• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.341-353
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• 2022

도심지에는 많은 지중 매설관이 설치되어 있으며, 이러한 지중 관로의 위치(깊이, 방향 등)은 굴착을 수행하기 전에 특정되어야 한다. 지중 매설관을 탐지하기 위해 다양한 지구물리학적인 방법을 사용할 수 있으나, 지반의 불균질성으로 인해 정확한 위치정보를 파악하는 것은 어렵다. 다양한 비파괴 탐사 방법 중 GPR (ground penetrating radar)는 고속으로 실험이 가능하며, 다른 탐사 방법에 비해 상대적으로 저렴한 탐사비용 등의 장점을 갖는다. 그러나 GPR의 탐사 데이터는 해석이 직관적이지 않아 상당한 전문적 지식이 요구된다. 최근 딥러닝을 이용한 탐사 데이터의 자동판독 기술에 대한 연구가 증가하고 있으나, 매설물의 위치를 정확히 알고 있는 탐사 데이터가 부족하여 학습모델 구축에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 이러한 문제를 FDTD (finite difference time domain)수치해석을 통해 해결하고 자동탐지 학습 모델의 성능을 향상시키기 위한 기초연구를 수행하였다. 첫째, 단일유전율로 구성된 균질지반을 구성하고 해석을 수행하였다. 불균질 지반의 경우 프랙탈 기법을 이용하여 모델을 구성하고 해석을 수행하였다. 둘째, 합성곱 신경망을 이용하여 딥러닝 학습을 수행하였다. Model-A는 균질 지반 해석 데이터만 이용하여 학습을 수행하였으며, Model-B는 균질 및 불균질 지반 해석 데이터를 이용하여 학습을 수행하였다. 그 결과 Model-B가 Model-A보다 탐지성능이 우수한 것을 확인하였다. 이는 자동탐지 모델의 학습 시, 지반의 불균질성을 포함하여 학습을 수행하면 탐지 모델의 성능이 개선됨을 의미한다.

• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-12
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• 2008

본 연구에서는 한반도 남동부의 의성분지 내에 위치하는 화산칼데라 지역을 대상으로 지구물리학적 연구를 수행하였다. 기존 연구들의 한계를 극복하기 위해 원격탐사를 통한 전체적인 구조 특성을 분석한 후에 정밀한 3차원 포텐셜 해석을 수행하는 기법을 적용하였다. 첫 번째 단계로, 수치지질도 및 DEM 자료와 인공위성 영상을 이용하여 대상 지역의 선구조를 분석하였다. 선구조 분석 결과는 선행 연구결과와 상당히 잘 부합되었고, 남-북 방향과 남동-북서방향이 가장 우세함을 보여주었다. 두 번째 단계로, 선구조 분석 결과를 고려하여 의성분지 전체 지역에서 조밀한 중력탐사 자료를 획득하였고 항공자력탐사 자료와의 복합 해석을 통해 광역적인 칼데라의 구조를 조사하였다. 파워 스펙트럼 기법을 이용한 분석 결과, 의성 분지 하부는 개략적으로 2개의 밀도 불연속면 이 존재하는 것으로 해석되었다. 첫 번째 불연속면의 심도는 약 1 km로 칼데라 지역 내에 존재하는 화산쇄설성 퇴적암의 심도나 화산칼데라의 ring vent 위치에서 관입하고 있는 관입암의 심도로 판단되며, 두 번째 심도는 약 3-5 km로 분지기반암의 심도와 관련 있는 것으로 추정된다. 또한 3차원 중력역산을 실시한 결과 남서쪽의 백악기 팔공산 화강암과 북동쪽의 불국사 관입암류에 의한 저밀도체가 나타나고, 화산칼데라 중앙부 부근에는 화산쇄설성 퇴적암류 또는 칼데라 형성 과정에서 침강된 상부의 퇴적층으로 해석된 퇴적층이 주변보다 낮은 밀도를 가지며 하부로 약 1.5 km까지 연장되어 있는 것으로 분석되었다. 그러나 포텐셜 자료는 그 특성상 수직 분해능이 양호하지 못하므로, 수직적인 발달 특성을 갖는 칼데라의 구조를 정확히 파악하기는 어렵다. 본 연구에서는 이런 한계점을 극복하기 위해서 동일 지역에서 이루어졌던 자기지전류 탐사 결과와 비교 분석하여 효과적인 해석을 수행하였다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.487-495
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• 2017

