본 연구에서는 LANDSAT 8호, KOMPSAT 2호 위성영상과 1/25,000 수치지형도를 기반으로 작성된 음영기복도를 이용하여 2007년 1월 20일 오대산 지역에서 발생한 약 4.8의 중규모 지진과 선구조선의 관계를 분석하였다. 대부분의 선행연구는 지체구조와 관련된 선구조선 분석 연구를 하였으며, 주로 2차원의 위성영상과 음영기복도를 활용하였기에 지형의 기복 등에 대한 판독이 어려워 선구조선 추출이 제한적이었다. 본 연구에서는 이를 보완하기 위해 수치표고모델(Digital Elevation Model; DEM)을 기반으로 작성한 3차원 입체 영상과 수계망 분석을 통해 지형의 기복, 수계의 연결성 등을 판독해 선구조선을 추출하여, 2차원 영상에서 나타나는 시각적인 판독에 의한 오류를 최소화한 선구조선 판독도를 작성하였다. 또한 진앙에 대한 선구조선의 통계 요소별 밀도를 추정하기 위해 spline 내삽법을 이용하여 선구조선의 빈도, 교차점, 길이에 대한 밀도를 계산하였다. 그리고 진앙에서의 선구조선 밀도가 얼마나 밀집되어 있는지 정량적으로 표현하기 위하여 각 격자 내의 선구조선 밀도에 대해 최대 선구조선 밀도로 나누는 상대밀도 값(Value of the Relative Density; VRD)을 계산하는 알고리즘을 개발하여 밀도도(density map)를 작성하였다. 각 영상의 진앙에서의 VRD는 최소 약 0.60에서 최대 약 0.90으로 나타났지만, 각 영상별 광원의 고도각과 방위각이 차이가 있어 영상별 VRD보다 통계 요소별 VRD의 평균치를 사용하였다. 그 결과, 빈도의 평균 VRD는 약 0.85로 교차점과 길이의 평균 VRD보다 약 21% 높게 나타나, 선구조선의 빈도 요소가 진앙의 위치와의 관계가 가장 밀접함을 확인하였다. 이와 같이 3차원 영상의 선구조선 추출을 통한 밀도 분석 기술은 향후 지진 발생 가능 지역 분석에 기초자료로써의 의미가 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 기상청에서 지진의 계기관측이 시작된 1978년부터 2016년까지, 규모 2.0~2.5사이의 소규모 지진이 6회 발생한 경상남도 거창군 일원지역을 대상으로 수치표고모델을 이용한 3차원의 LANDSAT 8호 위성영상과 음영기복도로부터 선구조선을 추출하여 선구조선과 진앙(지진발생위치)간의 상관관계를 분석하였다. 선구조선의 통계분석 방법으로는 직각격자에 의한 단절현상 문제점을 완화하고 선구조선의 공간적 분포를 정확히 표현해줄 수 있는 육각격자 모양과, 격자크기에 따라 변화하는 밀도 값이 안정되는 지점의 격자크기를 사용하여 핫스팟 분석을 수행하였다. 핫스팟 분석방법은 선구조선이 집단화되어 나타나는 지역을 통계적으로 파악할 수 있기 때문에, 선구조선의 각 통계요소별(빈도, 교차점, 길이)로 도출되는 Z score를 통해 선구조선 밀집지역을 확인하였다. 또한 연산된 선구조선의 밀도와 진앙간의 상관성을 분석하기 위해 진앙에서의 Z score를 표준정규분포 상에 나타내어 선구조선의 밀도가 통계적으로 의미 있는 수준인지를 확인하였다. 그 결과, 6개의 진앙에서 3개 종류의 통계요소로 기록된 총 18개의 Z score 중 약 83%에 달하는 15개 값이 1.65 이상으로 나타났다. 이는 표준정규분포 상에서 95% 이상의 높은 밀도 값을 의미하여, 진앙이 선구조선 고밀도지역에 위치함을 알 수 있었다. 특히 선구조선 빈도는 모든 진앙에서, 교차점은 하나의 진앙을 제외한 나머지 진앙에서 밀도 값이 표준정규분포 상 95% 이상을 나타내어, 선구조선의 빈도와 교차점 밀도가 진앙과 높은 상관성이 있음을 확인하였다. 선구조선의 밀도 분포를 정확하게 표현하고, 진앙과의 상관관계를 분석한 본 연구는 잠재적인 지진발생 위험 지역을 추출하기 위한 기초연구로써 의미가 있다. 그러나 상기와 같은 결과를 조금 더 명확하게 하기 위해서는 지진의 발생빈도가 많고 더 광역적인 지역을 대상으로 한 추가적 연구의 필요성이 있다고 사료된다.
