• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.211-228
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• 2023

방조제의 모니터링에는 지구물리학적 비파괴 검사인 GPR (Ground Penetrating Radar) 탐사가 주로 이용된다. GPR 반응은 상황에 따라 복잡한 양상을 보이므로 자료의 처리와 해석은 전문가의 주관적 판단에 의존하며, 이는 오 탐지의 가능성을 불러옴과 동시에 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 따라서 딥 러닝을 이용하여 GPR 탐사자료의 공동을 탐지하는 다양한 연구들이 수행되고 있다. 딥 러닝 기반 방법은 데이터 기반 방법으로써 풍부한 자료가 필요하나 GPR 탐사의 경우 비용 등의 이유로 학습에 이용할 현장 자료가 부족하다. 따라서 본 논문에서는 데이터 증강 전략을 이용하여 딥 러닝 기반 방조제 GPR 탐사자료 공동 탐지 모델을 개발하였다. 다년간 동일한 방조제에서 탐사 자료를 사용하여 데이터 세트를 구축하였으며, 컴퓨터 비전 분야의 객체 탐지 모델 중 YOLO (You Look Only Once) 모델을 이용하였다. 데이터 증강 전략을 비교 및 분석함으로써 최적의 데이터 증강 전략을 도출하였고, 초기 모델 개발 후 앵커 박스 클러스터링, 전이 학습, 자체 앙상블, 모델 앙상블 기법을 단계적으로 적용하여 최종 모델 도출 후 성능을 평가하였다.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.497-505
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• 2021

최근 국내에서 빈번하게 발생하는 지하공간 사고에 기인하여 정부에서는 지하공간 안전관리 대책으로 지하공간통합지도(IUGIM: Integrated Underground Geospatial Information Map) 구축의 기본 계획을 2015년에 수립하여 2021년 현재 부분 구축이 완료된 상태이고, 지하공간 관리 주체 및 관계 기관 등이 활용 중이다. 본 연구는 지하공간통합지도의 활용성 향상 방안의 일환으로 수행 중이며, 현장에서 계측된 실시간 기반의 데이터와 지하공간통합지도 내에 저장되어 운용 중인 보관 데이터의 비교 작업을 수행하기 위한 가시화시스템을 구축하는 내용을 다룬다. 지하공간통합지도에 구축되어 관리되고 있는 시추공 데이터 및 지하시설물 6종에 대한 가시화 기능을 탑재한 시스템을 구축하였다. 지하시설물 6종은 상수도관, 하수도관, 전력관, 가스관, 통신관 및 난방관이다. 구축 완료된 시스템은 서울시 강남구, 서초구 일원 3지점에 대한 현장 실증을 수행하였다. 현장 실증은 모바일센터에 접속해서 지하공간통합지도 데이터 내려받기, 지하공간통합지도 데이터(지표면 생성, 시추정보, 지하시설물) 가시화 작업, 현장에서 취득한 GPR(Ground Penetrating Radar) 기반 데이터에 대한 가시화 등으로 진행하였다. 지하공간통합지도 데이터 및 GPR 기반 현장 데이터의 실증 결과 적합한 것으로 판정되었다. 본 연구의 결과로 굴착 현장에서 안전한 시공에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.203-209
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• 2023

One major advantage of ground penetrating radar (GPR) over other field test methods is its ability to obtain subsurface images of roads in an efficient and non-intrusive manner. Not only can the strata of pavement structure be retrieved from the GPR scan images, but also various irregularities, such as cracks and internal cavities. This article introduces a deep learning-based approach, focusing on detecting subsurface cracks by recognizing their distinctive hyperbolic signatures in the GPR scan images. Given the limited road sections that contain target features, two data augmentation methods, i.e., feature insertion and generation, are implemented, resulting in 9,174 GPR scan images. One of the most popular real-time object detection models, You Only Learn One Representation (YOLOR), is trained for detecting the target features for two types of subsurface cracks: bottom cracks and full cracks from the GPR scan images. The former represents partial cracks initiated from the bottom of the asphalt layer or base layers, while the latter includes extended cracks that penetrate these layers. Our experiments show the test average precisions of 0.769, 0.803 and 0.735 for all cracks, bottom cracks, and full cracks, respectively. This demonstrates the practicality of deep learning-based methods in detecting subsurface cracks from GPR scan images.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
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• pp.49-69
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• 2004