경상북도 군위군 부계면 동산리에 위치한 팔공산 도립공원의 한 등산로에는 '북바위'라 불리는 화강암질 암체가 존재한다. 이 암체에서는 특정 부위를 타격했을 때 북과 같은 타악기에서 발생하는 공명음과 유사한 공명 현상이 발생한다. 이러한 소리를 발생시키는 공명 현상의 지질학적 원인으로는 화강암 생성 과정에서 내부 기체가 빠져나가면서 형성된 공동이 존재할 가능성과 생성 이후 지질학적으로 오랜 기간 동안 겪은 풍화 작용에 의한 박리 현상에 기인할 가능성이 있다. 이 연구에서는 북바위 화강암체에서 공명을 일으키는 내부구조를 보다 정밀하게 파악하기 위하여 비파괴 탐사기법인 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 지하투과레이더 탐사 기법은 수 MHz에서 수 GHz범위의 고주파 레이더 신호를 탐사 대상의 표면에서 내부로 투과시켜 물성의 변화 혹은 불연속면이 존재하는 곳에서 반사되는 반사파들의 진폭을 기록하여 해석한다. 화강암체 최외곽 표면에 존재할 것으로 추정되는 내부구조를 영상화하는 것이 연구 목표이므로 탐사 심도는 얕지만 고해상도 자료 획득이 가능한 1 GHz 레이더를 이용하였다. 3차원 내부구조 영상화를 위하여 암체 표면에 격자를 구성하여 탐사를 수행하였다. 탐사 자료 해석 결과 북소리와 같은 공명이 일어나는 지점들에서 강한 반사 레이더파가 관찰되었으며, 위치에 따라 균열과 공동에서의 반사파 특징이 모두 관찰되었다. 또한 공명이 가장 크게 일어나는 지점에서 두 불연속면이 교차하면서 만들어진 공동 구조가 관찰되었다. 주어진 균열 구조를 반영하는 수치 모델을 적용하여 계산한 결과, 공명 현상에는 화강암의 박리 작용에 의한 균열과 암석 생성 당시의 미아롤리틱 구조가 함께 기여한 것으로 보인다. 이와 같이 일반 대중의 흥미를 유발하는 지질 구조체에 대한 비파괴 탐사 기반의 영상화 연구 활동은 지구과학 대중화에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권1호
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• pp.29-36
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• 2016

최근 셰일 저류층의 암석물리학적 모델(Rock Physics Model)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 셰일 저류층에서는 케로젠(Kerogen)과 GOR (Gas-Oil Ratio)을 통해서 숙성도를 파악할 수 있는데, 케로젠에 대한 암석물리학적 모델연구는 활발히 진행된 반면, GOR 변화에 대한 셰일 저류층 연구는 아직 미미하다. 따라서 이 연구에서는 GOR 및 케로젠 변화에 따른 속도 및 밀도 변화와 AVO (Amplitude Variation with Offset) 반응을 분석하였다. 판상구조로 이루어진 셰일은 수직 가로 등방성(Vertical Transverse Isotropy; VTI) 성질을 갖기 때문에 Backus averaging 기법을 적용하여 셰일 저류층의 속도 및 밀도를 도출하였고 이를 기반으로 AVO 반응을 분석하였다. GOR변화에 대해서는 속도 변화가 작았지만 케로젠 함량에 따른 속도 변화는 상대적으로 크게 나타났다. 중질오일과 경질오일을 구분할 수 있는 GOR이 180 (Litre/Litre)일 때에는 케로젠의 부피비가 5%에서 35%으로 증가할 때 층에 대해 수직방향인 P파 속도가 51%까지 증가하였다. 즉, 속도 구분을 통해 케로젠의 숙성도를 파악하는데 도움을 줄 수 있다. 한편, 가스와 오일을 합친 유체의 비율이 클 때에는 GOR 변화에 따른 속도 변화가 상대적으로 크게 나타났다. 케로젠의 부피비가 5%일 때에는 중질오일(GOR 40)에서의 층에 대해 수직방향인 P파 속도가 $1.46km/s^2$로 측정되었지만 경질오일(GOR 300)일 때에는 $1.36km/s^2$로 측정되었다. AVO 반응을 분석해본 결과, GOR과 케로젠 함량을 변화시켜도 포아송 비의 변화량이 작게 나타났으므로 Class 4의 양상이 나타났다. 이를 통하여 셰일 저류층에서는 Class 4의 양상이 나타날 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권3호
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• pp.3-17
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• 2002

