• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.165-173
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• 2009

해양 탐사에 있어서 해저퇴적물의 물성을 파악하는 것은 해양 연구의 기초 자료로써 활용되고 있다. 이러한 해저퇴적물의 물성을 파악하기 위해서는 시추를 통한 직접적인 방법이 있지만 경제적, 시간적 손실이 크고 공간적인 한계가 있다. 이에 음향 장비를 이용한 해저퇴적물 분류 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 논문에서는 해저 지형 조사 장비의 일종인 음향측심기에 의한 음향 신호의 나카가미(Nakagami) 분포를 분석하여 해저퇴적물의 특성을 분류하는 연구를 수행하였다. 나카가미 변수인 m 값의 변화에 따라 해저퇴적물의 물리적 특성이 달라지는 것을 확인하였고, 이는 해저퇴적물특성 연구의 기초자료로 활용되리라고 여겨진다.

• 한국음향학회지
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• 제23권4호
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• pp.296-302
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• 2004

해저면 분류를 위한 음향실험을 2003년 5월 19일부터 23일까지 5일간 남해에서 실시하였다. 실험 해역은 해저 구성물질이 각기 다른 6개의 정점을 선정하였으며 5개의 주파수 (30, 50, 80, 100, 120 kHz)를 이용하여 해저면 반사 신호를 측정하였다. 지음향 인자의 측정은 피스톤 코어를 이용하여 해저 퇴적물 샘플을 채취 후 입도분석을 하였다. 측정된 결과는 퍼지 이론을 이용하여 정점별 해저 퇴적물을 분류하였다. 반사손실 모델로 구성된 입력 소속 함수를 이용하여 측정결과를 평가 후, 그 결과를 Wentworth 입자 크기를 이용하여 출력 가능하도록 구성하였다. 퍼지 이론을 이용한 해저면 분류 기법과 잘 일치하였으며, 퍼지 이론을 통한 해저면 분류 기법의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.333-341
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• 2014

수중부에서의 유물의 분포와 보존은 해류와 조류 등의 유수의 작용에 직접적인 영향을 받을 뿐만 아니라 해저를 구성하는 퇴적물의 조성에 지대한 영향을 받으므로 수중문화재 조사에 있어서 해저부의 표층 퇴적물에 대한 지질학적 특징과 이로부터 해양작용의 특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 그랩 채취기와 진동식 시추기를 이용해 퇴적물 시료를 채취하여 해저 퇴적물의 물성을 파악하였으며, 이를 통하여 해저환경이 수중문화재 탐사기법 개발에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 해저 퇴적물 주상시료에 대해 물성분석 결과 밀도, 전단강도, 대자율 등은 깊이에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 함수율, 공극률 등은 감소하는 경향을 보였다. 주변암석의 대자율이 퇴적물의 대자율에 비해 약 40배 이상 크게 나타나 자력탐사에 큰 영향을 끼치는 것으로 생각된다. 깊이에 따른 물성 변화와 Fol's 분류표에 의해 퇴적물의 유형을 분류한 자료를 분석 했을 때 해저퇴적물은 주로 실트로 구성되어 있으며, 유물은 해저면에서 깊이 1.5 m 이상 침투하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권3호
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• pp.273-281
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• 2002

해양의 표층퇴적물을 분류하는 일반적인 방법은 ground frothing에 의한 것으로 시료채취 정점에 국한된 자료라는 한계성을 가지고 있다. 최근에는 원격분류방법의 개발로 인하여 이러한 한계성을 극복한 연속적인 자료를 얻을 수 있도록 가능하게 되었다 본 연구에서는 해저면의 원격분류결과를 실시간 수치화된 자료로 얻을 수 있는 음향장비인 QTC View라는 기기를 이용해 부산 수영만의 표층 퇴적물을 원격분류 하였다. QTC View는 50kHz의 음향측심기와 연결하였고 측정장비의 설정환경은 조사동안 일정하게 유지하였다. Ground trothing에 의한 시료 분석결과 수영만은 slightly gravelly sand, slightly gravelly sandy mud. gravelly muddy sand, clayey sand, sandy mud, slightly gravelly muddy sand 그리고 rocky bottom의 총 7개의 퇴적물형으로 분류되었다. QTC View를 이용한 1차 원격분류결과 이들 7개 중 slightly gravelly sand, gravelly muddy sand, sandy mud 및 rocky bottom 등 4개의 퇴적물형이 구분되었으며 이는 2차 원격분류결과에서도 유사하게 분포하는 것으로 확인되었다. Ground frothing에 의한 분류자료와 원격분류 자료를 비교한 결과 퇴적물형을 구분할 때 소량성분에 의해 서로 다르게 구분된 경우는 다소 차이가 있으나 연구지역 전반에 걸친 퇴적물의 분포양상은 잘 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 QTC View는 해저퇴적물을 원격분류하는데 유효하게 이용될 수 있을 것으로 본다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권3호
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• pp.158-164
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• 1998

