• 터널과지하공간
• /
• 제18권3호
• /
• pp.202-213
• /
• 2008

이 논문은 3차원 탄성파 토모그래피의 3차원 초동주시 및 역산 알고리즘의 개발과 수치모형 실험을 통하여 3차원 토모그래피 기법의 현장 적용성을 고찰한 연구이다. 3차원 탄성파 주시토모그래피 기법의 현장 적용성을 담보하기 위해서는 한정된 송수신 커버리지에 기인하는 암영대가 발생하지 않아야 하고 또한 경제적인 관점에서 자료처리에 소요되는 시간이 합리적이어야 한다. 이 연구에서는 한정된 송수신 커버리지 문제를 극복하기 위하여 파선 폭의 확장기법의 하나인 프레넬 볼륨에 근거한 3차원 주시 토모그래피 알고리즘을 개발하였다. 또한 3차원 토모그래피 수행에 요구되는 정밀도와 경제성을 확보하기 위해 Fast Marching Method(FMM)을 이용한 초동주시 알고리즘을 선택하였으며 수치모형 실험을 통하여 합리적인 모델변수를 결정하였다. 3차원 고립형 이상체 및 경사진 층서구조 수치모형에 대한 3차원 탄성파속도 입방체를 도출함으로써 개발된 알고리즘의 타당성 및 현장 적용성을 고찰하였다. 재구성된 탄성파 임방체는 원 수치모형과 대비한 결과 상호 부합하는 결과를 확인함으로써 3차원 토모그래피 알고리즘의 타당성 및 현장 적용성을 검증하였다.

• 지구물리
• /
• 제4권2호
• /
• pp.113-120
• /
• 2001

이산 웨이브릿 변환은 탄성파 신호를 분석하고 파의 성분을 구분하는 도구로 사용이 가능하다. 이산 웨이브릿 변환은 푸리에 변환에 비해 신호의 변화 시점을 인식할 수 있는 장점을 지닌다. 본 연구에서는 탄성파 신호에 이산 웨이프릿 변환을 적용하여 초동과 S파 등 파의 구성 성분을 인지하고 주시를 결정하는 방법을 제시하였다. 정확한 지층 속도의 결정은 정확한 주시 결정에서 비롯되며, 이는 탄성파 속도분석, 굴절법 탐사, 탄성파 토모그래피, 다운홀 탐사, 크로스홀 탐사, 음파 검층 등 탄성파를 활용하는 각종 지구물리탐사 분야에 있어서 해석에 대한 신뢰도를 크게 증진시킬 수 있다. 잡음이 있는 경우와 없는 경우의 인공합성 탄성파 신호에 대한 P파와 S파의 주시 결정을 시도한 결과, 잡음이 많은 탄성파 신호에도 본 알고리즘이 적용 가능함을 확인할 수 있었다. 잡음이 많이 포함된 현장 자료에서도 초동을 정확하게 결정할 수 있었다

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
• /
• pp.69-72
• /
• 2008

EZTOMO는 시추공 주시토모그래피 소프트웨어 시스템이다. 이 시스템은 초동발췌, 파선추적, 역산, 오차분석 및 시각화 기능을 보유하고 있다. 이 연구에서는 시스템의 초동발췌 와 역산법을 개선 보완하였다. 초동의 파형정보를 사용한 초동발췌 방법과 초동신호의 S/N(신호 대 잡음비)을 사용한 역산법의 보완이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제12권1호
• /
• pp.105-113
• /
• 2009

