• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.9-14
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• 2006

자기쌍극자 모멘트의 깊이, 방향, 크기 등에 관한 평가는 자기탐사자료로부터 폭발물과 기타 자성체를 구분하는데 유용한 정보를 제공한다. 이러한 평가는 지질학적 잡음, 자기분산체, 주변 쌍극자기장 중첩 등의 이유로 방해를 받을 수 있다. 임의의 극성을 갖는 단일 혹은 다중 쌍극자 이상체의 효과적 계산을 위하여, 역산내부 필터 및 배경 자기장의 구배 평가를 포함하는 개선된 역산법을 개발하였다. 관측값들은 보간하여 격자화하였으며, 관측점으로부터 가장 가까운 계산점만을 사용하도록 표시하였다. 이러한 자료에 역산내부 필터를 적용하기 위하여는 빈간격 필터가 필요하다. 게다가 상당히 빈 곳이 많은 자료나 조사지 가장자리 및 구석 부분 자료들을 처리하기 위해서는 역산내부 필터를 수정하여야 한다. 이러한 목적으로 가장자리에 적용가능한 빈간격 구배제거 필터를 고안하고 시험하였다. 한국 속초의 청초호와 미국 매릴랜드의 육군 애벌딘 무기시험장에서 기록한 자기탐사자료에 적용한 결과를 소개한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.343-349
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• 2008

차량이 자력계를 끌면서 자기장을 측정하는 차량자력탐사시스템을 구성하였다. 이 때 측정된 벡터합으로서의 총자기장에는 차량 자체가 발생하는 자기장이 포함되어 있다. 이 자기장은 잡음으로 작용하므로, 이를 제거해야 한다. 이를 위하여, 차량을 한 지점에 세워 두고 주위에서 자기장을 측정한 것과 같은 효과를 내도록 상황을 설정하여 자기장을 측정하였다. 이렇게 한 경우, 측정 지역 내에 차량 외의 다른 이상체가 없다면, 지구자기장을 소거한 자기장은 모두 차량이 발생한 자기장이라고 여길 수 있다. 이처럼 차량이 발생한 것으로 여긴 자기장을 역산하여 차량이 가진 잔류자기와 유도 자기 각각에 대해서 자기모멘트의 크기와 방향을 추출하고자 하였는데, 그 결과는 성공이었다. 일단 잔류자기와 유도자기의 자기모멘트의 크기와 방향을 추출하고 나면, 그들에 의해서 특정한 지점에서 발생되는 자기장은 직접 계산된다. 이 결과는 앞으로 차량자력탐사시스템을 이용하여 자력탐사를 수행한 뒤 획득된 자료를 처리하는 과정에서 차량에 의한 잡음을 소거함에 이용될 수 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.141-151
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• 2006

차량이 자력계를 끌면서 자기장을 측정하는 자력탐사시스템에서 차량 자체가 발생하는 잡음으로서의 자기장을 제거하기 위한 실험을 하였다. 차량 자체의 잔류자기 및 유도자기를 추출하기 위하여, 먼저 자력계를 고정된 점에 두고 차량을 이동하면서 자기장을 측정하였고, 이 자료로부터 차량을 고정된 점에 두고 자력계를 이동하면서 측정한 자료로 만들었으며, 후자의 자료로부터 역산을 통하여 차량 자체의 잔류자기 및 유도자기를 계산하였다. 한편, 차량 자력탐사시스템으로 측정한 각 측점의 자료로부터, 역산으로부터 계산한 차량 자체의 잔류자기 및 유도자기에 의해 발생하는 잡음으로서의 영향을 벡터적으로 제거 즉, 보정하여 자력이상을 추출하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권1호
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• pp.43-53
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• 1999

전자탐사 수치모델링 및 역산은 복잡한 지하구조에 대한 전자기장의 정확한 거동양상 규명을 위한 기본적인 해석방법이다. 본 연구에서는 2.5차원 전자탐사 수치모델링 알고리즘을 유한요소법을 이용하여 구하였다. 이때 전기장과 자기장이 결합되어 표현되는 2.5차원 미분방정식을 정식화할 때 선형적 물성변화를 고려하는 유한요소 방정식을 도출, 제의하였다. 송신원의 영향이 큰 근거리장과 균질 반무한공간의 반응이 지배적인 원거리장 각각에 대하여 모델변수를 검토하고 이를 토대로 균질 반무한공간에서의 해석적인 해와 비교하여 봄으로써 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 수치 모형반응 알고리즘에 부합하는 수정된 블록역산모형을 고안하였으며 고립형 이상체에 대한 분해능을 살펴봄으로써 분산방정식으로 표현되는 전자탐사자료의 역해 가능성 및 한계를 고찰하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권2호
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• pp.95-103
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• 2014

