• 지구물리와물리탐사
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• 제2권1호
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• pp.8-16
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• 1999

반사법 탄성파 탐사는 높은 해상도로지하지질구조를 구현할 수 있는 물리탐사방법중의 하나이지만 육상에서의 천부지층에 대한 반사법 탐사는 지표의 미고결층에 의한 고주파 에너지의 심한 감쇠현상과 진원근원의 강한 표면파로 인하여 고해상도의 반사단면 획득이 어렵다. 그러나, 자료취득시 장비 및 야외조건에 최적인 자료 취득상수의 선택과 자료처리시 세심한 주의를 기울일 경우, 높은 해상도의 중합단면도의 획득이 가능하다. 이번 반사법 탐사에서는 자료취득시 소형망치와 같은 저수준 에너지원의 진원과 40 Hz의 수직속도 수진기를 사용하였다. 진원점에서는 알루미늄판에 해머스타터를 부착하여 트리거신호를 얻었으며, 지면에 놓인 알루미늄판을 반복가격 후 수직중합하여 신호대 잡음비가 높은 기록을 획득할 수 있었다. 또한, 전통적인 공심점 기법과는 달리 이번 연구에서 고안 사용된 개량 공심점 기법은 야외에서 효율적으로 높은 중합수의 자료취득을 가능하게 했으며 그 결과도 양호한 것으로 밝혀졌다. 자료처리는 Linux를 운영체제로 하는 일반 PC에 접목된 SU(Seismic Unix)를 이용하여 기개발된 기법들을 적절하게 적용하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.102-107
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• 2006

최근 급속히 발전하는 하드웨어로 인해 역시간 구조보정을 다양한 현장자료의 영상화에 적용할 수 있게 되었다. 양방향 파동방정식을 이용하는 파동방정식 구조보정 방법으로, 역시간 구조보정은 다중 도달파 뿐 아니라 급경사 및 수직 이상의 경사를 갖는 반사면도 영상화가 가능하다. 그러나 쌍곡선 파동방정식의 양방향 전파라는 성질로 인해 역시간 구조보정은 잡음을 발생시킨다. 연속적으로 입사각이 증가하여 지표로 전파되는 파, 선두 파, 역 산란 파 등과의 영 지연 상호상관은 의사영상을 만든다. 이러한 큰 진폭의 의사영상은, 상호상관되는 각 점에서 볼 때, 순 전파 및 역전파되는 두 파동장들이 거의 정 반대방향으로 전파한다는 공통점을 갖고 있다. 이는 순 전파하는 파동장과 역 전파하는 파동장의 두 전파경로가 거의 일치함으로써 발생한다. 본 논문에서는 음원 모음 역시간 구조보정에서의 의사영상을 제거하는 몇 가지 시도들을 소개하고자 한다. 구조보정 전에 실시하는 음원모음자료의 간단한 뮤팅 또는 초동 주시 이후의 시간 창 이내에서만 상호상관을 실시하는 파면 구조보정은 이러한 의사영상을 제거하는데 효과적이다. 포인팅벡터로부터 계산한 파동방정식의 전파방향을 이용하면 큰 진폭의 의상영상을 제거할 수 있는 새로운 영상화 조건을 적용할 수 있고 반사각에 따른 공통영상모음을 구할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.108-113
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• 2006

일반적인 물리탐사기법은 도심지 내에서 구조물, 전도성 지하매설물, 차량 등 인공 잡음으로 인하여 그 적용성에 많은 제약을 받는다. 특히 이 과업은 철도가 운행 중인 철로 하부의 지반 정보의 획득을 목적으로 하는데, 이를 위한 일반적인 물리탐사 적용이 어려웠으며 그 대안으로 선형배열 상시진동 탄성파탐사를 적용하였다. 상시진동 탐사(mircotremor survey)기법에는 철로를 운행하는 기차와 주변 도로의 차량에 의한 진동이 오히려 양호한 송신원으로 활용 될 수 있다. 선형배열 상시진동 탐사기법에서는 일반적인 굴절법 장비를 이용하여 일상적인 진동을 기록하고, 파동장의 변환을 수행하여 표면파의 분산곡선을 얻는다. 이후 발췌한 분산곡선에 대한 반복적인 수치모델링을 통하여 전단파 속도를 구한다. 이 과업에서는 기존 철로를 따라 하부의 터널심도까지의 전단파 속도를 전체 터널구간에 대하여 얻기 위하여 40 m 간격으로 선형배열을 이동하면서 자료를 획득하였다. 측선상의 시추를 통하여 회수한 코어를 이용한 실내시험을 통한 RMR 의 구성요소 중 하나인 일축압축강도와 전단파 속도와의 높은 상관관계를 확인하여 RMR이 전단파 속도와 연관성이 있음을 유추할 수 있었다. 시추공에서 수행한 SPS 검층에서 획득한 전단파 속도와 RMR의 비교한 결과 전단파 속도와 RMR이 높은 상관관계에 있음을 확인할 수 있었다. 상시진동 탐사기법을 통하여 획득한 전단파 속도 역시 RMR과의 양호한 상관관계를 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 상관관계를 이용하여 도심지 철도터널 전체 구간에서 터널 설계시 필수적인 암반분류를 위한 RMR 추정이 가능하였다.

