• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.61-66
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• 2017

지표투과레이다 탐사에 있어서 지하매질의 전기적 특성 파악은 매우 중요하다. 지하매질의 전기적 특성에 따라 전자기파의 에너지가 상대적으로 작아져 경계면으로부터 반사가 어려워 질수 있다. 이 연구에서는 다양한(느슨하고 조립한) 조건의 모래지반에 대한 전기적 특성을 분석 한 결과, 마른모래에서는 상대밀도가 증가할수록 유전상수는 증가하였으며, 모래의 함수율이 증가할수록 유전상수와 전기전도도의 값은 증가 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권8호
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• pp.29-36
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• 2022

최근 지하공간에 대한 개발이 활발히 진행됨에 따라 지중 시설물의 정보에 대한 중요도가 증가하고 있다. 굴착작업을 수행하기 전에 지중 시설물의 위치를 정확히 파악해야 한다. 지표투과레이더(GPR)와 같은 지구물리적 탐사 방법은 지중 시설물을 조사하는데 유용하게 사용된다. GPR은 지반에 전자기파를 송출하며 지반과 다른 매질에 의해 반사되는 신호를 분석하여 지중시설물의 위치와 깊이 등을 파악한다. 그러나 GPR 데이터의 판독은 숙련된 전문가의 주관적 판단에 의존하기 때문에 이를 딥러닝을 통해 자동화하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 딥러닝은 학습 데이터가 많을수록 정확한 모델을 만들 수 있으며, 이러한 학습데이터 축적에 있어 수치해석이 좋은 대안이 될 수 있다. 수치해석의 경우 지반의 불균질성을 모사하여 다양한 조건에서의 GPR 탐사 데이터를 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 학습모델의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 지반은 불균질하며, GPR 신호는 지반의 다양한 변수로 인해 영향을 받는다. 그러나 이러한 불균질 지반에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프랙탈 차원수와 지반의 함수비 범위에 따른 GPR탐사 신호특성을 분석하고 불균질한 지반을 모사하기 위한 입력파라미터에 대한 연구를 수행하였다. 프랙탈 차원수가 2.0을 넘어가면 적합곡선에 대한 오차가 크게 감소하는 것으로나타났다. 그리고 분석의 타당성을 확보하기 위해 함수율의 범위가 0.14 미만이어야 한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.313-316
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• 2007

Ground-penetrating radar (GPR) is an effectiveness tool for imaging spatial distribution of hydrogeologic parameters. An artificial groundwater recharge test has been conducted in Nagaoka City in Japan, and time-lapse crosshole GPR data were collected to monitor infiltration processes in a vadose zone. Since radiowave velocities in a vadose zone are largely controlled by variations in water content, the increase in traveltimes is interpreted as an increase in saturation in the test zone. We use a finite-difference time-domain method in two-dimensional cylindrical coordinates to simulate field results. Numerical modeling successfully reproduces the major feature of velocity changes in the filtration process.

• Smart Structures and Systems
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• 제7권4호
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• pp.319-328
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• 2011

In this study, the measurements of the dielectric constants of soil at 900 MHz and 1 GHz were made to relate those properties to the moisture content of the soil. This study's intention was to use the relationship between the dielectric constant and the moisture content to develop a landslide prediction system. By monitoring the change of the moisture content within the soil using ground penetrating radar (GPR) systems in the field, the possibility of a landslide is expected to be detected. To establish a database for the dielectric constants and the moisture content, the measurements of soil samples were made using both an open-ended dielectric coaxial probe and the GPR. Based on the measurement results, correlations between the GPR and reflector for each frequency at 900 MHz and 1 GHz were found for the dielectric constants and the moisture content. Finally, the mechanism of the measurement device to be implemented in the field is suggested.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.51-60
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• 2010

남극 킹조지섬 포케이드 빙하의 저면 지형과 내부 모습을 규명하기 위해서 2006년 11월에 4개 조사측선을 따라 헬리콥터 및 지상 레이다(GPR) 탐사를 실시하였다. 혼합위상인 단채널 지상 GPR 자료에 적용한 신호 역대합, f-k 구조보정 속도분석, 유한차분 깊이구조보정 등의 처리과정을 통하여 수직 분해능 향상, 속도함수 추출, 선명한 깊이영상 작성 등을 효과적으로 수행하였다. 헬리콥터 GPR 자료의 경우, 구조보정속도는 공기와 얼음의 2층모델을 가정한 평균제곱근속도로 구하였다. GPR 단연은 울퉁불퉁한 빙저면, 빙하 내부의 미끄러짐면, 운집된 산란잡음 등의 특징적 모습을 보여준다. 기반암까지의 최대 깊이는 포케이드 빙하와 목지들로우스키 빙하 사이의 경계능선 남동사면에 인접한 빙하 골짜기에서 79 m가 넘는다. 빙하 기저수 위에 복잡한 형태의 굴과 수 m의 폭을 갖는 독립된 빈 공간들의 존재를 지상 GPR 자료로부터 해석하였다. 빙하 중단 부근의 GPR 영상은 포토소만의 빙산 형성기작과 관련된 미끄러짐면, 단열, 단층 등의 구조를 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2342-2344
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• 2005