광대역 주파수변조(wide-band FM) 선호를 음원으로 사용하는 Chirp sonar 시스템을 이용하여 획득한 음향반사 자료의 통계학적 처리를 통하여 해저면을 분류하였다. 음향학적 분류변수로서 Chirp 자료의 K-L(Karhunen-Lo$\grave{e}$ve) 변환을 이용하여 계산된 유사도 지수(similarity index)를 고안하였다. 유사도 지수는 근접한 트레이스 자료들에 포함된 공통된 반사신호성분의 양을 지시하므로 해저면 퇴적물의 성분에 따른 음향학적 거침도를 반영한다고 할 수 있다. 유사도 지수는 0에서 1사이의 값을 가지며, 각기 다른 퇴적상을 나타내는 지점에서 획득된 Chirp 자료를 처리한 결과, 퇴적물의 성분이 균질할수록, 입자의 크기가 작을수록, 그리고 연한 퇴적층일수록 증가하는 것을 관측할 수 있었다. 실제의 응용 예로서 제주도 성산포 해역을 이 방법으로 분류하였으며, 그 결과를 검증하기 위해 동일해역에서 획득된 side-scan sonar 자료 및 퇴적물로부터 해석된 해저면의 퇴적상과 비교하였다. 그 결과 음향자료의 유사도 지수에 의해 분류된 해저면은 실제의 퇴적상을 매우 잘 반영할 뿐만 아니라 퇴적물 성분의 특성에 따른 음향반응을 더욱 세밀히 나타내었다. 그러므로 이러한 방법은 음향자료로부터 직접 해저면을 분류하는 지질음향 모델링으로서 매우 효과적이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권4호
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• pp.202-208
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• 1999

Chirp sonar 시스템을 이용하여 획득한 광역주파수 음향반사자료의 감쇠특성을 나타내는 음향학적 분류변수를 고안하였다. 분류변수는 퇴적물 물성에 따른 분산효과에 의한 감쇠특성을 나타내며, 음향반사신호의 푸리에 변환을 이용한 unwrapped 위상의 미분치로부터 구하였다. 그리고 각기 다른 퇴적상을 나타내는 지점에서 획득된 음향반사신호의 지질음향모델링을 통하여 퇴적물 물성에 따른 감쇠특성을 평가하였다. 그 결과, 분류변수는 입자크기와 성분에 따른 퇴적물 형태와 해저면 굳기에 따라 값의 차이를 보였으며, 이는 음향자료로부터 직접 해저면을 분류하는데 효과적으로 사용할 수 있다.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권4호
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• pp.439-448
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• 2010