관측된 파형의 특성들을 해석하여 굴절파와 광각으로 도달한 반사파를 분석하면 결과물로 얻어지는 지각구조 모델의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 균일한 격자상의 그래프 이론에 기반한 파면법은 복잡한 구조에서도 주시와 파선경로를 효과적으로 계산할 수 있으나, 기본적으로 초동만을 이용하게 되는 단점이 있다. 이번 연구에서는 초동뿐만 아니라 후기 시간대에 도달하는 반사파와 굴절파 및 변환된 P파와 5파의 주시와 파선경로를 계산하기 위하여 다층 모델상에서 표현되는 slowness network 노드에 기반한 수정 파면법을 이용하는 새로운 알고리즘을 개발하였다. 새로운 알고리즘을 통해 모호면의 형태와 변환된 P파와 S파의 위상을 획득하기 위하여 후기 시간대의 Pg파, Pn파 이후에 들어오는 강한신호의 파, 모호면에서 중첩된 PmP를 분석하였다. 제안된 알고리즘의 효용성을 검증하기 위하여 해양-대륙의 전이대와 해령 및 해산에 러한 모델링 연구를 수행하였으며, 2차원 유한차분법을 이용한 수치모형을 통해 그 효용성을 확인하였다. 초동 주시만을 해석에 사용할 경우 대륙-해양 전이대와 해령 및 해산과 같은 모델에서 획득되는 도달파들과 파선경로들의 특성이 각기 다르게 나타나 많은 해석상의 오류가 발생할 수 있는 위험성이 있기 때문에 제안된 기법을 통해 효과적인 해석을 수행할 수 있을 것이다.

• 지구물리
• /
• 제8권2호
• /
• pp.67-74
• /
• 2005

SH파 굴절법 토모그래피와 표면파 분산자료 역산을 통하여 2차원 S파 속도단면을 각각 구하였고, 비교 목적으로 P파 속도단면도 함께 구하였다. P파와 표면파는 지표에 수직하게 타격하여 발생시켰으며, 100 Hz와 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 각각 수신하였다. SH파는 50 kg 나무원목의 좌우를 타격하여 발생시켰고, 8 Hz 수평 지오폰으로 수신하였으며, 좌측타격에서 우측타격을 빼주어 SH파 신호를 강화하였다. 초동주시 토모그램과 표면파 분산곡선으로부터 역산과정을 거쳐서 구한 S파 속도단면을 비교한 결과, 두 단면의 전체적인 양상은 서로 비슷하지만, 표면파 역산으로 구한 S파 속도단면이 전반적으로 작은 값을 갖는 경향을 보인다. 잡음에 취약한 SH파는 P파 및 PS 변환파 도달 이후에 기록되어 초동선택이 어려운 문제가 있으며, 균질한 수평모델을 가정하는 표면파의 분산곡선 역산은 측방 변화가 심한 곳에서 지하구조를 정확히 밝히는데 한계가 있음을 보인다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권3호
• /
• pp.241-249
• /
• 2006

한국의 지질 환경은 암석 분포가 매우 다양하고 복잡한 구조 활동의 영향을 받아 지하매질의 이방성 특성이 국부적으로 심하게 변화한다. 기존의 이방성 주시 모델링의 경우 지질 모델을 2차원으로 단순화시킴으로써 이러한 복잡한 지질 환경을 제대로 고려할 수 없었다. 또한 약 이방성 가정을 사용하여 실제로 나타날 수 있는 지하 매질의 심각한 이방성 영향을 주시 모델링에서 고려할 수 없었다. 이에 이 연구에서는 보다 실제적이고 복잡한 3차원 횡등방성 매질(transversely isotropic media)에서 q-P파의 초동 주시 양상을 모사할 수 있는 주시 모델링 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에서는 2차원 비선형 주시 내삽(2D nonlinear traveltime interpolation) 기법과 주시의 3차원 격자 채움법(mapping)을 이용한 직접 전파법(direct calculation)을 통해 급격한 물성의 변화에도 주시 계산이 가능하도록 하였다. 또한, 최소 주시 계산과정에서 수치 미분을 통한 최대 경사법(steepest descent method)을 사용하여 약 이방성 가정을 극복하였다. 개발된 알고리듬은 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였고 3차원 2층구조에 대한 주시 계산을 수행하여 물성이 급격히 변화하는 모델에 대해서도 안정적으로 주시 계산이 이루어짐을 확인하였다. 이 연구에서 개발한 3차원 주시 모델링 알고리듬은 향후 구조보정이나 토모그래피 알고리듬 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제7권3호
• /
• pp.157-163
• /
• 2004

본 연구에서는 일관성 있고 용이한 자료처리 과정을 가지는 윈도우 기반 주시 토모그래피 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 소프트웨어는 (1) 다양한 포맷의 탄성파 자료 입력 (2) 용이한 송수신 좌표 입력 (3) 사용자 편의를 고려한 초동 발췌 및 검토 (4) 중간 토모그램 수정 기능 지원 등을 제공함으로써 자료처리 과정에서 사용자 환경 상의 편의를 극대화 할 수 있도록 하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.103-107
• /
• 2005

