최근 토목, 지하수탐사, 환경분야 등에서 각종 지구물리탐사자료의 수요 증가와 이들 자료의 품질관리 및 전산화에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서, 지구물리 탐사자료의 효율적 관리 및 공유를 위하여 Client/Server(C/S)환경 및 웹(Web)환경 물리탐사자료 관리시스템을 개발하였다. C/S환경의 관리시스템은 MS SQL-Server을 이용하여 관계형 데이터베이스 시스템으로 설계하였고 각종 물리탐사 자료의 규격화, Window용 C/S 인터페이스 프로그램 개발, 검색자료 전송 프로그램 개발 등으로 특징된다. 웹환경에서의 일반 사용자용 데이터베이스 시스템은 물리탐사 이미지자료 표현을 위한 플러그인 모듈개발과, 한국자원연구소 웹사이트 개설 및 홈페이지 작성 등으로 이루어진다.
물리탐사 자료의 복합해석은 탐사 대상체에 대해 단일자료 해석보다 신뢰도가 높은 정보를 제공할 수 있다는 점에서 지속적으로 적용되고 있다. 특히, 지구통계학적 복합해석은 탐사 자료의 물성 뿐만 아니라 공간적 특성을 확률적으로 다룰 수 있다는 점과 탐사자료의 복합과정이 명확하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 물리탐사 자료의 복합해석을 위해 기존에 개발된 지구통계학적 역산 기법을 확장하여, 다중 탐사 자료가 같은 위치에 존재하지 않는 경우의 해석 방안을 제시하였다. 각 탐사자료의 크리깅 분산은 측정 자료의 공간적 배치에 의존한다. 즉, 측정 자료가 가까울수록 분산값은 작아지며 반대의 경우 그 값은 커진다. 다중 물리탐사 자료를 이용하여 임의의 지점에서 물성을 추정할 때, 이러한 공간적 특성을 가중값으로 반영하여 지구통계학적 역산에 의한 해석을 수행하였다. 이 방법을 이용하여 서로 다른 위치에서 다른 탐사 방법으로 측정한 자료를 복합적으로 해석할 수 있는 객관적인 절차를 제공하게 된다.
대형 건설 공사, 토목 공사 및 지반 분석을 위한 지반조사에서 물리탐사를 적용하여 지반 정보에 대한 방대한 양의 데이터를 획득하고 있으나, 체계적으로 관리되지 못하여 한시적으로만 사용되고 있다. 이와 같은 문제에 대한 대안으로 본 연구에서는 GIS를 이용한 물리탐사자료 관리시스템을 개발함으로써 자료의 효율적 관리와 사용자의 자료 접근 용이성을 도모하고자 하였다. 물리탐사자료 관리시스템을 실무에 이용하면 자료의 체계적 관리와 표준화가 가능할 뿐만 아니라 자료의 중복 구축을 피하고 인터넷 등을 통한 자료의 공유가 가능해짐에 따라 지표 및 지하공간을 효과적으로 개발하고 보전할 수 있는 기초 자료 제공이 가능할 것으로 기대된다.
창원시 대산면 갈전리의 강변여과수 취수지역의 8개의 시추공의 시추지료로부터 파악된 지하지질과 물리탐사자료를 비교하여 둘 간의 연관성을 검토하였다. 본 연구에서는 이미 얻어진 시추공 자료와 비교ㆍ검토하기 위하여 지구물리탐사를 실시하였다. 수행된 지구물리탐사는 쌍극자배열 전기비저항 수평탐사, 슐럼버져법배열 전기비저항 수직탐사, 지하투과레이다탐사이다. 전기비저항 수평탐사에 의하면 저비저항치의 두께는 낙동강변에 가까울수록 두꺼워지는 경향성을 보이고 있다. 전기비저항 수직탐사 결과는 시추자료와 비교적 잘 일치하고 있으며 지표로부터 세립질 모래층, 중립질 모래층, 세립질 모래층의 구분이 수직탐사 결과에서 잘 나타나고 있다. 또한 GPR탐사와 전기비저항 수직탐사 결과에 의하면, 지하수면은 6m 부근에 위치하고 있음을 알 수 있다.
본 연구는 2003년부터 2004년에 걸쳐 대한광업진흥공사에서 수행한 지하수기초조사의 사업지역인 경남 밀양 및 경기 포천의 지역별 충적층 두께 분포 특성을 파악하기 위하여 전기비저항 수직탐사(슐럼버져 배열)에 의해 획득된 충적층 심도 자료에 대하여 지구통계학적 기법인 정규크리깅을 적용하였다. 물리탐사 자료의 적용성 검증을 위하여 물리탐사 자료와 시추공 자료의 상관성분석을 실시하였다. 정규크리깅에 의해 충적층 분포를 이미지화한 결과, 지형이나 유역에 따라 충적층 심도분포가 합리적으로 묘사된 것으로 나타났으며, 따라서, 충적층 심도 분포 파악에 있어서 전기비저항 수직 탐사 자료에 의해서도 만족할만한 수준의 결과를 얻는 것이 가능한 것으로 판단된다.
