• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.38-43
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• 2017

능동소나를 이용한 해저면의 이미지를 얻기 위한 연구는 다양하게 수행되어져 왔으며, 그 해상도를 향상시키는 방법은 현재까지도 중요한 문제이다. 해상도를 향상시키기 위한 방법은 여러 가지가 있으며 좁은 빔폭을 활용하여 빔 해상도를 높이는 방법이 가장 대표적이다. 하지만 좁은 빔폭을 이용하여 해상도를 향상시키는 방식은 기술적인 한계가 존재한다. 따라서 제한된 빔폭을 가진 어레이를 통하여 보다 높은 빔 해상도를 얻기 위한 신호처리 기술이 필수적이다. 본 논문에서는 중첩된 빔을 방사하는 sonar의 수신신호에 신호처리를 통해 해상도를 향상시키는 방식을 소개한다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-103
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• 2013

천해에서 수중음향통신은 해면과 해저의 음향특성에 강한 영향을 받는다. 시변적인 해면 산란과 입사각에 좌우되는 해저손실에 의해 수중통신 시스템의 성능은 영향을 받게 되어 고속의 디지털 통신 성능은 저하된다. 우세한 직접파가 존재하면 통신채널은 Rice 페이딩, 그렇지 않은 경우 Rayleigh 페이딩으로 모델링된다. 그러나 실해역의 실험으로 이러한 통계적인 채널 모델링을 검증하는 것은 어려운 연구주제로 알려져 있다. 해면산란과 해저반사 손실이 수중음향통신에 미치는 영향의 근원적인 이해를 돕기 위하여 저자들은 이들의 영향을 정량화하기 위한 천해 해역에서 실험을 수행하였다. 이진 주파수 천이 변조 방식으로 영상을 전송하여 해면산란과 해저 입사각에 좌우되는 해저반사 영향을 송신기와 수신기간의 거리, 수신기 깊이에 따른 영상의 양호성과 비트 오류율로 평가하였다. 결론적으로 영상의 전송 성능은 채널의 일관성 대역폭을 결정하는 송수신기간의 거리 및 수신기의 깊이에 좌우된다.

• 자원환경지질
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• 제28권3호
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• pp.199-211
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• 1995

The deep sea camera system could render it possible to obtain the detailed information of the nodule distribution, but difficult to estimate nodule abundance quantitatively. In order to estimate nodule abundance quantitatively from deep seabed photographs, the nodule abundance equation was derived from the box core data obtained in KODOS area(long.: $154^{\circ}{\sim}151^{\circ}W$, lat.: $9^{\circ}{\sim}12^{\circ}N$) during two survey cruises carried out in 1989 and 1990. The regression equation derived by considering extent of burial of nodule to Handa's equation compensates for the abundance error attributable to partial burial of some nodules by sediments. An average long axis and average extent of burial of nodules in photographed area are determined according to the surface textures of nodules, and nodule coverage is calculated by the image analysis method. Average nodule abundance estimated from seabed photographs by using the equation is approximately 92% of the actual average abundance in KODOS area. The measured sampling points by box core or free fall grab are in general very sparse and hence nodule abundance distribution should be interpolated and extrapolated from measured data to uncharacterized areas. The another goal of this study is to depict continuous distribution of nodule abundance in KODOS area by using PC-version of geostatistical model in which several stages are systematically proceeded. Geostatistics was used to analyse spatial structure and distribution of regionalized variable(nodule abundance) within sets of real data. In order to investigate the spatial structure of nodule abundance in KODOS area, experimental variograms were calculated and fitted to a spherical models in isotropy and anisotropy, respectively. The spherical structure models were used to map out distribution of the nodule abundance for isotropic and anisotropic models by using the kriging method. The result from anisotropic model is much more reliable than one of isotropic model. Distribution map of nodule abundance produced by PC-version of geostatistical model indicates that approximately 40% of KODOS area is considered to be promising area(nodule abundance > $5kg/m^2$) for mining in case of anisotropy.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.207-212
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• 2008

