• 지구물리와물리탐사
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• 제4권4호
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• pp.133-144
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• 2001

석회암지역에서 공동 및 기반암 표면을 파악하기 위한 효율적인 탄성파반사법탐사의 자표수집과 처리기법을 연구하였다. 트렌치 굴착 후 하천수유입과 하이드로폰을 이용하여 고분해능 탄성파반사자료를 성공적으로 얻을 수 있었고 효율적인 자료처리기법을 통하여 주요 반사면을 재건할 수 있었다. 자료처리는 중합전후에 걸쳐서 시변필터, 불량트레이스 제거, 잔여정보정, 속도분석, NMO보정 후 뮤팅 작업 등으로 고진폭 잡음에 가려있는 미약한 반사 이벤트를 강화시키는데 초점을 두었다. 만족할만한 분해능으로 규명된 기반암표면을 포함한 주요 반사면들은 탄성파 공대공 토모그래피 자료와 잘 상관되었으며 또한 AGC만이 적용된 현장자료에서 그 반사에너지를 확인할 수 있었다. 지하구조는 속도분포를 고려하여 크게 표토층(3000 m/s 이하), 퇴적층(3000-4000 m/s), 기반암(4000 m/s 이상)의 3개 층으로 구분할 수 있는데 자갈이 많이 분포하는 표토층 및 퇴적층은 현장자료에서 회절효과가 뚜렷이 나타나지 않은 점으로 미루어 분급 상태가 양호한 것으로 보인다. 또한 기반암표면 반사에너지가 전체 측선에 걸쳐 일관되게 나타나고 속도가 깊이에 따라 계속하여 증가하는 점으로 보아 공동(적어도 공기로 충진된 공동)은 분포하지 않은 것으로 해석된다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.412-428
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• 2012

본 연구에서는 재개광을 계획하고 있는 (구)양양철광의 수갱광체를 연구대상으로 설정하고 이를 재개광하기 위한 운반시스템의 구축을 목적으로 광체 및 광체 주변의 지질구조와 구갱도 현황 및 신갱도 개설 계획을 3차원으로 모델링 하였다. 연구에 사용된 software는 GEMCOM사(社)의 GEMS로써 3차원의 매장량평가, 개발타당성 평가, 운영 관리용 프로그램이다. 2차원 지형도와 지표 지질도를 자료로 하여 지표 지형 및 지질을 3차원으로 모델링 하였으며 (구)양양철광 개발 당시 작성된 지질 단면도와 시추자료를 토대로 연구대상지역의 지질 구조 및 광체를 3차원적으로 생성하였다. 수갱광체는 충전된 채굴적, 공동, 잔광으로 구분하여 모델링하고 잔광부의 품위에 대한 시추 정보로부터 지구통계학적 기법을 적용하여 품위별 매장량 평가 결과를 얻을 수 있었다. 또한 기존 2차원 구갱도 개설 현황 자료를 이용하여 구갱도에 대한 3차원 모델링을 수행하였고, 무궤도 운반 시스템의 적용을 고려하여 신갱도의 크기와 배치를 3차원으로 설계하였다. 완성된 광체 및 운반 시스템의 3차원 모델을 이용하여 지하선광장의 위치를 선정하였다. 마지막으로 채취한 시료의 암석 물성값들을 기초로 광체 주위에 부존하는 물성을 암종별로 입력하고 지구통계학적 기법을 통해 미조사 부분에 대한 암석물성을 추정할 수 있는 3차원 공학적 모델링을 수행하였다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 재개광 광산의 3차원 모델은 매장량 평가 및 개발계획 수립, 추가 탐사 지역의 선정이나 개발 계획의 변경 등의 문제들을 해결하고 체계적이고도 지속적인 광산 개발 기술 확립에 기여할 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.139-147
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• 2006

본 연구에서는 가스 하이드레이트 부존 예상지역인 한반도 동해 지역의 탄성파 탐사자료 처리 및 해석결과를 근거로 하여 가스 하이드레이트의 탄성파 탐사자료의 특성, 지층 정보 및 속도를 규명하기 위해서 탄성파 수치모형 실험을 실시하였다. Staggered grid를 이용한 유한차분법 탄성파 모델링 기법으로 통상적인 다중채널 탄성파 탐사, OBC 탐사 그리고 VCS 탐사에 대해여 적용하였다. 본 연구 결과 staggered grid를 이용한 유한차분법은 P파와 S파 그리고 밀도에 대한 변수를 자유롭게 적용할 수 있어서 심해저 가스 하이드레이트의 부존상황에 대한 탄성파 모델링 적용이 용이하였으며, 가스 하이드레이트의 부존 증거인 BSR (Bottom Simulating Reflector)과 같이 가스 하이드레이트층과 자유 가스(Free Gas)층 사이의 경계면에서 높은 임피던스 차이로 인한 큰 진폭의 반사파와 위상역전 현상을 관찰할 수 있었다. 그리고 수치모형 실험을 이용하여 획득한 자료에 대하여 수진기와 음원의 거리에 따른 반사계수를 계산하였으며 수치 모델링으로 획득한 인공합성 탄성파기록의 반사계수와 Shuey (1985)의 근사식에 의해 구해진 반사계수의 값이 거의 일치하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.155-162
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• 2006

