• 한국측량학회지
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• 제27권3호
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• pp.375-384
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• 2009

2002년 3월에 발사되어 현재까지 임무 수행중인 GRACE위성의 관측자료는 극지방 빙하의 융해, 빙하 지각균형 조정, 해수면 변화, 하천유역의 저수량변화, 대규모 지진 등 지구시스템의 질량재분배에 대한 연구에 활발히 이용되고 있다. 본 연구에서는 GRACE위성의 Level-2 월별 중력장 모델을 이용하여 2002년 8월부터 2009년 1월 사이 양자강유역의 육지저수량 변화를 분석하였으며, 특히는 2003년, 2006년 및 2008년에 수행된 삼협댐의 3단계 저수과정에 의한 삼협댐 지역에서의 중력변화를 등가수분두께로 계산하여 살펴보았다. 연구결과, 연구기간 내의 양자강유역은 뚜렷한 연변화와 계절변화를 나타내었으며, 연변화의 진폭은 2.3cm로 계산되었다. 또한, 실제 수자원통계자료 및 수문관측자료와의 비교를 통하여 GRACE위성자료 이용 가능성을 확인하였으며, 이는 향후 위성중력자료를 이용하여 하천유역 내에서의 물의 이동 및 주기적인 변화 연구에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.283-293
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• 2021

고해상 드론 기반의 지형 정보와 중력장 데이터를 이용하여 다짐지반의 모양과 균질성을 분석하였다. 지형과 수문 모형에서 계산된 지형요소 중 곡률은 다짐과정에서 발생한 지형의 변화를 효과적으로 보여 주었으며 이를 통해 불균질 다짐 영역을 확인할 수 있다. 지형 정보의 적정 해상도는 10 cm 정도였다. 성토지반의 공간적인 밀도변화를 분석하기 위해 중력장 해석을 수행하였으며 완전 부게이상의 변화로부터 불균질 다짐 영역과 지하 밀도구조 모델링을 통해 다짐도 차이에 의한 불균질 영역을 파악하였다. 연구결과로부터 지형요소와 중력장 해석법은 다짐된 지반의 균질성을 평가법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.91-103
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• 2021

경상북도 포항시 냉수리 지역에 위치하는 양산단층의 수평 및 수직적 규모를 파악하기 위해서 단층을 동-서로 가로지르는 측선을 따라 중력장을 측정하였다. 그 결과, 단층 경계부에서 1.5 mGal의 뚜렷한 중력의 변화를 확인하였다. 이는 양산단층 서쪽과 동쪽의 지각 밀도가 서로 다르다는 것을 나타내며, 기존의 지질 및 지구물리 조사 결과와 비교해 보았을 때, 냉수리를 통과하는 양산단층은 서쪽의 불국사 화강암층과 동쪽의 경상계 퇴적암이 혼합된 파쇄대라는 것을 의미한다. 오일러 디콘볼루션(Euler deconvolution) 및 곡률 분석(Curvature analysis) 방식을 이용하여 파쇄대의 3차원적 규모를 확인한 결과, 깊이는 약 2,000 m이며, 남남서-북북동 방향으로 최소 약 3,000 m 정도 이어지는 것으로 파악되었다. IGMAS+ 소프트웨어를 이용한 지각구조 모델링 결과는 파쇄대 서쪽과 동쪽 지각의 밀도 차이가 약 0.1 g/㎤이라는 것을 보여주었다. 이상의 연구 결과는 중력장 데이터의 해석과 모델링이 지표면에 나타난 활성단층의 규모를 심부까지 파악 할 수 있는 매우 효과적인 방법이라는 것을 보여준다. 또한 지금까지 지표면을 중심으로 2차원적으로 수행했던 활성단층 지도 제작 사업의 영역을 3차원으로 확대할 수 있는 이상적인 수단이 된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.161-169
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• 2004

본 연구는 터널 모형실험을 실시함에 있어서 실제 지반상태 및 터널구조물을 모형실험상에서 모사하기 위한 상사성 원리를 종합적으로 검토한 것이다. 이를 바탕으로 중력장에서 모형실험을 실시하는 경우에도 상사성을 만족시킬 수 있는 방법에 대해 이론적 연구를 수행하였으며 토사지반에 시공된 터널 사례에 대하여 모형실험시 라이닝 설정 방법에 관한 실험조건 수립과정을 정리하였다.