MT 자료에서 3차원 전기비저항 구조와 정적효과를 동시에 구하기 위한 실용적인 역산법을 소개한다. 이 방법은 감도행렬이 필요한 Gauss-Newton법을 기반으로 하고 반복과정에서 Broyden의 방식으로 감도를 수정하는 것을 기본으로 하고 있다. 이 논문에서는 합성 MT 자료에 대한 역산실험을 통해 근사역산법의 성능과 정적효과에 대한 가중치에 대해 검토하였다. 해석적으로 구해지는 초기감도를 Broyden의 방식으로 수정하는 역산법은 초기감도를 끝까지 쓰는 역산법보다 자료오차를 줄이는데 효과적이었다. 그리고 완전한 감도행렬을 반복 중간에서 단 한번만 사용하는 근사역산법으로서는 반복 전반부에서 완전한 감도를 사용할 때 자료오차를 가장 많이 줄이는 것으로 나타났다. 정적효과에 대한 가중치는 어느 특정 한계값 이하로 선택하면 최종 자료오차에는 결정적인 영향을 주지 않는다. 합성 MT 자료에 대한 실험 결과 이 역산법은 정적효과가 포함된 MT 자료로부터 3차원 전기비저항 구조를 재현하는데 효과적임을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권3호
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• pp.155-160
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• 1998

확장된 Born 근사법을 사용하는 2.5차원 EM 모델링 알고리듬을 이용하여 2차원 역산에 근거한 EM 토모그래피 기법을 개발하였다. 역산법은 평활화 제한을 가한 감쇠최소자승법을 사용하였으며, 측정값은 2차 자기장의 수직성분으로 제한하였다. 적분방정식법에 근거한 3차원 EM 모델링 프로그램을 이용하여 단순한 형태를 갖는 모형에 대한 이론 자료를 계산하고, 이 자료를 측정값으로 EM 토모피래피 영상을 획득하였다. 거의 모든 경우에 EM 토모그래피 영상은 이상체의 위치는 비교적 정확히 추정하였으나, 전도도는 실제 값보다 상당히 낮게 추정하였다. 해상도 분석결과 수직해상도가 수평해상도에 비하여 월등히 뛰어난 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제27권2호
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• pp.129-143
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• 2024

자기지전류(magnetotelluric, MT) 탐사 시, 지표면 부근의 작은 불균질체가 존재할 경우 겉보기비저항이 주파수와 무관하게 이동하는 정적효과(static shift)가 발생한다고 알려져 있다. 이러한 정적효과가 자료에 포함되어 있으면 지하 구조 해석에 오류가 발생하기 때문에 정적효과에 의한 왜곡을 해결하기 위한 연구가 지난 수십년 동안 수행되어 왔다. 가장 대표적인 방법으로는 역산 전에 MT 자료에서 정적효과를 제거하기 위해 보정하는 방법이 있다. 이와 달리, 역산 과정에서 정적효과를 역산의 변수로 포함시켜 그 크기를 추정하거나 따로 정적효과를 추정하지 않고 역산 과정에서 보정을 수행하기도 한다. 이외에도 다른 물리탐사 기법을 통해 얻은 자료를 사용하여 MT 탐사 정적효과를 제거할 수 있다. 하지만 지금까지 연구된 보정법들은 1차원적인 정적인 반응에만 국한되어 있어 2차원이나 3차원의 자료를 역산하고 해석하는 데에는 여전히 한계가 있다. 이 논문에서는 지금까지 MT 자료에서 정적효과를 처리하는 여러 방법들에 대해 분석하여 향후 정적효과 관련 연구를 위한 기초를 제공하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.66-74
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• 2012

