• 지구물리와물리탐사
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• 제7권3호
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• pp.207-212
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• 2004

자기지전류(MT) 자료의 3차원 역산에 대해 소개한다. MT 자료의 역산 문제는 기본적으로 악조건이므로 유일한 해가 존재하지 않는다. 이러한 비유일성을 줄이고 정확한 역산해를 구하기 위해서는 역산 시 사전정보를 추가하는 제약조건을 가해야 한다. 물리탐사 분야에서 비선형 역산에 사용되는 가장 일반적인 방법은 일련의 선형화된 역산문제를 푸는 Gauss-Newton법이다. 이 알고리듬은 수렴 시, 모델 공간에서 역산문제에 대한 목적함수를 최소화하는 최적해를 준다. 그러나 이러한 반복적 선형화기법은 3차원 MT 역산의 경우 Jacobian 행렬을 구하기 힘들기 때문에 그 유용성에 한계가 있다. 이러한 어려움은 CG법에 의해 완화할 수 있다. 선형 CG법은 Gauss-Newton 반복의 각 단계를 근사적으로 풀기 위해서 사용된다. 한편 비선형 CG법은 목적함수의 최소화에 직접적으로 적용된다. 이들 CG법은 Jacobian 행렬의 계산 및 대형 선형방정식의 해를 반복 당 세 번의 모델링으로 대치할 수 있어서 3차원 역산에 적합하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.171-180
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• 2015

울릉도 지열조사 시추공에서 채취한 암석코어 중 약 20 m 간격으로 수집한 23개의 코어시료에 대하여 수포화 전기비저항과 건조 전기비저항, 건조밀도와 유효공극률을 측정하고, 암석코어 별 전기비저항 범위를 제시하였으며 물성간 상관성을 분석하였다. 암석코어의 건조과정 말미에 질소가스를 주입함으로써 습기의 공극내 유입 및 흡착을 지연시켜 건조 전기비저항을 측정할 수 있는 전처리 방법을 고안하였다. 측정된 물성 상호간의 상관성을 분석한 결과, 울릉도 암석코어의 건조밀도는 유효공극률과 매우 높은 상관성을 보였는데, 특히 '건조밀도 감소에 대한 유효공극률 증가율'이 암종에 따라서 큰 차이를 보여서 현무암질 화산쇄설암이 가장 크고 조면암질 화산쇄설암, 조면암의 순으로 작아진다. 따라서 울릉도 암석코어는 건조밀도와 유효공극률의 상관성 분석만으로도 암종 구별이 용이한 특징을 나타내었다. 수포화 전기비저항은 유효공극률 및 건조 밀도와 매우 높은 상관성을 보이는 반면 건조 전기비저항은 이들과 특별한 상관관계를 찾을 수 없었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.75-84
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• 2012

해양 전자탐사의 겉보기 비저항은 해수층으로 인해 지표탐사와 그 정의가 달라지게 되며, 이를 적절히 계산할 수 있는 알고리듬의 개발은 해양 전자탐사의 출발점이 될 수 있다. 이를 위해, 1차원 층서 가스 하이드레이트 수치모형과 해수층과 그 하부의 반 무한매질로 이루어진 수치모형에서 계산한 전자기적 반응을 비교분석하였다. 겉보기 비저항을 계산하기 위해서는 실수와 허수 성분보다는 진폭과 위상을 사용하는 것이 더 적합하였으며 해양 전자탐사 반응의 민감도를 정량적으로 분석하여, 근거리 영역에서는 위상이 원거리 영역에서는 진폭 성분이 더 안정적인 결과를 주는 것을 알았다. 또한 위상과 진폭의 선택기준으로써 유도상수의 값을 제안하였다. 이러한 분석을 토대로 격자 탐색법(grid search)을 사용하여 겉보기 비저항을 계산하는 수치알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬을 이용하여 1차원 층서 가스 하이드레이트 수치모형의 다양한 변수를 변화시켜가며 겉보기 비저항을 계산해봄으로써 알고리듬의 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 계산한 겉보기 비저항 값을 이용한 가스 하이드레이트 부존양상 정보의 도출가능성을 살펴보았다. 동해 울릉분지의 가스 하이드레이트 부존양상을 모사한 2차원 가스 하이드레이트 수치모형에서 계산된 자료의 겉치레 단면도는 가스 하이드레이트 부존양상 정보 추출이 가능함을 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.148-154
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• 2006