문화재 발굴에 있어서 물리탐사의 중요한 역할중의 하나는 효율적이고도 체계적인 발굴을 위하여 지하 천부에 대한 정보를 제공함에 있다고 할 수 있다. 지표 레이다 탐사(GPR)는 지하 천부의 고분해능 영상을 제공하여 줄 수 있기 때문에 고고학 탐사에 있어서 중요한 물리탐사 방법 중의 하나로 인식된다. 역사유물은 지질구조와는 달리 일정한 방향성이 없이 매몰되어 있는 경우가 많으므로 근본적으로 2차원 탐사보다는 3차원 탐사가, 그리고 측선탐사보다는 면적탐사의 개념을 동원하여 탐사함이 바람직하다. 그러나 3차원 GPR 탐사는 매우 조밀하게 측선을 설정하고 대단히 많은 자료를 획득하여야 가능하므로 넓은 지역의 조사에 항상 적용하기란 현실적으로 매우 어렵다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위해서는 효율적인 탐사방법을 고안함이 매우 중요하다. 이 연구에선 부여 가탑리 지역의 백제시대 유적지 발굴조사에 선행하여 3차원 GPR 탐사를 중심으로 한 물리탐사를 수행하였다. 조사의 1차적인 목적은 지하 하부 구조에 대한 고분해능 영상을 제공함으로써 계획된 유적발굴에 도움을 주고자 함에 있었다. 한편 고고학 발굴을 위한 효율적인 지하 영상화 방법을 제공하기 위하여, 다중 채널 안테나와 자동 측량 시스템을 채용한 GPR 자동연속탐사 시스템의 유적지발굴에 대한 효용성을 검증함에 그 부차적인 목적이 있었다. 자료측정의 효율성을 제고하기 위하여 미리 측선을 설정하지 않고 조사영역 내에서 임의의 방향으로 자료를 취득하는 개념을 채택하였다. 이와 같은 시스템을 이용하여 탐사한 결과, 2일 간에 걸친 현장 탐사 결과로써 약 $17,000 m^2$에 걸친 지역에 대한 3차원 탐사자료를 얻을 수 있었다. 또한 미리 측선을 설정하지 않고 자료를 획득하였음에도 불구하고, 전산처리 결과 획득한 지하 영상으로부터 경작지, 수로, 인공 구조물 또는 유물 등의 존재를 알려주는 이상대들을 정밀하게 파악할 수 있었다. 이 연구 사례를 통하여 3차원 GPR 탐사 또한 국부적인 이상대의 규명뿐만 아니라 광역적인 고고학 조사에도 다른 물리탐사와 마찬가지로 쉽게 활용될 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다. 3차원 GPR 탐사가 향후 국내의 문화재 조사에 표준화된 탐사과정 중의 하나로써 적극 활용되길 기대한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.139-144
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• 2007

To delineate subglacial and englacial images of the western Fourcade Glacier in Antarctica, GPR data were acquired along a 470 m profile in November 2006. Signature deconvolution, migration velocity analysis, and finite difference depth migration were effective in increasing vertical resolution, obtaining the velocity function, and yielding clear depth images of the mixed-phase single-channel data, respectively. The source signature was extracted through stacking reflection signals from the basement. The deconvolution successfully compressed the source signatures to increase temporal resolution and attenuated reverberations. Medium velocities were analyzed with 112 diffraction events by the constant-velocity migration method based on the Stolt algorithm. Finally, depth migration based on the finite difference algorithm provided clear englacial and subglacial images in the laterally-varying velocity field.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권3호
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• pp.113-130
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• 2021

지반 침하, 도로 안전성과 같은 사회적 이슈로 지하 공동 분포를 조사하기 위한 지표투과레이더(ground penetrating radar, GPR) 탐사가 활발히 진행되면서 자료의 양도 함께 증가하고 있다. 하지만 비용과 시간의 효율성을 고려해보았을 때, 모든 자료를 해석할 수 없기 때문에 더욱 직관적이고 정확한 판단이 가능한 해석법이 필요하다. 이러한 문제를 개선하기 위해 정량적 해석이 가능한 속성 분석법이 제안되고 있다. 탄성파 해석에서 많이 사용해온 속성 분석 중 GPR 자료에 적용할 수 있는 속성으로는 복소 트레이스(complex trace)와 유사성(similarity)이 대표적이다. 또한, 최근 영상처리 기술의 발달로 개발된 새로운 속성인 모서리탐지 속성, 이미지 질감 속성 등도 적용성이 있다. 이 논문에서는 GPR 자료 속성분석 연구의 기초를 마련하기 위해, GPR에 적용할 수 있는 속성 분석들을 소개하고 이들의 개념에 대해 기술한 뒤, 속성분석에 기초한 해석법과 다양한 분야에서 활용한 사례를 분석하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.61-71
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• 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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권4호
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• pp.262-269
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• 2005

