다중 주파수 소형루프 전자탐사법은 가탐심도의 한계에도 불구하고 조사가 신속하고 비용이 저렴하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 이 방법은 각종 지반조사 및 환경문제의 해결을 위하여 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 소형루프 전자탐사 자료를 이용하여 지하의 2차원 영상화 기법을 개발하였다. 지하의 전기비저항 분포를 영상화하기 위하여 주파수 수직탐사 자료에 대한 1차원 역산법을 사용하였다. 이론 자료에 대한 역산결과 지하의 전기비저항 구조에 대한 양호한 영상을 구현할 수 있었다. 또한 강원도 춘천에 위치한 농장에서 획득한 현장자료를 사용하여 전기비저항 2차원 단면을 작성하고, 이를 쌍극자 배열 전기비저항 탐사 결과와 비교, 검토하였다.
This paper presents an automated subsurface micro void detection technique based on pulsed infrared thermography for inspecting epoxy molding compounds (EMC) used in electronic device packaging. Subsurface micro voids are first detected and visualized by extracting a lock-in amplitude image from raw thermal images. Binary imaging follows to achieve better visualization of subsurface micro voids. A median filter is then applied for removing sparse noise components. The performance of the proposed technique is tested using 36 EMC samples, which have subsurface (below $150{\mu}m{\sim}300{\mu}m$ from the inspection surface) micro voids ($150{\mu}m{\sim}300{\mu}m$ in diameter). The experimental results show that the subsurface micro voids can be successfully detected without causing any damage to the EMC samples, making it suitable for automated online inspection.
Dc resistivity monitoring has been increasingly used in order to understand the changes of subsurface conditions in terms of conductivity. The commonly adopted interpretation approach which separately inverts time-lapse data may generate inversion artifacts due to measurement error. Eventually the contaminated error amplifies the artifacts when reconstructing the difference images to quantitatively estimate the change of ground condition. In order to alleviate the problems, we defined the subsurface structure as four dimensional (4-D) space-time model and developed 4-D inversion algorithm which can calculate the reasonable subsurface structure continuously changing in time even when the material properties change during data measurements. In this paper, we discussed two case histories of resistivity monitoring to study the ground condition change when the properties of the subsurface material were artificially altered by injecting conductive materials into the ground: (1) dye tracer experiment to study the applicability of electrical resistivity tomography to monitoring of water movement in soil profile and (2) the evaluation of cement grouting performed to reinforce the ground. Through these two case histories, we demonstrated that the 4-D resistivity imaging technique is very powerful to precisely delineate the change of ground condition. Particularly owing to the 4-D inversion algorithm, we were able to reconstruct the history of the change of subsurface material property.
Cement-grouts are injected into limestone cavities beneath the road in the project area, in order to improve strength and reduce permeability; the extent to which grout has penetrated in cavities need to be monitored in order to determined effectiveness of cement-grout. Geophysical approaches, offer great potential for monitoring the grout injection process in a fast and cost-effective way as well as showing whether the grout has successfully achieved the target. This paper presents the ability of surface electrical resistivity to investigate the verification of the grout placement. In order to image the cement-grout, time-lapse surface electrical resistivity surveys were conducted to compare electrical resistivity images before and after injection. Cement-grout was imaged as anomalies exhibiting low resistivity than the surrounding rocks. In accordance with field monitoring, laboratory study was also designed to monitor the resistivity changes of cement-grout specimens with time-lapse. Time-lapse laboratory measurements indicated that electrical methods are good tool to identify the grouted zone. Pre-and post grouting electrical images showed significant changes in subsurface resistivity at grouted zone. The study showed that electrical resistivity imaging technology can be a useful tool for detecting and evaluating changes in subsurface resistivity due to the injection of the grout.
