• 지구물리와물리탐사
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• 제20권4호
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• pp.199-206
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• 2017

해상탐사에서 얻어지는 현장자료는 바람, 파도, 조류, 배경매질의 유속 등 다양한 환경요소에 영향을 받는다. 배경매질의 유속을 제외한 대부분의 환경요소는 자료처리 단계에서 적절한 보정이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배경매질의 유속정보가 파형역산에 미치는 영향을 분석하기 위해 배경매질의 유속정보를 고려하는 파동 방정식 모델링을 활용하여 관측자료를 생성하고, 생성된 자료를 통해 수치 실험을 진행하였다. 수치예제에는 다소 비현실적인 유속이 적용된 결과도 포함되어 있다. 이와 더불어, 탐사자료의 유속정보를 수치적 기법으로 도출하여 역산을 수행하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 수정된 Marmousi2 모델에 적용하여 유속에 따른 결과를 얻고자 하였다. 기존의 유속을 고려하지 않은 역산 결과와 제안된 알고리즘으로 수행한 역산 결과 비교를 통해 유속의 세기가 갱신되는 물성정보에 미치는 영향을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.191-202
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• 2011

역시간 구조보정은 양방향 파동방정식을 이용하여 지하 구조를 영상화하는 정확성이 높은 구조보정 기법으로, 최근까지 주로 지하 매질을 등방성 매질로 가정하고 실시되어 왔다. 그러나 실제 지하매질은 이방성을 띠는 경우가 많으므로 역시간 구조보정 시 이를 고려한다면 영상의 정확도가 향상될 것으로 기대된다. 이에 본 연구에서는 대표적인 이방성매질인 VTI 및 TTI 매질에서의 역시간 구조보정 기술을 개발하였다. 이를 위하여 탄성 파동방정식을 음향 파동방정식으로 근사시킨 유사음향 파동방정식을 고차근사 유한차분법에 기반하여 모델링하였다. 역시간 구조보정 알고리듬으로는 상호상관을 이용한 영상화 기법과 가상 송신원을 이용한 영상화 기법을 모두 사용하였다. 완성된 알고리듬을 벤치마킹 모델인 Hess VTI 및 BP TTI 모델에 적용해본 결과, 본 연구에서 개발한 역시간 구조보정 알고리듬을 통하여 매질의 이방성을 고려해주었을 때 결과단면의 정확도가 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 지구물리
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• 제5권1호
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• pp.63-71
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• 2002

적분 방정식법은 매우 강력한 3차원 전자탐사 모델링 기법이다. 그러나 이 방법은 이상체내에의 전기장의 계산을 위하여 대형 선형 방정식의 해를 구해야 하므로 계산시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 특히 3차원 역산의 경우에는 이러한 적분방정식의 단점은 치명적이 될 수 밖에 없다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 다양한 근사법이 개발되었지만, 이들 방법은 모두 Green 텐서의 적분을 수행해야 하며, 이 적분은 상당한 계산시간이 소요된다. 한편 전자탐사에서 Green 텐서는 거리가 증가함에 따라 급격히 감소하는 양상을 보이므로, 모델링을 위하여 이상체를 여러 개의 미소요소로 분할할 경우, 먼 거리에 있는 미소요소는 측정 미소요소에서의 전기장에 크게 영향을 미치지 못한다. 본 논문에서는 이점에 착안하여 먼 거리에 있는 미소요소에 의한 Green 텐서를 무시함으로써 획기적으로 계산시간을 단축할 수 있었다. 결과의 정확성 검토를 위하여 간단한 형태의 이상체에 대하여 본 방법을 사용하여 전기장을 계산한 결과 적분 방정식법, 확작 Born 근사 및 급수법의 결과와 거의 일치하는 정확한 결과를 얻을 수 있었으며, 계산시간을 단축할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.109-120
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• 2012

해저 지반조사에서는 시추공 조사가 제한되고, 비교적 간편한 방법으로 결과물을 얻어 낼 수 있는 물리탐사를 주로 사용하고 있으며, 이러한 해저 지반조사의 한계를 극복하기 위해서 가용할 수 있는 다양한 종류의 지반조사 자료를 수집하고 서로 상반되는 장 단점을 상호 보완하여 이용해야 한다. 이에 본 연구에서는 해상기초 설계를 위해 해상에서 수행되는 다수의 탄성파탐사 자료와 기초 설치 지점에 집중되어 측선 주변에서 수행되는 시추조사 자료를 중첩하여 수치화된 2차원 대표 층상단면을 결정하고, 공간보간 기법(kriging)을 통해 3차원 층상정보를 결정할 수 있는 통합 분석 기법을 수립하였다. 또한 2차원 대표 층상단면 결정 시 물리탐사 결과의 공간적 변동성과 측선과 시추조사 지점과의 이격거리를 고려한 중첩방법을 추가로 제안하였다. 최종적으로 통합분석 기법을 제주도 해상풍력 발전 시범지역에 적용하였으며, 제안 기법의 적용성을 교차검증을 통해 검증하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.131-135
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• 2006