저수지 제체의 누수는 주로 세굴현상에 기인하며, 이 세굴현상은 주변의 토괴를 침식하여 결과적으로 제체의 파괴를 유발시키는 주된 요인이다. 따라서 누수구간의 탐지는 효과적인 제체의 유지관리에 필수적인 요소가 된다. 전기비저항 탐사는 저수지 제체의 안전진단에 가장 널리 사용되고 있는 물리탐사 방법으로 특히 세굴현상에 의한 누수구간의 탐지에 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 기존의 전기비저항 탐사는 제체 마루에서 수행된 2차원 전기비저항 탐사자료의 역산 단면상에서 저비항대를 누수 위험 구간으로 해석하는 정성적인 단계에 머무르고 있다. 근자에 이르러 상시관측을 통한 전기비저항의 변화율을 이용한 해석방법이 제시되었지만 아직까지 제체의 안전도를 정량적으로 산출하는 기법에 관한 연구는 없는 실정이다. 제체내의 세굴현상이 진행됨에 따라 누수구간은 공극율이 증가하고, 공극율의 증가는 제체의 안전과 직결된다. 본 연구에서는 Archie의 경험식을 근거로 전기비저항 탐사에서 얻어진 건기전도도 자료를 제체부의 공극율로 변환하는 기법을 개발하였다. 또한 전기비저항 상시관측 자료를 이용하여 제체의 안전도 지수를 산출하는 방법론을 제시하고자 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권2호
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• pp.112-124
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• 2018

해저면 탄성파 탐사는 4성분 수신기를 해저면에 설치하여 자료를 측정하는 자료 취득 기법으로 기존의 탄성파 탐사 자료 취득 기법보다 향상된 품질의 자료를 얻을 수 있다. 그러나 해저면 탄성파 탐사는 자료 취득 비용이 매우 높아 사용할 수 있는 수신기의 개수가 제한된다는 단점이 있다. 자료 취득에 적은 수의 수신기만을 사용하기 때문에 해저면 탄성파 탐사로 취득한 자료는 트레이스 간의 연속성이 떨어지고, 이로 인해 공간 알리아싱 등의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 수신기 개수가 적은 해저면 탄성파 자료의 영상 품질을 향상시키기 위해 미러 이미징(mirror imaging) 알고리즘을 사용해 키르히호프(Kirchhoff) 참반사 보정을 구현하였다. 미러 이미징 알고리즘을 적용하기 위해서는 상향/하향 파동장을 분리한 후 하향 파동장을 사용해야 하며, 본 연구에서는 P-Z summation 기법을 사용해 파동장을 분리하였다. 수치 예제를 통해 미러 이미징 알고리즘을 사용한 참반사 보정 결과가 전통적인 참반사 보정 결과보다 더 넓은 범위를 영상화 할 수 있음을 확인하였고, 특히 천부 지층에서 그 효과가 뚜렷함을 볼 수 있었다.

• 지구물리
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• 제2권2호
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• pp.135-142
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• 1999

선형 자기쌍극자 모델의 하나인 철근에 대하여 3성분 자력계를 이용한 자력검층을 실시한 후 검층자료를 최소 자승법에 의한 역산을 이용하여 해석하였다. 본 실험에 사용된 철근의 길이는 1.12 m, 샘플링 간격은 0.05 m, 자력계와 철근사이의 거리는 0.3 m이며, 철근의 상단부를 깊이 0 m 지점에 고정하였다. 철근은 연직에 가깝도록 위치시켰다. FFT를 이용하여 평활화한 자기이상을 역산의 입력자료로 활용하였다. 검층자료의 해석을 위하여 선형 자기쌍극자의 상단부 심도, 길이, 단위 길이 당 자기모멘트, 자화방향(편각 및 복각), 경사방향과 경사각 등을 미지수로 설정하였다. 자기이상의 수평성분 및 수직성분 각각에 대한 역산 결과와 수평성분과 수직성분을 동시에 고려한 역산 결과를 비교하였는데 각각의 역산결과는 다소 차이를 보인다. 자기이상의 수평성분과 수직성분을 동시에 고려하여 역산을 수행하는 것이 각각의 성분을 역산하는 경우보다 정확한 해석이 가능한 것으로 판단된다. 이 때 철근 하단부의 추정 심도는 1.18 m로, 실제 심도인 1.12 m에 매우 근접하며, 철근의 복각은 -76°로 추정되었다. 철근의 복각이 음(-)의 값을 갖는 것은 철근의 유도자화 강도에 비하여 잔류자화 강도가 훨씬 커서, 전체적인 자화 방향이 철근의 상단 방향을 향하고 있기 때문으로 해석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권2호
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• pp.53-60
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• 2000

