• 지구물리와물리탐사
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• 제27권1호
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• pp.23-36
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• 2024

이 논문에서는 중력, 자력, 및 탄성파 자료를 이용하여 한일공동개발구역(Korea-Japan Joint Development Zone, JDZ)의 구조를 분석했다. 중력과 자력 자료를 분석한 결과 제주 분지 일원에서 낮은 중력 및 자력 이상을 보이는 영역이 확인되었다. 또한, 분지 경계를 확인하기 위하여 부게 이상 자료에 총수평 기울기(total horizontal gradients)를, 그리고 총자기 이상 자료에 어넬리틱 시그널(analytic signal)을 적용한 결과 분지 경계를 확인할 수 있었다. 높은 대자율을 보이는 타이완-신지 벨트는 북동-남서 방향으로 JDZ의 중심을 가로지르고 있으며 관입암체로 추정되는 암상들이 JDZ에 산발적으로 나타난다. 3차원 자력 및 중력 역산 결과는 대자율과 밀도의 높은 상관 관계를 보였다. 제주 분지와 호 분지에서 낮은 밀도 분포를 나타내며 타이완-신지 벨트에서는 높은 대자율 분포를 보여준다. 제주 분지 일원 측선에서 밀도 단면도와 탄성파 단면도를 비교한 결과 높은 밀도는 화성 활동에 의한 암상(sill), 지루(horst), 기반암 상승부와 연관 있으며 낮은 밀도는 기반암이 함몰된 지구(graben)과 연관된 것으로 해석된다. 이 결과는 탄성파 자료와 중자력 자료를 활용한 융합 해석법이 JDZ 일원의 지하구조 특성을 효과적으로 파악할 수 있음을 제시한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.100-113
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• 2017

유도분극(induced polarization; IP) 탐사는 분극 현상으로 인해 매질에서 발생하는 과전압을 측정하는 전기전자 탐사법으로 주로 금속 광상을 찾을 때 사용되었으나 장비의 발전에 힘입어 최근에는 지하수, 환경 오염, 지반 등 여러 분야에서 다양하게 활용되고 있다. IP 탐사에는 충전율을 측정하는 시간영역 IP 탐사, 진동수 효과를 측정하는 진동수영역 IP 탐사, 그리고 복소수 전기비저항을 측정하는 복소 전기비저항 탐사와 광대역 IP (spectral IP; SIP) 탐사 등이 있다. 또한, 최근에는 전극 형태의 측정 방법의 단점을 보완하기 위해 전자기 유도에 기초한 IP 법도 개발되어 지속적으로 연구가 진행되고 있다. 다양한 IP 탐사법에 대한 체계적인 이해를 돕기 위해 이 논문에서는 1) 송신원 형태와 측정 자료를 기준으로 IP 탐사법을 분류하고 이들에 대한 개념 정리와 함께 2) 각 탐사법의 수치 모델링 및 역산 알고리듬 발전 과정을 자세히 기술하고 3) 마지막으로 IP 탐사의 다양한 현장 활용 사례를 소개하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권1호
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• pp.33-38
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• 2012

전기비저항 탐사는 자동측정과 정밀한 자료 획득이 가능해 지면서 토목 및 환경문제 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이에 따라 시간에 따른 지하의 변화를 정밀하게 파악할 수 있는 전기비저항 모니터링 기법이 도입되면서 시간경과 모니터링 자료의 보다 정확한 모델링 기법과 역산 기법의 개발이 요구된다. 여기서는 3차원 전기비저항 모델링으로 요소의 변형을 통해 임의 형상의 이상체 및 복잡한 지형의 굴곡을 표현하기 쉬운 유한요소법을 사용하였다. 유한요소법에서 선형요소(1차 요소)는 시스템 방정식의 구성이 간단하고 대역폭이 좁다는 장점이 있다. 하지만 선형요소는 요소 또는 절점의 수에 따라 해의 수렴속도가 느리며 또한 정확성에 한계가 있다. 일반적으로 유한요소법에서 해의 정확성을 높이기 위해 고차요소를 사용한다. 본 논문에서는 고차의 Serendipity 요소를 사용하는 3차원 전기비저항 모델링 프로그램을 개발하였다. 선형요소법과 Serendipity 요소법의 비교를 위해 직육면체의 이상체 모델에 적용하였을 때, 선형요소법의 결과에 비해 Serendipity 요소를 사용하는 3차원 전기비저항 모델링의 결과에서 보다 정확하게 나타나는 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.229-237
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• 2023