유도분극 탐사와 전기비저항 탐사는 자료획득이 유사하며, 대부분의 전기비저항 탐사 시스템에는 시간영역 유도분극 탐사 기능이 함께 탑재되어 있다. 또한 시간영역 유도분극 탐사 자료에는 전기비저항 자료가 내포되어 있다. 따라서 유도분극 탐사와 전기비저항 탐사와는 불가분의 관계가 있으며, 유도분극 자료의 역산도 전기비저항 탐사 자료의 역산에 근거한 2단계 역산법이 적용되고 있다. 그러나 유도분극 탐사는 효과적인 해석법의 부재로 인하여 전기비저항 탐사에 비하여 널리 적용되지 못하고 있다. 이 연구에서는 수치 모델링 및 역산실험을 통하여 시간영역 유도분극 자료의 역산해석에 사용되는 역 사상법의 문제점을 분석하였다. 또한 역 사상법 적용시 문제가 되는 역산잡음을 효과적으로 억제할 수 있는 수정된 역 사상법을 제시하였다. 마지막으로 수치자료에 대한 역산실험을 통하여 개발된 역 사상법의 효과를 검증하였다.
사용후핵연료 심층처분 부지조사는 그 중요성과 특수성을 고려할 때, 터널, 교량 등과 같은 일반적인 지반조사와는 달리 높은 수준의 품질관리가 요구된다. 본 논문에서는 단계별 부지조사에 적용할 물리탐사 기법을 선정하고, 탐사방법별 물리탐사 수행지침서를 작성한 사례를 소개하고자 한다. 물리탐사 수행지침서는 탐사계획, 자료획득, 자료처리 및 해석의 수행 절차와 고려사항 및 품질관리에 대한 내용이 포함되어 있으며, 이 중 항공전자탐사와 탄성파 반사법탐사 내용을 간략히 정리하였다.
매장량의 평가에 직접적인 정보를 제공해주는 저류층 변수들인 공극률과 유체포화율은 물리탐사방법을 통해 직접적으로 획득이 가능한 탄성파 속도나 전기비저항의 물성값을 암석물리모델 구성법에 적용하여 추정이 가능하다. 따라서, 정확한 저류층 변수들의 추정을 위해서는 우선적으로 정확한 속도나 전기비저항과 같은 물성값들의 추정이 필요하다. 이종의 물리탐사자료를 이용한 복합역산은 단일 물리탐사자료를 이용한 역산과 비교시, 역산의 불확실성을 줄일 수 있고, 두 탐사자료의 장점을 함께 이용할 수 있기 때문에 단일물리탐사자료에 비하여 보다 신뢰성있는 물성정보를 추정할 수 있다. 이 연구에서는 효율적인 공극률과 유체포화율의 분포를 추정하기 위하여, 탄성파탐사자료와 전자탐사자료의 복합역산을 통해서 지하의 속도 정보와 전기비저항 정보를 획득한 뒤, 이 두 물성을 모두 이용하여 암석물리모델을 구성하는 과정이 포함 된 격자탐색법(grid-search)을 제안하였다. 오일저류층 모델의 합성자료에 적용한 결과, 보다 신뢰성 있는 저류층 변수들을 추정하였으며, 이는 오일저류층의 정확한 매장 위치 추정과, 매장량 계산에 보다 정확한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다.
본 논문에서는 현장에서 획득한 2차원 탄성파 탐사 자료를 처리하는 시스템을 제안한다. 일반적으로 탐사 자료는 매우 방대하여 효율적인 자료 처리 및 관리 시스템은 필수적이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 모듈의 처리 과정에서 QC(Quality of Control)를 쉽게 하기 위해 윈도우 기반 GUI 환경을 제공할 뿐만 아니라, 모듈의 처리 흐름과 파라미터를 저장할 수 있는 템플릿 개념을 소개한다. 또한 객체 지향 개념을 도입하여 모듈들의 삽입, 삭제가 용이한 장점을 가지고 있다. 개발 환경은 MFC를 바탕으로 Windows 운영체제에서 개발되었다. 본 논문에서 개발된 시스템은 탄성파를 이용한 지반 조사에 효율적으로 사용될 수 있다고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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