• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.171-182
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• 2022

InSAR (Interferometry SAR) 기술은 복소수 데이터를 활용해 두 개 이상의 SAR 이미지 자료에서 위상차 정보를 얻어 고해상도 영상추출, 지표면 변화 탐지, 표고 측정, 빙하 변화 관측을 할 수 있는 기술이다. 많은 국가에서 InSAR기술을 활용한 화산활동 탐지, 남극의 빙하관측, 지반침하 및 지표변화 분석 등 다양한 분야에서 InSAR 기술에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 지하수위 저하로 인해 지반침하가 발생한 사례에 대하여 InSAR기술로 분석된 지반침하량을 수치해석기법, 계측결과와 비교·분석하였다. 분석결과 InSAR기술결과와 수치해석기법을 이용하여 추정한 침하양상이 상당히 유사한 것으로 나타났으며, 주요 침하구간에서 발생한 최대침하량이 InSAR기술과 계측결과가 유사한 것으로 나타나 InSAR기술의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 본 사례연구를 통해 과거 발생한 지역의 시계열적 지반침하 이력과 터널 및 지하공간 건설 중 갑작스런 이벤트 발생으로 인한 계측이 수행되지 않은 인접구간의 침하특성 파악 등에 InSAR 기술이 핵심기술로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.279-290
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• 2006

이 연구에서는 다양한 시추공 레이다 탐사법 중, 지하 갱도의 탐지에 사용이 가능한 (1) 시추공 레이다 반사법 탐사, (2) 방향성 안테나를 이용한 반사법 탐사, (3) 크로스홀 스캐닝(crosshole scanning), (4) 레이다 토모그래피 등의 4 종류 시추공 레이다 탐사법의 터널 탐지에 대한 적용성과 한계성을 탐사 사례 분석을 통해 고찰하였다. 시추공 레이다 반사법 탐사의 터널로부터 회절 양상은 완벽한 포물선 형태보다는 상부 포물선만 명확히 나타난 형태가 많았고 그 회절 이벤트는 정점을 기준으로 아래, 위 10 m 이상에 이르는 트레이스 까지 나타났다. 또한 안테나의 길이에 비해 시추공의 공경이 커지면 링잉 현상이 많이 발생함을 확인하였다. 송 수신 거리(offset)에 따라 신호의 양상이 많이 달라지며 현장여건에 따라 송 수신 거리를 조절하면 더 좋은 분해능의 자료를 획득할 수 있을 것이다. 방향성 안테나 시스템은 한 시추공만을 이용하여 터널의 3차원적인 위치를 정확히 판별할 수 있는 장점이 있으나 장비의 가격이 고가이며, 현장 작업의 난이도가 매우 높고, 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 크로스홀 스캐닝는 터널의 유무에 대한 좋은 지표가 될 수 있음을 알 수 있었으며 시추공 레이다 반사법 탐사와 같이 사용된다면 높은 신뢰도의 결과를 낼 수 있을 것이다. 레이다 토모그래피는 터널을 영상화함과 동시에 주변의 지반 물성을 얻게 되어 지하구조 파악에 효과적이라고 할 수 있다. 위의 결과를 토대로 경제적이고 효과적인 터널 탐지 방법을 제안하면, 먼저 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하여 이상 징후를 탐지 한 후, 주변의 시추공 상황에 따라 크로스홀 스캐닝이나 방향탐지 안테나를 도입하여 확인하는 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.643-644
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• 2006

자기누설탐상시스템은 지하에 매설된 가스관에서 발생되는 부식이나 크랙 또는 기계적 변형을 탐지하기 위한 방법으로 비파괴검사 방법의 하나이다. 가스관은 Nd자석에 의해 착자가 되고, 가스관에 부식이 발생했을 경우 가스관의 단면적이 작아지게 되어 자기누설이 발생하며, 발생된 자기누설을 홀센서로 검출하여 부식의 유무, 크기, 모양 등을 판별하게 된다. 지하매설 배관은 배관의 직경은 같으나 배관의 두께는 다양하게 존재한다. 특히 30inch의 배관에는 배관의 두께가 11.1, 14.3, 17.5 mm 등이 있다. 자기누설탐상시스템은 배관의 단면적 변화를 감지하는 것이기 때문에 배관의 두께에 따라 그 특성이 변화하게 된다. 또한 두께에 따른 결함의 종류에 따라서 검출신호도 변화하게 된다. 따라서 본 논문에서는 배관의 두께 변화에 따른 검출신호를 분석하였으며, 두께 변화의 영향을 적용하여 검출신호를 보정하기 위한 방법을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.383-383
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• 2017

