지진파 간섭법으로 구한 심부 가상 반사파 영상 특성 분석을 위하여, 벌림 범위, 무작위 잡음, 손실 자료, 정적 이상 등의 요인이 간섭파 단면에 미치는 영향을 분석하였다. 중심주파수 5 Hz의 지표 점샘에서 발생한 지진파 입자운동속도의 수직성분을 1 km 간격으로 100 m 깊이에 매설된 201개 수신기에서 유한차분법으로 계산하였다. 모든 합성지진파 트레이스의 쌍을 교차 상관하여 간섭파를 구하였고, 통상적인 반사파 처리방법으로 반사단면을 작성하였다. 분석결과, 반사파 간섭법의 광각반사에 따른 문제점들은 최대 벌림범위를 설정하여 최소화할 수 있었으며, 무작위 잡음, 손실 자료, 정적 이상 등은 수직 시간차 보정시 이완뮤트의 영향으로 가상 샘으로부터 퍼져나가는 형태의 처리잡음이 발생함이 밝혀졌다. 이들 처리잡음의 수준은 공통 중간점 겹쌓기 단면상에서 배경잡음의 크기 및 지속시간에 가장 민감하며, 손실된 자료의 수와 정적 이상의 증가에 따라서도 증가하는 특성을 보인다.
It is essential to know exactly what the response of the seismograph is inclusive of characteristic of the seismic sensors before using it for detailed seismic study. This is because the recorded earthquake data can be more or less affected by the overall system and need to be corrected properly to the analysis`s best to obtain the right results. In this respect, two basic earthquake data processing techniques are introduced and applied, for validation purpose, to real data from KEPRI seismic monitoring system which were established for determining the site-specific characteristics of the earthquakes around the Nuclear Power Plants. One is conventional instrumental correction technique for velocity data and the other is for removing acausal ringing originate from using linear phase FIR filter. These techniques are all implemented in the time domain using digital filtering process and shows the desired results when applied to real earthquake data.
탄성파 자료 취득 시 신호와 함께 기록되는 다양한 형태의 잡음은 탄성파 자료의 정확한 해석을 방해하는 요인으로 작용한다. 따라서 탄성파 자료의 잡음 제거는 탄성파 자료 처리 과정 중 필수적인 절차이므로 기계 학습을 포함한 다양한 방식의 잡음 제거 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 비지도 학습 기반의 탄성파 잡음 제거 모델을 이용하여 중합 전 탄성파 자료의 잡음 제거를 수행하고자 하였으며 총 세 가지의 비지도 학습 기반 기계 학습 모델을 비교하였다. 세 가지의 비지도 학습 모델은 N2NUNET, PATCHUNET, DDUL로 각각 서로 다른 신경망 구조를 통해 정답 자료 없이 탄성파 잡음을 제거한다. 세 가지 모델들을 인공 합성 및 현장 중합 전 탄성파 자료에 적용하여 잡음을 제거한 후 그 결과를 정성적·정량적으로 분석하였으며, 분석 결과 세 가지 비지도 학습 모델 모두 인공 합성 및 현장 자료의 탄성파 잡음을 적절히 제거하였음을 확인하였다. 그 중 N2NUNET 모델이 가장 낮은 잡음 제거 성능을 보여주었으며, PATCHUNET과 DDUL은 거의 유사한 결과를 도출하였지만, DDUL이 정량적으로 근소한 우위를 보였다.
한-중 해저터널 후보지로 선정된 대천-원산도 지역의 부지조사를 위해 버블펄서(Bubble pulser) 음원을 이용한 단일채널 탄성파 탐사와 시추조사가 2008년 및 2009년에 수행되었다. 본 연구는 이 단일채널 탐사자료를 정밀 처리하고 시추자료와 연계하여 후보지역의 해저터널 안정성 평가와 시공설계에 필요한 기반암 심도 및 특성을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 일반적으로 다중채널 탄성파자료에 적용되던 자료처리 기법 중 주파수-파수영역 필터링(F-K filtering)을 적용하여 교류전원잡음 등을 제거하고, 중합후 심도구조보정(post-stack depth migration) 기법을 적용하여 심도단면을 제작하였다. 수행 결과 단일채널 탄성파자료로부터 향상된 심도영역단면을 제작할 수 있음을 확인하였고, 시추자료와 통합 해석을 통하여 조사지역의 개략적인 기반암 분포와 지질특성을 파악할 수 있었다. 단층, 파쇄대 등의 세밀한 구조 파악은 버블펄서 음원과 단일채널 자료의 특성상 어려웠으나, 좀 더 해상도가 높은 탄성파자료가 있을 시 가능할 것으로 보인다. 이에 향후 해저터널 탐사 시 고해상자료를 얻기 위한 추천사항을 수록하였다.
Kim, Ji Soo;Lee, Sun Jung;Seo, Yong Seok;Ju, Hyeon Tae
지질공학
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제24권2호
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pp.171-178
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2014
In seismic reflection data processing, the crossdip correction effectively focuses the stacking energy near the sharp bends of a crooked survey line. Additionally, approximate 3-D information on the reflector (e.g., true crossdip angle and lateral continuity) are locally investigated as a by-product of the crossdip correction procedure. Improvement of the signal-to-noise ratio and estimation of reflector crossdip attitude are tested, in terms of both common midpoint bin direction and processing-line type, using synthetic seismic reflection data. To effectively image the reflection energy near bends in seismic survey lines, straight-line binning is preferred to slalom-line binning.
