• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.265-270
• /
• 2006

지중 레이다 탐사에서 고주파수 전자파의 전파 현상은 복잡하다. 전자파 전파에 현상을 지배하는 물리적인 과정에 대한 이해를 향상시키기 위해서, 본 논문에서는 원통좌표계 맥스웰 방정식의 시간영역 유한차분법을 소개한다. 이 접근법은 시추공 지중 레이다탐사와 관련된 전자 파동장의 전파형을 모델화할 수 있다. 이 알고리듬은 완전정합층(PML)을 통한 흡수경계, 주파수 의존성 매질, 그리고 유한 길이 송신 안테나에서 쉽게 이행될 수 있다.

• 한국측량학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.237-243
• /
• 2003

도시의 집중화로 인하여 도시미관이 중요시되면서 복잡한 지상시설물들을 지하에 매설하게 되었다 그러나 다양한 종류의 시설물들이 좁은 공간에 집중적으로 매설되면서 이들 시설물들에 대한 유지관리의 어려움과 부정확한 확인으로 인하여 빈번한 사고를 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 우선 지하매설물의 탐사법을 비교평가하기 위해 현장실험모형을 구성하여 전자유도탐사법과 지중탐사법이 지하매설관거의 자료취득에 유용한 방법임을 확인할 수 있었다. RTK-GPS를 이용하여 지하매설물에 대해 실시간 평면 위치정보를 획득하여 재래적인 측량방법과 비교한 뒤 지하시설물도의 위치 정확도를 분석하였다. 또한, ArcView를 이용하여 지하시설물의 3차원위치와 매설심도를 DB화하고 지하매설물 정보 체계(UIS)에 활용하므로써 지하시설물에 대한 효과적인 유지관리, 재해방지에 기여하고자 한다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.107-115
• /
• 2003

지중식 LNG 저장 탱크의 지중연속벽(슬러리 벽체)의 시공 품질 및 건전성을 평가하기 위하여 비파괴 진단을 수행하였다. 이를 위하여 지중 연속벽의 9군데 측점을 선정하여 각각의 측점에서 탄성파 충격-공진법으로 벽체의 두께를 측정하였고, GPR을 사용하여 철근의 배치 간격을 조사하였다. 또한, 음속과 반발경도를 측정하여 압축강도를 추정하였다. 그 결과로 벽체의 두께는 150cm 이상으로 설계값을 만족하고 있으며, 철근의 배근 간격도 설계값과 잘 일치하였다. 콘크리트의 압축강도 추정값은 기준값보다 훨씬 크게 나타나서 전체적으로 구조물의 시공 품질은 양호한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권8호
• /
• pp.29-36
• /
• 2022

최근 지하공간에 대한 개발이 활발히 진행됨에 따라 지중 시설물의 정보에 대한 중요도가 증가하고 있다. 굴착작업을 수행하기 전에 지중 시설물의 위치를 정확히 파악해야 한다. 지표투과레이더(GPR)와 같은 지구물리적 탐사 방법은 지중 시설물을 조사하는데 유용하게 사용된다. GPR은 지반에 전자기파를 송출하며 지반과 다른 매질에 의해 반사되는 신호를 분석하여 지중시설물의 위치와 깊이 등을 파악한다. 그러나 GPR 데이터의 판독은 숙련된 전문가의 주관적 판단에 의존하기 때문에 이를 딥러닝을 통해 자동화하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 딥러닝은 학습 데이터가 많을수록 정확한 모델을 만들 수 있으며, 이러한 학습데이터 축적에 있어 수치해석이 좋은 대안이 될 수 있다. 수치해석의 경우 지반의 불균질성을 모사하여 다양한 조건에서의 GPR 탐사 데이터를 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 학습모델의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 지반은 불균질하며, GPR 신호는 지반의 다양한 변수로 인해 영향을 받는다. 그러나 이러한 불균질 지반에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프랙탈 차원수와 지반의 함수비 범위에 따른 GPR탐사 신호특성을 분석하고 불균질한 지반을 모사하기 위한 입력파라미터에 대한 연구를 수행하였다. 프랙탈 차원수가 2.0을 넘어가면 적합곡선에 대한 오차가 크게 감소하는 것으로나타났다. 그리고 분석의 타당성을 확보하기 위해 함수율의 범위가 0.14 미만이어야 한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제14권2호
• /
• pp.164-175
• /
• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 한국측량학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.109-121
• /
• 2003