독도화산체 정상부에 대한 연구를 위하여 1999년, 2004년 및 2007년에 획득한 멀티빔음향측심, 해저면영상 및 자력탐사자료를 함께 분석하였다. 독도 주변 연안에서부터 수심 약 -90 m까지의 해저지형은 많은 기복을 가진 변화를 보이는데 차별 침식된 암반 및 테일러스 등의 영향으로 사료된다. 해저지형의 계단형 경사면의 제 4 기 해침 해퇴의 영향을 받은 해안 단구로 생각된다. 북동 및 북서쪽의 수심 약 $-100\;{\sim}\;-120\;m$ 해역에는 작은 분화구 형태의 지형 기복들이 나타나는데 후기 화산활동에 의해 형성된 것으로 판단된다. 해저면영상에서는 독도 정상부에 돌출암반들이 산재하는 전형적인 암반특성을 보인다. 아날니틱신호분포에서 나타나는 독도 육지부에서 북동 및 북서쪽으로 연장되는 이상대는 다른 지구물리자료에서도 나타난 화구륜의 잔해로 예상되는 암반들의 위치와 유사하다. 이 암반들은 독도 화산체 형성 초기에 만들어졌던 화구륜의 일부가 파도에 의한 침식 및 자연붕괴 등으로 유실되고 남은 잔류체로 추정되고, 독도는 남쪽 화구륜의 일부일 가능성이 높다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.280-285
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• 2008

자유낙하식 시료채취기(Free Fall Grab, FFG)를 이용하여 산출한 망간단괴의 부존밀도는 보정이 필요하다. 그 이유는 FFG로 망간단괴를 채취할 때 해저면에 부존되어 있는 망간단괴의 실제 양 보다 적은 양만이 채취되는 것으로 알려져 있기 때문이다. 지난 1994년과 2002년에 각각 1.29와 1.13의 망간단괴 부존밀도 보정상수가 제시된 바 있으며, 이는 주로 해저면 영상자료의 분석을 통해 이루어 졌다. 이 연구에서는 동일한 정점에서 FFG와 상자형 시료채취기(Box Corer, BC)를 이용하여 회수한 망간단괴의 부존밀도를 비교하여 기존에 제시된 망간단괴 부존밀도 보정상수와 비교하였다. 그 결과 FFG를 이용한 망간단괴의 회수율이 BC에 비하여 낮으며, 그 차이는 약 1.4배로 기존의 보정상수에 비해 훨씬 더 크게 나타났다. 따라서 향후 추가 시료 획득과 해저면 영상분석의 개선을 통해 기존의 망간단괴 부존밀도 보정식을 재산정할 필요성이 제기된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권2호
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• pp.192-198
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• 2009

사이드스캔소나(Side Scan Sonar)와 SBP (Sub-bottom Profiler)는 최근 해양탐사 기술의 발전과 더불어 수중과 해저면, 그리고 해저면 하부에 대한 정보가 필요한 분야에 많이 활용되어지고 있다. 본 연구에서는 사각형 인공어초가 해저면에 분포하는 지역을 대상으로 사이드스캔소나와 SBP를 이용하여 자료를 취득하였다. 취득된 사이드스캔소나 자료에 대하여 디지털 영상처리 기법인 공간영역과 주파수영역에서의 각종 필터링을 적용하여 필터링의 종류와 매개변수에 따른 특징 및 영상분석을 시도하였다. SBP 자료는 이득회수, 디콘볼루션, 스펙트럼 분석, 뮤팅, 구조보정 등의 탄성파 자료처리과정을 거친 후 단면도를 구하였으며, 또한 통계적 특징에 기인한 평균값과 중앙값을 이용한 영상처리 과정을 거쳐 지층의 연속성 향상을 도모하였다. 사이드스캔소나와 SBP 두 가지 자료를 함께 시각화하는 방법을 이용하여 인공어초의 상태 및 구조물의 침하여부를 보다 쉽게 파악할 수 있었다. 또한 샘플링된 해저퇴적물 시료분석 결과와 사이드스캔소나의 Texture Filtering 적용결과, 그리고 천부지층결과의 연계해석을 통해 지층 상부퇴적물의 종류와 분포 및 두께를 파악할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.477-486
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• 2017