PC기반의 디지털 탄성과 시스템에 다중채널 수진기(6채널)를 연결하여 천해져 탄 성과 반사법 자료를 취득하고 이를 P에서 전산처리하였다. 자료처리 내용은 전처리, 너울효과보정, 주파수필터링, 이득회수, 디콘볼루션, 종합, 구조보정, 단면도작성 등 이다. 이러한 다중채널 디지털 자료취득 및 처리를 거친 최종 단면을 종래의 아날로그 기록계의 단면과 비교해 본 결과 다중반사를 포함하는 잡음이 제거 혹은 억제되고 신 호는 강화되었으며 해상도 또한 향상되었다. 종래의 아날로그 탄성과 장비에 결합하여 사용하는 천해저 다중채널 디지털 탄성과 시스템 및 자료처리 소프트웨어는 경제성이 높고, 아날로그 시스템에 비해 현장작업이 용이하면서도 양질의 지질정보를 효율적으 로 획득하게 해준다.
This paper presents a new approach to improve the signal to noise ratio (SNR) for local seismic disaster preventing system in densely populated area. The seismic data measured in the local site includes various sensing noises (offset or measurement noise) and man-made/natural noises (road and rail traffic noise, rotating or hammering machinery noise, human activity noise such as walking and running, wind/atmospheric pressure-generated noise, etc.). These additive noises are different in time and frequency characters. The proposed method uses 3-stages processing to reduce these different additive noises. In the first stage, misalignment offset noise are diminished by time average processing, and then the second and third stages, coherent/incoherent noises such as man-made/natural noises are suppressed by array stacking. In addition, we derived the theoretical equation of the SNR gain improved by the proposed method. To evaluate the performance of the proposed method, computer simulations were performed with real seismic data and test equipment generated data as the input.
최적의 심도 영역 속도를 도출하기 위한 구조보정 속도분석(MVA, migration velocity analysis) 기법을 해양에서 취득한 원거리 다중채널 탄성파 자료에 적용하여 그 효용성을 확인한다. 지금까지 통상적으로 수행된 시간 영역 자료처리 결과는 지질학적 층서해석에는 무리 없는 결과이나, 어느 정도 가능성이 있는 플레이나 리드 지역에서의 유가스 탐사에서는 저류층 지질모델 구축, 시추 설계, 매장량 계산에서 반드시 심도 영역 속도 구조와 영상이 필요하다. 데이터 영역에서 근사 방식을 사용한 공통 중간점 기반 속도 분석으로부터 도출한 속도는 처음부터 오차를 내재하여 불확실성이 높다. 반면에, 이를 보완해 줄 검층 자료가 없는 상황에서 실측 규모의 속도 구조를 도출하는데 있어 이미지 영역 구조보정 속도분석 기법은 상당히 효율적인 방법이다. 이 연구에서는 해양에서 취득한 다중 채널 탄성파자료에 대해 합리적인 결과를 도출하기 위해 시간 영역에서 신호의 품질을 최적화하고, 이 자료에 대하여 반복적으로 MVA 기법을 적용함으로써 심도영역 속도 및 구조보정 단면도를 도출하였다. 시간 영역 속도를 단순히 Dix 방정식에 의해 심도영역으로 변환한 속도를 이용하여 생성한 결과(공통 수신점 모음도 및 중합 단면도)와 MVA 기법을 이용한 심도영역 자료처리를 통해 도출된 속도를 이용하여 생성한 결과를 비교함으로써, 심도영역 결과가 보다 합리적임을 확인하였다. 심도 영역으로 도출된 속도는 중합전 심도 구조보정에 바로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 현장 자료의 파형역산 적용 시 초기 모델로 활용함으로써 역산 수행 과정에서 발생할 수 있는 국부 최소(local minima) 문제를 최소화할 수 있다.
Deconvolution is one of the most used techniques for processing seismic reflection data. It is applied to improve temporal resolution by wavelet shaping and removal of short period reverberations. Several deconvolution algorithms such as predicted, spike, minimum entropy deconvolution and so on has been proposed to obtain such above purposes. Among of them, $\iota_1$ norm proposed by Taylor et al., (1979) and used to compared to minimum entropy deconvolution by Sacchi et al., (1994) has given some advantages on time computing and high efficiency. Theoritically, the deconvolution can be considered as inversion technique to invert the single seismic trace to the reflectivity, but it has not been successfully adopted due to noisy signals of the real data set and unknown source wavelet. After stacking, the seismic traces are moved to zero offset, thus each seismic traces now can be a single trace that is created by convolving the seismic source wavelet and reflectivity. In this paper, the fundamental of $\iota_1$ norm deconvolution method will be introduced. The method will be tested by synthetic data and applied to improve the stacked section of gas hydrate.
PC기반의 8채널 해양 탄성파탐사 시스템을 개발하여 천해저 기반암 매핑에 적용시켜 보았다. 본 시스템은 PC에 탑재된 아날로그 신호처리기와 디지털 변환기, 그리고 그룹간격 5 m의 스트리머로 구성되어 있다. 이 시스템은 시스템을 제어하는 자료취득 프로그램과, 자료처리 소프트웨어에 의해 구동된다. PC기반 천해저 해양 탄성파탐사 시스템으로 적절한 자료처리 과정을 거쳐 신호 대 잡음비가 향상된 고해상 2차원 지층 단면도를 작성할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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