도심지에서 화약, 기계적 진동 등의 인공 송신원을 이용할 경우 진동 및 소음으로 인한 민원발생으로 탄성파탐사에 어려움이 있다. 인공 송신원의 대안으로 교통차량의 진동에 의해 발생하는 표면파를 이용하여 도심 지하 천부의 물성을 파악할 수 있다. 그러나 교통차량 진동은 일정 속도로 연속적으로 이동하는 평면파의 형태를 하고 있어, 기존의 표면파 처리 및 역산 기법을 적용하기 위해서는 탄성파 간섭법을 적용하여 교통차량 진동 자료를 점-송신원 형태의 가상공통송신원모음으로 변환시켜야 한다. 본 연구에서는 교통차량 진동 자료에 다양한 탄성파 간섭법을 적용하고, 타우-피 및 주파수-파수 영역에서 그 결과를 비교하여 최적의 탄성파 간섭법을 도출하였다. 또한, 다양한 방향의 수진기 배열로 취득된 자료들에 대해 탄성파 간섭법을 적용하고, 그 결과들을 비교 및 분석하여 탐사에 가장 적합한 수진기 배열 방향을 도출하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.291-298
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• 2006

전기비저항 탐사법은 저수지 누수구간 탐지에 매우 효과적이고 실질적인 물리탐사법이다. 일반적으로 저수지 제체의 마루에서 수행되는 전기비저항 탐사는 저수지가 2차원 구조를 갖고 있다고 가정한다. 하지만 저수지 제체에서 수행되는 전기비저항 탐사 자료는 저수지의 3차원 지형에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 유한요소법을 사용하는 3차원 전기비저항탐사 모델링 프로그램을 통하여 저수지의 3차원 구조가 전기비저항 탐사자료에 미치는 영향을 평가하였다. 제체의 상류사면, 상류쪽 마루, 마루중앙, 하류쪽 마루와 하류사면에 위치한 측선에서 얻어진 전기비저항 탐사자료를 비교하였다. 3차원 효과는 측선의 위치에 따라 서로 다른 양상을 보였으며, 측선이 하류사면 쪽에 위치할 경우 그 영향이 더 크게 나타났다. 또한 지형효과보다는 저수지를 구성하는 요소들의 전기비저항 값이 전기비저항 탐사자료에 더 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 마지막으로 누수구간이 존재하는 제체에 대한 3차원 모델링 자료에 대하여 2.5차원 역산을 수행하여 2차원 전기비저항 탐사법을 이용한 누수구간 탐지의 가능성을 분석하였다.

• 자원환경지질
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• 제30권2호
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• pp.137-142
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• 1997

호주 남부 부룩캉가지역의 폐광된 황철석광산의 광미댐 (Tailings Dam)에서는 광미와 지하수의 반응으로 황산이 형성, 배출되어 주변의 토양, 하천 및 지하수를 오염시키고 있다. 이와 같은 산성 폐수에 의한 환경오염 확산 방지를 위해서는 광미댐을 통하여 흐르는 지하수의 흐름경로를 파악하고 이를 감소시키는 노력이 필요하다. 본 논문에서는 지하수면 깊이의 변화를 파악하고 이를 통하여 지하수의 주 흐름경로를 확인하기 위하여 기존 유용광물 탐사에 주로 사용된 물리탐사방법들이 사용되었다. 본 연구에서 물리탐사방법으로는 시간영역 전자탐사 (TEM), DC 전기비저항탐사 그리고 자연전위 (SP)탐사법들이 사용되었다. SP법에 의하여 측정된 자연전위들은 매우 작았으며, SP자료해석만으로 주 지하수흐름의 경로규명이 어려웠다 TEM과 DC전기비저항 자료해석을 통하여 지하수면의 깊이를 정확하게 결정할 수 있었으며, DC 전기비저항법은 주로 10m내의 천부 대수층 구분에 유용한 반면에 TEM법은 성부구조 결정에 더욱 좋은 분해능을 보였다 TEM과 DC탐사자료들의 복합역산 (Joint Inversion)은 각각의 역산 (Inversion)보다 정확한 지전기적 (Geoelectric) 단면도를 제공하였으며, 물리탐사에 의하여 결정된 지하수면 깊이들은 각 측점에 설치된 관측공에서 피에조미터 (piezometer)에 의하여 측정된 지하수 수위와 거의 일치하였다. 모든 TEM 및 DC탐사 자료해석을 통하여 산출된 지하수 수위도는 탐사지역의 남동부에서 약 1m의 가장 얄은 수위를 나타나며, 반면에 가장 깊은 심도 (약 17 m)의 지하수 수위는 탐사지역의 북서부에서 위치하였다. 또한, TEM 및 DC탐사 자료해석에 의하여 산출된 탐사지역내의 대수층의 전기비저항 분포도에서는 높은 전기전도도의 대수층은 광미댐의 북동부에 존재하며, 가장 낮은 전기전도도를 갖는 대수층은 댐의 남동부에 분포하였다. 이와 같은 결과들로부터 오염이 되지 않은 신선한 (전기비저항이 높은) 지하수 유입의 근원은 광미댐의 남동부에 있음을 시사한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.85-91
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• 2012