CTD를 이용하여 용존산소의 농도에 대한 연속적인 관측이 이루어지면서 용존산소 농도 분포의 fine structure에 대한 연구가 가능해졌다. 뿐만 아니라 altimeter로부터 해저 퇴적물 표면에 최대한 가까이 까지 관측이 가능해짐에 따라 해저 경계면에서의 용존산소 농도 분포에 대한 정보를 얻을 수 있게 되었다. 지금까지 동해 울릉분지의 용존 산소 농도의 수직 분포는 동해 북부의 일본 분지와는 수심 300 m 이하에서는 수심에 따라 지속적으로 감소하는 형태를 보이는 것으로 알려져 있다. 그러나 2005년부터 2006년까지 6회에 걸쳐 수심이 1000 m보다 깊은 지역에서 해저퇴적물 상부 100 m 이내의 수심까지 용존산소를 관측한 결과, 울릉분지 내의 용존 산소 농도의 수직분포형태는 3가지로 분류된다. 첫 번째는 지금까지 알려진 바와 같이 수심에 따라 지속적으로 감소하는 형태(Type-1), 두 번째는 Type-1과 같은 형태를 보이다가 해저 경계면 근처에서 급격히 산소의 농도가 줄어드는 형태(Type-2), 세 번째는 해저 경계면 상층에 용존산소 농도의 최소층이 존재하는 형태(Type-3)이다. 울릉분지 수심 1000 m 이상되는 지역에서는 분지 전반에 걸쳐 Type-2 형태로 분포하고 Ulleung Interplane Gap을 포함하여 일본 분지와 가까운 지역에서는 Type-1, 독도 인근 해역에서는 Type-3 형태의 분포를 보인다. 표층 퇴적물에서 유기물 분해를 전제로 해저 경계면의 용존 산소 분포를 이용하여 계산된 표층 퇴적물의 산소 소모율은 $0.2{\sim}5.8\;mmol\;m^{-2}d^{-1}$로 실제 퇴적물 배양을 통해 얻은 산소 소모율 약 $1{\sim}9\;mmol\;m^{-2}d^{-1}$(정 등 2009; 이 등 2010b)와 일치하는 것으로 미루어 볼 때, 울릉분지의 전반에 걸쳐 Type-2와 같은 형태의 분포를 보이는 것은 울릉분지의 표층 퇴적물에서 높은 농도를 보이는 유기물의 분해가 일차적으로 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.717-731
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• 2021

본 연구는 동해 남부 연안의 울산 일산해변에 위치한 선암 주변 해역에 대해 해저지형 및 해저면 환경 자료를 활용하여 서식지 환경 주제도 맵핑 방법으로 서식지 환경 특성을 분석하였다. 연구지역의 전체적인 수심은 노출암인 선암부터 수심 약 0 m ~ 23 m 범위 내에 분포한다. 선암을 중심으로 서쪽으로는 수심이 얕아지면서 경사가 완만해지고 동쪽으로 가면서 수심이 깊어지며 경사가 급해진다. 동해 대륙주변부에 나타난 우수향 주향이동 단층의 영향으로 선암 주변에 나타나는 해저 암반들의 절개 형태는 주향이동 단층방향과 유사한 주로 N-S 방향을 이루고 있다. 해저지형 자료를 기반으로 해저면 영상과 표층퇴적물 자료를 중첩하고 분석하여 연구지역을 수중암반 지대와 총 3가지 type의 퇴적 지대(역질 사질 퇴적물, 조립한 사질 퇴적층, 세립한 사질 퇴적층)로 분류하였다. 수중암반 지대는 선암 주변과 북쪽 및 남쪽 연안 지대에 주로 분포하지만 선암과 연안 사이의 중간 해역은 암반이 거의 존재하지 않는다. 이 중간 해역은 연안과 외해로 연결되는 해수 이동 통로로서 활발한 퇴적활동이 일어났을 것으로 예상된다. 사질 퇴적물은 연구지역 전체에 넓게 분포하고 있다. 수중영상 및 드론사진 자료로 파악한 선암 최근접 해역 서식지는 주로 자포동물, 완족동물 및 연체동물 등이 우점하여 나타났으며 해수면과 맞닿는 노출암 가장자리 지역에는 다양한 배말 및 담치류 생물이 서식하는 것으로 보여진다. 선암 주변 사질 퇴적물 지대에는 주로 환형동물 및 절지동물이 우점하였으며 연구지역의 해양생물 분포 양상은 해저면 Type, 퇴적물의 조성 및 입도 분포 영향을 많이 받는 것으로 파악된다. 이러한 해저지형, 해저면, 수중영상 중첩을 통한 서식지 환경 맵핑 분석은 해양생태계 구조 및 기능 연계 연구에 많은 기여를 할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.747-761
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• 2008

