• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.121-128
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• 2017

국내에서 시간영역 전자탐사(time-domain/transient electromagnetic, TEM) 자료의 해석은 1차원 알고리듬에 주로 의존하고 있는 실정이기 때문에 정밀한 해석을 위하여 3차원 모델링 및 역산 해석 프로그램의 개발이 필요한 상황이다. 이 연구에서는 엇갈린 격자를 이용한 시간영역 유한차분(staggered-grid finite-difference time-domain, FDTD)법에 기초하여 3차원 TEM 반응 모델링 알고리듬을 개발하였다. 시간영역 전자탐사의 모델링을 위해 맥스웰 방정식을 현시적 중앙점 FDTD법을 이용하여 이산화하였으며 수치 안정성을 높이기 위해 가상 변위전류항을 도입하였다. 일반적으로 많이 활용되는 소형 코일 송신원을 수치적으로 구현하여 균질 반무한 공간에서의 해석해와 비교 검증하고 3차원 이상체에 대한 반응을 분석하였다. 이 연구에서 개발된 모델링 프로그램은 향후 TEM 전자탐사 자료의 정밀 해석에 기초가 될 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권3호
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• pp.129-136
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• 2014

전자 탐사는 신호원의 파형에 따라 주파수 영역과 시간 영역법으로 나누어진다. 주파수 영역과 시간 영역은 수학적으로 Fourier 변환 관계에 있으므로, 주파수 영역 자료를 Fourier 변환하여 시간 영역 자료를 얻어낼 수 있다. 즉, 시간 영역 전자 탐사의 모델링 자료는 주파수 영역에서 수행한 모델링 자료의 적절한 변환을 통해 얻어질 수 있다. 따라서 주파수-시간 영역 변환은 전자 탐사에서 매우 중요한 부분이다. 분산 전개법(DEM)은 신속하고 효과적인 주파수-시간 영역 변환 기법 중의 하나이다. 분산 전개법에서는 전자기장은 분산 함수와 분산 시간의 급수로 전개하며, 분산 시간은 주어진 주파수 자료에 의해 결정된다. 특히 적정 분산 시간의 설정은 분산 전개법의 정확성을 결정하는 주요 요소이다. 이 연구에서는 급수 전개에 의해 얻어진 주파수 영역 자료의 오차를 최소화하는 방법을 사용하여 적정 분산 시간의 설정 방법을 개발하였다. 반무한 공간 및 2층 구조 모델에 대하여 이 방법을 적용한 결과, 분산 전개법은 상당히 넓은 시간 대역에서 정확한 결과를 나타냄을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제39권4호
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• pp.427-440
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• 2006

다른 물리탐사법과는 달리, 전자탐사의 실질적인 국내 활용과 연구는 1980년대부터이다. 이렇게 늦게나마 시작하게 된 것은 1970년대 미국 유학한 네 명의 연구자들의 영향이고, 이 들과의 공동연구와 유대는 현재까지 지속되고 있다. 그 동안 국내 연구진이 이룬 성과는 괄목할 만 하다. 이제 우리는 MT와 CSAMT탐사, 지자기수직탐사, 소형루프탐사, VLF탐사, GPR탐사, 시간영역 전자탐사 등 전 분야에 걸쳐 국제 수준의 기술력을 확보하게 되었고 신기술인 고주파수 전자탐사, 시간영역 전자탐사, 역산기법 분야에서 창의 있는 연구 성과를 내고 있다. 활용 분야도 지하자원탐사에서 지반조사, 환경조사, 고고학조사, 구조물 결함조사, 땅굴조사 등으로 엄청나게 확장되었다. 아직도 자료해석이 난삽하기 이를 데 없는 전자탐사법을 한 단계 높일 결정적인 돌파구가 국내 연구진에 의해서 나올 날이 멀지 않을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.216-222
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• 2015

