• 제목/요약/키워드: Free-air gravity anomalies

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Improved Free-air Gravity Anomalies by Satellite Altimetry

  • Kim, Jeong-Woo;Roman, Daniel-R.
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.297-305
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    • 2001
  • Ocean satellite altimetry-implied free-air gravity anomalies have had the shortest wavelengths removed during the processing to generate the optimal solution between multiple radar altimeter missions. ERS-1 168day mission altimetry was residualized to a reference geoid surface generated by integrating Anderson & Knudsen’s free-air gravity anomalies for the Barents Sea. The altimetry tracks were reduced and filtered to extract the shortest wavelengths (between 4 and 111 km) from both ascending and descending tracks, respectively. These data were recombined using existing quadrant-swapping techniques in the wavenumber domain to generate a correlated, high frequency gravity field related to the local geologic sources. This added-value surface adjusted the reference free-air gravity anomalies to better reflect features in the gravity field at a wavelength related to the distance between altimetry ground tracks.

한반도 지역에서의 상층중력장 (External Gravity Field in the Korean Peninsula Area)

  • 정애영;최광선;이영철;이정모
    • 자원환경지질
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    • 제48권6호
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    • pp.451-465
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    • 2015
  • 주변 해역을 포함한 한반도 일원에서 측정된 중력자료로부터 상층중력의 고도이상(free-air anomaly)을 계산하였다. 주변 영역에서는 인접국가가 발표한 중력자료가 있는 경우 발표된 자료를 이용하였으며, 없는 경우 EGM2008(Earth Gravitational Model 2008)로부터 계산한 고도이상을 이용하였다. 중력의 상향연속은 Dragomir가 제안한 방법으로 계산하였다. 상층중력 고도이상 계산의 정확성과 계산 속도를 고려하여 적분반경은 계산 고도의 10배로 하였다. 적분에 필요한 측지선의 거리는 Bowring이 개발한 공식을 사용하였다. 위도 $33^{\circ}N{\sim}43^{\circ}N$, 경도 $124^{\circ}E{\sim}131^{\circ}E$에서 계산된 고도이상은 고도 1 km에서 -41.315에서 189.327 mgal까지 변화하고 표준 편차는 22.612 mgal이다. 고도 3 km에서는 -36.478에서 156.209 mgal까지 변화하고 표준 편차는 20.641 mgal이다. 고도 1,000 km에서는 3.170에서 5.864 mgal까지 변화하고 표준 편차는 0.670 mgal이다. 3 km 고도에서 계산된 고도이상을 같은 높이에서 측정한 항공 중력 고도이상과 비교하였다. 이들의 rms 오차는 3.88 mgal로 나타났다. 항공 중력 측정 교차점오차가 2.2 mgal 임을 고려하면 이들 오차에 의미를 부여할 수 없으며, 원인으로는 이번 연구에서 발생한 계산상 오차와 함께/또는 발표된 항공중력의 보정오차에 기인하는 것으로 사료된다. 상층중력 고도이상에 완전식으로 계산한 지구타원체 외부의 정규중력을 더하여 상층중력을 예측하였다. 이번 연구에서 국내 최초로 계산한 고도에 따른 상층중력 고도이상은 한반도 일원의 상층중력장을 잘 표현하고 있는 것으로 보이며, 상층중력장은 관성항법장치의 정확도 향상 등에 이용될 수 있을 것이다.

Distortions of Spherical Data in the Wavenumber Domain

  • Kim, Jeong-Woo;Lee, Dong-Cheon
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.171-179
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    • 2002
  • Sampling rates become inconsistent when spatial data in the spherical coordinate are resampled with respect to latitudinal or longitudinal degree for mathematical processes such as Fourier Transform, and this results in distortions of the processed data in the wavenumber domain. These distortions are more evident in the polar regions. An example is presented to show such distortions during the recovery process of free-air gravity anomalies from ERS-1 satellite radar altimeter data from the Barents Sea in the Russian Arctic, and a method is presented to minimize the distortion using the Lambert Conformal Conic map projection. This approach was found to enhance the free-air gravity anomalies in both data and wavenumber domains.

서울-철원간 추가령곡의 지형분석을 위한 GPS 중력측정 (GPS Gravity Surveying for the Terrain Analysis at the Choogaryeong Rift Valley between Seoul and Cheolwon)

  • 이창호
    • 자원환경지질
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    • 제32권3호
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    • pp.281-291
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    • 1999
  • This study presents the gravity data with GPS survrying and the geophysical profiles at the Choogaryeong Rift Valley. And in determing geoid by GPS measurement, survey control points (SCP) whoch built by the Republic of Korean Army are used. Seventy nine SCP and the two triangulation stations are reviewd by GPS. Digital terain model is under for terrain analysis. The analyses of the gravity surveying with GPS are as follows. The low values of the negative Bouguer anomalies represent the high elevation terrain. The Bouguer anomalies show the decrrasing trend toward the eastern part of the study area. Characteristics of free-air anomalies are related with terrain elevation. The regional gravity anomalies decreas toward the eastern part of the study area. The trends of variations are associated with the thermotectonic and geologic structure beneath the Choogaryeong Rift Valley. The most parts of the study area represent negative residual gravity anomalies due to the low dencity of sedimentary cover in the Rift Valley. There are three valleys and four mountains in the direction of NE-SW or NNE-SSW which are structured by the geological features.

