• 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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• 제11권1호
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• pp.68-77
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• 2008

2.5차원 전자탐사 적분방정식의 확장된 Born 근사해 또는 국소 비선형 근사에 기초하여 루프-루프 전자탐사 역산 알고리듬이 개발되었다 송수신 배열은 수평 동일면(HCP) 또는 수직 동일면(VCP) 방식이고, 다중 주파수 및 다중 송수신 간격을 포함할 수 있으며 PC에서 작동된다. 안정적이고 고해상도를 유지하는 역산이 가능하도록 변수분해 행렬과 Backus-Gilbert 분산 함수 분석을 통해 감도 분포의 함수로서의 공간적으로 변화하는 최적 Lagrange 곱수 결정 알고리듬을 포함하였다. HCP와 VCP 배열 자료가 지하 전기비저항 구조에 따라 서로 다른 감도를 가짐에 따라 동시 역산에서 안정성과 해상도에 영향을 미치게 되므로, 계산값과 측정값 차의 분산에 따라 가중치를 적용하는 방식을 도입하였다. 모델링 코드의 정확성은 통상적으로 루프-루프 전자탐사에서 사용하는 주파수 및 송수신 간격 범위에서 유한차분법에 의해 계산된 결과와의 비교를 통하여 증명되었다. 개발된 역산 알고리듬은 먼저 반무한 공간내 전도체 및 저항체가 포함된 모델에 대한 계산자료에 적용되어 성능이 입증되었다. 현장자료에 적용하고 그 결과 영상을 전기비저항 탐사자료에 대한 역산 결과와 비교하여, 의미있는 지하구조의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권3호
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• pp.191-196
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• 2004

탄성파 역산에는 고전적인 Gauss-Newton 방법이 주로 사용된다. 이 방법은 Jacobian을 직접 계산하여 거대한 크기의 Hessian 행렬을 만드는 것을 필요로 한다. Hessian 행렬의 구성은 몇 가지의 요소들에 의해 결정되는데, 음원과 수진기의 위치, 영상화 구역(image zone), 음원 파형의 형태 등 다양한 형태의 모델링에 영향을 미치는 요소에 따라서 다른 모습으로 나타난다. 이 논문에서는 Gauss-Newton 방법에 나타나는 거대한 Hessian 행렬을 조절함으로써 Marmousi 탄성파 모델 자료를 역산하고자 한다. 또한 근사 Hessian행렬의 대안으로 두 가지의 유사 Hessian행렬들을 제시하고자 한다. 하나는 유한 폭을 갖는 Hessian행렬이고 다른 하나는 자동안정함수(automatic gain function, AGC)를 이용한 Hessian 행렬이다. 작은 크기의 모델에 대한 수치결과로부터 몇 가지의 사실을 알 수 있다. 하나는 유한 폭을 갖는 Hessian 행렬을 이용하여 얻어진 한번 근사된 속도모델은 원래의 Hessian 행렬을 이용하여 얻은 결과와 매우 유사하다는 것이고, 둘째로 자동안정함수를 이용한 근사 Hessian 행렬의 안정성이 많이 개선된다는 것이다.

• 자원환경지질
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• 제49권3호
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• pp.225-242
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• 2016

암석 물리(rock physics)는 암석의 물성과 탄성파 자료의 정량적인 연결 고리로서 저류암 특성화와 모니터링 등에 적용되는 중요한 도구이다. 암석 물리를 기반으로 시추공 검층 자료로부터 공극 유체와 구성 성분이 다양한 암석의 성질을 대표하는 유효 탄성 계수(effective elastic constants)를 모델링하여 탄성파 자료에 적용함으로서 탄성파 자료전체에 대한 저류암 분포와 공극 유체를 유추할 수 있다. 본 보고에서는 먼저 Voigt, Reuss, Hashin-Shtrikman의 유효 탄성 계수 한계값과 Gassmann 방정식을 이용한 유체 치환에 대해서 설명한 후에 공극률이 비교적 높은 저류 사암에 널리 적용되는 접촉(contact) 암석 물리 모델들을 소개했다. 그리고 접촉 암석 물리 모델 중에서 분포 깊이가 어느 정도 일정하고 공극률이 비교적 높은 사암에 적합한 것으로 알려진 일정 교결량(constant-cement) 모델을 북해 유전의 검층 자료에 적용하여 암석 물리 견본(rock physics template)을 완성했다. 마지막으로 이 암석 물리 견본과 현장 2D 탄성파 자료의 중합전 역산 결과로부터 이 유전의 저류암과 덮개암, 공극 유체 분포를 예측해 보았다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권2호
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• pp.49-57
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• 2014