본 논문에서는 가우스 뉴튼법을 이용한 중합전 탄성파 자료의 파형역산에 관한 연구를 수행하였다. 탄성파 파형역산에 가우스 뉴튼법을 적용하는 방법은 80년대에 제시되었으나 최근 들어서야 활발히 연구가 진행되고 있는데 이는 연산 능력과 기억용량의 한계에 기인한 것이다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는, 파동 전파 수치모의와 역산과정에서 각각 다른 크기의 격자간격을 사용하고, 필요한 시간영역의 파동전파 모사와 가상 진원의 근사를 통해 편미분 파형을 계산하였으며, 효과적으로 슈퍼컴퓨터를 활용하기 위해 병렬처리 기법을 사용하였다. 수치모의를 통해, 가우스 뉴튼법을 이용한 파형 역산의 수렴속도가 빠르고 정확한 것을 알 수 있었으며, 이를 통해 본 연구에서 제시한 방법의 실제 탄성파 자료를 이용한 역산에의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.277-280
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• 2006

다수의 공업단지가 갯벌을 매워 조성된 간척지 위에 건설되었다. 공업단지들이 이렇듯 연약한 지반 위에 있기 때문에 지반침하에 의한 영향을 받을 가능성이 클 것으로 생각된다. 지반침하를 관측하는 일은 공공 방재를 위해서도 필요한 일이다. 본 연구에서는 새롭게 개발된 지표 변위 관측 기법인 영구산란체법(PSInSAR technique)을 이용하여 인천항 연안에서 10여 년 전 발생했던 지표변위를 관측하였다. 해당 지역은 이미 20년 전에 간척이 완료된 지역임에도 불구하고 6년 동안 상당한 변위가 관찰되었다. 지반침하 속도가 최고에 달하는 곳은 3mm/년에 이르기도 했다. 연구에는 JERS-1의 자료가 사용되었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2010년도 학술대회 초록집
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• pp.155-156
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• 2010

포텐셜 자료의 해석을 위해서는 상하향 연속을 이용하는 경우가 많다. 빠른 계산과 다양한 적용성 때문에 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용한 상하향 연속을 주로 사용하는데, FFT를 적용하기 위해서는 격자망 형태로 얻어진 자료가 필요하다. 현장 중자력 자료는 보통 산발적(scattered)으로 얻어지기 때문에 FFT를 수행하기 위하여 격자망 자료로 변환하는 격자화(gridding) 과정에서 계산적인 오차가 발생한다. 반면 등가샘(equivalent source) 방법은 주어진 자료에 맞는 가상의 샘(source)들의 조합을 생성하고, 구해진 샘들의 조합으로부터 임의의 영역에서 필드값을 구하므로 격자화 과정이 필요없다. 이 연구의 목적은 등가샘 방법의 필요성을 보이고 여러 가지 등가샘 알고리즘을 비교분석하고 현장 자료에 사용하기 적합한 등가샘 방법들을 보여주는데 있다. 그림 1에서 보듯이 FFT를 사용한 상향 연속은 FFT 이론상 전 영역에 대한 적분이 필요하나 현장에서는 일부분의 자료만을 획득할 수 있으므로 상향 연속에서 정확한 자력값으로 연속을 수행하는 것은 불가능하다. 그러나 주어진 값들로 등가샘을 구성하여 상향 연속을수행한 결과는 상대적으로 보다 정확한 해에 도달한다. 또한 등가샘 방법을 이용한 연속의 장점은 그림 2와 같이 얻어진 자료의 높이가 서로 다른 자료를 주어진 높이로 연속을수행할 수 있다는 점이다. 또한 한번 등가샘들을 구성하면 이를 이용하여 격자화, 필터링 등을 해석을 위한 기초 자료처리에 적용할 수 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2010년도 학술대회 초록집
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• pp.55-55
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• 2010

