• 자원환경지질
• /
• 제40권4호
• /
• pp.445-459
• /
• 2007

2005년 3월 경상북도 문경에 설치된 초전도 중력계가 Global Geodynamics Project에 세계 21번째 관측소로 등록되어 현재 정상 운영 중에 있다. 미세한 중력변화를 1mHZ 이하의 저주파 영역에서 $10^{-2}nm/s^2$ 수준의 뛰어난 분해능으로 측정하는 초전도 중력계는 지구 중력의 다양한 주기의 지구중력변화를 감지하고 분석하는데 매우 효과적이다. 문경 초전도 중력 자료의 기초 분석을 위하여 2005년 3월 18일 부터 2006년 2월 21일 사이의 자료를 이용하여 일일주기와 반일주기 성분의 잔여중력을 계산하였다. 기계적 잡음을 제거한 후 기압 및 지하수 보정을 실시하였고, Hartmann-Wenzel 모델과 Whar-Dehant 모델을 이용하여 지구 조석을 보정하였으며 SCW80, FES952, FES2002 해양모델을 이용하여 ocean loading의 영향을 보정하였다. 초전도 중력자료의 신뢰도 검증을 위해 GRACE 인공위성에서 관측된 중력과 비교한 결과, 0.63의 상관관계를 보였다. 한편 2005년 발생한 인도네시아의 수마트라 지진자료를 광대역 지진계(STS-2)자료와 비교한 바, 지진계에서 관측되는 지진신호 및 여진이 감지됨을 확인할 수 있었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권1호
• /
• pp.59-59
• /
• 2004

최근에 발사되어 임무를 수행중인 GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment) 위성사업은 편대비행하는 두 개의 저궤도 위성 간 거리를 측정하여 지구중력장을 관측하는 연구인데, 여기에 사용되는 위성간 거리측정기 성능분석을 위한 기본연구단계로, 해석식을 이용하여 외력과 위성간 거리변화와의 관계를 연구하였다. 원궤도에 근접한 궤도를 비행하는 위성의 운동은 Hill's 방정식을 사용하여 나타낼 수 있는데, 이로부터 위성에 가해지는 외력에 의한 위성의 운동 관계식을 얻을 수 있다. (중략)

• 자원환경지질
• /
• 제38권3호
• /
• pp.299-304
• /
• 2005

GRACE 위성자료를 이용하여 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 지오이드와 중력이상을 계산하였다. 지오이드의 기복은 중국 내륙에서 한반도를 거쳐 태평양쪽으로 갈수록 음에서 양으로 -60 m에서 60m로의 변화가 나타난다 중력이 상은 섭입대에서의 특징적인 -100 mgal 이하의 저이상대를 제외하면 전체적으로 $-60\~60\;mgal$의 분포를 보이며, 북한 지역의 백두산과 개마고원, 남한지역의 태백산맥에서 고이상이, 동해의 울릉분지, 일본분지, 야마토 분지에서 저이상이 관찰된다. 지각 성분만을 고려하기 위한 방법으로 구면조화분석시 degree 10이하의 광역성분을 제거하여 잔여이상을 계산하였다. 계산된 잔여이상에서 한반도 육상 북부 산간 지역과 경상분지 일대에서 고이상이 보이고, 한반도 주변 해상지역의 서한만 분지와 남한 군산분지, 제주분지, 울릉분지 등지에서 저이상대가 관찰된다. 육상지역과 해상지역에서 계산된 잔여이상과 degree별 분리된 이상대의 분포는 지하 지질 규모 및 심도별 분포와 관련하여 대규모 지구조를 규명하거나, 나아가 지하자원 탐사에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리
• /
• 제8권2호
• /
• pp.89-92
• /
• 2005

황해안 대륙붕 지역의 Quinling-Dabie-Sulu 대륙 충돌대의 위치와 퇴적분지의 지하구조를 알아보기 위해서, 한국 자원 연구원 탐해 2호에 의해서 2000년부터 2002년까지 측정된 중력 데이터에 의한 3차원 지하구조 모델링을 실시한 결과, 황해안 연구지역 내의 중력 이상은 주로 퇴적층과 기반암 사이 경계면의 밀도 및 깊이의 변화에 의한 것으로 판단된다. 대륙 충돌대라고 여겨지는 고밀도 지각구조는 황해안 퇴적분지의 남쪽으로 부터 북동 방향으로 한반도의 중서부 지역으로 연결되며, 퇴적 분지 내의 현저하게 밀도가 낮은 물질의 총 부피는 약 20000 km3 정도로 추정되었다. 북중국판과 남중국판의 경계인 Quinling-Dabie-Sulu 대륙 충돌대는 황해안 퇴적분지 남쪽과 북쪽 지역을 지나 각각 임진강 벨트와 충남 홍성 지역으로 연결되며, 북북동 구조선을 따라 동해안 쪽까지 연결되는 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.550-560
• /
• 2013