한반도 남부 지각 속도구조를 밝히기 위해서, 서북서-동남동 방향의 2002년도 측선 294 km와 북북서-남남동 방향의 2004년도 측선 335 km를 따라 인공적으로 발생시킨 지진파 자료를 각각 120초와 150초 기록하였다. 초동주시 역산과정을 통하여 속도단면을 작성하였으며, 역산 시 초기모델은 측선 주변의 고정관측소에서 기록한 원거리 지진자료의 수신함수역산으로 구한 1차원 속도구조자료를 활용하였다. 파선경로는 2.0 km와 7.1 km 깊이에 속도 6.0 km/s와 7.1 km/s를 갖는 굴절면이 존재하며, 굴절파 속도 $7.8{\sim}8.1\;km/s$의 모호면은 $30.8{\sim}36.1\;km$ 깊이에 존재함을 보인다. 속도단면은 옥천계 하부 $6{\sim}7\;km$ 깊이에 상당한 규모의 저속도층이 15 km 깊이의 속도 불연속면 상부에 존재하며, 영동단층은 10 km 이상 깊이까지 연장되어 있고, 최대 4.2 km 정도두께를 갖는 경상분지 하부에 고속도층이 얕게 분포하는 것으로 분석된다.

• 지구물리
• /
• 제8권1호
• /
• pp.45-48
• /
• 2005

한반도 남부 지각 속도구조를 밝히기 위해서, 서북서-동남동 방향의 2002년도 측선 294 km와 북북서-남남동 방향의 2004년도 측선 335 km를 따라 인공적으로 발생시킨 지진파 자료를 각각 120초와 150초 기록하였다. 초동주시 역산과정을 통하여 속도단면을 작성하였으며, 역산 시 초기모델은 측선 주변의 고정관측소에서 기록한 원거리 지진자료의 수신함수역산으로 구한 1차원 속도구조자료를 활용하였다. 파선경로는 2.0 km와 7.1 km 깊이에 속도 6.0 km/s와 7.1 km/s를 갖는 굴절면이 존재하며, 굴절파 속도 7.8∼8.1 km/s의 모호면은 30.8∼36.1 km 깊이에 존재함을 보인다. 속도단면은 옥천계 하부 6∼7 km 깊이에 상당한 규모의 저속도층이 15 km 깊이의 속도 불연속면 상부에 존재하며, 영동단층은 10 km 이상 깊이까지 연장되어 있고, 최대 4.2 km 정도두께를 갖는 경상분지 하부에 고속도층이 얕게 분포하는 것으로 분석된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제13권2호
• /
• pp.153-158
• /
• 2010

한반도 중남부 지각 속도구조를 밝히기 위해서, 주요 지체구조 경계와 거의 직각을 이루는 북서-남동 방향의 299 km 측선(KCRT-2008)을 따라 대규모 인공지진파 실험을 실시하였다. 21~113 km 간격의 깊이 50~100 m인 8개시추공에서 250~1500 kg의 폭약을 발파하였고, 발생된 지진파 신호는 측선을 따라 평균 500 m 간격으로 매설한 4.5Hz 수신기로 수신하였다. 초동주시를 토모그래피 방식으로 역산한 결과, 파선경로는 2~3, 11~13, 20 km 깊이에 지각 내 굴절면이 존재함을 보인다. 굴절파 속도 7.7~8.1 km/s의 모호면은 중앙부에서 최대 34.2 km 깊이에 달하며, 동해와 황해로 접근하면서 얕아진다. 속도 7.6 km/s 등치선의 깊이는 31.3~34.4 km의 범위에서 변한다. 역산된 속도모델은 옥천계와 경기육괴 하부에, 깊이 7.2 km에 중심을 둔 저속도층이 129km까지 수평으로 연장되어 있고, 경상분지에는 속도5.4 km/s 이하의 저속도 암석이 최대 2.6 km 두께로 쌓여 있는 모습을 보여준다.