본 연구에서는 독도, 동도와 서도 연안에서 정밀 해저 지형과 해저면 영상 자료를 획득하여 해수면 아래에서 나타나는 해저 지형 및 해저면 환경 특성을 비교 분석하였다. 독도 섬 육지부와 바로 연장되는 동도와 서도 각 남부 연안 해역의 약 $250m{\times}250m$ 범위에서 정밀 수심 자료와 해저면 영상 자료를 획득하였다. 동도 남부 연안은 최대 수심 약 50 m 범위이며, 서도 남부 연안은 최대 수심 약 30 m 범위에 해당한다. 동도와 서도 연안은 섬 육지부에서부터 연장되는 모암이 해수면 아래로 그대로 이어져 해저면에서 큰 수중 암반 지대를 형성하고 있는데, 그 규모는 서도 남부 연안이 동도 연안에 비해 비교적 크게 나타난다. 동도와 서도 연안 모두 유사한 수중 암반 지대가 형성되어 있지만, 주변으로 형성된 해저면 환경은 동도와 서도 남부 연안에서 상이하게 나타나는 특징을 보이고 있다. 동도 남부 연안은 섬 육지부에서 기인한 크고 작은 암설들로 인해 형성된 테일러스(Talus) 형태의 해저면 환경이 수심 약 15 m 범위까지 형성된 특징을 보이며, 수중 암반 지대와 해저면의 경계면이 모호하게 형성되어 있다. 반면에 서도 남부 연안은 비교적 큰 규모의 수중 암반들과 고른 퇴적물이 분포하여 해저면과 접하고 있는 섬 육지부터 연장되는 암반들의 경계면이 확실하게 구분되는 특징을 보이고 있다. 이는 동도의 해안 절벽에 많이 노출되어 있는 응회암층이 풍화나 침식에 약하여, 서도 연안에 비해 섬 육지부로부터 운반된 쇄설성 퇴적물이 흘러내린 영향이 많은 것으로 판단되는데, 특히 동도는 서도에 비해 선착장이나 통행로 개설공사 등의 활동이 계속되어 섬 육지부의 지반 불안정과 단층, 절리, 균열이 높은 편으로 나타난 바 있다. 또한 과거 연구 결과들에서 동도와 서도에 나타나는 괴상 응회질 각력암층이 서로 다르게 형성되어 있음이 제시된 바 있는데, 이러한 요소가 동도와 서도 남부 연안 해저면에서 구별되어 나타나는 쇄설성 퇴적물 환경에 영향을 주었을 것으로 판단되며, 동도와 서도 남부 연안의 상이한 해저면 환경적 특성이 나타나는 것으로 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권1호
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• pp.8-17
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• 2023

해양 환경에서의 기포는 바람, 파도, 선박 및 해저 가스 누출을 포함한 여러 요인에 의해 생성된다. 수중에서의 기포는 강력한 산란 신호를 생성하여 음향 신호를 측정하는데 영향을 미친다. 이러한 기포의 특성은 음파 신호의 세기를 감쇠시켜 소음 차단 목적으로 주로 이용되고 있으며, 최근에는 해저에서 대규모로 누출되는 메탄가스 탐지를 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 가스 누출은 기포플룸의 형태를 취하며, 기포의 물리적 특성과 분포 구조를 이해하는 것은 누출된 가스를 기후 변화와 연관성을 파악하는데 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 탄성파 영상화 기법을 이용하여 기포플룸의 분포를 추정하고자 수조환경에서 실험을 수행하였으며, 별도로 제작된 인공기포 발생기, 자료 취득 시스템을 이용하여 기포에 의한 음향 신호를 취득하였다. 기포플룸을 영상화하기 위해 지진파 영상기법 중 역시간 구조보정을 이용하였으며, 획득한 음향 신호의 포락선 신호를 이용하여 기포 분포 패턴을 효과적으로 추정하였다. 영상화 결과의 검증을 위해 추정된 기포플룸의 분포와 광학카메라 영상을 비교하였다. 실험결과 탄성파 영상화 기법 통해 인공 기포플룸의 산란신호를 이용한 영상화가 가능함을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권1호
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• pp.81-95
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• 2015

The permeability behavior of Ariake clays has been investigated by constant rate of strain (CRS) consolidation tests with vertical or radial drainage. Three types of Ariake clays, namely undisturbed Ariake clay samples from the Saga plain, Japan (aged Ariake clay), clay deposit in shallow seabed of the Ariake Sea (young Ariake clay) and reconstituted Ariake clay samples using the soil sampled from the Saga plain, were tested. The test results indicate that the deduced permeability in the horizontal direction ($k_h$) is generally larger than that in the vertical direction ($k_v$). Under odometer condition, the permeability ratio ($k_h/k_v$) increases with the vertical strain. It is also found that the development of the permeability anisotropy is influenced by the inter-particle bonds and clay content of the sample. The aged Ariake clay has stronger initial inter-particle bonds than the young and reconstituted Ariake clays, resulting in slower increase of $k_h/k_v$ with the vertical strain. The young Ariake clay has higher clay content than the reconstituted Ariake clay, resulting in higher values of $k_h/k_v$. The microstructure of the samples before and after the consolidation test has been examined qualitatively by scanning electron microscopy (SEM) image and semi-quantitatively by mercury intrusion porosimetry (MIP) tests. The SEM images indicate that there are more cut edges of platy clay particles on a vertical plane (with respect to the deposition direction) and there are more faces of platy clay particles on a horizontal plane. This tendency increases with the increase of one-dimensional (1D) deformation. MIP test results show that using a sample with a larger vertical surface area has a larger cumulative intruded pore volume, i.e., mercury can be intruded into the sample more easily from the horizontal direction (vertical plane) under the same pressure. Therefore, the permeability anisotropy of Ariake clays is the result of the anisotropic microstructure of the clay samples.

• 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.