• International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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• 제25권1호
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• pp.57-81
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• 1997

Numerical prediction of nocturnal thermal high in summer of the 1995 near Taegu city located in a basin has been carried out by a non-hydrostatic numerical model over complex terrain through one-way double nesting technique in the Z following coordinate system. Under the prevailing westerly winds, vertical turbulent fluxes of momentum and heat over mountains for daytime hours are quite strong with a large magnitude of more than $120W/\textrm{m}^2$, but a small one of $5W/\textrm{m}^2$ at the surface of the basin. Convective boundary layer (CBL) is developed with a thickness of about 600m over the ground in the lee side of Mt. Hyungje, and extends to the edge of inland at the interface of land sea in the east. Sensible heat flux near the surface of the top of the mountain is $50W/\textrm{m}^2$, but its flux in the basin is almost zero. Convergence of sensible heat flux occurs from the ground surface toward the atmosphere in the lower layer, causing the layer over the mountain to be warmed up, but no convergance of the flux over the basin results from the significant mixing of air within the CBL. As horizontal transport of sensible heat flux from the top of the mountain toward over the basin results in the continuous accumulation of heat with time, enhancing air temperature at the surface of the basin, especially Taegu city to be higher than $39.3^{\circ}C$. Since latent heat fluxes are $270W/\textrm{m}^2$ near the top of the mountain and $300W/\textrm{m}^2$ along the slope of the mountain and the basin, evaporation of water vapor from the surface of the basin is much higher than one from the mountain and then, horizontal transport of latent heat flux is from the basin toward the mountain, showing relative humidity of 65 to 75% over the mountain to be much greater than 50% to 55% in the basin. At night, sensible heat fluxes have negative values of $-120W/\textrm{m}^2$ along the slope near the top of the mountain and $-50W/\textrm{m}^2$ at the surface of the basin, which indicate gain of heat from the lower atmosphere. Nighttime radiative cooling produces a shallow nocturnal surface inversion layer with a thickness of about 100m, which is much lower than common surface inversion layer, and lifts extremely heated air masses for daytime hours, namely, a warm pool of $34^{\circ}C$ to be isolated over the ground surface in the basin. As heat transfer from the warm pool in the lower atmosphere toward the ground of the basin occurs, the air near the surface of the basin does not much cool down, resulting in the persistence of high temperature at night, called nocturnal thermal high or tropical night. High relative humidity of 75% is found at the surface of the basin under the moderate wind, while slightly low relative humidity of 60% is along the eastern slope of the high mountain, due to adiabatic heating by the srong downslope wind. Air temperature near the surface of the basin with high moisture in the evening does not get lower than that during the day and the high temperature produces nocturnal warming situation.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권2호
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• pp.72-88
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• 2020

최근 컴퓨터 하드웨어 성능의 급속한 발전으로 인해 계산 비용이 상대적으로 낮아지면서 기계 학습 기법을 지구물리학적 문제에 적용하는 사례가 점차 증가하고 있다. 특히 심층 학습 기법이 복잡하고 비선형적인 문제를 성공적으로 해결하는 사례가 많아지면서 큰 인기를 얻고 있다. 이 논문에서는 심층 학습 기법을 이용한 탄성파 자료 잡음 제거 적용사례를 조사하고 소개하였다. 감쇠하고자 하는 잡음 유형에 따라 일관성 잡음 적용사례, 무작위 잡음 적용사례, 일관성 잡음 및 무작위 잡음 적용사례로 분류하였고 해당 잡음 제거에 사용된 심층 학습 기법에 대해 조사하였다. 대표적인 심층 학습 기법인 심층 신경망은 탄성파 잡음 제거에 사용된 기존 기법과 달리 잡음의 특징을 스스로 학습하며 매개변수를 자동으로 최적화한다. 따라서 기존 기법에 비해 일반화 문제에 덜 민감하며 인적 비용을 절감할 수 있다. 또한 여러 연구 사례를 통해 계산 비용이나 잡음 제거 성능 측면에서도 심층 학습 기법이 뛰어난 성과를 달성하는 것을 보여주었다. 연구 결과들을 토대로 탄성파 잡음 제거에 사용된 심층 학습 기법의 장단점에 대해 분석하고 논의하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권2호
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• pp.118-125
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• 2002

