 자료 보정을 통한 부우게이상은 측정점의 고도에서 기준면까지의 물질의 영향을 일정한 밀도를 이용해 제거해 버리기 때문에 측정점 바로 하부의 이상체에 의한 영향을 상당히 왜곡시키게 된다. 본 연구에서는 탐사 지역의 지형을 DEM(Digital Elevation Map) 자료와 Multiquadric equation을 이용하여 실제 지형과 유사한 Multiquadric surface를 자동적으로 구성하고, 이를 블록화 함으로써 보정의 대상이었던 기준면 상부에 대한 밀도를 탐사 지역의 지질 정보와 지형을 포함하는 역산을 통해 수치적으로 계산하였다. 이러한 지형을 포함한 역산 방법을 3차 원중력지형역산(3DGTI; 3-D Gravity Terrain Inversion)이라 한다. 이 연구의 효율성을 검증하기 위하여 주변암과 밀도차가 존재하는 관입지역에 대한 모델을 구성하고 적용한 결과 기존의 부게 보정 방법을 적용한 부게 이상도에 비해 자료의 왜곡이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다. 이를 통하여 지형 역산을 통한 객관적인 부게 밀도의 결정과 부게 보정시 실제의 수평적인 밀도 변화를 반영함으로써 기존의 문제점을 보완하였다. 게다가, 3DGTI로부터 얻어진 밀도분포는 지형의 윤곽을 그대로 표현하고 있어서 보다 실질적인 지질을 보여준다고 하겠다. 이 방법을 화강암체가 관입하고 있는 마산$\cdot$창원 일대에서의 중력 탐사 자료에 적용해본 결과 기존 방법보다 관입 화강암체의 위치와 그 규모를 알아내는데 더 효과적이었다. 따라서, 수평적인 밀도 변화가 뚜렷하게 존재하는 지역의 경우, 새로운 중력 자료 처리 방법이 기존의 부게 보정에서 발생하였던 문제점을 해결함으로써 천부의 분해능을 높이고, 심부의 밀도 분포도 좀더 정확하게 계산할 수 있으리라 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.271-278
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• 2006

국내 지반침하의 주요 원인 중의 하나인 석회암 공동에 대한 조사는 단순한 지반침하 원인의 규명 이외에 지반 침하 지역 또는 예상지역의 보강 설계 및 사후 관리에 이르기까지 폭넓은 지반 정보를 제공하는 역할을 수행한다는 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 지반침하지역 공동탐지에 유용하게 사용되는 물리탐사기법으로 한 종류의 지반 물성을 이용하는 단위 물리탐사기술보다는 여러 가지 물성의 지하를 조명하는 복합 물리탐사기술에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 지반침하조사 시 지하공동 탐지를 위한 복합 물리탐사 시스템 구축의 일환으로 전라남도 무안군 무안읍 용월리에 과거 석회암 공동에 의한 지반침하 경력이 있는 지역을 현장 실험장으로 이용하여 다양한 종류의 물리탐사를 실시하였다. 그 중 전기비저항탐사, 전자탐사 그리고 고정밀 중력탐사 결과로부터 지하 공동의 위치 및 분포를 추정 해석하고, 시추조사 결과와 비교함으로서 단위 물리탐사 기술의 공동탐지 적용성에 대하여 고찰하였다. 시추조사결과, 실험장 지역 기반암내 공동은 대부분 지하수 또는 물로 포화된 점토로 채워져 있어 주위 기반암에 비하여 매우 낮은 전기비저항 및 밀도를 가지며, 넓은 지역에 걸쳐 망구조로 분포하고 있는 것으로 해석된다. 실험장에 적용한 전기비저항, 전자 및 고정밀 중력 탐사 결과, 저비저항대와 음의 중력 이상대 분포 지역이 시추 조사에서 확인된 지하 공동의 분포 위치와 상당 부분 일치함을 보여 이들 각 탐사법들이 지하 공동 분포 파악에 효과적임이 입증되었다. 또한 개별 탐사 기법 해석과 아울러 각종 탐사결과를 종합함으로써 보다 정확한 지하공동의 분포 해석이 가능하였으며, 특히 국내에서의 사용이 미비하였던 고정밀 중력탐사기법이 지하공동 탐지에 매우 유용함을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.44-49
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• 2007

고해상도를 가지는 지하 밀도 영상을 얻기 위한 3 차원 중력 역산은 모델 변수들이 급격하게 많아지는 문제가 발생한다. 이 논문에서는 모델 변수들의 수를 줄이기 위해서 오일러 디컨벌루션의 해를 사전정보로 활용하는 3 차원 중력역산을 제안하였다. 이 논문에서 고안한 역산 알고리즘의 핵심은 오일러 디컨벌루션의 해가 얻어진 주위로 역산 공간을 제한하여 역산 해의 비유일성을 줄인 점이다. 먼저 중력 자료에 대한 3 차원 오일러 디컨별루션의 해를 구하고, 오일러 디컨벌루션의 해가 나타나는 주위에서만 3 차원 확장 탐색 역산을 수행하여 지하 밀도 영상을 구하였다. 이 3 차원 중력 역산 방법은 합성 모델에 적용하여 그 성능을 검증하였고, 석회암 지대에 존재하는 공동의 분포를 밝히기 위한 고정밀 중력탐사 자료 역산에도 적용하였다. 결과적으로, 오일러 디컨벌루션의 해를 사전정보로 이용한 역산을 이용하여 분해능이 향상된 고해상도의 지하 멸도 영상을 구할 수 있었다.