소규모 천부 불균질대가 레일리파의 전파 및 분산특성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 반무한 균질 매질과 2층 층서구조상의 소규모 천부 불균질대를 상정하고 이 불균질대의 심도, 규모 등을 변화시키면서 레일리파의 전파양상과 분산특성에 대해 고찰하였다. 불균질대의 크기가 최소파장을 기준으로 한파장 이상의 경우 레일리파의 분산 현상이 확인되었으며 이러한 현상은 불균질대의 크기가 클수록 커지며 심도가 깊어질수록 작아지고 심도와 수직적 크기변화보다는 수평적 크기변화에 더 민감한 것을 확인하였다. 분산으로 인한 위상속도의 변화 양상은 불균질대의 크기가 일정정도 이하일 경우에는 탄성파 기록상에서는 확인하기 어려우나 분산된 레일리파의 반사 및 투과 이벤트와 그로 인한 진폭변화를 통해 불균질대 존재 여부를 확인하는 지시자로 사용될 수 있을 것으로 판단되며 이런 결과는 소규모 불균질대나 공동탐지를 위한 현장탐사나 새로운 해석방법 개발에 있어 한 지침을 제공할 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권2호
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• pp.45-54
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• 2001

지표 레이다(Ground Penetrating Radar; GPR) 탐사를 모사하기 위해서, 시간 영역 유한 차분법을 이용하여 송수신 안테나를 고려한 3차원 모델링 알고리듬을 개발하였다. 국내에서 주로 사용되는 GPR탐사기기인 쌍극자 안테나를 모사하고, 안테나 끝점에서의 내부반사(ringing) 현상을 줄이기 위해 subcellular법을 사용하였다. 반무한 매질에서 종단 저항에 따른 출력 전압의 변화를 비교하여, 종단 저항의 수가 많아지면 내부반사가 줄어드는 반면 출력 전압이 작아진다는 사실을 알 수 있었고, 이 결과를 토대로 내부반사를 줄이는 쌍극자 안테나를 구현하였다. 각도에 따른 전기장 분포를 알기 위해 안테나에 직교하는 면과 안테나를 포함하는 면에서 방사 패턴을 구하였다. 안테나를 포함하는 면의 전기장 에너지가 안테나에 직교하는 면보다 안테나 직하부로 집중되는 현상을 볼 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.68-77
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• 2008

2.5차원 전자탐사 적분방정식의 확장된 Born 근사해 또는 국소 비선형 근사에 기초하여 루프-루프 전자탐사 역산 알고리듬이 개발되었다 송수신 배열은 수평 동일면(HCP) 또는 수직 동일면(VCP) 방식이고, 다중 주파수 및 다중 송수신 간격을 포함할 수 있으며 PC에서 작동된다. 안정적이고 고해상도를 유지하는 역산이 가능하도록 변수분해 행렬과 Backus-Gilbert 분산 함수 분석을 통해 감도 분포의 함수로서의 공간적으로 변화하는 최적 Lagrange 곱수 결정 알고리듬을 포함하였다. HCP와 VCP 배열 자료가 지하 전기비저항 구조에 따라 서로 다른 감도를 가짐에 따라 동시 역산에서 안정성과 해상도에 영향을 미치게 되므로, 계산값과 측정값 차의 분산에 따라 가중치를 적용하는 방식을 도입하였다. 모델링 코드의 정확성은 통상적으로 루프-루프 전자탐사에서 사용하는 주파수 및 송수신 간격 범위에서 유한차분법에 의해 계산된 결과와의 비교를 통하여 증명되었다. 개발된 역산 알고리듬은 먼저 반무한 공간내 전도체 및 저항체가 포함된 모델에 대한 계산자료에 적용되어 성능이 입증되었다. 현장자료에 적용하고 그 결과 영상을 전기비저항 탐사자료에 대한 역산 결과와 비교하여, 의미있는 지하구조의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.302-309
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• 2008