Subsurface topology estimation is an important factor in the geophysical survey. Electrical impedance tomography is one of the popular methods used for subsurface imaging. The EIT inverse problem is highly nonlinear and ill-posed; therefore, reconstructed conductivity distribution suffers from low spatial resolution. The subsurface region can be approximated as piece-wise separate regions with constant conductivity in each region; therefore, the conductivity estimation problem is transformed to estimate the shape and location of the layer boundary interface. Each layer interface boundary is treated as an open boundary that is described using front points. The subsurface domain contains multi-layers with very complex configurations, and, in such situations, conventional methods such as the modified Newton Raphson method fail to provide the desired solution. Therefore, in this work, we have implemented a 7-layer artificial neural network (ANN) as an inverse problem algorithm to estimate the front points that describe the multi-layer interface boundaries. An ANN model consisting of input, output, and five fully connected hidden layers are trained for interlayer boundary reconstruction using training data that consists of pairs of voltage measurements of the subsurface domain with three-layer configuration and the corresponding front points of interface boundaries. The results from the proposed ANN model are compared with the gravitational search algorithm (GSA) for interlayer boundary estimation, and the results show that ANN is successful in estimating the layer boundaries with good accuracy.
소형 송수신기를 이용하는 전자탐사 방법은 이제까지 주로 금속탐지기와 같이 지하전도체의 매립위치 탐지 및 전기전도도의 정성적인 변화를 해석하는데 사용되어 왔다. 그러나 최근 들어 토목, 환경분야에서 전기전도도가 비교적 높은 지역에서의 매설물의 탐지 및 전기전도도 분포를 영상화하는 기술의 수요가 늘어남에 따라 이러한 전자탐사의 적용 및 정량적인 해석방법에 대한 연구가 활발해지고 있다. 이 연구에서는 이러한 전자탐사법의 탐사 기초원리를 간략히 소개하고, 실증 시험 지역에서 얻어진 자료를 토대로 전도성 매설물의 탐지 및 지하 전도도 분포 영상화의 실 예를 보여주었다. 이 연구를 통하여 향후 이러한 소형루프를 이용하는 다중주파수 전자탐사 장비가 전도성 매질이 존재하는 탐사 지역에서 신속하고 정확한 탐사 방법으로 활용될 수 있음을 보여주고자 하였다.
Primary purpose of the system developed in this study is 3-D seismic data processing system for subsurface structure imaging and this system is developed in PC based on Linux for lower-cost computer. Basic data processing modules are originated from SU (Seismic Unix) which is widely used in 2-D seismic data processing and auxilious modules are developed for 3-D data processing. The system which is constructed by using these data processing modules is designed to GUI (Graphic User Interface) in order that one can easily control and for this purpose, GTK (Gimp Tool KiT) conventionally adapted in producing Linux application.
회절지오토모그래피는 정량적으로 고 분해능의 지하구조를 구하는 영상화 기법이다. 일반적으로 회절지오토모그래피는 시추공-시추공 자료의 영상단면을 구하는데 적용된다. 본 연구에서는 일반적인 지표레이다 탐사자료로부터 고 분해능의 지하구조를 영상화하는 회절지오토모그래피 알고리듬을 구성하였다. 개발된 알고리듬을 유한차분 모형응답자료에 적용하여 적용조건, 적용한계 등을 살펴보았다. 역산 매개변수들(영상화 주파수의 개수, 평활화 계수, 주파수 영역)을 약산란 가정에 부합하는 고립형 대상체로부터 추정하였다. 또한 약산란 가정에 위배되는 모형에 적용하여 알고리듬의 유용성을 확인하였다.
Sub-salt imaging is an unsolved hot issue in subsurface imaging area. We tested several important properties in imaging sub-salt structures to provide a clue to this problem. Reverse time migration using velocity models obtained by waveform inversion produced better results than that of stacking velocity analysis. Sub-salt imaging results were highly dependent on the size and shape of a salt structure. The results were not clear when the velocity of a salt structure is significantly higher than that of adjacent layers.
다양한 지하 정보를 효율적으로 관리하고 사용자가 필요로 하는 형태의 정보를 쉽게 가공할 수 있는 공간 정보 시스템을 구축하기 위하여 시추 정보를 데이타베이스화 하였고 시추공, 광체, 터널, 채굴 공동 등의 지하 개체를 3차원으로 시각화하였다. 또한 여기서 만들어진 3차원 광체에 이용할 수 있는 분석 도구, 즉 수직 단면 생성 도구, 매장량 계산 도구 등을 제작하였다. 이 정보 시스템은 상응 GIS 소프트웨어인 ArcView의 스크립트 언어인 Avenue를 사용하여 개발하였으며, 사용자들이 실시간 질의와 개체의 다양한 조합 및 3차원 조망을 통해 지하 구조에 대한 정확한 분석 및 해석을 쉽게 그리고 신속히 할 수 있도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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