• 제목/요약/키워드: 인프라사운드

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국내 인프라사운드 관측기술의 최신 연구 동향 (State-of-the-art Studies on Infrasound Monitoring in Korea)

  • 제일영;이희일;전정수;신인철;지헌철
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제13권3호
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    • pp.286-294
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    • 2010
  • 한국지질자원연구원은 광역 지진관측망 이외에도 7 개소의 지진-음파(인프라사운드) 관측소를 설치하여 운영하고 있다. 이들 배열식 지진-음파 관측소는 지진파 이외에도 원거리 음원에서 발생하는 인프라사운드 신호를 관측할 수 있다. 인프라사운드란 대기권을 전파하는 20 Hz 이하 저주파수 음파로 정의되며, 에너지 감쇠가 적어 장거리를 전파하기 때문에 원거리에서 관측이 가능하다. 국내 인프라사운드 관측기술은 우선적으로 자연지진과 인공지진(지표발파)을 식별하기 위해 도입되었다. 지난 10여 년간 국내 인프라사운드 관측소를 운영한 결과 지진원 식별이외에도 다양한 지구물리학적 자연현상과 북한의 핵실험 등 인위적 폭발현상에서 발생한 인프라사운드를 관측할 수 있었다. 본 연구에서는 국내 인프라사운드 관측소를 통해 한반도 및 주변지역에서 발생한 주요 인프라사운드 음원에 대한 관측사례와 연구결과를 소개하고자 한다. 결론적으로, 인프라사운드 관측기술은 기존 대기에 국한된 관측영역을 넓혀 지구내부-지표면-대기권에서 발생하는 다양한 자연 혹은 인위적 현상을 관측하고 분석할 수 있는 새로운 지구관측기술의 하나로 자리 잡고 있다. 향후 지진파와 인프라사운드를 융합한 탐지, 분석기술 개발은 자연현상에 대한 지구물리학적 이해를 넓히고 인위적 폭발현상에 대한 원거리 정밀탐지기술로 응용이 가능하리라 판단된다.

인프라사운드 관측을 통한 지구물리학적 연구 (Geophysical Study Through Infrasound Observation)

  • 제일영;전정수
    • 자원환경지질
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    • 제39권4호
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    • pp.495-505
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    • 2006
  • 인간의 가청주파수 보다 낮은 저주파수대역의 음파로 정의되는 인프라사운드는 대기압력 변화를 수반하는 다양한 자연현상이나 인간 활동에 의해 지속적으로 발생하여 대기 중으로 전파하고 있다. 인프라사운드의 장거리 전파특성은 음원에 대한 원거리 관측과 분석을 가능하게 하여 자연현상에 대한 지구물리학적인 이해와 대규모 인위적 음원에 대한 탐지기술로 응용되고 있다. 이에 최근 비밀 핵실험 감시와 순수한 지구물리학적 연구를 목적으로 진보된 관측망이 전 세계적으로 구축되는 등 인프라사운드에 대한 관심과 연구가 증가하고 있다. 국내에는 지진파와 인프라사운드를 동시에 관측할 수 있는 지진-음파 관측망이 운영되고 있으며, 이들 자료의 실시간 관측과 분석으로 한반도 및 주변지역에서 발생하는 지진 중 상당수의 인공지진을 명확히 식별하고 있다. 또한 인공지진탐지 이외에도 대규모 자연지진, 운석폭발, 화산폭발, 태풍 등의 자연현상에서 발생한 인프라사운드를 국내 관측망에서 관측하여 분석하고 있다. 지구 물리학적 관점에서 인프라사운드 관측은 상부지각과 대기권 등 지구표면에서 일어나고 있는 대규모 자연 혹은 인위적 현상을 관측할 수 있는 새로운 지구관측기술의 하나로 이용되고 있다.