금산지역 항공 자력자료에 대하여 2차원 수치모델링 및 역산조합으로 구한 사전정보를 이용하는 3차원 자력역산을 수행하고 지질정보와 대비하여 함우라늄 층과 여타 옥천누층군 단위 암상에 대응하는 자기감수율의 공간적 분포특성을 고찰하였다. 체적당 자기감수율 분포 및 수평 슬라이스 시각화를 통해 흑색셰일형 함우라늄층인 흑색 점판암과 대응하는 자력이상 값은 우라늄 광화대와 전체적으로 양호한 상관관계를 보여주었다. 회색 혼펠스층 우라늄 광화대의 간접 지시자인 마전리층 및 암회색 점판암층 역시 석영반암 경계에서부터 동남쪽으로 발달하는 자력선구조 특성을 잘 보여주었다. 인접한 강한 자기감수율 이상을 보여주는 암회색 점판암과 분리하여 인지 가능한 함우라늄 흑색 점판암층의 최대 깊이는 고도 306m 기준으로 약 150m 안팎으로 판단하였다. 한편, 흑색 점판암층 남쪽의 마전리층은 다소 높은 자기감수율 분포를 보여주나 자기감수율의 공간적 변동이 심한 특징을 보이며 관입암인 주라기 화강암은 낮은 자기감수율 특성을 보여주는 반면, 백악기 화강암은 상대적으로 높은 자기감수율 특성을 나타내었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.286-301
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• 2008

해양과 인접한 지역에서 MT탐사 자료를 해석하는 경우, 해양은 심부 구조의 반응을 왜곡시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 해저면 MT탐사에서 해저 지형의 영향을 제거하는 지형보정 기법을 바탕으로, 반복적으로 해양효과를 보정하는 기법을 개발하였다. 제안된 기법은 우선 관측 MT 반응에서 주변 해양의 영향을 보정하고, 그 후 해양이 없는 모델공간에서 역산을 수행한다. 주변 해양과 지하구조와의 상호결합 때문에 이 과정은 반복적으로 수행되며, 보정 결과의 변화가 미미할 때 반복과정이 종료된다. 제안된 기법의 검증을 위해 해양을 포함하는 3차원 순산 모델링을 통하여 합성 자료를 생성하였고, 1차원 및 2차원 구조에서 보정기법을 적용하였다. 대체적으로 제안된 해양효과 보정 기법은 $2{\sim}3$회의 반복단계를 거친 후 해양이 없는 경우의 지하구조를 성공적으로 복원하였다. 실제 MT 자료와 유사한 자료를 획득하기 위해 1차원 구조로 잘 알려져 있는 제주도에 대한 3차원 모델링을 수행하여 유사 현장 자료를 생성하였다. 제주도 모델의 경우, 해양효과는 약 1 Hz 이하에서 나타나기 시작하였으며 측선의 위치 때문에 해안선과 수직한 전기장 성분에서 상대 적으로 왜곡이 심하게 나타났다. 이러한 왜곡은 3회의 해양효과 보정과정을 통해 성공적으로 제거되었으며, 1차원 및 2 차원 역산은 모델링 시 가정한 제주도의 지하구조를 성공적으로 복원하였다.

• 지구물리
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• 제3권4호
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• pp.235-244
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• 2000

급속도로 확산되고있는 인터넷 망을 이용하여 중력 자력 자료의 제 처리 및 순산 역산 모델링 과정을 서버/클라이언트(server/client) 모델과 데이터베이스 구축에 의한 자료처리기술 개발에 관한 기초연구를 하였다. 본 연구 모델에서는 최근 네트워크 환경에서 최고의 용이성이 인정되고 있는 자바(JAVA) 언어를 이용하여 구현하며, 소켓(socket) 방식과 자바 데이터베이스 연결(JDBC : Java Database Connectivity) 기술의 적용성을 논하였다. 또한 본 연구에서는 계산과정에서 가장 많은 시간을 요구하는 순산 및 역산 모델링에 병렬 처리 기술의 적용을 전제로 한다. 이를 위해 MPI(Message Passing Interface) 표준에 의한 알고리듬을 제시하고 이의 작동을 위한 컴퓨터 시스템의 제반 조건에 대해 논의하였다. MPI에 의한 병렬 처리 코드의 개발은 그 표준성이 인정되어 있으므로, 향후 유지 및 보수에 매우 용이할 것으로 기대된다. 인터넷 망에 기반한 처리 기술의 개발은 각종 보정 및 모델링 기술의 표준화를 통해 자료의 공유 및 데이터베이스화에 기초를 제공하게 될 것이며, 역산과 같이 많은 계산이 요구되는 기술에 대해 현장 혹은 해석 소프트웨어가 설치되지 않은 어느 장소에서도 이용이 가능하게 할 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.70-79
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• 2001