역사유물은 지질구조와는 달리 일정한 방향성이 없이 매몰되어 있는 경우가 많으므로 고적지 탐사를 위해서는 근본적으로 2차원 보다는 3차원 물리탐사가 바람직하다. 그러나 3차원 GPR 탐사는 매우 조밀한 측선설정과 아울러 대단히 많은 자료를 획득하여야 하므로 자력, 전자탐사와 같이 유적지 탐사에 많이 응용하는 다른 탐사방법에 비하여 상대적으로 현장탐사기간이 길어질 뿐만 아니라 많은 경비가 소요된다. 이 연구에서는 두 조의 송, 수신 안테나와 안테나 이동 궤적을 연속적으로 자동 기록할 수 있는 측량 시스템을 이용하여 소규모의 3차원 GPR 자동연속 탐사 시스템을 구성하였다. 3차원 측선을 미리 측량함 또한 상당한 기간과 경비가 소요되므로 미리 설정하지 않은 임의의 경로를 따라 자료를 취득하는 개념을 도입하였다. 이와 병행하여 개발한 자료취득 시스템으로 획득한 자료를 효율적으로 전산처리하고 영상화하는 소프트웨어 또한 개발하였다. 개발한 시스템을 이용하여 부여 외곽 백제 유적지로 추정되는 지역에서 3차원 GPR 탐사를 수행하였다. 약 $17,000m^2$에 걸친 지역의 3차원 GPR 탐사에 약 6 시간의 현장작업시간이 소요되었으며 이는 개발한 시스템의 효율성을 입증한다. 미리 설정한 격자망 측선이 아닌 임의의 측선 경로를 따라 자료를 획득하였음에도 불구하고 고분해능 3차원 지하 영상의 획득이 가능하였으며, 이로부터 경작지, 수로, 인공 구조물 또는 유물 등의 존재를 알려주는 이상대들을 파악할 수 있었다. 이 연구를 통하여, 3차원 GPR 탐사 또한 국부적인 이상대의 규명뿐만 아니라 광역적인 유적지 조사에도 다른 물리탐사와 마찬가지로 쉽게 활용될 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.80-86
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• 2017

본 연구의 목적은 지반침하를 방지하기 위하여 지반에 매립된 파이프 및 공동의 패턴 데이터베이스를 구축하는데 있다. 이를 위하여 Open CV를 이용한 패턴 템플레이트 알고리즘을 개발하였으며, 이를 토조 GPR 탐사결과에 적용하였다. 그 결과 적절한 패턴 데이터베이스 구축이 가능하였다. 본 연구결과는 제한적인 실험결과만을 근거로 한 것이기 때문에, 향후 다양한 현장자료 및 대규모 테스트베드의 탐사결과 등이 보완되면 보다 실증적인 자료가 구축될 것으로 판단된다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제13권1호
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• pp.1-9
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• 2024

고분자 분야의 개발 및 양산과정에는 제어가 안되는 많은 변수가 있으며, 화학적 조성, 구조, 가공 조건 등 작은 변화에도 물성편차가 크게 발생하기에 보편적인 환경을 가정한 기존의 선형적 모델링 기법으로는 현장 데이터 적용시 많은 오차가 발생한다. 이에 본 연구에서는 최근 산업용 구동부품의 플라스틱 채용경향에 맞추어 엔지니어링 플라스틱인 Polyacetal 수지의 내마모성 및 내굴곡성 강화 연구에 다변량 분석기법인 구조방정식과 가우시안 프로세스 회귀를 결합한 모델링 방식(GPR-SEM)을 제안하고, 비선형성을 가지는 물질 모델링에 활용 가능성을 고찰하고자 한다.