고유감쇠 분리를 위한 다중지연시간창(MLTW) 해석은 진원의 방사 형태에 크게 의존하여 제 1차 시간창의 분산이 매우 크다. 이를 보완하기 위하여 진원의 방위각에 따라 고르게 분포하는 많은 자료를 사용하여야 한다. 만일 진원함수를 알고 있는 자료를 이용하면 이용하면 이러한 오차를 줄이게 되어 적은 자료 및 방위각 분포에 상관없는 자료연구가 가능할 수 있다. Yoshimoto(2000)의 DSMC에 진원구조를 계산하는 알고리즘을 결합하여 MLTW 해석을 시도하였다. 진원함수를 고려한 MLTW법에서 같은 단층면해를 이용해야 하는 제약으로 최소자승을 이용할 수 있는 자료 수가 극히 제한된다. 따라서 진원구조 계산 알고리즘을 기존 다량의 자료를 이용하는 역산 방법에 적용하는 것이 불가능하다는 것을 확인하였다. 즉, 제1차 시간창의 분산이 줄어든 대신 완곡한 이론곡선을 구하기에는 자료가 턱없이 부족함을 확인하였다. 자료를 더 확보해야 한다는 일반적인 해결책 이외에, 새로운 제약조건을 부과하기 위한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1124-1131
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• 2011

본 논문에서는 MT(Microwave Tomography)를 사용한 유방암 진단용 영상 재구성 알고리즘에 관하여 연구하였다. 사용된 유방암 진단용 시스템은 16개의 송수신 안테나로 구성되어 있으며, 신호 파형은 900 MHz 정현파를 사용하였다. 2차원 역산란 문제를 풀기 위하여 포워드 계산 방법으로 2차원 시간 영역 유한 차분법과 최척화 알고리즘으로 LMA(Levenberg-Marquardt Algorithm)를 이용하였다. 실제 유방암 환자의 MRI(Magnetic Resonance Imaging)로부터 얻은 수치 팬텀을 활용하여 영상 복원을 한 결과 유방암의 위치를 정확히 탐지함을 확인하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.223-226
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• 2005

동일한 파원에서 발생된 P, SH, SV 파를 3성분 지오폰으로 동시에 기록하는 방법을 연구하기 위해서, 94 m의 측선을 따라 2 m 간격으로 설치한 수신점에서 기록된 24채널 자료를 512 ms동안 기록하였다. 원시자료의 수직성분에는 P파가 초동으로 뚜렷하게 나타나며, 측선방향과 수직한 수평성분은 P파가 약화된 반면 S파의 신호/잡음비가 향상된 모습을 보인다. 토모그래피 역산을 통해 계산된 P파 및 S파의 속도 토모그램을 이용하여 동포아송비의 2차원적 분포를 산출한 결과, 동포아송비는 $0.2{\~}0.3$의 범위로 분포하며, 이는 한번의 타격으로 P파 및 S파의 속도분포와 더불어 및 동포아송비의 2차원적 분포까지 획득할 수 있다는데 큰 의의가 있다고 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.129-136
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• 2017

파형 역산 또는 역시간 구조 보정과 같은 3차원 탄성파 자료 처리를 위해서는 3차원 파동 전파 모델링과 그에 따른 대량의 수치 계산이 필요하다. 본 연구에서는 3차원 주파수 영역 파동 전파 모델링을 이용해 제온 파이 가속기와 서버용 고성능 CPU의 성능 및 정확성을 비교하였다. 시간 영역 유한 차분법 알고리즘에 제온 파이의 특징을 고려하여 OpenMP 병렬 프로그래밍을 적용하였다. 주파수 영역 파동장을 얻기 위해서는 시간 영역 모델링과 동시에 푸리에 변환을 수행하였다. 3차원 SEG/EAGE 암염돔 속도 모델을 사용하여 주파수 영역 파동장을 생성한 결과, 제온 파이를 이용해 정확한 주파수 영역 파동장을 CPU 대비 1.44배 빠르게 얻을 수 있었다.