• 자원환경지질
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• 제48권6호
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• pp.451-465
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• 2015

주변 해역을 포함한 한반도 일원에서 측정된 중력자료로부터 상층중력의 고도이상(free-air anomaly)을 계산하였다. 주변 영역에서는 인접국가가 발표한 중력자료가 있는 경우 발표된 자료를 이용하였으며, 없는 경우 EGM2008(Earth Gravitational Model 2008)로부터 계산한 고도이상을 이용하였다. 중력의 상향연속은 Dragomir가 제안한 방법으로 계산하였다. 상층중력 고도이상 계산의 정확성과 계산 속도를 고려하여 적분반경은 계산 고도의 10배로 하였다. 적분에 필요한 측지선의 거리는 Bowring이 개발한 공식을 사용하였다. 위도 $33^{\circ}N{\sim}43^{\circ}N$, 경도 $124^{\circ}E{\sim}131^{\circ}E$에서 계산된 고도이상은 고도 1 km에서 -41.315에서 189.327 mgal까지 변화하고 표준 편차는 22.612 mgal이다. 고도 3 km에서는 -36.478에서 156.209 mgal까지 변화하고 표준 편차는 20.641 mgal이다. 고도 1,000 km에서는 3.170에서 5.864 mgal까지 변화하고 표준 편차는 0.670 mgal이다. 3 km 고도에서 계산된 고도이상을 같은 높이에서 측정한 항공 중력 고도이상과 비교하였다. 이들의 rms 오차는 3.88 mgal로 나타났다. 항공 중력 측정 교차점오차가 2.2 mgal 임을 고려하면 이들 오차에 의미를 부여할 수 없으며, 원인으로는 이번 연구에서 발생한 계산상 오차와 함께/또는 발표된 항공중력의 보정오차에 기인하는 것으로 사료된다. 상층중력 고도이상에 완전식으로 계산한 지구타원체 외부의 정규중력을 더하여 상층중력을 예측하였다. 이번 연구에서 국내 최초로 계산한 고도에 따른 상층중력 고도이상은 한반도 일원의 상층중력장을 잘 표현하고 있는 것으로 보이며, 상층중력장은 관성항법장치의 정확도 향상 등에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.217-222
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• 2017

지구 중력장 내에 위치한 물체는 연직 아래 방향의 힘을 받고 있다. 중력장 내에서 물체의 운동을 기술하기 위하여 운동상태 방정식을 이용한다. 자유 낙하하는 물체를 해석할 때 기준 방향은 연직 하방을 +y으로, 연직위로 던져 올린 물체를 해석할 때 기준방향은 연직상방을 +y으로, 연직 아래로 던져 내린 물체를 해석할 때, 기준 방향은 연직 하방을 +y으로 선택하여 해석함이 일반적이다. 이 논문에서는 두 벡터의 스칼라 곱 (즉, 도트 곱)을 이용하여 연직 상방 또는 하방 두 경우를 방향으로 선택하여 구성한 벡터 운동 상태 방정식(vector kinematics equations)을 해석의 결과가 서로 일치함을 제시한다. 두 벡터의 스칼라 곱 (즉, 도트 곱)을 이용하여 물체의 상태 방정식를 해석한 예는 선행 연구에서 거의 찾아볼 수가 없다. 이 결과를 이용하면, 수평면의 방향 또는 빗각을 이루는 방향의 초속도로 던져 올리거나 던져 내린 물체의 운동 상태를 해석하기 위하여 연직 기준 방향을 상방 또는 하방으로 임의 선택할 수가 있다.

