• 지구물리와물리탐사
• /
• 제20권2호
• /
• pp.61-71
• /
• 2017

최근 도심 내 지반침하 사고가 증가하면서 지하공동 분포의 정밀한 조사를 위하여 지표레이다 탐사가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 지표레이다 탐사 자료의 일반적인 해석은 기초적인 자료처리만 적용된 후, 주관적인 분석이 수행되기 때문에 해석 결과의 신뢰도 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 이 연구에서는 영상처리 분야 기술 중에 하나인 모서리 탐지 기법을 지표레이다 탐사 자료의 공동 및 파이프와 같은 강력한 회절원에 의한 이벤트에 적용시켜 그 특성을 분석하였다. 분석을 위하여 공동 또는 매설관로 등에 대해 얻어진 지표레이다 탐사 현장자료에 영상처리 기술을 적용하였다. 그 결과, 모서리 탐지 기법을 이용하여 공동 또는 매설관로 등의 회절원에 의한 주요 이벤트들이 효과적으로 분리되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 급격한 경사를 가지며 기록되는 강력한 회절원에 의한 이벤트와 달리 지반침하를 일으키는 공동은 비교적 넓은 규모를 가지고 있어 완만한 경사 이벤트로 기록되기 때문에 진폭변화에 따른 방향성 분석을 통해 회절원에 의한 이벤트들과 효과적으로 분리할 수 있었다. 효과적으로 분리된 결과들을 바탕으로 해석을 수행하게 되면 지하공동 분석 시 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것이라고 생각한다. 향후, 이러한 기법들이 많은 현장자료에 대해 검증을 거친다면 방대한 양의 지표레이다 탐사 자료 해석의 반자동화에도 기여할 수 있을 것이라고 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.131-137
• /
• 2016

본 논문에서는 지하에 매설된 관 주변에 발생한 지하 공동의 탐지를 위해 지하 탐사 레이다의 가능성을 모의실험으로 조사하였다. 실험 장치는 임펄스형 지하 탐사 레이다 시스템, xy 직교 좌표 로봇, 지하 매질을 채운 탱크, 금속관, 모의실험용 공동 모델로 구현하였다. 특히, 모의실험용 공동 모델은 공기로 채워진 지하 공동의 전기적 특성과 유사하면서 견고한 형상을 유지할 수 있는 스티로폼 ?과 볼을 포장해서 구성하였다. 대표적인 3가지 실험을 통해서 지하 탐사 레이다의 B-scan 자료를 획득하여 2차원 그레이 스케일 영상으로 가시화하였다. B-scan 영상들의 비교를 통해 지하에 매설된 관 주변에 존재하는 지하 공동을 지하 탐사 레이다로 탐지할 수 있음을 보였다.

• 자원환경지질
• /
• 제29권6호
• /
• pp.745-752
• /
• 1996

일본 이시카와현 나카지마시의 고분에서 500 MHz 안테나를 사용하여 지하레이다를 이용한 고고학 탐사를 실시하였다. 이 연구의 주목적은 지하레이다를 활용하여 고분내 매장물에 손상을 주지 않고 탐사하는데 있었다. 탐사지역을 격자상태로 탐사하였으며, 교차점의 수신레이다파 자료를 2.4 nanosecond 간격으로 나누고 구간내의 대표 값으로 분산치를 취하여 횡단면 등고선도를 만들었다. 자료처리 결과 레이다탐사로 깊이에 따른 고분의 중요 특징들을 발견할 수 있었으며, 고분내 관의 방향은 수평면하 9.6 nanosecond 아래에서 잘 보여지고 있다. 레이다 탐사자료는 전기비저항 탐사결과와 비교 분석되었으며, 고분내 관의 위치, 방향 및 건축양식에 대한 정보를 주고 있다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.142-150
• /
• 2006

최근 토목시공 현장에서는 사면안정 및 보강공사를 하기 위한 앵커 및 굴착작업 도중에 일부 구간에서 지하 공동구가 발견되어 현장애로 사항이 발생되고 있다. 본 연구에서는 이들의 문제점을 사전에 미리 파악하고자 비파괴 물리검사인 지하 투과 레이다 탐사방법을 적용하여 지하공동구의 위치를 파악하는데 목적을 두었으며, 또한 입지적인 환경인 지질상태를 이해하기 위해 선구조 분석을 병행하였다. 먼저 입지분석에 의하여 연구 대상 지역의 지질상태를 파악할 수 있었고, 이를 기초로 하여 지하 투과 레이다 탐사 결과, 소규모 및 대규모의 지하 공동구 및 이상대의 위치와 규모를 파악할 수 있었다. 향후, 이와 같은 방법을 적용하여 시공현장에서 조사 및 설계에 대한 효율적인 시공방법과 유지관리를 수행하기 위한 접근 가능한 방법이라 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권4호
• /
• pp.279-290
• /
• 2006