북한 지난 2006년 2009년에 두차례 핵실험을 실시하였다. 이 핵실험은 한국, 일본, 중국에 위치한 지진관측소에 높은 신호대 잡음비를 보이며 관측이 되었다. 북한 핵실험의 지진파형 자료를 분석하여 북한 핵실험 특성 파악을 수행한다. 또한 지역지진파의 전파 경로별 변화 특성을 살펴본다. 한반도의 경우, 동해의 지각구조가 급격하게 변화하므로 동해를 가로지는 경로상에 급격한 지역지진파 변화가 관측된다. 이러한 지역지진파의 경로별 변화로 인해 관측소별 판정에 있어 어려움을 야기한다. 여러 관측소 자료를 종합 분석하는 핵실험 탐지 방법을 제시하며, 이를 북한 핵실험에 적용한다. 과거 구소련과 미국의 핵실험 자료와의 차이점을 살펴보고, 북한 핵실험의 탐지의 효율성을 위해 고려해야 할 사항에 대하여 토론한다. 과거 두 번의 북한 핵실험의 특징인 스펙트럼상의 모서리주파수 부근 에너지 강화 현상이 강하게 관측되며, P파의 상대적 강화 현상이 관측된다. 또한 2010년 천안함 침몰사건에 대하여 지진학적 기법을 활용하여 천암한 침몰 원인에 대하여 추정한다. 침몰 사건시간대에 기록된 지진파형 기록을 수집하여 분석한다. 3개의 관측소 지진파형 자료가 분석에 활용된다. 지진파의 분석을 통해 진앙위치를 추정하며, 지진파형에 드러난 특성을 통해 천암함 침몰과의 연관성을 유추한다. 또한, 지진파 진폭과 주파수 특성을 통해 진원 특성과 침몰 원인등을 추정한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.353-360
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• 2007

본 연구에서는 담수 주입에 의한 해수침투 개선 가능성을 확인하기 위해 담수주입 현장 실증시험을 수행하였으며, 담수 주입 효과 및 거동 평가를 위해 시추공에서의 다채널 전기전도도 모니터링과 물리검층, 지표에서의 전기비저항 및 자연전위 모니터링을 수행하고 그 적용성을 평가하였다. 담수주입 전후 및 주입 기간 중 수행된 물리검층과 다채널 전기전도도 모니터링 결과 담수 주입에 따른 공내수 및 대수층의 전기전도도의 감소 양상과, 이러한 주입효과가 수개월 이상 지속됨을 확인할 수 있었다. 담수주입에 따른 지하수의 유동 탐지를 목적으로 한 자연전위 모니터링의 경우, 현장 기상 여건 및 비분극 전극의 장기간 활용에 따른 문제로 인해 의미 있는 결과를 얻지 못하였으나 전기비저항탐사 모니터링의 경우에는 주입 담수에 의한 영향이 주입정 주위의 전기비저항 증가 양상으로 관측되어 담수체 거동과 영향 반경을 확인할 수 있었다. 이로부터 담수주입에 의한 담수체의 거동 평가와 개선효과를 판단하는 방법으로서 지구물리 기법들이 효과적으로 적용될 수 있으며, 이러한 평가기술에 기반 한 최적설계가 이루어질 경우 담수주입기술이 해수침투 피해 개선을 위해 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.220-226
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• 2011

탄성파동방정식에서는 변위가 수직 및 수평방향으로 정의된다. 실제 탐사에서는 수직변위와 수평변위를 모두 측정할 수 있기 때문에 이를 이용하여 방향성을 갖는 변위벡터를 구성할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 변위벡터의 크기를 목적함수로 이용하는 주파수 영역 탄성파 파형역산 기법을 제안하고자 한다. 변위벡터 목적함수는 주파수 영역 파형역산 알고리듬에 적용할 경우 기존의 역전파 알고리듬과 동일한 방식으로 역산을 수행할 수 있다. 변위벡터 목적함수를 이용하여 Marmousi 모델과 SEG/EAGE 암염 모델의 합성탄성파 자료를 역산한 결과, 기존의 역산기법에 비해 RMS 오차가 안정적으로 감소하였다. 특히, Marmousi 모델의 밀도와 SEG/EAGE 암염 모델의 암염 하부의 저속도층을 실제 모델에 더 가깝게 구현할 수 있었다. 변위벡터의 크기를 목적함수로 사용할 경우 경사방향이 수치적으로 불안정한 형태로 정의되므로 이를 안정화시키기 위한 추가적인 연구가 필요할 것이다. 또한 본 논문에서 제안한 변위벡터 목적함수를 이용한 파형역산을 수행하기 위해서는 다성분 탐사자료 획득이 필수적이므로 육상탐사에서의 다성분 탐사나 해저면 다성분탐사(OBC, Ocean Bottom Cable) 등의 연구와 병행되어야 할 것이다.