본 연구는 부산시 동남해안 지역에서 해수침입의 지역적 특성과 해수침입의 범위를 파악하기 위하여 지하수 모니터링공의 자료분석과 지구통계학적 기법을 이용하였다. 강수에 의한 직접적인 지하수의 충진으로 모니터링 우물에서의 지하수위는 강수량과 비례하지만 전기전도도는 강수량과 대체로 반비례하는 것으로 나타났다. 모니터링 우물에서 전기전도도는 약 24m심도에서 급격히 증가되어 26m전후에서 20,000$\mu\textrm{s}$/cm를 초과하였고, 지하수위와 전기전도도를 비교한 결과, 지하수위가 낮아질수록 해수와 담수의 경계면이 상승하는 경향을 보인다. 교차상관성 분석에 의하면 지하수위와 강수량은 시차가 0일 때 교차상관 계수가 최대이지만, 전기전도도와 강수량의 교차상관계수는 시차가 9일 때 최대로 나타났다. 이것은 지하수위 변동이 강수에 의하여 단시간에 영향을 받고 있으나, 해수와 담수의 경계면은 강수에 의하여 매우 느리게 반응한다는 것을 나타낸다. 2개의 측선에서 실시된 수평전기탐사 자료의 역산결과, Line 1에서는 동쪽 끝에서 내륙으로 약 14m지점까지, Line 2에서는 동남쪽 끝에서 내륙으로 약 25m지점까지 해수가 침투한 것으로 나타났다 5월과 7월에 슬럼버져 배열의 수직전기탐사를 실시하여 획득한 자료는 각각 대수정규분포를 나타내었고, 크리깅에 의한 겉보기비저항 분포도와 전기비저항 분포도를 비교하면 5월보다 7월에 비저항치가 상승한 것으로 나타났다. 이것은 6, 7월에 내린 강수로 지하수의 함양량이 증가하여 대수층내 해수의 농도가 감소하였기 때문이다 겉보기비저항의 수직단면도 및 평면도 그리고 전기비저항 분포도를 분석한 결과. 지구통계학적 기법은 해안 지역에서의 전기비저항 분포 변화를 파악하는데 매우 유용하였다.

• 자원환경지질
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• 제43권6호
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• pp.615-623
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• 2010

굴절법 탄성파탐사는 직접파와 임계굴절파를 이용하여 지하의 속도구조를 파악하는 지구물리탐사방법이다. GRM은 해석기법 중의 하나로서 수개의 정방향 및 역방향 발파의 주행시간을 이용하여 경사면은 물론 저속도층이나 얇은 층과 같은 숨은 층 하부에 대한 정보까지 제공한다. 이 연구에서는 5~7점 발파가 수행된 후 실내 자료처리 작업이 진행되는 일발적인 조사와 달리, 신축부지의 터파기 과정 및 시추자료에서 해석된 풍화대/기반암의 2층 구조를 대상으로 현장에서 간단히 양단발파 자료만을 가지고 엑셀 기반의 GRM을 적용시켜 풍화대와 기반암의 경계면을 신속히 파악할 수 있는지 살펴보았다. 이 방법의 적용효과와 계산의 신뢰도를 확인하기 위해 정사각과 속도대비 변화에 따른 각 모형에 대한 적용성을 검토한 결과 각각 최대 약 $30^{\circ}C$의 경사와 최대 0.6의 속도대비가 되는 경계면을 해석할 수 있는 것으로 나타났다. 청주화강암체에 대한 실제 현장탐사에서 해석된 기반암까지의 깊이는 시추자료 및 SPS 검층 자료에서 도출된 연암 상부의 표면과 잘 상관되었다. 실제 현장에서 기반암까지의 깊이를 간편한 엑셀-GRM을 이용하여 신속히 추정할 수 있다는 점에서 기반암의 깊이가 심하게 변하지 않은 좁은 지역에서의 풍화대 조사 및 이에 따른 저비용의 탐사설계에 일정한 역할을 할 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제55권5호
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• pp.551-561
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• 2022