이 연구에서는 다양한 시추공 레이다 탐사법 중, 지하 갱도의 탐지에 사용이 가능한 (1) 시추공 레이다 반사법 탐사, (2) 방향성 안테나를 이용한 반사법 탐사, (3) 크로스홀 스캐닝(crosshole scanning), (4) 레이다 토모그래피 등의 4 종류 시추공 레이다 탐사법의 터널 탐지에 대한 적용성과 한계성을 탐사 사례 분석을 통해 고찰하였다. 시추공 레이다 반사법 탐사의 터널로부터 회절 양상은 완벽한 포물선 형태보다는 상부 포물선만 명확히 나타난 형태가 많았고 그 회절 이벤트는 정점을 기준으로 아래, 위 10 m 이상에 이르는 트레이스 까지 나타났다. 또한 안테나의 길이에 비해 시추공의 공경이 커지면 링잉 현상이 많이 발생함을 확인하였다. 송 수신 거리(offset)에 따라 신호의 양상이 많이 달라지며 현장여건에 따라 송 수신 거리를 조절하면 더 좋은 분해능의 자료를 획득할 수 있을 것이다. 방향성 안테나 시스템은 한 시추공만을 이용하여 터널의 3차원적인 위치를 정확히 판별할 수 있는 장점이 있으나 장비의 가격이 고가이며, 현장 작업의 난이도가 매우 높고, 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 크로스홀 스캐닝는 터널의 유무에 대한 좋은 지표가 될 수 있음을 알 수 있었으며 시추공 레이다 반사법 탐사와 같이 사용된다면 높은 신뢰도의 결과를 낼 수 있을 것이다. 레이다 토모그래피는 터널을 영상화함과 동시에 주변의 지반 물성을 얻게 되어 지하구조 파악에 효과적이라고 할 수 있다. 위의 결과를 토대로 경제적이고 효과적인 터널 탐지 방법을 제안하면, 먼저 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하여 이상 징후를 탐지 한 후, 주변의 시추공 상황에 따라 크로스홀 스캐닝이나 방향탐지 안테나를 도입하여 확인하는 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1271-1274
• /
• 2006

지하레이다(Ground Penetrating Radar, GPR)를 이용하여 지표하의 상수관로를 지표에서 송신안테나와 수신안테나를 이용해서 손쉽게 측정하게 된다. 송신안테나는 지표하에 전자기파를 송신하고 지하 매질을 투과한 파가 수신안테나에 도달하는 시간을 측정하여 지표하 매질의 특성을 파악할 수 있다. 수신파의 도달시간은 지표하 매질의 특성에 따라서 변화하며, 이를 통해 지표하 매질과 매질 깊이 등을 파악할 수 있다. 일반적으로 상수관로를 매설할 경우 관로 주변의 토양은 균등하게 되므로 기 매설된 상수관로 주변에 누수가 발생하게 되면, 관로 주변의 토양은 포화상태이거나 수압으로 인해서 공동이 형성될 경우가 많다. 이때 반사에너지의 유전율 증가 혹은 감소 특성으로 인해서 주변 매질과는 매우 상이한 결과를 보이게 된다. GPR탐사는 단순히 반사된 신호진폭의 크기를 나타내며 이러한 반사에너지의 크기에 관계되는 것은 매설물의 유전율이 주위 지반이 갖는 유전율과의 차이에서 기인하기 때문이다. 탐사 대상 상수관로에 대한 정보를 확보하여 GPR 탐사를 수행한 결과 관로 탐사를 위한 GPR의 결과는 매우 유용하게 사용될 것으로 판단되며, 이를 바탕으로 누수 발생 이력이 있는 다양한 관로주변 조건을 대상으로 탐사를 실시할 경우 상수관망시스템의 효율적인 관리 및 보수에 매우 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.275-283
• /
• 2002

지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 비파괴적인 조사방법으로 GPR(Ground Penetrating Radar; 지하투과레이다; 지하레이다) 탐사법이 국내외적으로 많이 활용되고 있으나, 가탐심도가 일반적적로 5m이내로서 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 비파괴 GPR 탐사법의 제약을 극복하고자 일반적인 매설심도(물리탐사적으로는 얕은 곳)에 위치한 지하매설물임에도 불구하고 탐지가 안 되는 지역을 선정하여, 토질분석에 의해 탐사가 되지 않는 원인규명과 함께 효과적으로 지하매설물을 탐지할 수 있는 새로운 비파괴 전자(電磁) 탐사법을 제시하였다. 본 연구에서는 2kHz-4MHz 대역의 지하조사를 위한 고주파수대역 전자탐사법을 개발, 적용하였다. 고주파수대역 전자 탐사는 주파수대역 탐사이며 인공적으로 에너지원(源)을 방출하는 능동적인 탐사법으로서 가탐심도는 약30m 정도이다. 서로 수직한 전기장과 자기장을 측정하여 임피던스를 계산하며, 이로부터 측점 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 해석하게 된다. 또한, 비접촉 용량전극을 채택하여 측정시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 및 잡석으로 포장된 지역에서도 조사가 용이하며, 신호중첩에 의해 고압선 등에 의한 잡음을 감소시킬 수 있게 되었다. 다른 탐사방법으로는 발견할 수 없었던 지하매설관에 대해서 본 고주파수대역 전자탐사를 성공적으로 정밀하게 적용할 수 있었다. 본 연구 결과를 지하매설물의 위치 및 깊이 확인을 위한 정밀 지하측량 지반조사 및 문화 유적지조사 등에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2653-2655
• /
• 2002