다중빔 음향 탐사 시스템의 후방산란 자료를 대상으로 한 해저면 분류의 가능성을 평가하기 위하여, KONGSBERG SIMRAD EM3000(300kHz) 후방산란 신호를 분석하고 처리하는 소프트웨어를 구현하였다. 강원도 속초항 부근에서 취득한 음압 자료를 이용하여 모자익 영상을 제작하였다. 원격 분류 결과의 검증을 위해 영상 내에서 이질적인 음압 강도로 나타나는 지역에 대하여 잠수사에 의한 직접적인 표층 퇴적물 채취와 비디오 광학 영상을 취득한 후, 후방산란 음압과의 비교를 실시하였다. 연구 대상 지역의 수심은 5m에서 22.7m까지였으며, 모자이크 영상 내의 후방산란 강도 분포는 -15dB에서 -36dB까지 나타났다. 그리고 표층퇴적물 입도 분석 결과, 평균 입도 크기는 최대 $2.86{\phi}$에서 최대 $0.88{\phi}$까지 나타났다. 시료의 입도 분석 자료와 영상의 강도 변화 사이의 상관성을 비교해 본 결과, R값은 0.56으로 나왔다. 입도 분석 자료와 후방산란 음압 자료와의 상관성을 기반으로 구현한 해저면 자동분류 시스템의 인식정도를 정량화하기 위하여, GIS시스템으로 각 대상 자료를 통합하고, 면적비교 기능을 사용하여 평가를 수행하였다. 암반 지역을 사질지역으로, 사질 지역을 암반지역으로 교차 인식하는 오인식율은 약 8.95%로, 평균 입도가 낮은 지역의 인식 면적 차이는 사용자 분류를 기준으로 약 2.06%로 나타났다. 이러한 결과는 평균 입도 변화가 해저면 후방산란에 가장 큰 영향을 미치는 요인임을 지시하고 있다. 따라서 이러한 후방산란 음압을 평가하여 평균 입도 변화를 추적하는 알고리즘을 구현할 수 있었으며, 최종 모자이크 영상을 두 개의 퇴적체로 자동 분류하는 시스템을 구현하게 되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권1호
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• pp.1-12
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• 2004

남쉐틀랜드 군도 북쪽 대륙주변부에 분포하는 후기 제 4기 퇴적층에 대한 퇴적상과 고해상 탄성파상 분석을 통하여 빙하 발달기 해저퇴적작용을 규명하였다. 중력시추기를 이용하여 채취된 퇴적물은 퇴적구조와 조직 특성을 달리하는 6개의 퇴적상으로 구분되었으며, 3.5 KHz 고해상 탄성파 특성은 반사파들의 명확성(또는 반사강도), 측면연속성, 형태 및 해저지형에 따라 6개의 탄성파상으로 분류되었다. 이들 퇴적상과 탄성파상, 그리고 해저지형의 특성은 마지막 빙하최대발달기와 그 이후 빙하 쇠퇴기 동안에 상당한 퇴적작용의 변화가 있었음을 지시한다. 마지막 빙하기 동안 현재의 대륙붕 지역에는 극빙하가 확장하여 대부분의 지역을 덮었고, 기저빙하의 유동으로 침식된 깊은 해곡이 대륙붕 상에 형성되었으며, 이 당시 퇴적된 조립질 빙퇴석 퇴적체가 대륙붕 지역에 우세하게 분포한다. 이후 빙하기가 종식되어 남극 대륙빙하가 후퇴하면서, 빙하말단에서 저온의 음빙수가 다량 방출되어 고탁도의 밀도류를 형성하였고, 이러한 고탁도의 수류는 이전 빙하기에 형성된 대륙붕의 해곡을 따라 대륙사면까지 이동하면서 상당량의 퇴적물을 해곡 내의 수로와 대륙사면의 협곡에 집적시켰다. 아울러 대륙사면에서는 드물지만 해저사태와 일시적인 해저류에 의한 퇴적활동도 일어났으며, 남쉐틀랜드 해구에서는 대륙사면으로부터 유입된 저탁류가 간헐적으로 해 구축을 따라 이동하였다. 그러나 빙하가 완전히 후퇴한 현재에는 반원양성의 퇴적이 대륙붕과 대륙사면 전반에 걸쳐 우세하며, 남쉐틀랜드 해구에서는 저탁류가 간헐적으로 발생하여 해구축을 따라 이동된다.