초광대역 임펄스를 이용한 비파괴 지중 매설물 탐지용 지반 탐사 레이더(Ground penetrating image radar: GPR)를 개발하였다. 최대 탐사 깊이를 고려하여, 900 picosecond(ps) 상승 시간을 갖는 초광대역 임펄스를 설계하였고, 임펄스 발생기의 주파수 특성을 고려하여, 소형 평판형 다이폴 안테나가 설계되었다. 또한, 지중으로부터 반사되는 신호를 수신하기 위해서 고속의 A/D를 사용하였다. 측정은 송수신 안테나의 간격을 고정한 Bistatic 방식을 사용하였으며, 지중 매설물의 영상처리 판별을 위해 마이그레이션(migration) 기법을 사용하였다. 개발된 시스템은 금속 물체와 비금속 물체가 매설된 실증 시험장에서 시험되었고, 평면 해상도 및 깊이에 대한 해상도가 우수함을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.65-76
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• 2021

노후화된 터널 구조물의 라이닝 내부 및 배면에 존재하는 공동은 다양한 원인에 의해 발생되며 대부분의 경우 육안검사가 불가능한 곳에 존재하기 때문에 이에 대한 점검이 쉽지 않다. 최근에는 지반탐사레이더와 같은 비파괴시험 등을 이용하여 터널 라이닝과 배면에 대한 상태를 평가하는 시도가 이루어지고 있으며, 이와 관련된 다양한 모형시험 및 해석연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 gprMax 소프트웨어를 이용하여 터널 라이닝 모형 시험체 조건에 대한 GPR 신호특성을 시각화하여 분석하였고, 이를 모형체 시험 결과와 비교하였다. 모형체 시험에 적용된 GPR 해석모델은 터널 라이닝 및 내부 공동 등 매질 변화에 대한 전자기파 신호변화를 합리적으로 모사하였다. 검증된 수치해석모델을 이용하여 터널 라이닝의 두께, 내부의 공동 존재와 규모, 방수막의 영향, 주파수대역의 영향 등을 평가하기 위한 GPR 분석 기법 개발에 필요한 데이터를 확보하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.209-216
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• 2003

• 대한토목학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.285-294
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• 2020

본 연구는 실제 공용 중인 도로에서 약 20년에 걸쳐 지표투과레이더(GPR) 조사하고 도로포장의 전자기적 특성값인 유전상수와 감쇠에 대해 분석하였다. 그 결과로부터 도로포장의 일반적인 특성값 범위, 영향인자, 그리고 보정방법을 제시하였다. 비접촉식(Air-coupled) 1 GHz GPR 안테나로 조사한 아스팔트 포장의 일반적인 유전상수 범위는 4~7이었다. 콘크리트 포장의 경우 초기 재령에서는 유전상수가 매우 큰 값을 보였으나 재령이 경과할수록 급격하게 작아졌다. 재령 10년 이후에는 6~12 범위에 수렴하였다. 공기 중에 노출된 포장의 유전상수는 대기의 상대습도에 따라 증감하였으나 덧씌우기 포장층이 있는 경우 영향성은 1/8 수준으로 감소하였다. 레이더 파의 감쇠는 일반적으로 포장층의 두께가 증가할수록 커지게 되며, 손상 구간에서도 증가하였다. GPR 조사 시 기상조건에 따라서 포장의 전자기적 특성값이 달라질 수 있음을 확인하였으며, 특히 포장상태가 양호한 경우보다 손상이 발달한 상태에서 영향성이 크게 나타났다. 이밖에 동일한 주파수의 GPR 안테나로 조사한 경우에도 장비의 특성이 달라지면 결과값에 차이가 발생할 수 있었다. 따라서 GPR 조사는 도로에 대한 이해를 바탕으로 날씨의 변화가 거의 없고 도로표면이 깨끗한 상태에서 숙련자에 의해 실시하는 것이 필요하다. 또한 보정코어, 장비 보정 등을 통해 해석결과의 신뢰도를 향상하는 것이 요구된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.171-184
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• 2023

최근 도심지 도로에서 빈번하게 발생하는 도로 파임의 주원인인 지하 공동의 발생을 파악하기 위해, 차량 부착형 지표투과레이더(GPR)를 통해 얻은 대량의 취득 자료를 효율적으로 처리하기 위한 기계학습 기반 공동 탐지 기술이 활발하게 연구되고 있다. 그러나 기계학습 자료 생성 시 단순한 영상 처리 기법들만 활용되고 있고, 탄성파 탐사나 GPR 자료 처리에 시도되었던 여러 기법들은 충분히 활용되지 못하고 있다. 이 연구에서는 지하 공동의 탐지가 대부분 회절파의 탐지에 의해 이루어진다는 점에 착안하여 GPR 자료로부터 회절파를 분리하여 YOLO v5 모델을 이용한 도로 하부 공동 탐지 모델의 성능을 향상시켰다. 탄성파에서 개발된 기계학습 기반 회절파 분리 기법을 GPR 자료에 맞게 변형한 후, GPR 현장 자료에서 회절파를 분리하여 공동 탐지 모델의 입력으로 사용하였다. 서울시 공공 개방 GPR 자료를 이용하여 제안된 방법의 성능을 검증한 결과, 회절파 분리를 이용했을 때 더 정확하게 공동 및 지하 구조물을 탐지하는 것을 확인하였다. 또한 제안된 회절파 분리 기법은 향후 GPR 탐사가 이용되는 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.