본 연구에서는 2005년 이후 화산 폭발을 경험한 20개의 화산 지역에 대해 그레이스 위성에 의해 측정된 지오이드 변화를 조사하였고 지오이드를 이용한 화산 하부의 마그마 활동에 대한 연구를 위해서는 자세한 지질학적 조사가 함께 수반되어야 함을 인지하였다. 따라서 2011년에 화산 폭발이 있었고 그에 대한 지질학적 연구가 자세히 수행된 키리시마 화산복합체 내 신모에다케 화산 지역을 대상으로 그레이스 인공위성을 이용하여 측정된 화산지역의 광역적인 지오이드 변화와 화산하부 마그마 활동 변화 간의 상관성에 대해 연구하였다. 그 결과 신모에다케 화산 지역에서 2002년 이후 계속적으로 증가하는 지오이드 변화는 화산하부 물질의 중력이 증가함에 의해 발생하였음을 확인하였고, 이는 기존 연구에서 밝혀진 2011년 화산 폭발 수년 전부터 염기성 마그마가 마그마 저장소로 계속 공급되었다는 사실과 잘 일치한다. 이는 앞으로 많은 연구가 필요하기는 하지만 그레이스 인공위성으로 측정된 지오이드의 변화가 화산 폭발 감시 및 예측에 사용될 수 있는 가능성이 높음을 지시한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.261-266
• /
• 2005

인공위성 측지학의 발달로 최근 들어 정밀도와 해상도가 높아진 중력포텐셜 모델들이 공개되었다. 근래에 가장 많이 사용되는 EGM96과 CHAMP, GRACE 등의 저고도 위성자료를 기반으로 하는 가장 최근의 EIGEN-CG01C 모델을 이용하여 한반도와 인근지역을 포함하는 $123^{\circ}{\sim}132^{\circ}$ E, $33^{\circ}{\sim}43^{\circ}$ N의 연구지역에서 지오이드와 중력이상을 계산하고, 비교 검토하였다. 두 모델은 지오이드와 중력이상에서 0.90이상의 매우 높은 상관관계를 가지고 있으나, Amplitude 분석에서 EIGEN-CG01C 모델이 고주파영역이 우세한 것으로 나타났다. 두 모델을 통해 계산된 중력이상에서 북한지역 및 황해 연안 일부에서 다소 차이를 보인다. Power spectrum 분석을 통하여 대규모 지구조나 지하자원 탐사에 유용하게 활용될 수 있는 잔여이상을 계산하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.9-14
• /
• 2005

황해안 대륙붕 지역의 Quinling-Dabie-Sulu 대륙 충돌대의 위치와 퇴적분지의 지하구조를 알아보기 위해서, 한국 자원 연구원 탐해 2 호에 의해서 2000 년부터 2002 년까지 측정된 중력 데이터에 의한 3 차원 지하구조 모델링을 실시한 결과, 황해안 연구지역 내의 중력 이상은 주로 퇴적층과 기반암 사이 경계면의 밀도 및 깊이의 변화에 의한 것으로 판단된다. 대륙 충돌대라고 여겨지는 고밀도 지각구조는 황해안 퇴적분지의 남쪽으로 부터 북동 방향으로 한반도의 중서부 지역으로 연결되며, 퇴적 분지 내의 현저하게 밀도가 낮은 물질의 총 부피는 약 $20000\;km^3$ 정도로 추정되었다. 북중국판과 남중국판의 경계인 Quinling-Dabie-Sulu 대륙 충돌대는 황해안 퇴적분지 남쪽과 북쪽 지역을 지나 각각 임진강 벨트와 충남 홍성 지역으로 연결되며, 북북동 구조선을 따라 동해안 쪽까지 연결되는 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
• /
• 제49권4호
• /
• pp.269-280
• /
• 2016

지역에 최적화된 스레피안 구면함수(spherical Slepian function)를 활용하여 남극을 중심으로 반경 $20^{\circ}$ 범위의 지역에 지각 자기이상의 3개의 방향 성분과 6개의 구배성분들을 표현하였다. 2013년 11월 유럽 항공 우주국이 발사한 3개의 자력 위성인 Swarm은 궤도 전개를 통해 동서 방향의 구배값은 물론 남북 및 수직방향의 구배값을 얻을 수 있도록 계획하였다. 이미 발사된 여러 중력위성들(i.e., GRACE and GOCE) 역시 이러한 구배값을 활용하여 보다 정확한 중력 이상값 및 지표에서의 시간에 따른 중력변화 연구등을 수행해 왔으나 자력 위성자료를 통해서는 많은 연구들이 이루어지고 있지 않는 상태이다. 한편 지역화 모델링은 관심 지역 또는 자료 분포의 제한인 지역인 경우에 활용될 수 있다. 또한 전지구 모델보다 효율적인 연산이 가능하여 위성자료로부터 고해상도의 지각 자기이상값을 표현할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 또한 기존의 전지구 구면조화함수의 선형 결합으로 이루어진 기저함수들은 서로 직교성(orthogonality)이 유지되므로 스레피안 구면함수의 계수를 전지구 구면조화함수의 계수로 변환이 가능하여 스펙트럼 분석에 활용할 수 있다. 따라서 Swarm 위성자료의 구배 성분을 이용한 지역화 모델링 방법은 앞으로 많은 활용이 기대되며 여기서는 Swarm 위성자료로부터 얻어진 지각 자기이상값의 전지구 조화함수 계수 모델을 사용하여 자기이상의 방향성분과 구배성분을 유도하고 이를 스레피안 구면 조화함수에 적용하여 관심지역인 남극지역의 방향 성분과 구배 성분을 표현하고 이에 대한 결과를 토의 하고자 한다.