본 연구에서는 급격히 증가하는 인터넷망 및 분산(distribution) 컴퓨팅 환경을 이용한 서버/클라이언트(server/client) MT자료 처리 시스템의 구축을 위한 여러 가지 기술적 사항에 대해 논의하였다. 이러한 시스템은 표준적인 처리 방식의 도입과 인증된 자료 처리 서버에서의 해석 수행을 통해 일관성과 안정성을 동시에 제공할 수 있을 것이다. 또한 인터넷망을 이용하여 현장에서의 자료해석이 가능해지므로 탐사 시간, 경비의 감소 및 추가 탐사 계획 수립에도 도움을 줄 것이다. 각종 자바 기술(pure java와 enterprised java)은 네트워크 프로그램을 손쉽게 개발할 수 있는 많은 방법들을 제공한다. 본 연구에서는 이를 이용하여 웹(web)에 의한 서버/클라이언트 모델과, 소켓(Socket) 및 원격 함수 호출(RMI: Remote Method Invocation) 에 의한 처리 기법을 MT자료의 해석에 적용하기 위한 방법에 대해 논하였다. 또한 MT자료의 특성상, 그 해석은 고성능의 컴퓨터를 이용하였을 때에도 상당한 시간을 필요로 하므로 이를 극복하기 위해 서버 프로그램에 MPI(Message Passing Interface) 병렬처리 기술을 적용하고자 한다. 이는 고가의 병렬 처리 컴퓨터를 대체할 수 있으며, 표준적인 코딩이 제시되었으므로 관리 및 유지, 보수에 있어 효율성을 제공할 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권4호
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• pp.231-241
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• 2014

최근 엔지니어링 목적의 단일채널 탄성파 탐사가 많이 수행되고 있다. 단일채널 탄성파 탐사는 일반적으로 특별한 자료처리 없이 효율적으로 지하 지질구조를 파악할 수 있는 장점이 있지만, 복잡한 지질구조에 대한 정확한 영상화에는 한계를 가진다. 자원개발 목적의 다중채널 탄성파 탐사에서는 최근 파형역산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 복잡한 지하구조에 대해서도 정확한 지하영상화 결과를 제시하고 있다. 이에 본 논문에서는 단일채널 탄성파 탐사 자료를 이용하여 지하 속도모델을 구하기 위한 탄성파 파형역산 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 단일채널 탄성파 탐사를 고려하여 지하 매질을 1차원으로 가정하였으며, 벌림에 의한 지연시간을 제거하여 벌림에 의한 효과를 보정하였다. 파형역산은 안정적인 해의 계산이 가능한 가우스-뉴턴법을 이용하였다. 알고리즘은 수정된 Marmousi2 모델에 적용하여 검증하였으며, 부산항에서 얻은 현장자료에 적용해 보았다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권4호
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• pp.187-201
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• 2014

이종의 물리탐사자료를 이용한 복합역산은 단일 물리탐사자료를 이용한 역산과 비교시, 역산의 불확실성을 줄일 수 있고, 두 탐사자료의 장점을 함께 이용할 수 있다. 탄성파탐사자료를 이용한 역산은 유가스가 집적될 수 있는 복잡한 구조의 탐지에 유리한 장점을 가지지만 탄화수소의 직접적인 탐지에는 한계가 있다. 반면에, 인공송신원 해양전자탐사자료를 이용한 역산은 탄성파탐사자료를 이용한 역산결과에 비하여 해상도는 떨어지지만 유가스의 직접적인 탐지가 가능하다. 이 연구에서는 평면파를 이용한 완전파형역산을 통하여 획득한 고해상도의P파 속도모델을 cross-gradient 기법에 기반하여 구조적인 제약조건으로 사용하는 전자탐사 복합역산 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬을 유가스전 탐사에 적용이 가능한지 확인하기 위하여, 가스층이 존재하는 단순구조의 모델과 배사구조에 오일저류층이 존재하는 모델의 합성탐사자료에 적용한 결과, 전자탐사자료만을 이용한 역산결과보다 복합역산을 이용한 결과가 보다 고해상도의 전기비저항 분포의 파악이 가능함을 보여주었다. 이는 오일저류층의 정확한 매장 위치 추정과, 매장량 계산에 보다 정확한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다.