인프라사운드 관측을 통한 2004년 울진해역지진의 지반운동 특성 분석 (Analysis of Ground-Motion Characteristics of the 2004 Offshore Uljin Earthquake through Atmospheric Infrasound Observation)

  • 제일영;윤여웅;임인섭
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.647-657
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    • 2020
  • 2004년 5월 29일 발생한 울진해역지진(Mw 5.1)과 관련된 대기 인프라사운드 신호가 철원(진앙 거리 321 km) 및 대전(256 km) 관측소에 기록되었다. 신호의 지속시간은 수 분 이상이며, 음원 방향을 지시하는 후방-방위각은 28°이상의 큰 변화를 보였다. 역-투사 방법과 신호 감쇄 보정 결과, 인프라사운드 신호는 삼척-울진-포항까지 연결되는 약 4,600 ㎢ 면적의 지반운동으로 발생하였으며, 음원 최대 크기(BSP)는 11.1 Pa로 계산되었다. 이 결과는 최대지반가속도(PGA) 자료로 계산한 음원 최대 크기(PSP)와도 부합하고 있으며, 지진 발생 당시 인프라사운드 신호 탐지를 가능케 했던 최소 지반운동은 ~3.0 cm s-2 이상으로 확인되었다. 울진해역지진이 비록 동해 해역에서 발생하였지만, 진앙과 가까운 강원도 남부-경상북도의 고지대를 따라 전파한 표면파의 지반운동으로 회절 인프라사운드가 효과적으로 발생한 것으로 해석된다. 인프라사운드 관측을 통한 원거리 지진 지반운동 특성 추정 방법은 지진관측망이 설치되어 있지 않거나 관측소 수가 적은 지역을 대상으로 활용이 가능할 것이다.

인프라사운드 대기 전파 투과손실 보정을 통한 원거리 지표폭발 에너지 추정 (Estimates of Surface Explosion Energy Based on the Transmission Loss Correction for Infrasound Observations in Regional Distances)

  • 제일영;김인호
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.478-489
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    • 2020
  • 대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.

2020년 9월 23일 서천 화구 폭발 관측 연구 (A Study of the Seocheon Fireball Explosion on September 23, 2020)

  • 제일영;김인호
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.688-699
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    • 2021
  • 2020년 9월 23일 새벽 1시 39분경 전국 여러 곳에서 목격된 서천 화구는 대기권에 진입 후 두 차례 폭발했음이 전천 카메라 영상에 확인되었으며, 충격파는 한반도 서남부 지역 지진 및 인프라사운드 관측소에 기록되었다. 17개 관측소에서 측정된 화구 지진파 및 음파의 도달 시간 정보와 베이지안에 기초한 격자탐색법으로 화구 발생 위치를 추정하였다. 위치결정에는 대기권 바람 분포에 따른 음파 속도 변화를 반영하여 계산 결과의 신뢰도를 높였다. 화구 발생 위치는 36.050°N, 126.855°E, 고도 35 km로 전천 카메라 영상에서 관측된 두번째 화구 위치와 유사하였다. 서해 상공에서 한반도 내륙으로 입사하며 발생한 두 차례의 폭발이 근거리 인프라사운드 관측소에서 확인되었다. 또한 서천 화구 폭발 충격음은 장거리를 전파하여 최대 ~266 km에 위치하는 관측소에서도 기록되었으며 파형 모델링이 관측 결과를 뒷받침하였다. 인프라사운드 5개 관측소에서 측정된 두번째 화구 폭발 신호의 평균 주기는 ~0.4 s이며, 주기-폭발 에너지 관계식을 적용했을 때 서천 화구의 폭발 에너지는 약 0.3 ton TNT 폭발에 상응한다.

모바일 학습을 위한 스마트폰의 사운드 레코딩과 플레이어 구현에 관한 연구 (A Study on Implementation of Sound Recording and Player of Smartphone for Mobile Learning)

  • 서정희;박흥복
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.847-854
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    • 2013
  • 본 논문은 모바일 학습의 사운드 레코딩과 플레이어를 위한 스마트폰 애플리케이션을 구현한다. 스마트폰은 유비쿼터스로 언제 어디서나 사용 가능하고, 오디오를 지원하고 마이크로폰을 내장하고 있기 때문에 본 논문에서 제안하는 사운드 레코딩과 플레이어 애플리케이션의 개발은 추가적인 인프라가 필요없이 가격이 싸고 쉬운 방법으로 프로그래밍을 개발할 수 있다. 그리고 안드로이드 플랫폼에 내장된 DBMS인 SQLite를 이용하여 내장된 데이터베이스 기술에 기반한 노래의 가사 데이터 처리에 대한 기법을 설명한다. 따라서 스마트폰의 사운드 레코딩과 플레이어 앱을 개발하여 모바일 폰에 음원 파일만 있다면 언제 어디서나 음원에 맞춰 자신의 음성을 녹음할 수 있다. 따라서 본 논문은 학습자가 추가적인 인프라를 구성하지 않고 모바일 학습의 활성화를 기대할 수 있다.