암반 대수층으로 구성된 초정지역의 소유역에 대한 수리지질 구조 규명을 목적으로 정밀 지표지질조사, 전기비저항 수직탐사 및 시추공 물리검층을 실시하였고, 심부까지의 수리지질 구조 발달 상태를 확인하기 위하여 인공 송신원을 이용한 CSMT 탐사를 복합적으로 적용하였다. 지질 경계부에 대한 CSMT탐사 결과 변성퇴적암을 관입한 화강암의 수직적 분포 특성을 파악할 수 있었으며, 이러한 수직적 분포는 수직탐사와 전기비저항 검층에서 나타난 천부의 수리지질 특성과 연결되어 나타남을 확인하였다. 화강암 지대에 대한 CSMT탐사 결과 심도 약 100m 내외에서 고비저항대의 광역적인 경계가 나타나는데, 수직탐사와 전기비저항 검층에서 밝혀진 대수층 발달 구간과 연결됨에 따라 복합적인 해석이 가능함을 확인하였다. 이 연구에서는 CSMT자료 해석을 위하여 평활화 제한을 가한 최소자승 1차원 역산법과 측선을 따라 측정된 자료에 대한 EMAP(Electromagnetic Array Profiling) 처리 결과에 Bostick 역산을 가한 2차원 영상 구현 방법을 이용하였는데, 지질경계부와 화강암 지역의 대수층 구조를 파악하는데 적용성이 높음을 알 수 있었다. 따라서 이 연구에서 적용한 CSMT탐사는 소유역에 대한 정밀 지표지질조사 및 시추공 물리검층 자료가 추가되는 경우에 천부 대수층 구조 파악에 보다 정확한 정보를 제공할 수 있으며, 심부 지질구조와 관련된 대수층 구조를 해석하는데 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.301-317
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• 2002

최근 지반물리탐사기술은 자원조사분야에서뿐 만 아니라 토목공학분야에서도 활용빈도가 증대되고 있는 실정이다. 이러한 기술을 토목기술자들이 활용하는 경우 물리탐사기법의 기본원리와 기술적 한계를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 타원체의 성질을 이용한 3차원 구조보정기법을 이용해 터널내 탄성파탐사(TSP)로부터 터널막장 전방에 위치한 파쇄대의 기하형상 즉, 터널축과 파쇄대간의 사이각 및 경사 등을 파악하는 기법에 관하여 기술하였다. 또한, TSP 시험을 모사하는 수치해석을 최적으로 수행하기 위하여 매개변수분석을 수행하였다. 즉, 수치해석의 안정성과 정확성을 도모하는 최적의 요소크기, 해석시간간격 및 발파진원의 동적특성 등에 대하여 연구하였다. 터널과 파쇄대를 포함한 임의의 지반을 모델화하여 수행한 예제해석으로부터 터널막장 전방에 위치한 파쇄대의 3차원적 기하형상을 타원체의 성질을 이용한 3차원구조보정기법에 의하여 적절한 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리
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• 제6권3호
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• pp.155-164
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• 2003