지하에는 수많은 각종 시설물이 매설되어 있으며, 이러한 지하매설물의 효율적인 관리는 도시의 원활한 운영을 위한 중요과제가 되어가고 있다. 지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 지하측량법으로 GPR(Ground Penetrating Radar)탐사 등이 주로 적용되고 있으나, 가탐심도가 매우 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등의 지반 및 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 지반조건 및 고심도 때문에 지하매설물을 측량을 할 수 없는 지역에서 지하매설물의 지하측량을 효과적으로 수행할 수 있는 비파괴적인 전자탐사기법으로서 '고주파수대역 전자탐사법'을 개발하였으며, 광역상수관이 천부 및 심부에 다수 매설되어 있으나 열악한 지반환경 때문에, 그 어느 지하측량법으로도 지하매설물을 측량할 수 없는 지역에 고주파수대역 전자탐사법의 효용성 확인을 위해 적용하였다. 연구결과 기존의 지하측량방법으로는 위치확인을 할 수 없었던 지하매설관에 대해서 고주파수대역 전자탐사법의 적용은 매우 성공적이었으며, 지반정수를 함께 유추할 수 있었다. 따라서 본 지하측량법은 지하매설물의 정밀 지하측량에 효과적으로 적용할 수 있으며, 문화재유물 등의 조사에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제13권1호
• /
• pp.24-30
• /
• 2010

본 연구는 시간차 탄성파 탐사에 대한 천부지하구조의 영향을 분석하기 위해 반복적인 수치모형실험을 이용하였다. 수치 실험의 목적은 Otway 분지에 있는 Naylor 지역에서 $CO_2$ 격리를 목적으로 수행 된 현장 실험에서 관찰된 주요한 산란파들을 재생성하는 것이다. 특히, 수포화도를 변화시켜 가면서 상부토양과 심부의 주름진 점토/석회암 경계면의 탄성 성질들의 변화를 관찰하였다. 이러한 실험을 통해서 건기 빛 우기 계절에 행해진 측정치를 모사하였고, 계절의 변화가 탄성파 측정에 미치는 영향을 비반복성 관점에서 평가하였다. 이 영향들에 대한 정량화와 각각의 기여도를 측정하기 위해서 탄성파 파동방정식을 이용한 수치모델링이 수행되었다. 수치모델링 결과는 천부의 점토/석회암의 주름진 경계면에서의 상대적으로 간단한 분산 효과등이 시간차 탐사에 대한 상당한 영향을 미침을 보여주었다. 또한, 상부 토양에서의 포화도의 변화는 심지어 심부의 주름진 경계면보다도 더 탄성파 신호에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다. 현장에서 측정된 반복된 (시간차) 2차원 탄성파탐사 자료들 사이의 정규화원 RMS(Root-mean-square) 차이와 수치적으로 계산된 차이와의 전체적인 일치는 더 많은 연구가 필요함을 알 수 있다. 향후 진행될 연구는 micro VSP 배영과 매우 조밀한 굴절법 탐사를 이용해서 풍화 지역의 탄성 성질을 현장에서 측정하는 것이다. 본 연구의 결과는 중풍이냐 호주와 같이 카르스트 지형으로 생산에 어려움이 따르는 지역의 석유 생산 영상화와 같은 $CO_2$ 지중격리와 상관이 없는 분야에도 효과가 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.401-401
• /
• 2023

터널이나 폐기물저장소와 같은 지하 구조물 또는 지표에서부터 상당한 깊이로 설계되거나 건설되는 구조물을 계획하거나 건축할 때 구조물의 안전성에 영향을 주는 수많은 요인 중에 간과할 수 없는 것이 바로 지하수이다. 뿐만 아니라 지상 혹은 지하에서 오염이 발생하여 오염물질이 지중환경으로 유입되는 경우, 지하수 거동은 오염물의 이송·확산에 지대한 요인으로 작용한다. 최근에는 지구온난화와 같은 유례없는 기후변화를 경험하고 있고, 따라서 수자원으로써 지하수의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 지하수의 저류와 거동은 지하매질의 특성에 지배되고 있지만, 지표 아래 자리잡고 있는 매질의 특성을 정확히 파악하기란 매우 힘들고, 따라서 지하수 거동을 해석함에 항상 불확실성이 존재한다. 전통적으로 지하매질의 특성을 이해하기 위해 다양한 지구물리탐사를 수행하여 왔고, 더욱 직접적인 관찰을 위해 시추를 수행하여, 시료를 수집·관찰하고, 시추공에서의 다양한 현장수리실험을 통해 수리특성을 알고자 하였다. 하지만 그동안의 다양한 노력에도 불구하고, 지하매질 및 지하수 거동에 대한 불확실성은 여전히 줄어들지 않고, 오히려 증가하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수 거동을 결정짓는 지하매질의 수리특성에 대한 불확실성을 정량화하기 위한 도구로써, 매개변수 보정법의 하나인 Pilot Point Method(PPM)을 소개하고자 한다. 우물 또는 관측정을 통해 관측되는 지하수의 수위는 지하매질의 특성을 반영하고 있으며, 인간이 가장 쉽게 취득할 수 있는 지하 정보에 해당한다. 지하수 수위를 이용하여 수치모형의 매개변수를 보정하게 되며, 이 때 PPM이 적용된다. Pilot points의 공간적인 분포에 따라 다양한 보정 결과가 산출될 수 있으며, 다양한 결과들을 통해 변동계수를 산정한 후 수리특성의 불확실성이 높은 지역을 나타낼 수 있다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 물리탐사 또는 시추 작업을 위한 위치 선정의 기초자료로 활용될 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제22권3호
• /
• pp.149-159
• /
• 2019