항공 전자 탐사법은 지하 천부의 전도성 광체 탐사를 위하여 이미 수십년 전에 도입되었다. 그러나 통상적인 시간 영역 항공 전자 탐사(ATEM) 시스템은 신호가 미약하여 가탐 심도에 한계가 있다. 최근 이러한 문제점을 극복하기 위하여 지상 송신원 시간 영역 항공 전자 탐사법(GREATEM)이 개발되었다. GREATEM은 지상에 설치된 긴 전선을 송신원으로 사용하는 준 항공 전자 탐사법이다. 항공 전자 탐사에서는 방대한 자료가 획득되므로, 계산 시간의 절감을 위하여 대개 1차원 해석 방법이 사용되고 있다. 그러나 GREATEM은 1차원 모델링의 경우에도 긴 전선을 따라 수치 적분이 필요하므로 루프 송신원을 사용하는 ATEM의 1차원 모델링에 비하여 계산 시간이 많이 걸린다는 문제점이 있다. 이 논문에서는 일반적인 1차원 모델링보다 비교할 수 없을 정도로 계산 속도가 빠른 ABFM법을 도입하여 ATEM 1차원 모델링을 수행하였다. 통상적인 모델링과 ABFM 결과를 비교한 결과, ABFM법은 GREATEM 1차원 모델링에도 적용 가능할 것으로 확인되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2009

항공전자탐사기법은 대규모의 접근이 불가능한 지역에 대한 탐사가 가능하여 화산구조를 조사하는데 유용한 탐사기법이나, 낮은 정밀도와 제한된 가탐심도의 단점을 가지고 있다. 접지된 전기송신원을 이용한 시간영역 항공 전자탐사 (GREATEM) 시스템은 항공 시간영역 전자탐사에서 가용한 탐사심도를 높이기 위한 목적으로 개발되었으며, 일본 북동부의 반다이 산 조사에 시험 적용하였다 반다이 산은 해발 1819 m의 안산암 층운화산이다. 1888년 7월에 일어난 화산분출은 북쪽 분화구에 발굽모양의 붕피 암벽과 기반부에 붕락 쇄설암을 남겼다. 이전의 연구 결과들은 반다이 산에서 실시된 GREATEM과 다른 지구물리 기법을 통해 밝혀진 반다이 산의 구조와 붕괴 메커니즘에 대한 자료의 비교분석을 가능하게 하였다. 최근의 화구구에서는 비저항 구조가, 붕괴된 분화구 지역에서는 전도성 구조가 발견되었다. 붕괴벽 주위의 전도성 구조는 열수의 작용으로 인한 변진대와 일치하고 있으며. 이러한 견과는 1888년 발생한 분출과 관련된 붕괴의 주된 원인이 화산체 내부를 구조적으로 약화시킨 열수변질작용과 관련 있다는 주장을 뒷받침하고 있다

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.198-200
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• 2002

경제적이며 정확한 3차원 전자탐사 모델링을 위해 위해 Habashy et al. (1993)에 의해 제안된 국소 비선형 근사(localized nonlinear approximation)를 이용하여 전자탐사 모델링 알고리듬을 개발하였다. 전자탐사 수치모델링시 많은 계산시간 및 기억용량을 필요로 하는 Green 텐서 적분을 정확하고 빠르게 계산하기 위해, 단일 미소체를 이용한 공간파수 영역에서의 Green 텐서 적분 알고리듬을 제안하였다. 더욱이 Green 텐서의 송수신 방향 및 상반성을 고려하여 각각의 미소체에 의한 전체 미소체에의 Green 텐서 적분을 한 개의 미소체에 의한 전체 미소체에의 Green 텐서 적분 값으로 구하게 하므로 매우 적은 기억용량 만으로 Green 텐서 적분 행렬을 구성할 수 있어, 역산법에 효과적으로 적용할 수 있다. 이 수치 모델링 알고리듬을 기본으로 하여 평활화 제한을 가한 최소자승 역산 알고리듬을 개발하였다. 이 역산 알고리듬을 지표 전자탐사 및 시추공-지표 전자탐사 등에 적용하여 PC에서도 빠르게 3차원 전자탐사 역산이 수행됨을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.139-144
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• 2013

유한길이의 다중 송수신 쌍극자에 의한 수평다층구조의 시간영역 전자기장을 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 시간영역 반응은 주파수영역에서 계산된 값에 빠른 역푸리에변환(inverse fast Fourier transform: FFT)을 적용하여 효율적으로 얻을 수 있다. 먼저 대수영역에서 등간격으로 한 decade 당 10개의 주파수영역 반응을 구한 후 FFT를 적용시키기 위해 3차 스플라인 사이채움(cubic spline interpolation)을 실시한다. 이 때 위상의 경우에는 스플라인 사이채움 이전에 위상곡선을 연속적으로 만들어 주는 과정이 추가된다. 스플라인 사이채움된 자료들은 송신전류파형과 곱말기(convolution)를 한 후 FFT를 통해 시간영역 자료로 만들어진다. 이 논문에서는 step-off 파형만 고려하였다. 개발된 시간영역 프로그램은 해석해와 해양 탄화수소 저류층 모델에 대한 반응을 이용하여 검증하였으며, 그 결과는 충분히 정확함을 확인 할 수 있었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제3권2호
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• pp.95-100
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• 1996