본 연구에서는 UWB(Ultra Wide Band width)기술인 임펄스 기술을 이용하여 초광대역 지반탐사 레이다를 개발하였다. 국내에서 사용되는 지반탐사 레이다는 대부분 수입품에 의존하고 있으며 이는 국내의 토양환경이나 측정 조건 등을 고려하지 않은 제품이기 때문에 기대만큼 만족도를 주지 못하고 있다. 따라서 국내 토양환경의 대부분을 차지하는 점토질에 대한 분석과 함께 지반탐사를 위한 최적의 주파수를 분석하고 이를 바탕으로 국내환경에 적합한 지반탐사 레이다를 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 100$\sim$300MHz외 주파수 대역을 가지는 임펄스를 이용하여 지반탐사 레이다 시제품을 개발하였으며 측정결과에서 지하 50cm$\sim$1m 이내에 매설된 금속 매설물들을 모두 검출하였으며 3m 범위까지 레이더 탐지가 가능함을 확인하였다. 기능 구현시 관련 프로그램 및 측정조건 등을 모두 모듈화 하여 향후 기능개선 및 적용분야 확대에 응용이 가능하도록 하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
• /
• pp.92-116
• /
• 1999

전기, 전자 토모그래피는 전기적인 물성을 이용하여 지하의 고분해능 영상을 획득하는 방법이며 주파수에 의하여 전기비저항, 전자탐사, 레이다 토모그래피로 나뉘어진다. 이들 중 전기비저항, 레이다 토모그래피는 최근 들어 국내에서도 특히 지반조사 분야에서 활발하게 이용되기 시작하고 있다 본 논문에서는, 전기, 전자 토모그래피 법 중 국내에서 사용되는 전기비저항 토모그래피 및 레이다 토모그래피를 포함한 시추공을 이용한 레이다 탐사의 원리 및 적용에 대하여 국내의 탐사 사례를 중심으로 논하였다. 특히 시추공을 이용한 레이다 탐사의 방법론적인 접근에 있어서는, 방향탐지 안테나를 이용한 레이다 반사법 탐사법과 이방성 토모그래피 문제가 석산 탐사 및 지반조사 사례를 이용하여 논의되었다 한편 전기비저항 토모그래피에서는 각종의 전극 배열의 장단점이 논의되었으며, 전기전도도가 높은 시추공 공내수 내에 전극이 위치하기 때문에 발생하는 시추공 효과에 대하여 설명하였다. 대부분의 사례들은 알려져 있는 지질 정보, 시추코아 검층자료, 텔레뷰어 등의 자료와 비교하여 논의하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제8권3호
• /
• pp.224-231
• /
• 2005

현장 물리탐사 수행 시 상용화된 장비로는 탐사 대상 매질의 물성, 대상체의 크기, 모양 등의 탐사목적 및 현장여건에 의해 탐사가 불가능 하거나 탐사 목적에 맞는 분해능을 얻지 못하는 경우를 종종 만나게 된다. 이러한 다양한 현장 조건 및 탐사 목적에 효과적으로 적용할 수 있는 다목적 물리탐사 측정 시스템을 개발하였다. 이 다목적 측정 시스템은 PXI를 기반으로 하며 A/D 변환기 또는 GPIB 인터페이스를 이용한 측정 장치를 통해 신호를 측정하게 되며 확장성이 커 다양한 문제에 적용이 가능하다. 구성된 측정 시스템을 이용하여 시추공 레이다 탐사 시스템과 시추공 초음파 탐사 시스템, 전자기적 잡음 측정 시스템을 구축하였다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 네트워크 분석기를 GPIB를 통해 제어하고 현장 조건에 따라 임의로 안테나의 길이 조절이 가능한 스텝 주파수 레이다 탐사 시스템이며, 시추공 초음파 탐사 시스템은 압전 송수신기 센서, 고출력 송신기와 A/D 변환기로 구성되어 시추공 내에서 초음파를 이용하여 착맥된 지하공동의 범위를 측정하기 위해 구성된 시스템이며, 전자기적 잡음 측정 시스템은 3개의 자기장 센서와 2개의 전기장 센서 그리고 A/D 변환기로 구성되며 임의로 측정시간과 샘플링 주파수의 조절이 가능하고 임의의 시간에 예약 측정이 가능한 시스템이다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 상용 시스템으로 불가능했던 지하공동의 넓이와 지장물을 찾는 탐사에서 효과적인 결과를 보여주었으며, 시추공 초음파 탐사 시스템도 지하공동의 넓이를 측정하는 실험에서 가능성을 확인할 수 있었다. 한편 전자기적 잡음 측정 시스템을 이용하여 도심지 내 전자기적 잡음특성을 파악할 수 있었으며, 이를 변형하여 전기비저항 탐사 시 사용되는 다양한 케이블에 대한 케이블 내의 전자기적 유도 현상 및 그에 따른 신호 왜곡을 규명하는 실험에 적용하여 시스템의 확장성을 확인하였다.