현장 지표지질조사 수행 전에 지질구조를 사전 파악하기 위해 일반적으로 항공사진과 위성영상자료가 이용되는데, 이는 사전 및 시 공 중 현장 조사의 효율을 극대화하기 위한 방안이다. 화성암, 퇴적암 및 변성암이 인접하여 노출되는 안동지역의 항공사진에서 추출한 847개 선구조선의 방향성과 현장 지표지질조사에서 측정한 1,940개 불연속면의 방향성을 분석한 결과, 방위는 어느 정도 상관성을 보이나, 선구조선의 방향성은 암반의 종류와 불연속면의 종류에 따라 다른 양상을 나타낸다. 즉, 지표지질조사에서의 불연속면은 항공사진에서 선구조선으로 판독되지 않는 것들도 존재하기 때문에 암반의 종류와 불연속면의 종류별 선구조선의 방향 분석이 요구된다. 따라서 불연속면의 영향을 크게 받는 터널, 사면 등 지반구조물의 합리적인 건설을 위하여서는 항공사진 분석과 동시에 현장 지표지질조사에서 암반의 종류 및 불연속면의 종류에 따른 불연속면의 방향성 측정이 필요하다.
1997년 경주에서 발생한 지진(M=4.3)에 대하여 남한의 300여 지역,2200여명에 대한 설문조사, 현장조사를 통해 진도를 평가하고 선구조선, 단층형태 및 피해지역과의 관계, 진도 감쇠특성 등을 평가하였다. 등진 도도선의 패턴은 거의 구형에 가까워 특정 지질구조선을 반영한다고 보기어려우나 경상분지 남서부를 제외한 전 분지가 진도 V이상의 범위에 포함된다. 진도 VII인 지역은 진앙의 서쪽 약 1.5Km에 위치한 양산단층에 인접한 충적층을 따라 길이 약 9Km, 폭 1-3Km의 긴 대상분포를 나타내다. 이 지역은 강한 지진동과 함께 동상 외벽이 떨어지고, 건물 및 주택 벽면의 균열, 담의 균열과 무너짐, 지붕의 기와가 흩어짐, 교각 상판의 고정볼트의 부러짐 등 피해가 발생하였다. 진앙지 일대의 선구조선의 분포는 거의 N-S,NNE방향이 우세하게 나타나며, 선구조선, 단층면해와 주피해지역의 분포를 고려할때 경주지진은 양산단층을 따라 주향이동 단층운동에 의해 발생한 규모 5.0내외 지진의 평균적인 감쇠 경향과 유사하며 거리(R)에 따른 진도감쇠(I)는 $I{\;}={\;}I_o{\;}+{\;}0.3461{\;}-{\;}0.3274{\;}{\times}{\;}1nR{\;}-{\;}0.086{\;}{\times}{\;}R$으로 나타내어 진다.
지질학적 선구조선에 관한 특성은 일반적인 지질작용, 광물탐사 또는 자연재해 예측과 관련된 자료의 해석 및 분석단계에서 중요한 역할을 한다. 그러나 지질조사에 의하여 드러난 선 구조와 위성자료로 부터 정량적으로 판독된 선구조정보는 이들 자료 각각의 고유한 유용성을 가 지고 있으면서도 여러가지 이유로 인하여 실질적인 차이를 보이는 경우가 많다. 본 연구에서는 선구조와 연관된 위성영상자료의 효과적인 지질학적 활용으로서의 자료통합문제를 해결하고자 퍼 지집합연산방법을 실제 사례연구를 통하여 고찰하고자 하였다. 실제 응용으로서, 호명지질도 (1:50,000)가 포함하는 지역과 같은 지역의 Landset TM 자료를 이용하였고, 자료 통합과정에서는 지질도상에 있는 선구조선, 위성자료로 부터 도출한 선구조선 및 자유 배수 양상과 같은 자료는 시험적으로 이용하였다. 자료 통합단계에서는 각각의 자료에 있는 영상요소에 대하여 백분위수계 념을 응용한 퍼지소속함수를 정의한 뒤, 퍼지 산술합연산과정을 실시되었다. 비록 현재까지의 결 과로 본 방법의 유용성에 관한 일반적인 결론을 얻기에는 다소 미흡하지만, 본 사례연구지역의 경우에는 통합된 정보에서 다른 분석방법과는 구별되는 비교적 의미있는 새로운 선구조관련 지질 정보가 내포되어 있는 것으로 판단된다. 결론적으로 본 통합방법은 앞으로 본다 많은 기초 및 관 련 연구를 통하여 결정판단 보조자료를 얻기 위한 효과적인 공간사고방법으로 간주 될 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구는 최근 2005년 1월부터 2010년 5월까지 발생한 한반도 중서부지역(36-37.8$^{\circ}N$, 126-128$^{\circ}E$)의 내륙 지진중 규모 2.2 이상의 17개 지진에 대한 단층운동의 해를 구하여 분석하였다. 