적분방정식법은 매우 강력한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이 방법은 이상체내의 전기장 계산시 대형 선형방정식의 해를 구해야 하므로 계산시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 특히 3차원 역산의 경우에는 이러한 적분방정식의 단점은 치명적이 될 수밖에 없다. 이상체내의 전기장을 1차장으로 가정하는 통상적인 Born 근사법은 계산이 용이하고 속도가 빠르다는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 이상체와 모암간의 전기전도도비가 너무 클 경우에는 정확성에 문제가 있다. 준선형, 준해석 및 확장된 Born 근사는 이상체내의 전기장 계산을 위한 적분방정식을 선형화한 방법으로 적분방정식법에 비하여 계산시간이 빠르고 통상의 Born 근사에 비해서는 정확성이 높은 매우 훌릉한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이들 또한 근본적으로 근사법에 해당되므로 정확성을 향상시킬 필요가 있다. 근사법의 정확성을 높이기 위한 방법으로 반복적 방법을 사용하는 급수 전개법이 동원되며, 이 방법에는 수정 Born 급수, 준선형 급수 및 준해석 급수 등이 있다. 이들 급수 전개법은 적분방정식법 및 여러 근사법과 비교해 볼 때 매우 정확하고 비교적 빠르며, 항상 수렴하여 그 효율성이 높은 것으로 나타났다. 또한 급수 전개법은 전산프로그램의 작성이 용이하다는 장점도 있다. 본 연구에서는 이를 확장된 Born 급수 전개법으로 화장하여 보다 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 확장된 Born 급수법을 포함하는 각종 급수 전개법은 향후 3차원 전자탐사 모델링 및 역산에 적용 가능한 빠르고 정확한 모델링 기법으로 기대된다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2002년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.195-199
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• 2002

SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상은 경사촬영을 수행하므로 지형의 기복에 따른 영향을 많이 받는다. 따라서 SAR영상을 이용하여 여러 가지 정보들을 추출하여 이용하기 위해서는 전처리 과정으로서 지형의 기복에 따른 여러 가지 왜곡들을 보정해야 한다. 이에 본 연구에서는 RADARSAT SAR 영상을 이용하여 궤도모델링, 정사보정을 수행하고 역산란계수, 국부입사각 계산 등을 통해 지형기복에 따른 방사왜곡보정을 수행하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.250-262
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• 2008

금속광산탐사에서 많이 이용되는 물리탐사 방법 중의 하나인 쌍극자-쌍극자 배열 전기비저항탐사의 실제 광산탐사에 대한 적용성을 평가하기 위하여 단순화된 광상구조에 대하여 현장자료 시뮬레이션 및 역산해석을 수행하였다. 실제 광상모형으로는 국내 여러 금속광상 중에서 가장 분포 빈도가 높은 맥상광상을 대상으로 하였다. 국내 맥상광상의 맥폭이 대부분 수십 cm에서 2m이내라는 점에 기초하여 맥폭을 변화시키고, 광맥의 물성을 변화시켰으며, 쌍극자-쌍극자 배열 전기비저항탐사의 전극간격은 40m로 가정하였다. 맥폭이 1m 이하일 경우 주변암과 광맥의 전기적 물성차가 300배 이상 되는 경우에도 저비저항대가 나타나지 않았다. 맥폭이 커질수록 그리고 비저항의 차가 클수록 저비저항대가 뚜렷하게 나타났으나, 넓은 전극간격과 역산에 이용된 셀 크기가 심부로 갈수록 커져서 대체로 저 비저항대의 폭이 과장되게 나타났고, 깊이 또한 실제 깊이보다 깊게 나타났다. 실제 천열수광상 모형을 가정하고 현재 가행 중인 광산에서 측정한 전기비저항을 근거로 하여 현장자료 시뮬레이션 및 역산을 수행한 결과 광맥의 전기비저항 값이 높은 경우에도 광맥에 의한 영향이 잘 나타나지 않는다는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 구조지질학적으로 광맥에 수반되는 열수변질대가 전기비저항탐사 자료에서 이상대로 포착되므로 천열수 광산의 경우 이러한 주변 열수변질대를 탐사대상으로 선정하는 것이 바람직하다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때 광맥이 지하 깊은 곳에 존재하며 광맥과 주변암과의 전기적 물성차가 크지 않은 경우, 일반적으로 수행되는 지표면 전기비저항탐사로는 광맥의 존재여부조차 파악할 수 없는 경우가 있으며, 저비저항대가 나타난다 하더라도 실제 구조와 다른 과장된 양상으로 나타난다는 것을 알 수 있었다. 이 연구에서 제시한 모델링 및 역산자료는 기본적이고 단순한 모형실험이지만 일선 현장 자료를 바탕으로 수행한 실험연구로서 향후 보다 다양한 모형에 대하여 모델링을 수행하고 표준 및 정량적 지침을 제시해 나간다면 현장 측선 설계나 탐사결과의 해석시에 유용한 지침으로 활용될 수 있을 것이다.