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울릉분지에서의 선상중력과 위성중력 통합에 의한 중력 해상도 향상 및 해석 (High Resolution Gravity Mapping and Its Interpretation from both Shipborne and Satellite Gravity Data in the Ulleung Basin)

  • 박찬홍;김정우;허식;원중선;석봉출;유해수
    • 지구물리
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    • 제2권1호
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    • pp.27-38
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    • 1999
  • 최근 공개된 위성중력을 이용하는 오차 최소화 기법을 적용하여 선상중력내 존재하는 구간 측선간 오차나 교차점 오차를 성공적으로 보정하였으며, 보정된 선상중력을 위성중력과 결합하여 고해상 중력분포를 도출하였다. 오차 최소화 과정에서 울릉분지의 선상중력은 위성중력보다 장주기 성분에서 상대적으로 크게 보정되었으나 단주기 성분은 그대로 보존되었다. 이것은 선상중력이 갖는 단주기의 중력 성분이 훼손되지 않은 채 안정되고 연속성을 갖는 장주기의 인공위성 중력분포에 잘 접합될 수 있다는 것을 보여 준다. 통합된 후리에어이상도는 위성중력의 장주기 성분과 선상중력의 단주기 성분을 모두 표현하므로 해저지형 및 지질분포의 해석에서 보다 상세하고 신뢰성 있는 정보를 제공한다. 후리에어이상은 수심이 깊은 분지 중앙 지역이 해저산이나 대지 등 높은 지형으로 이루어진 분지 주변부 보다 상대적으로 낮게 분포하는 등 전반적으로 해저지형의 분포 경향에 부합되어 변화한다. 그러나 대륙사면을 이루고 있는 분지의 서쪽 및 동쪽 주변부를 따라서는 지역적으로 함몰된 퇴적기반과 두꺼운 퇴적층 및 대륙 주변부에서 특징적인 가장자리 효과로 인한 저이상대가 발달하고 있다. 울릉도 북동부에 위치한 한국대지 및 울릉대지에서 북동-남서방향의 선형분포를 갖는 중력이상은 동해가 열개되는 동안 균열된 지각 사이를 따라 일어난 화산활동의 결과로 형성된 해산이나 관입암체가 선형으로 배열함으로서 기인한 것으로 해석된다. 선형으로 배열된 고중력분포는 울릉대지 서쪽 경계부에서 급구배를 보이는 북북서-남남동 방향의 직선적인 중력분포에 의해 절단되고 있는 데 이 급구배의 중력이상은 울릉대지 서부 경계를 이루는 단층선애에 기인한다. 울릉대지가 서쪽으로 뚜렷한 단층 접촉을 나타내고 있으나 지형적인 형태에 있어서 대비되지 않는 것은 울릉대지가 단층을 경계로 분리되어 이동되어 왔을 가능성을 시사한다. 분지의 중앙 북동부에서는 수심이 깊어지는 데 비해 중력치는 오히려 높아지는 경향을 나타내고 있는 것은 맨틀이 주변부에 비해서 상대적으로 천부에 존재하고 있는 것이 가장 큰 요인이며, 해저지각의 두께가 얇은 대신 지각의 밀도가 주변 대륙보다 높은 데도 기인한다.

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北大西洋 重力場에 적용한 Indirect Effect (Application of the Indirect Effect on Regional Gravith Fielcs in the North Atlantic Ocean)

  • 정우열;필립로
    • 한국해양학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.19-24
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    • 1987
  • 바다에서의 중력관측은 지오이드상에서 측정된 것으로 간주되고 Free-air이상 치는 지오이드상의 관측치로부터 표준타원지구면 위에서 예상되는 중력치를 감함으 로 결정된다. 표준타원 지구면과 지오이드면의 고저差 및 두 面 사이의 질량差에 따른 중력효과를 "Indirect Effect"라고 하는데 이 "Indirect Effect"를 북대서양 해수 면상에서 관측된 중력이상치에 고려해 본 결과 이 "Indirect Effect"를 바다에서의 중력관측치에 포함시키는 것이 맨틀운동을 포함한 지구의 광역 연구조사에 중요함 이 밝혀졌다.을 포함한 지구의 광역 연구조사에 중요함 이 밝혀졌다.