암석구성성분검층(중성자-감마스펙트로스코피검층)은 중성자선원의 비탄성산란과 중성자포획 작용으로부터 생성되는 감마선을 측정하여 지층의 원위치 광물조성을 추정할 수 있는 기술이다. 일반적으로 지층의 광물조성 평가는 코어에 대한 X선 회절법, X선 형광분석법 등의 실내 시험자료를 주로 이용하고 있으나 이는 조사 구간의 극히 일부분에 대한 결과이며 특히, 유체의 유동 경로 구간은 주로 파쇄대 및 사질층인데 이 구간들의 코어 회수율이 불량하여 조사 구간 전체에 대한 광물조성 평가는 한계가 있다. 따라서 시추공 전 구간에 대한 원위치 광물조성 추정 기술개발은 지중환경 평가에 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기술은 전통, 비전통 저류층 평가를 중심으로 최근까지 장비 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이지만 몇 개 서비스회사의 독점기술로 자세한 정보 미공개, 다양한 지층 및 인공모형을 이용한 화학-광물학 데이터베이스 구축 문제 등으로 국내 연구에 직접적으로 적용하기에는 어려움이 있었다. 이 해설논문에서는 암석구성성분검층의 기본원리, 시스템 구성, 교정시설, 국외 기 개발된 검층시스템 분석 및 연구개발 동향 등을 통해 해당 기술을 소개하고, 국내 시스템 제작을 위한 기술 적용 방안을 검토하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.353-365
• /
• 1998

해수 중에서 클로로필을 포함하는 식물성 플랑크톤 미생물 입자와 그 외 모든 부유입자의 단위 질량 당 광 흡수계수의 크기, 즉 "비흡광계수"는 ocean color 원격탐사 기술개발에서 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 분석방법으로는 spectrophotpmeter을 사용한 "젖은 필터법"과 "Kishino법"을 사용하였다. 황해에서는 직접 광학적 관측으로, 지중해에서는 과거의 databank를 활용하여 클로로필(ph)과 부유침전물(ss)의 "비흡광수계수"($a^{*}_{ph}$ 및 $a^{*}_{ss}$)가 분석되었다. 그리고 필터법에서 측정 중 baseline의 변동에 의하여 발생하기 쉬운 측정오차를 제거하기 위한 새로운 분석방법을 제안하였다. 이것은 흡광 스펙트럼의 기울기를 이용한 것으로, 필터 technique 와 Kishno method에서 간혹 발생하는 baseline의 변경을 완전하게 복구할 수 있게 되었다. 식물성 플랑크톤의 광흡수 파장인 440nm에서 분석한 결과, 비흡광계수는 지중해의 빈 영양해에서 큰 값이 얻어졌으며, 서해 및 남해의 부 영양해에서는 아주 낮은 값이 관측되었다. 즉, 관측 값의 범위는 약 0.01 - 0.12 $m^2$/mg 이며, 해수의 영양 등급이 낮을수록 그 값은 증가하는 r서으로 밝혀졌다. 클로로필 농도와 440nm의 비흡광수계수 관계를 희귀 분석한 결과 이들 관계는 지수 함수적으로 표현되며 ($a^{*}_{ph}=0.039 ^{-0.369}$), Bricaud(1995)의 연구결과와 거의 일치되는 것으로 나타났다. 반면에 부유침전물의 비흡광계수는 클로로필 입자와는 다르게 그 자신의 농도와는 별다른 관계를 나타내지 않았다. 그러나 서해 연안해수의 부유침전물의 흡광 스펙트럼의 특징은 Ahn(1990)이 측정한 유상 토양입자의 흡광 스펙트럼과 아주 유사한 거승로 나타났으며 그 값의 범위는 0.005 - 0.08$m^2$/g였다. 그리고 클로로필 입자 보다 훨씬 다양한 침전 부유입자의 광특성은 유기입자와 광물질의 혼합비에 의한 것으로 사료되며 그 외 해수 중에서 생물입자 size 분포 보다 더 광범위한 분포와 다양한 환경(입자의 비중, 해상의 바람, 저질상태, 수심 등)에 의한 것으로 추정되었다.