국내 인프라사운드 전파특성 연구 (Infrasound Wave Propagation Characteristics in Korea)

  • 제일영
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.63-69
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    • 2000
  • Korea Institute of Geology Mining and Materials(KIGAM) cooperating with Southern Methodist University(SMU) has been operating seismo-acoustic array in Chul-Won area to discriminate man-made explosions from natural earthquakes since at the end of July 1999. In order to characterize propagation parameters of detected seismo-acoustic signal and to associate these signals as a blast event accompanying seismic and acoustic signals simultaneously it is necessary to understand infrasound wave propagation in the atmosphere. Two comparable Effective Sound Velocity Structures(ESVS) in atmosphere were constructed by using empirical model (MSISE90 and HWM93) and by aerological observation data of Korea Meteorological Administration (KMA) at O-San area. Infrasound propagation path computed by empirical model resulted in rare arival of refracted waves on ground less than 200km from source region. On the other hand Propagation paths by KMA more realistic data had various arrivals at near source region and well agreement with analyzed seismo-acoustic signals from Chul-Won data. And infrasound propagation in specific direction was very influenced by horizontal wind component in that direction. Linear travel time curve drawn up by 9 days data of the KMA in autumn season showed 335.6m/s apparent sound velocity in near source region. The propagation characteristics will be used to associate seismo-acoustic signals and to calculate propagation parameters of infrasound wave front.

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다중 입출력 컨텐츠 제작 환경을 위한 범용 멀티 터치 인터렉션 시스템 (Universal Multi-Touch Interaction System for Multi-Input Content Creation Environment)

  • 남병철;나인식;배기태
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(B)
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    • pp.216-221
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    • 2010
  • 초기 전자악기를 만드는 사람들은 자신들이 직접 만든 터치 장치를 사운드 조절에 이용하였다. 1982년에 첫 멀티터치 시스템이 개발되었고 21세기 초까지 많은 연구와 멀티터치 시스템의 성능 향상에도 불구하고 대중화의 길은 요원해 보였다. 그러나 2007년 애플의 아이폰을 시작으로 멀티터치 인터페이스는 큰 인기를 끌게 되었고 스마트폰을 통해서 대중들이 멀티터치 인터페이스의 특징을 보다 쉽게 체험 할 수 있게 되었다. 이러한 흐름 속에서 멀티터치 인터페이스는 자연스럽게 사람들의 주목을 받으며 다양한 가능성을 보이고 있지만 관련 콘텐츠의 부재와 개발 인프라의 부족으로 인해 대중화의 길로 다가서기에는 여전히 부족한 현실이다. 본 논문에서는 현재의 멀티터치 인터페이스의 문제점을 지적하고 멀티터치 인터페이스 시장의 활성화와 멀티 터치 관련 콘텐츠 제작자를 위한 범용 멀티터치 인터랙션 시스템을 제안한다. 실험을 통해 제안한 시스템의 효율성을 입증하고 나아가 멀티터치 콘텐츠 시장이 발전할 수 있는 방안을 제시한다.

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동작인식센서를 이용한 재활 프로그램 콘텐츠 설계 (Design of Rehabilitation Program Contents using Motion Detection Sensors)

  • 장재열;이영식;김도문;이태희;최철재
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.903-910
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    • 2018
  • 장애자들에게 필요한 재활치료의 횟수와 시간은 실제 이용회수에 못 미치는 상황으로 재활치료의 관심과 콘텐츠에 지속적인 투자와 인프라가 필요한 상황이며, 또한 재활치료의 종류에도 미술, 음악, 놀이치료가 가장 일반적인 장애자 재활방법이다. 제안한 논문에서는 장애자의 동작을 인식하는 과정을 통하여 사운드와 시각적 요소를 포함하고 있는 게임형 재활 콘텐츠를 제공함으로써 다양한 유형의 장애자들이 콘텐츠의 레벨관리가 가능한 디지털 게임 재활프로그램을 설계한다.