지구물리탐사기법은 매장 문화재 조사에 필요한 높은 해상도의 지하 구조 영상 생성과 매장 유구의 정확한 위치 결정하는 데 매우 유용하다. 이 연구에서는 경주 신라왕경 중심방의 고해상도 지하투과레이더 영상에서 유구의 규칙적인 배열이나 선형 구조를 자동적으로 구분하기 위하여 영상처리 기법인 영상 특징 추출과 영상분할 기법을 적용하였다. 영상 특징 추출의 대상은 유구의 원형 적심과 선형의 도로 및 담장으로 캐니 윤곽선 검출(Canny edge detection)과 허프 변환(Hough Transform) 알고리듬을 적용하였다. 캐니 윤곽선 검출 알고리듬으로 검출된 윤곽선 이미지에 허프 변환을 적용하여 유구의 위치를 탐사 영상에서 자동 결정하고자 하였으나, 탐사 지역별로 매개변수를 달리해서 적용해야 한다는 제약이 있었다. 영상 분할 기법의 경우 연결요소 분석 알고리듬과 QGIS에서 제공하는 Orfeo Toolbox (OTB)를 이용한 객체기반 영상분석을 적용하였다. 연결 요소 분석 결과에서, 유구에 의한 신호들이 연결된 요소들로 효과적으로 인식되었지만 하나의 유구가 여러 요소로 분할되어 인식되는 경우도 발생함을 확인하였다. 객체기반 영상분석에서는 평균이동(Large-Scale Mean-Shift, LSMS) 영상 분할을 적용하여 각 분할 영역에 대한 화소 정보가 포함된 벡터 레이어를 우선 생성하였고, 유구를 포함하는 영역과 포함하지 않는 영역을 선별하여 훈련 모델을 생성하였다. 이 훈련모델에 기반한 랜덤포레스트 분류기를 이용해 LSMS 영상분할 벡터 레이어에서 유구를 포함하는 영역과 그렇지 않은 영역이 자동 분류 될 수 있음을 확인하였다. 이러한 자동 분류방법을 매장 문화재 지하투과레이더 영상에 적용한다면 유구 발굴 계획에 활용가능한 일관성 있는 결과를 얻을 것으로 기대한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1219-1230
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• 2022

농업관측에서의 다중분광 드론은 식생구분 및 식생활력도 분석에 있어 복사량이나 반사도와 같은 물리량을 기반으로 한 정량적이고 신뢰성 있는 데이터가 필요하다. 작황분석 모니터링을 위한 원격탐사 자료의 경우 동일지역에 대해 여러 시기에 걸쳐 촬영된 영상이 요구되며, 특히 엽면적 지수 또는 엽록소와 같은 생물리자료의 경우 동일한 기준에서의 시계열 자료를 통해 분석되므로 직접적으로 비교 가능한 반사도 자료가 필요하다. 드론영상을 기반 정사영상(정합영상)은 전체 영상 화소값이 왜곡되거나 접합 경계면 화소값의 차이가 발생하여 정확한 물리량 산출에 한계를 가진다. 본 연구는 시계열 작황 모니터링을 위한 드론영상의 보정방법에 따른 지상 반사도와 드론영상 기반 식생지수를 산정하고 그 결과를 지상관측자료와 비교하여 전처리 방법에 따른 드론영상의 분광학적 특성을 구명하고자 수행하였다.

• 지구물리
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• 제9권2호
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• pp.121-128
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• 2006

최근 동적 DGPS 위치결정에 의한 사진기준점 측량은 국가기본도 작성과 지적재조사 사업을 비롯한 각종 국토개발 분야에 활용할 수 있으며, 앞으로 GPS 수신기 보급의 증가와 더불어 촬영시 비행동체의 정확한 움직임을 고려한 보간기법의 개발, 관성측량기에 의한 GPS의 단점보완 등에 관한 지속적인 연구가 요청되고 있다. GPS를 이용한 항공사진측량 방법에서는 항공기에 탑재한 GPS 수신기로 촬영 순간의 노출점의 위치와 회전각을 정확히 결정함으로써 외부표정요소 결정을 위한 지상기준점 측량을 생략하거나 또는 최소한의 기준점만을 사용하여 외부표정 요소를 결정할 수 있으며, 이에 따라 지형도 제작에 대한 시간과 경비를 크게 절감할 수 있다. 본 연구에서는 전통적 항공사진측량방법과 GPS 항공사진측량방법을 동시에 수행하고 두 방법의 결과를 비교하여 이들 방법간의 정밀도 및 효율성 등을 평가하고자 하였다. 연구결과 전통적 항공사진측량에 비하여 GPS 항공사진측량의 다양한 장점을 확인할 수 있었다. 특히, 외부표정에 필요한 지상기준점의 수는 약 70%∼80%이상, 지형도제작 비용은 약 30%∼50%이상 절감할 수 있었다. 뿐만 아니라 기준점의 수를 크게 생략하였음에도 불구하고 정밀도에는 영향이 없었음을 알 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.137-155
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• 1999