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동해 지역의 완전부우게 이상 계산 (Computation of Complete Bouguer Anomalies in East Sea)

  • 김용현;윤홍식;이동하;황학
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2010년 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.165-168
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    • 2010
  • This paper describes the results of complete Bouguer anomalies computed from the Free-air anomalies that derived from Sandwell and DNSC08 mairne gravity models. Complete bouguer corrections consist of three parts: the bouguer correction (Bullard A), the curvature correction (Bullard B) and the terrain correction (Bullard C). These all corrections have been computed over the East Sea on a $1'{\times}1'$ elevation data (topography and bathymetry) derived from ETOPO1 global relief model. In addition, a constant topographic (sea-water) density of $2,670kg/m^3$ ($1,030kg/m^3$) has been used for all correction terms. The distribution of complete bouguer anomalies computed from DNSC08 are -34.390 ~ 267.925 mGal, and those from Sandwell are -32.446 ~ 266.967 mGal in East Sea. The mean and RMSE value of the difference between DNSC08 and Sandwell is $0.036{\pm}2.373$ mGal. The highest value of complete bouguer anomaly are found around the region of $42{\sim}43^{\circ}N$ and $137{\sim}139^{\circ}E$ (has the lowest bathymetry) in both models. Theses values show that the gravity distribution of both models, DNSC08 and Sandwell, are very similar. They indicate that satellite-based marine gravity model can be effectively used to analyze the geophysical, geological and geodetic characteristics in East Sea.

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중력자료를 이용한 북극 스발바드 군도의 지각구조연구 (A Study of Crust Structure at Svalbard Archipelago in Arctic Area by Using Gravity Data)

  • 유상훈;이성숙;민경덕
    • 한국석유지질학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.17-23
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    • 2007
  • ArcGP 중력자료를 이용하여 다산과학기지가 위치한 북극 스발바드 군도의 중력특성을 파악하였다. 지형자료와 유사한 형태로 분포하는 free-air 중력이상에서 보이던 대륙 연변부의 가장자리 효과는 부게보정 후 보이지 않고, 육상지역의 CTOPO30 지형자료를 이용한 지형보정을 거친 완전 부게 중력이상에서 육상지역에서 해양지역으로 갈수록 중력이상이 증가하는 즉, 모호면의 상승과 관련이 깊은 특성이 관찰된다. 파워스펙트럼 분석을 통해 결정된 절단파수를 이용할 필터링 후 계산된 고주파 영역의 잔여이상에서 육상지역의 단층대를 따라 발달하는 특징적인 고이상대와 두꺼운 퇴적층에서 기인한 저이상대가 나타나며 해양지역 대륙사면의 최하부에서 기반 함몰 내지는 기반암 상부의 두꺼운 퇴적층과 관련이 있는 저이상대가 발달하고 있다. 역산 모델링을 통해 저주파 영역 성분에서 계산된 모호면의 기복은 스발바드 군도에서 유라시안 판 경계인 Knipovich ridge쪽으로 갈수록 상승하는 즉, 대륙주변부에서의 전형적인 특성을 보여준다.

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독도 및 그 주변 해산 중력 이상의 지구조적 해석 (Structural Implications of Gravity Anomalies around Dok Island and its Surrounding Seamounts in the East Sea)

  • 김원균;김창환;박찬홍;한현철;권문상;민경덕;김백수;최영섭
    • 자원환경지질
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    • 제33권6호
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    • pp.537-545
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    • 2000
  • Shipborne gravity data are analyzed to investigate crustal structure under Dok Island and its surrounding seamounts located in border of Ulleung Basin and Oki Bank in the East Sea. Relatively low free-air gravity anomaly compared with the volume of seamounts may be explainable by isostatic compensation. From 1 st to 3rd Dokdo Seamounts, the decrease of free-air and Bouguer gravity anomalies implies the different degree of isostatic compensation, crustal thickness or/and density contrast. 3-D gravity modelling shows that seamounts have the mirror roots for regional Airy isostatic compensation, and from Ulleung Basin to Oki Bank, Moho discontinuity deepens and the density of crust is decreases. The results infer that study area is transitional zone from thin oceanic to thick continental crust. The depth of Moho discontinuity is about 15∼16 km, which may be interpreted as an uplifting of Mantle to shallow depth comparing with other borders of the Ulleung Basin.

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A STUDY ON THE MOHO UNDULATION OF THE KOREAN PENINSULA FROM SATELLITE GRAVITY DATA

  • Yu, Sang-Hoon;Hwang, Jong-Sun;Min, Kyung-Duck
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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    • pp.589-592
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    • 2005
  • Gravity characteristics and Moho undulations are investigated in the Korean peninsula by using satellite gravity data. According to the development of satellite geodesy, gravity potential models which have high accuracy and resolution were released. Using the EIGEN-CGOIC model based on low orbit satellite data such as CHAMP and GRACE, geoid and gravity anomaly were calculated by spherical harmonic analysis. The study area is located at $123^{\circ}\sim132^{\circ}E, 33^{\circ}\sim43^{\circ}$N including Korea. Free-air anomalies, which show the effect of terrain, have the values between $-37\sim724 mgal. After Bouguer correction, the range of simple Bouguer anomalies is $-221\sim246$ mgal. Complete Bouguer anomalies after terrain correction increase from continent to marine. This phenomenon is related rise of Moho discontinuity. The cut-frequency for extraction of Moho undulation was determined by power spectrum analysis, and then 3D inversion modeling was implemented. The mean, maximum, minimum, and standard deviation of Moho depth undulation are -26, -36, -8, and 4.9 krn, respectively.

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