본 연구를 통해 각 지진의 진앙을 재결정하고, 이를 기상청의 진앙자료와 비교한 결과 대부분 $0.03^{\circ}$ 이내로 대체적으로 유사한 값을 보인다. 진원기구해는 P파 초동극성을 이용하는 방법과 SH파의 극성 및 SH/P 진폭비를 추가하는 방법으로 구하였다. 대부분 주향이동 운동 혹은 주향이동성분이 포함된 사교단층 운동의 특징을 보이며, 주응력장의 P축은 동북동-서남서 혹은 동서 방향이 우세하게 나타난다. 진원기구해는 주로 북북동-남남서와 서북서-동남동 방향의 단층면 혹은 단층보조면을 보이는데, 이는 지표 주구조선의 전반적인 방향과 잘 일치한다. 따라서 진앙이 지표 선구조선과 잘 일치하지 않는다고 하더라도 소규모적으로 지표에 나타나지 않는 이 방향의 지각의 약대를 따라 활성화 했을 가능성이 크다. 또한 경기육괴와 옥천대의 지체구조구에 따른 응력장이나 단층면해의 차이는 나타나지 않으며, 전반적인 한반도의 응력장 분포와도 일치한다.
금정터널 굴착 공사의 실시 설계를 위하여 굴착시 발생하게될 터널내로의 지하수 유출과 관련된 수리지질학적 특성을 연구하였다. 단열들에 대한 정보를 얻기 위하여 지표지질조사 및 지질구조조사를 실시하였다. 연구지역의 투수성을 파악하기 위하여 토양의 물리적, 공학적 특성을 규명하였고, 또한 정압주입시험을 실시하였다. 선구조선의 우세방향은 북북동-남남서 방향으로 동래단층 및 동래단층과 관련된 단층군들이 포함된다. 토양시료의 시험결과, 산정된 수리전도도는 2.l9E-05 m/sec ~ 2.11E-04 m/sec 로서 투수성이 빠름 ~ 매우 빠른 범위 값을 갖는 것으로 나타났다. 주입시험에 의해 산정된 수리전도도는 2.28E-10 m/sec ~ 1.49E-06 m/sec 로서 최대값과 최소값은 4 차수(four order)의 차이를 보였다.
암반의 불연속면과 선구조의 분포성을 상호 분석하고 대비한 결과 선구조선의 발달이 절리와 성인적으로 상관성이 있고, 시추코어를 대상으로 측정된 불연속면의 간격은 1~20 cm이며 단층작용과 관련된 단층각력을 함유하는 단열대가 발달하는 유문암체에서 절리간격이 가장 조밀하게 나타난다. $Nb/Y-Zr/TiO_2$ 성분도에서 본 역의 화산암류는 비알카리 계열의 응회암, 유문암, 현무암에 해당된다. Hf/3-Th-Nb/16 삼각도에 의하면 destructive plate-margin basalt와 이들의 분화물에 속하며 Rb/Zr-Nb 성분도에 의하면 화산암의 생성 환경은 normal continental arc에 해당된다. 대부분의 LREE가 아주 부화되고 HREE는 결핍되는 패턴을 보인다. K/Ar 방법으로 측정한 연대는 중성 화산암이 55.3 Ma, 응회암은 77.25~91.22 Ma, 유문암은 63.16~64.39 Ma, 결정질응회암은 54.49 Ma이다.
대부분의 급경사지의 붕괴는 지형적으로 불안정한 지역에서 발생한다. 백두산은 전형적인 산악 지역으로 잠재적 폭발 가능성을 지닌 활화산으로 알려져 있다. 본 연구에서는 백두산지역의 수치고도모형을 이용하여 지형요소와 선구조선 분석을 통해 재해 위험도를 작성하였다. 취약도 분석에 사용되는 요소는 지형으로부터 산정된 방위도, 경사도, 상부사면기여면적, 접선구배곡률, 윤곽구배 곡률, 습윤지수의 분포를 이용하였다. 더불어 선구조의 선밀도도를 작성하여 재해 위험도를 평가하는데 이용하였다. 지형요소를 이용한 백두산지역의 재해위험도 분석 결과 남쪽 내지 남서부 지역의 재해 위험도가 4-5등급으로 높게 나타나고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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