• 지구물리
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• 제2권1호
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• pp.27-38
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• 1999

최근 공개된 위성중력을 이용하는 오차 최소화 기법을 적용하여 선상중력내 존재하는 구간 측선간 오차나 교차점 오차를 성공적으로 보정하였으며, 보정된 선상중력을 위성중력과 결합하여 고해상 중력분포를 도출하였다. 오차 최소화 과정에서 울릉분지의 선상중력은 위성중력보다 장주기 성분에서 상대적으로 크게 보정되었으나 단주기 성분은 그대로 보존되었다. 이것은 선상중력이 갖는 단주기의 중력 성분이 훼손되지 않은 채 안정되고 연속성을 갖는 장주기의 인공위성 중력분포에 잘 접합될 수 있다는 것을 보여 준다. 통합된 후리에어이상도는 위성중력의 장주기 성분과 선상중력의 단주기 성분을 모두 표현하므로 해저지형 및 지질분포의 해석에서 보다 상세하고 신뢰성 있는 정보를 제공한다. 후리에어이상은 수심이 깊은 분지 중앙 지역이 해저산이나 대지 등 높은 지형으로 이루어진 분지 주변부 보다 상대적으로 낮게 분포하는 등 전반적으로 해저지형의 분포 경향에 부합되어 변화한다. 그러나 대륙사면을 이루고 있는 분지의 서쪽 및 동쪽 주변부를 따라서는 지역적으로 함몰된 퇴적기반과 두꺼운 퇴적층 및 대륙 주변부에서 특징적인 가장자리 효과로 인한 저이상대가 발달하고 있다. 울릉도 북동부에 위치한 한국대지 및 울릉대지에서 북동-남서방향의 선형분포를 갖는 중력이상은 동해가 열개되는 동안 균열된 지각 사이를 따라 일어난 화산활동의 결과로 형성된 해산이나 관입암체가 선형으로 배열함으로서 기인한 것으로 해석된다. 선형으로 배열된 고중력분포는 울릉대지 서쪽 경계부에서 급구배를 보이는 북북서-남남동 방향의 직선적인 중력분포에 의해 절단되고 있는 데 이 급구배의 중력이상은 울릉대지 서부 경계를 이루는 단층선애에 기인한다. 울릉대지가 서쪽으로 뚜렷한 단층 접촉을 나타내고 있으나 지형적인 형태에 있어서 대비되지 않는 것은 울릉대지가 단층을 경계로 분리되어 이동되어 왔을 가능성을 시사한다. 분지의 중앙 북동부에서는 수심이 깊어지는 데 비해 중력치는 오히려 높아지는 경향을 나타내고 있는 것은 맨틀이 주변부에 비해서 상대적으로 천부에 존재하고 있는 것이 가장 큰 요인이며, 해저지각의 두께가 얇은 대신 지각의 밀도가 주변 대륙보다 높은 데도 기인한다.

• 지질학회지
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• 제54권6호
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• pp.641-656
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• 2018