텔레뷰어는 초음파를 이용하여 공벽을 검층하는 기법이다. 시추공 중심에서 방사된 초음파 빔이 공벽에서 반사되어 다시 중심으로 되돌아 왔을 때의 초음파 빔 진폭 및 주시는 공벽 암반의 물성 및 시추공 내벽 상태 파악을 위한 기본자료가 된다. 이러한 측정 과정이 공벽 전체를 대상으로 이루어지면 그 결과는 2차원(심도 ${\times}$ 방사각) 진폭 및 주시 분포(진폭이미지 및 주시이미지)로 표현된다. 여기서 초음파 빔의 초점화는 절리의 분산현상을 함께 유발하게 되며 그에 따라 큰 폭으로 하락된 진폭치는 주위 암반의 것과 크게 차별화되어 절리의 특성(예 : 크기, 열린상태)이 이미지에서 훌륭하게 반영된다. 한편, 시추 후의 공벽상태는 암반이 연약할수록 그만큼 거칠게 됨이 관찰되고 있으며 이에 대한 빔의 산란은 별도의 진폭하락을 초래하고 있다. 따라서, 텔레뷰어 진폭치는 공벽 암반의 임피던스 이외에도 암반의 견고성파 연관됨을 볼 수 있으며 특히 풍화암일 경우에는 더욱 그러하다. 이러한 현상은 무엇보다 암층분리의 정확성을 높히는 것이 된다. 텔레뷰어 주시이미지는 바로 3D caliper log로 쉽게 전환될 수 있으며 그 결과는 우선 공벽의 크기 및 거친 정도뿐만 아니라 나아가서 시추공 주위 응력분포에 대한 정보도 제시할 수 있다. 따라서 본 논문은 상기 특유의 초음파 빔 특성과 또한 양질의 텔레뷰어 이미지를 바탕으로 개발된 다양한 분석기법들을 소개하고 있으며 동시에 그에 따른 결과가 특히 토목설계 및 시공에서 요구하는 지반조사 매개변수를 훌륭하게 대변하고 있음을 보여주고 있다.>이용이 검토되어질 수 있다.에 비해 결코 우월한 위치에 있지 않다. 오히려 많이 낙후되었다고 할 수 있다. 경제규모와 위상과 발전상태에 비추어 보면 실로 부끄러운 일이 아닐 수 없다. 이렇게 된 배경에는 연약지반이 사회의 문제로 대두되는 일이 미미하여 이 분야에 쓸리는 관심이 상대적으로 적은 점이 주원인이라고 볼 수 있다. 연약지반이 기술현장에서 문제로 떠오르기 시작한지도 째 오랜 시간이 경과하였다. 이제 더 이상 우리의 기술수준을 이대로 방치할 수는 없는 시점에 와 있는 것이다. 연약지반에 몸담고 있는 우리 스스로가 위상을 지키려는 노력을 배가하여야 한다. 연약지반 공학자들은 스스로 고급의 데이터를 생산하고 평가하고 예측하는 기법을 활발하게 적용하고 발전시킴으로써 자신들의 위치를 지켜야 할 것이다. Clean-handed-research만을 고집하는 환상에서 깨어나 국외의 변모하는 모습을 빠르게 수용하고 국내의 연약지반 관련 자료를 국외에 널리 알릴 수 있는 위치로 발돋움할 때 연약지반 공학자의 위상도 제고될 것이다.'ity, and warm water discharges from a power plant, etc.h to the way to dispose heavy water adsorbent. Through this we could reduce solid waste products and the expense of permanent disposal of radioactive waste products and also we could contribute nuclear power plant run s