3차원 전기비저항 토모그래피는 토목 및 수리지질분야 등에서 매우 고분해능의 지하구조 영상을 획득할 수 있는 강력한 성능을 제공한다. 이 논문에서는 특히 3차원 이상대가 주탐사 대상인 경우에 대한 3차원 전기비저항 토모그래피의 두가지 성공적 응용사례를 소개한다. 첫번째 예는 수리지질분야에의 응용을 위한 파쇄대 영상화 사례로서, 여기서는 시추공의 공곡변화가 중요한 문제로 대두되었으며 이에 따라 시추공 공곡변화를 토모그래피 역산과정에 포함함으로써 파쇄대의 3차원 영상을 획득할 수 있었다. 두번째 예에서는 크기 $2m{\times}2m$의 내부가 비어있는 터널의 영상화 문제를 다루었으며, 3차원 토모그래피를 통하여 터널의 발달을 3차원 공간상에 영상화할 수 있었다. 이들 예로부터 3차원 전기비저항 토모그래피가 3차원 지하구조 영상화에 강력한 성능을 보임과 아울러 특히 3차원 이상대인 파쇄대, 공동 또는 터널의 영상화에 더욱 향상된 영상화 능력을 제공할 수 있음을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.315-322
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• 2010

위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정은 주파수-파수, 주파수-공간 영역에서 단방향 파동방정식을 이용하여 빠른 계산 속도로 수평적 속도변화를 고려할 수 있는 구조보정이다. 일반화된-막(generalized-screen) 구조보정은 주파수-파수영역에서 수직전파를 가정하는 위의 두 구조보정과는 달리 수직전파를 가정하지 않고, 지수함수의 무한급수 전개를 이용한다. 또한 수직느리기항의 테일러 급수전개를 일반화하여 고차항을 추가함으로써 급격한 속도변화를 갖는 지하구조에서 넓은 각으로 전파하는 파동장에 대한 정확도를 향상시켰다. 이 논문은 다양한 경사와 급격한 속도변화를 포함하는 복잡한 지하구조를 효율적으로 보다 정확하게 영상화하기 위하여 2차원 일반화된-막 구조보정에 대하여 연구하였다. 일정한 미소변량(constant perturbation)을 갖는 매질과 SEG/EAGE 암염돔을 모사한 모델에 대하여 일반화된-막 전파자와 위상막 전파자의 전파된 파동장을 비교한 결과, 일반화된-막 전파자가 파동장의 넓은각 전파에 대해 위상막 전파자보다 높은 정확도를 보였다. 또한 일반화된-막 전파자의 차수를 증가시킬수록 넓은 각으로 전파하는 파동장의 정확도가 향상되었다. 큰 수평적 속도변화와 급경사를 갖는 모델과 SEG/EAGE 암염돔 합성 탄성파탐사 자료에 대하여 일반화된-막 구조보정과 위상막 구조보정을 적용한 결과, 일반화된-막 구조보정이 속도변화가 크고 급격한 경사를 갖는 반사면을 보다 정확한 위치에 뚜렷하게 영상화하였다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제21권1호
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• pp.215-236
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• 2006