북한의 서한만 분지 내에는 경제성이 있는 석유 자원이 존재할 것이라는 것이 여러 경로를 통해서 보고되고 있으나, 북한의 비밀주의 원칙에 의해서, 이 지역의 지질 및 지구물리학적인 연구를 위한 데이터가 공개된 적은 극히 드물었다. 그렇기 때문에 인공위성으로부터 제공되는 중력장 데이터는 서한만 퇴적분지의 구조를 밝혀내고, 이를 통해서 서한만 퇴적분지 내의 석유 부존자원 연구를 위해서 차선책으로 매우 유용하게 이용될 수 있다. 본 연구는 인공위성 데이터를 기반으로 만들어진 TRIDENT 중력장 데이터의 해석과 더불어 서한만 분지내에서 지금까지 수행된 지질 및 지구물리 데이터를 이용하여 서한만 퇴적분지의 3차원적인 밀도 구조를 밝혀내고자 수행되었다. 본 연구 결과, 서한만 분지 중, 2 군데의 지역에서 약 $2,000kg/m^3$의 매우 낮은 밀도를 특징으로 하는 저밀도 지층이 존재한다는 것을 확인하였으며, 이는 이 지역 퇴적분지 내에 석유 부존자원이 존재할 가능성이 매우 높다는 것을 시사한다. 한 곳은 서한만 중앙분지(Central basin) 남쪽 지역 약 3,000 m 깊이 백악기/쥐라기(Cretaceous/Jurassic) 층 속에 존재하며 그 부피는 약 $250km^3$으로 판단된다. 다른 곳은 중앙분지의 북쪽 지하 약 2,500 m에 위치하며, 그 부피는 약 $300km^3$으로 판단된다. 최근에 확보한 서한만 분지의 해상 측정 중력 데이터는 위의 연구 결과가 신빙성이 매우 높다는 것을 보여줌과 동시에 중앙분지 북서쪽 보하이만 방향으로 또 다른 저밀도 지층이 존재할 가능성이 매우 높다는 것을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.743-752
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• 2021

추가령 단층대가 발달하는 서울-경기 지역에서 단층의 3차원적인 규모를 확인하기 위해서, 곡률 분석(Curvature analysis)과 오일러 디콘볼루션(Euler deconvolution) 등의 중력장 해석 방법을 이용하여 잔여 중력이상을 해석하였다. 또한 2000년 이후 발생한 진앙과 비교하여 단열 특성을 비교하였다. 부게이상에서 포천단층은 경기 북부에서 서울의 중심부를 지나서 서해안 지역까지 연결된 약 100 km 단층으로 진앙이 빈도가 높아 활성 단층의 가능성이 있고, 단층을 경계로 동서 방향으로 7 km 정도의 변위가 관찰된다. 왕숙천단층은 서울을 중심으로 북동부와 서남부로 분절되어 있으나 지하에서 연결을 암시하는 단층 분절로 추정되는 중력이상대가 관찰된다. 특히 2010년 시흥에서 발생한 규모 3.0의 지진은 남북 방향으로 발달하는 20 km 길이의 단층에 의한 것으로 판단된다. 동두천단층의 서쪽 지역(≒5,500 m)은 중력경계면이 동쪽 지역(≒4,000 m)보다 깊게 나타나며 이는 동두천단층을 중심으로 서쪽 지역과 동쪽 지역의 지구조적인 운동이 다르다는 것을 시사한다. 동두천단층에서 발달한 파쇄대의 최대 깊이는 약 6,500 m이며 연구 지역에서는 가장 깊다. 포천 단층은 약 6,000 m, 왕숙천 단층은 약 5,000 m, 경강 단층은 약 6,000 m 깊이까지 파쇄대가 연장되는 것으로 판단된다.

• 한국측량학회지
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• 제27권1호
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• pp.713-722
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• 2009

중력측량은 지구중력장 결정, 지각의 수직운동, 지오이드면의 변화, 해수면변화, 기후변화 등 측지학적, 지구동력학적 연구의 기초이다. 국토지리정보원에서는 최근 들어 FG-5 절대중력계를 도입하여 절대중력 기준망의 구축을 위한 틀을 마련하였고 다차원 다기능 기준점인 통합기준점을 전국에 약 1,200점을 설치하여 상대중력측량을 실시함으로써 한국의 고정밀 지오이드모델의 개발에 큰 기여를 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 상대중력측량의 기본적인 이론 및 방법을 상세하게 설명하였고, 최신 상대중력계 Scintrex CG-5를 이용하여 총 21점에 대한 상대중력측량을 수행하였으며, 자유망조정 및 무게제한 망조정 방법을 이용하여 중력성과를 계산 및 비교 분석하였다. 결과, 두 가지 방법 모두 높은 정밀도의 중력성과 계산이 가능하지만 자유망조정이 무게제한 망조정 방법에 비해 상대적인 우위를 보여주는 것으로 나타났다.