간척지는 바다와 접하는 하구언, 개벌로 이루어진 해안 등을 농공상업용지로 개간한 토지로서 간척지 이용에 있어 가장 우선적으로 용수공급 방안 수립이 고려되어야 한다. 해안유출지하수(submarine groundwater discharge)는 지하수 담수체가 존재하는 마지막 장소로 염해가 없는 청정수질 용수이다. 해안유출지하수 발생 구간을 탐지하기 위해 실측자료의 시공간적 한계를 극복할 수 있는 인공위성 영상을 활용한 원격탐사 기법을 이용하여 광역규모의 다양한 자료를 이용하고자 한다. MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)는 지구 생물권 활동에 관한 자료를 제공하는 미항공우주국 Terra EOS (Earth Observation system)위성의 주센서로 해양, 육상과 대기 분야에 적용이 가능한 다목적 센서이다. MODIS는 36개의 밴드를 이용하여 대기, 지표, 해양 관련 다양한 정보들을 제공하고 있다. 본 연구에서는 간척지의 효율적인 용수공급을 위한 해안유출지하수의 최적 개발 및 이용을 위해 MODIS MOD11 product 지표면온도(Land Surface Temperature; LST), MODIS MOD13 product 식생지수(Normalized Difference Vegetation Index; NDVI), 기상청의 지중온도와 실측자료를 이용하여 새만금 간척지를 대상으로 해안유출지하수 발생 구간을 탐지하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.561-573
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• 2023

한국원자력연구원은 심부 암반의 수리/지화학 특성 분석을 위해 KURT (KAERI Underground Research Tunnel)를 건설하였고, 다수의 조사용 시추공을 시추하여 각종 시험을 수행 중이다. 시추공 조사에서 목적에 적합한 조사 구간 선정은 매우 중요하며 수리 유동 파악 및 지하수 채수가 목적인 경우, 유량이 풍부한 구간이 조사 목적에 부합한다. 본 연구에서는 이러한 구간을 수리 이상점으로 정의했으며, 심도 1km 수준의 시추공 물리검층 자료(온도, 전기전도도)를 활용하여 이를 탐지하고자 하였다. 체계적이고 효율적인 이상점 탐지를 위해 기계학습 알고리즘 중 DBSCAN, OCSVM, kNN, isolation forest을 적용하고 그 적용성을 파악하였다. 데이터 전처리와 알고리즘 최적화를 수행했으며, 그 결과 네 가지 알고리즘은 각각 55, 12, 52, 68개의 수리 이상점을 탐지하였다. 본 논문을 통해 기계학습 알고리즘의 활용 가능성을 확인했으나, 학습에 활용된 입력자료가 제한적이었기 때문에, 향후 추가적인 검증과 보완이 바람직한 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1506-1507
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• 2007

For GPR applications, accurate analysis of the scatterered field is necessary to identify the unknown target. Dyadic Green's Function of the multilayered medium is developed and applied to analyse of underground conduting object. We used method of moment(MOM) with dyadic Green's function, and Discrete Complex Image Method(DCIM).

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.383-392
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• 2007

지하 공동은 토지의 이용과 개발을 제한할 뿐 아니라 안전과 환경에 심각한 우려를 준다. 우리나라는 석회암이 널리 분포하고 폐광산이 많으며 도심이 확장되고 토지의 개발이 활발하여, 지하 공동에 의한 지반 안전과 환경 보존 문제를 안고 있다. 전남 무안군 덕보들에 한국지질자원연구원에서 마련한 물리탐사 실험장에서 지하 공동의 탐지와 모니터링을 위한 고정밀 중력탐사를 하였다. 중력은 약 30 m 간격의 논둑길을 따라 5 m 간격으로 모두 800여 측점에서 AutoGrav CG-3 중력계로 측정하였으며, 측점의 절대적 위치 오차는 수 mm 이하로 유지하였다. 중력 측선은 MS (minimum support) 역산으로 밀도 분포를 작성하였으며, 고분해능 3차원 중력 역해의 비유일성을 줄이기 위하여 Euler 디컨벌루션의 해를 제한 조건으로 이용하는 역산 방법을 고안하였다. 역산에 의하여 작성한 밀도 분포는 잔여 중력 분포와 전체적으로 잘 일치하였으며, 특히 공동과 관련된 것으로 예상되는 3곳의 중력 이상대의 밀도 분포 형태, 즉 공동의 위치 뿐 아니라 공동형태와 발달 양상을 잘 보여주었다. 이러한 해석 결과는 시추 주상도와 매우 잘 일치하였다. 탐사 실험장의 진입로에서 그라우팅을 전후하여 시간차 중력 모니터링을 하였다. 탐사 조건에 의한 불일치는 기준점의 관측 중력을 비교하여 조정하였다. MS 역산으로 작성한 그라우팅 전, 후의 밀도 분포를 비교하여 그라우팅의 효과를 검토하였다. 이 현장 사례를 통하여 ${\mu}Gal$ 수준의 정밀도와 정확도의 고정밀 중력탐사는 지하 공동을 탐지할 뿐 아니라 공동의 분포와 발달 양상을 확인하는 가장 직접적이고 효과적인 수단이 됨을 보여주었다. 또한, 시간차 중력 모니터링은, 여러 가지 오차 요인들이 있지만, 시간의 경과에 따른 지하 밀도 분포의 변화를 관측하는 데 효과적임을 보여주었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.583-598
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• 2022