1979년에 제정된 '달조약'(Moon Treaty)이 5개의 우주관련조약중에서 중요한 부분을 차지하고 있음에도 불구하고 우주개발국가들에게 외면당하고 있고, 국내에서도 이를 다루는 문헌을 찾기 힘든 점을 고려해볼 때 달조약의 국제법과 우주법상 의미를 살펴보고 이를 전망해 보는데 이 논문의 의의가 있다고 할 수 있다. 따라서 이 논문에서는 우선 달조약의 주요내용을 설명하고 특히 1967년 '우주조약'(Space Traty)과의 관계를 분석한 후 달조약에 명시된 '인류공동유산'(Common Heritage of Mankind)개념이 국제법상 어떠한 의미를 가지는가를 살펴보았다. 아울러 달조약의 현재와 미래에 관하여 그리고 한국이 현재 달조약에 가입하고 있지 않은데, 달조약에 가입하는 것이 국익에 유리한가 하는 문제도 다루었다. 1979년 달조약은 1967년 우주조약과는 근본적으로 다른 입장을 취하고 있다. 1967년 우주조약의 경우에는 우주를 자유지역, 즉 공해(公海)와 같은 res extra commercium국제공역(國際公域)으로 파악하여 모든 국가가 자유롭게 탐사하고 이용할 수 있는 반면, 달조약은 우주를 '인류공동유산'으로 파악함으로써 마치 1982년 "UN해양법협약'에서 심해저 개발을 위한 국제심해저기구(International Sea-Bed Authority)가 제시되었듯이 달의 천연자원의 개발이 가능할 시기에 국제기구를 통하여 개발할 것을 예정하고 있다. 현재 국가들은 달에 관하여 그것의 천연자원이 배분문제를 다루는 국제기구를 설정할 정도로 가치있는 것인가에 관하여 확신을 갖고 있지 못하다. 실제로 달개발은 거의 30여년 동안 제자리 걸음에 그치고 있는데 만일 달에서 인간 생존에 필요한 물로 전환되는 얼음과 지구에 필요한 자원이 다량 발견된다면 자원개발과 우주기지건설을 위한 국가들의 경쟁은 치열할 것이고 마치 1982년 해양법협약 이전 심해저자원 개발의 상황이 예견될 것이다. 해양법상 심해저자원과 달조약상 달과 다른 천체의 천연자원은 바로 후자의 자원이 전자의 자원보다 아직 국가들에는 접근하기에는 너무나 멀리 있고 많은 재원과 기술이 필요하므로 심해저자원개발의 접근성을 우주자원개발과 같은 선상에서 판단할 수는 없는 것이다. 주목할 것은 현재 COPUOS내에서 달조약을 포함한 현행 우주관련 5개 조약은 1960-70년대에 채택된 것으로서 우주탐사 및 개발기술의 급격한 발전과 급증하는 우주의 상업적 이용추세에 비추어 그 현실성이 다소 뒤쳐지는 문제가 있다고 여러번 제기된 바 있는데, 1995년 멕시코대표가 비공식적인 협의과정에서 우주관련 5개조약의 지위검토를 법률소위원회에 의제로 포함시킬 것을 제의하여 1998년 제37차 법률 소위원회부터 정식으로 승인받아 현재까지 논의되고 있다는 것이다. 현재 한국의 우주개발 수준은 세계 20위권내에 들고 있으면서 달조약에 아직 가입하지 않고 있는데, 우리보다 우주산업이 발달한 프랑스가 달조약에 서명국이 된 점을 주목해야 한다. 달의 천연자원의 개발이 가능해질 시기에 국제제도를 수립해야 한다는 규정은 국제제도의 수립 전에는 자원개발을 금지하는 것을 의미하는 것이 아니므로 달조약에 가입하고 자원개발을 추구하는 방법도 좋을 듯하다. 오히려 달조약 제 11조 7항에서 동 자원으로부터 파생하는 이익을 모든 당사국에게 공펑하게 분배하되 달의 개발에 직접 또는 간접적으로 공헌한 국가의 노력은 물론 개발도상국의 이익과 필요에 대한 특별한 고려가 있어야 한다는 규정을 고려하면 달조약에 가입하고 달개발에 착수하는 방법이 국익에 도움이 될 것으로 생각한다. 또한 한국이 조만간 세계 10위권내 우주개발국을 희망한다면 우리가 먼저 달조약에 가입한 후 다른 국가들에게 달조약의 가입을 장려하는 것도 우주법과 국제법발전에 큰 기여를 하는 것이라고 생각한다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.136-148
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• 2017

The paper presents dual arm ROV manipulation using deep reinforcement learning. The purpose of this underwater manipulator is to investigate and excavate natural resources in ocean, finding lost aircraft blackboxes and for performing other extremely dangerous tasks without endangering humans. This research work emphasizes on a self-learning approach using Deep Reinforcement Learning (DRL). DRL technique allows ROV to learn the policy of performing manipulation task directly, from raw image data. Our proposed architecture maps the visual inputs (images) to control actions (output) and get reward after each action, which allows an agent to learn manipulation skill through trial and error method. We have trained our network in simulation. The raw images and rewards are directly provided by our simple Lua simulator. Our simulator achieve accuracy by considering underwater dynamic environmental conditions. Major goal of this research is to provide a smart self-learning way to achieve manipulation in highly dynamic underwater environment. The results showed that a dual robotic arm trained for a 3DOF movement successfully achieved target reaching task in a 2D space by considering real environmental factor.