난지도 매립장의 매립물 특성과 지하구조를 파악하기 위해서 난지도 매립장 상부에서 슐럼버져 전기비저항 탐사와 동일송수신기 배열 시간영역 전자탐사를 실시하였다. 또한 6개의 측점에서는 두가지 탐사를 함께 실시하여 지하구조 해석 결과의 신뢰도를 높이고자 하였다. 전기탐사와 시간영역 전자탐사로부터 구한 지하구조 모델은 서로 상당히 일치하는 양상을 보인다. 매립장의 전기비저항 구조는 천부에 높은 전기 비저항을 보이는 표층 아래에 낮은 비저항층이 존재하며, 저비저항층 하부에 다시 고비저항층이 존재하는 양상을 보인다. 중간층의 저비저항은 매립물의 분해와 강수의 유입에 의해 생성된 것으로 보이며, 하부의 고비저항층은 난지도 지역의 기반암을 나타내는 것으로 보인다. 이상의 결과는 매립장 및 주변지역에서 실시된 슐럼버져 전기탐사 및 쌍극자배열 전기탐사의 결과와도 잘 대비된다. 매립장의 저비저항층이 기반암이 존재하는 것으로 생각되는 깊이까지 발달하고 있고, 난지도 지역에 오염물질의 수직이동을 막을 수 있는 불투수성 지층이 존재하지 않는 점을 고려할 때, 매립장에서 생성된 오염물질은 난지도 매립장 지하의 지하수로 바로 유입되는 것으로 보인다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 2011

상업적인 주파수영역 항공전자탐사 장비의 개별적인 하부시스템의 계기변화와 보정에 대한 점검방법으로 유인성 제약조건만을 사용하여 광대역 이상성분 자료로부터 통상성분을 예측하고자 한다. 이상성분 자료로부터 통상성분의 반응을 예측하는 방법은 다음을 포함한 몇 가지가 있다: (1) 기준면 변화, 보정, 위상의 점검에 대한 품질관리; (2) 이상생분 측정으로부터 통상성분의 잡음수준 예측 및 확인 그리고 향후에는 그 반대과정도 가능할 것이다; (3) 주파수영역과 시간영역의 더 나은 변환과 유인성을 충족시키기 위해 성기게 측정된 자료의 내삽 및 외삽 실제로 수치모형자료와 Resolve 헬리곱터에 탑재된 전자기 탐사 장비로 측정된 주파수 영역 자료에 대한 실험 결과, 통상성분 자료들은 비율을 맞춘 힐버트 변환에 의해서 40에서 80 ppm의 표준편차를 갖고 예측될 수 있다는 것을 알았다. 그러나, 비행간의 기준면들 사이의 상대적인 차이는 1 ppm보다 더 정확히 분석될 수 있으며 이는 계기변화 보정의 정밀도에 대해 독립적인 품질관리를 가능하게 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.100-113
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• 2017

유도분극(induced polarization; IP) 탐사는 분극 현상으로 인해 매질에서 발생하는 과전압을 측정하는 전기전자 탐사법으로 주로 금속 광상을 찾을 때 사용되었으나 장비의 발전에 힘입어 최근에는 지하수, 환경 오염, 지반 등 여러 분야에서 다양하게 활용되고 있다. IP 탐사에는 충전율을 측정하는 시간영역 IP 탐사, 진동수 효과를 측정하는 진동수영역 IP 탐사, 그리고 복소수 전기비저항을 측정하는 복소 전기비저항 탐사와 광대역 IP (spectral IP; SIP) 탐사 등이 있다. 또한, 최근에는 전극 형태의 측정 방법의 단점을 보완하기 위해 전자기 유도에 기초한 IP 법도 개발되어 지속적으로 연구가 진행되고 있다. 다양한 IP 탐사법에 대한 체계적인 이해를 돕기 위해 이 논문에서는 1) 송신원 형태와 측정 자료를 기준으로 IP 탐사법을 분류하고 이들에 대한 개념 정리와 함께 2) 각 탐사법의 수치 모델링 및 역산 알고리듬 발전 과정을 자세히 기술하고 3) 마지막으로 IP 탐사의 다양한 현장 활용 사례를 소개하고자 한다.