• 암석학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.35-47
• /
• 2013

1000 AD 경에 매우 강력한 화산 폭발을 하였던 백두산은 아직도 폭발 가능성을 가지고 있다. 따라서 백두산의 폭발 가능성을 사전에 확인할 수 있는 정기적인 감시가 필요하다. 하지만 지정학적인 이유로 백두산 지역에 정기적인 감시 시설을 설치하거나, 정기적인 관측 자료를 얻는 것이 매우 힘든 상황이다. 따라서 인공위성을 이용한 백두산 화산 폭발 가능성에 대한 정기적인 감시 기술 개발이 필요한 실정이다. GRACE 인공위성에서 획득한 백두산 지역의 중력 자료로부터 계산된 지오이드 자료의 지난 10년간의 변화를 보면, 백두산 지역에서 지진 발생을 포함한 마그마 활동 가능성이 인지된 2002년부터 2005년 사이에 매우 뚜렷한 지오이드 감소가 확인되었다. 그리고 동일한 시기에 백두산 지역의 강수량이 줄어들지 않음을 고려할 때 이러한 변화는 백두산 하부의 마그마 활동에 연관되어있을 가능성을 지시한다. 백두산 지역에서 CHAMP 인공위성을 이용하여 측정된 지난 2000년도부터 2010년까지의 자력 변화를 살펴보면, 마그마 활동이 활발했던 2000년에서 2005년도 사이에 자력이 감소하고 그 이후 다시 증가하는 현상을 보여준다. 이러한 자력의 감소는 백두산 하부 마그마 온도의 증가에 따른 주변 암석의 비자성화(demagnetization)에 의한 것일 가능성이 있다. 이러한 자료는 인공위성을 이용하여 관측한 지오이드와 자력의 변화가 백두산 하부 마그마 활동을 감시하는데 사용될 수 있는 가능성이 있음을 지시한다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제33권5_3호
• /
• pp.855-866
• /
• 2017

본 논문에서는 지하수 수자원의 부존 및 대수층의 역학적 변화를 원격 탐사 방법으로 해석한 연구사례를 고찰하였다. 지질 분포, 지표수 및 지형 고도차, 식생 분포, 강수량과 증발산량의 변화를 측정하는 기법에는 항공 자력 탐사 분석에 의한 지질 선구조 해석, DEM, 엽면적지수, 정규 식생 지수 및 지표면 에너지 밸런스 계산 등이 있으며, 모두 원격 탐사로 수득된 자료에 기반하며, 광역적 차원에서의 지하수 수자원 부존 여부를 정성적으로 분석할 수 있다. 위성 센서 자료의 직접 이용을 통한 지하수 부존 및 동력학의 정량적 해석은 현재까지 GRACE와 InSAR가 가장 각광받는 탐사 방법임을 알 수 있었다. GRACE는 미소 중력장 변화를 지구 표면 및 내부 수체의 질량 변화로 전환할 수 있는 센서 보유 위성으로서, 센서 자료의 보정이 필요 없고, 지하수 부존 정량 분석을 위한 보조 자료를 모두 다른 위성 센서 자료에서 수득할 수 있으며, 자료처리 알고리즘의 지속적인 개선이 진행되고 있어서, 전세계적으로 수많은 연구가 수행되었다. 그러나, 위성센서의 검출 한계로 인해 협소한 지역에서의 지하수 질량 변화 정량이 부정확할 수 있고, 현장 조사 자료와 연동할 경우 과대 추정된 결과가 도출될 수 있다. InSAR는 특정 대수층에서 지표의 수직 변위가 지하수위와 비례한다는 원리를 이용, mm 단위의 지표 수직 변위를 측정하여 대수층 및 대수층 내 지하수의 물리적 특징을 정량화할 수 있다. 그러나, 지표의 토지 피복이 단순한 건조-반건조 기후 지역에 한정되어 적용되고 있으며, 지표면과의 긴밀도 값 손실이 우려되는 지역에서는 적용이 힘들다. 상기 두 위성을 이용하여 우리나라 지하수 수자원의 질량 변화 및 흐름 특징을 광역적으로 정량화하기 위해서는 우리나라의 지형 및 지질, 자연 조건에 알맞은 자료 전처리 알고리즘 개발 및 적용이 선행되어야 할 것이다.