인력기반 터널 점검은 점검자의 주관적인 판단에 영향을 받으며 지속적인 이력관리가 어렵다. 따라서 최근에는 딥러닝 기반 자동 균열 탐지 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구에서는 사용하는 대규모 공개 균열 데이터셋은 터널 내부에서 발생하는 균열과 매우 상이하다. 또한 현행 터널 상태평가에서 정교한 균열 레이블을 구축하기 위해서는 추가적인 작업이 요구된다. 이에 본 연구는 균열 형상이 다소 단순하게 표현된 기존 데이터셋을 딥러닝 모델에 입력하여 균열 탐지 성능을 개선하는 방안을 제시한다. 기존 터널 데이터셋, 고품질 터널 데이터셋과 공개 균열 데이터셋을 조합하여 학습한 딥러닝 모델의 성능 평가와 비교를 수행한다. 그 결과 Cross Entropy 손실함수를 사용한 DeepLabv3+에 공개 데이터셋, 패치 단위 분류와 오버샘플링을 수행한 터널 데이터셋을 모두 학습한 경우 성능이 가장 좋았다. 향후 기 구축된 터널 영상 취득 시스템 데이터를 딥러닝 모델 학습에 효율적으로 활용하기 위한 방안을 수립하는 데 기여할 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제39권5호
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• pp.597-605
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• 2006

본 연구는 석회규산염암 공동에 의한 지반침하 지역에 3차원 전기비저항탐사를 실시하여 그 결과로부터 지하공동의 영상화를 시도했다. 조사지역은 무안군 용월리에 위치하고 있으며, 충적층 하부에 석회규산염암이 분포하고 있는 곳이다. 이 지역의 지질특성은 충적층 하부 석회규산염암의 용식작용에 의한 돌리네와 파쇄대를 따라 공동이 발달되어 있으며 과거 여러 차례 돌리네의 함몰에 의한 지반침하가 발생하였다. 조사지에 실시한 2차원 전기비저항탐사 결과로부터 지하공동이 분포하고 있는 곳은 주변의 기반암에 비하여 전기비저항이 낮게 나타나고 있는데 그 이유는 대부분의 석회규산염암 공동에 지하수와 점토로 충전되어 있기 때문임을 알았다. 2차원 전기비저항탐사 결과로부터 저비저항 분포 영역을 중심으로 3차원 전기비저항탐사를 실시하고, 전기비저항이 50ohm-m 이하를 지하공동으로 가정하여 3차원 전기비저항탐사 결과로부터 석회규산염암 공동을 영상화 하였다. 이것을 시추조사에서 공동이 발견된 위치와 비교한 결과 양자가 일치하고 있음을 알 수 있었으며, 석회규산염암에 발달되어 있는 지하공동 탐지에 3차원 전기비저항탐사가 유용함을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.553-563
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• 2019

고고학적 유적지 탐사의 최종 단계에서는 시굴과 발굴조사를 실시하지만, 초기 단계에는 비파괴방법인 지구물리탐사를 이용하여 지하의 유적지를 평가한다. 그 중에서도 GPR 탐사는 천부 지하에 대한 해상도가 높아 유적지 조사에 효과적으로 적용되어 왔다. 본 연구에서는 부안지역의 수성당 부근 지하에 매장되어 있는 유물을 찾기 위해서 지하투과레이다(Ground Penetration Radar, GPR) 탐사를 실시하였다. 1차 GPR 탐사는 세 개 지역(Site-1, 2, 3)에서 수행하였고, 1차 조사의 결과를 바탕으로 2차 세부 GPR탐사는 Site-3에서 수행하였다. 탐사 결과, 지표로부터 표토층, 풍화대, 기반암이 나타나는 것으로 파악되었으며, 뚜렷한 이상대는 심도 약 100 cm 내외에서 장축 방향의 측선과 평행한 동서에 가까운 방향성을 나타내고 있다. 이 GPR 이상대의 불규칙한 형태적 특징과 강신호의 단속적 분포 양상은 수성당에서 발견된 제사도구와 연관이 있을 것으로 판단된다. 이러한 GPR 탐사는 지하 천부에 매장되어 있는 고고학적 유적이나 유물을 탐지하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.