차원 전기비저항 탐사자료의 획득에 널리 사용되는 roll-along 기법의 타당성과 효율성을 현재 통용되고 있는 쌍극자-쌍극자 배열법(dipole-dipole array) 과 베너 슐럼버저 (Wenner-Schlumberger array)배열법 의 경우에 대하여 수치 모델링을 통해 분석하였다 천부 정보를 상대적으로 많이 포함하고 있는 가단면도 상부에 위치한 자료들은 기법에 의한 자료의 누락이 없으므로 천부의 전기비저항 이상대는 두 배열법에서 모두 성공적으로 영상화되었다 그러나 비교적 심부에 위치한 이상대는 roll-along기법으로 야기되는 자료의 누락으로 인해 왜곡된 형태로 나타날 수 있으며 이 현상은 자료획득의 수평 범위가 상대적으로 빈약한 베너 슐럼버저 배열법에서 더 크게 나타나는 것으로 확인되었다 또한 실제 탐사에서 쌍극자 쌍극자 배열법은 S/N비가 낮아 유한한 전극 개수로 구현할 수 있는 최대전극전개계수($n_max$) 까지 전극을 전개할 수 없는 경우가 많은 이유로 roll-along기법으로 인한 자료의 누락이 적게 나타나지만 베너 슐럼버저 배열법의 경우에는 S/N비가 높아 ($n_max$)까지 전극을 전개하게 되어 자 료의 누락이 커지므로 역산 단면의 왜곡이 야기될 수 있는 것으로 분석되었다 따라서 동일한 기본전극간격 ($a$)과($n$)을 사용하였을 때 쌍극자 쌍극자 배열법보다 깊은 median depth(Edwards, 1977)를 제공하는 베너 슐럼버저 배열 법의 경우 roll-along기법에 의한 자료의 왜곡을 줄이고 효율적인 현장 작업을 위하여 ($n_max$)보다는 자료의 누락이 무시될 수 있는 ($n_prob$)을 기준으로 가탐심도에 적합한 를 결정한 후 측선 중첩구간이 전체 측선 길이의 3/4이 되도록 전극을 전진 배치하는 전극배열 방식이 추천되며 이는 수치 모델링을 통해 확인되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권2호
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• pp.109-116
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• 2004

석유/천연가스 저류층 특성화는 사용 가능한 현장자료를 이용하여 여러 저류층 물성의 공간적 특성을 정량적으로 추정하는 과정이다. 저류층 물성 중 특히 공극률과 유체투과율은 저류층 내의 유체 함유 공간의 크기와 유체 유동 능력을 나타내며, 저류층 평가와 운영에 있어 가장 중요한 특성변수이다. 불균질 저류층에 있어 코어가 채취되지 않은 구간이나 시추공에서 일반적인 물리검층 자료로부터 기존의 통계적 방법을 통해 공극률과 유체투과율을 추정하는 것은 매우 어렵고 복잡한 작업이므로, 이 연구에서는 물리검출 자료를 이용한 저류층 물성결정 방법으로 퍼지이론과 신경망을 이용한 지능형 기법을 제시하였다. 퍼지이론을 기초로 한 퍼지 곡선법으로 코어 공극률, 유체투과율 자료와 상관성이 높은 물리검층 자료를 선택하고, 선택된 물리검층 자료와 코어분석 자료를 이용한 신경망 학습을 통해 저류층의 공극률과 유체투과율을 추정하고자 하였다. 이 연구에서 제시한 지능형 저류층 특성화 기법을 이용하여 국내대륙붕 시추공의 유정자료를 분석하여 기존 방법 보다 정확하고 신뢰성 있는 해석 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 지능형 저류층 특성화 해석기법은 국내외 석유/천연가스 개발사업에 있어 보다 신뢰성 있는 물리검층 자료를 이용한 저류층 특성화 도구로 활용할 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.176-184
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• 2017

탄성파 탐사 영상에 적절한 평활화 기법을 적용하게 되면 무작위 잡음이 제거되고 신호의 연속성이 증가되어 보다 정밀한 해석을 할 수 있다. 자료의 특성을 해치지 않으면서 효율적으로 탄성파 탐사자료를 평활화 하기 위해서 최근까지 활발하게 연구 및 사용되고 있는 방법 중 하나가 SOF-EP (Structure-Oriented Filter-Edge Preserving) 기법이다. 이 기법은 자료의 진폭이 큰 곳에서 작은 곳으로 확산되는 원리를 이용하며, 수평층과 같은 연속성이 있는 구조에서는 층을 따라 확산 혹은 평활화가 일어나게 해줌으로써 층 내의 연속성을 증가시키고 무작위 잡음을 제거하는 효과를 가져온다. 또한, 단층과 같은 불연속적인 주요 구조 경계에서의 확산 혹은 평활화를 막기 위하여 연속성 결정 인자를 설정함으로써 평활화 기법의 정밀성을 높일 수 있다. 하지만, 연속성 결정인자를 계산하기 위하여 사용되어 온 구조지향 닮음(structure-oriented semblance) 기법의 경우, 사용하는 필터의 크기나 자료의 양에 따라 많은 시간이 소요되기 때문에 효율성이 떨어지는 한계를 가진다. 이 연구에서는 먼저 SOF-EP 기법을 구현하고, 현장자료에 단계적으로 적용함으로써 그 효용성을 확인하였으며 다음으로 효율적으로 연속성 결정인자를 계산할 수 있는 모서리 반응 기법(corner response method)을 제안 및 적용하여 기존의 방법과 비교하였다. 그 결과 약 6000배 이상 계산 시간을 단축할 수 있음을 확인하였다.