이 연구에서는 다양한 환경에서 인공송신원 해양전자탐사 자료의 정확한 해석을 위해 3차원 모델링 알고리듬을 개발하고, 복잡한 탄화수소자원 개발 환경에서 인공송신원 해양전자탐사의 적용 가능성을 파악하고자 암염에 인접한 저류층 모형을 구성하고 그 반응을 계산 및 분석하였다. 모델링 알고리듬은 유한차분법에 기초하고 있으며 이차 전기장 정식화를 도입함으로써 빠르고 정확한 반응 계산이 가능하도록 하였다. 이 알고리듬의 정확성은 2층구조 모형에 대해 해석해 및 기존의 3차원 모델링 알고리듬의 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 암염에 인접한 저류층 모형에서는 암염과 저류층 및 배경 매질의 경계에 존재하는 세 군데 송신원에 대한 전기장 및 자기장 반응을 파악하고, 배경매질의 반응으로 정규화한 전기장 및 자기장 반응도 분석하였다. 그 결과 세 군데 송신원에 대한 반응을 종합하면 정규화된 전자기장 반응으로부터 지하의 고비저항 이상체의 개수와 각각의 위치를 파악할 수 있었으며 탄성파탐사를 통해 암염의 구조가 사전 정보로 알려졌다면 저류층의 존재를 밝힐 수 있었다. 이 연구에서 개발한 알고리듬은 향후 다양한 환경에서 인공송신원 해양전자탐사 자료의 반응 분석은 물론 역산 알고리듬 개발에 유용할 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제27권3호
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• pp.181-195
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• 2024

이 해설 논문에서는 자기지전류(magnetotelluric; MT) 탐사에서의 정적효과가 지하 불균질체의 경계면에서 축적되는 전하 축적에 의해 발생하는 물리적 현상임을 설명하였다. 먼저 정적효과를 일으키는 물리적 현상에 대한 이해를 위해 정전유도와 경계면에서의 전하 축적의 차이에 대해 모식도를 이용해 설명하고 분석하였다. 그리고 적분방정식을 통해 지하에 있는 불균질체에 1차 전기장이 가해졌을 때, 전기전도도 경계면에서의 전하 축적에 의한 2차 전기장이 정적효과로 나타남을 명확히 하였다. 따라서 MT 탐사에서 1차원 층서구조나 2차원 TM (transverse magnetic) 모드의 경우를 제외하고 정적효과는 항상 존재하고 또한 그 용어와는 달리 '정적'이 아닌 주파수 의존적임을 보였다. 정적효과가 지하 불균질체에 의한 2차장임에도 MT 탐사의 역산에서 수식적으로 해결되지 않고 심부 구조의 해석에 장애 요인으로 작용하는 이유는 현장 탐사에서 피할 수 없는 '주파수 및 공간 영역에서의 과소 샘플링'이기 때문이다. 따라서 광대역 주파수와 전체 탐사 대상 면적에서의 연속 측정이 아닌 실제 MT 탐사를 고려할 때, 3차원 역산시에 정적효과를 전체 탐사 영역에서 정규분포를 갖는 변수로 가정하고 이를 역산의 제약 조건으로 포함하는 시도에 대해 알아보았다. 적분방정식 전자탐사 모델링의 이해를 돕기 위해 3차원 적분방정식의 유도, Green 텐서 및 산란전류의 수학적 분석을 부록에 자세히 서술하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.184-196
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• 2008

호주 Victoria주 Bendigo 북부 지역에서 심부 지질 구조를 조사하기 위하여 MT 탐사를 수행하였다. 이 탐사의 주 목적은 이 지역에 발달한 단층대의 연장 상황을 파악하는데 일차적으로 그 목적이 있다. 총 11일에 걸쳐 71개의 측점에서 MT시계열을 획득하였으며 이와 동시에 원거리기준점에서도 자료를 획득하여 자료 처리 및 해석의 신뢰도를 향상시키고자 하였다. 획득된 자료는 임피던스 추출, 원거리기준점 자기장을 이용한 로버스트 자료처리 등을 거쳐 임피던스를 추출하였으며, 3차원 역산 알고리듬을 이용하여 최종적으로 전기비저항 영상을 획득하였다. 이러한 MT 탐사 결과를 이 지역에 대한 지질 자료 및 동일한 측선에서의 탄성파 반사법 자료와 비교한 결과 상호 부합함을 알 수 있었으며 이 지역에 발달된 단층대의 연장 상황을 파악할 수 있었다.