• 한국해양학회지
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• 제18권2호
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• pp.117-124
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• 1983

彈性波 石油探査資料의 分析을 위한 위너필터法이나 그 類似한 方法에 의한 彈性性波痕(seismictrace)의 디콘볼루션(deconvoultion or wavelet shaping)은 가장 基本的이며 어려운 處理過程으로 波形의 地層反對資料를 實際의 地層面과 地質構造 에 가능한 한 가깝게 描寫하기 위한 反轉作用處理(imversion process) 方法중의 하나이다. 위너필터法은 여러 학자들에 의해 解釋方法이 修正 考案되었 으며 그 演算者(operator)는 한 波形을 願하는 波形으로 바꾸는 가장 近似한 (least-mean-sqare-error)因子이다. 여기에는 騷音因子(noise factor)가 包含되며 그性質과 頻度에 따라 演算者의 模樣이 달라지고 또 資料의 解釋能力도 달라진다. 이 演算者의 重要部分이 解析波로서 어떤 破鏡反射를 하나의 스파이크(spike) 反射로 變化시킨 뒤 그 스파이크를 純化시키는 役割을 하게 한다. 實際로 東南 아시아 海底石油海域의 彌性波調査資料를 使用하여 消音因子의 標本逐出(sampling) 과 그 輕重因子(weighing factor)에 따라 解釋波의 流出과 振幅스펙트럼(amplitude spectrum)를 導出評價하였다. 結果는 消音因子의 最過流出이 어렵고 또한 解析波의 形態가 一般필터의 演算者와 類似한 關係로 一般的인 解釋波의 流出에는 效果적 이지 못한 것으로 推定된다. 따라서 스파이킹 디콘볼루션(spiking deconvoultion) 후에 通過代役 필터를 同伴하는 것이 바람織하며 그 周波代는 資料分析으로 消音對를 分離시킬 수 있어야 한다.

• 지구물리
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• 제7권3호
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• pp.225-232
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• 2004

남해 제주분지 해역의 퇴적층서 발달 양상과 지질구조를 밝히기 위하여 1,980 line-km의 54 채널 탄성파 자료를 취득하였다 연구지역의 퇴적분지는 제 3기 후열도 분지인 동중국해 북동 해역에 위치하고 있으며 열개작용에 의해 지구 또는 반지구 구조를 형성하였다 연구지역내 퇴적층의 구조는 열개분지내에 쌓인 열개 이전과 열개와 동시에 쌓인 퇴적층 그리고 광역 부정합면을 경계로 후열개 퇴적층으로 크게 구분된다 이 개의 퇴적층은 하부에서 상부로 가면서 열개 이전에 쌓인 올리고세 층서 열개와 동시에 쌓인 초기 및 중기 마이오세 층서로 구성된다 반면에 후열개 퇴적층은 후기 마이오세와 플라이오세 플라이스토세 층서로 구성된다 제주분지 주변의 탄성파 및 시추자료에 의하면 올리고세 마이오세 퇴적층은 충적층 또는 호수 환경에서 퇴적되었음을 보여준다 후기 마이오세에 일어 난 역전의 지구조 활동 및 이에 연관된 상부층의 침식작용 이후 제주분지는 플라이오세에 분지가 침강하기 시작하였으며 결과적으로 천해 해양 환경하에서 퇴적층을 형성하게 되었다.

• 지구물리
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• 제3권3호
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• pp.161-174
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• 2000

베이지안 역산(Bayesian inversion)은 불충분한 자료를 가지고 지하구조를 추정해야 하는 지구물리자료의 해석에 있어서 안정적이고 신뢰를 줄 수 있는 방법 중의 하나이다. 관측 자료가 측정 과정부터 불확실성을 함유하고 있으며, 역산에 이용되는 이론 자료 또한 모델의 매개변수화에 따른 각종 불확실성을 포함하고 있다. 따라서 지구물리 자료의 역산은 확률적으로 접근하는 것이 가장 바람직하며 베이지안 역산은 이에 대한 처리뿐만 아니라, 추정에 대한 신뢰도와 불확실성에 대한 이론적 근거를 제공한다. 그러나 대부분의 베이지안 역산이 고차원의 적분을 필요로 하므로 몬테 카를로 방법과 같은 대규모의 계산이 요구되는 방법에 의해 사후 확률분포가 구해지는 경우가 많다. 이는 특히 지구물리 자료와 같이 고도의 비선형 자료에 대하여 매우 적합한 접근 방법이기는 하지만, 점차 현장화, 고속화되어가는 자료의 해석 경향에 맞추어 간략하게 사후 확률분포를 근사한 수 있는 기법의 연구 또한 필요하다. 따라서 이 연구에서는 관측자료와 사전 확률분포가 정규분포에 의해 근사 될 수 있는 지구물리자료에 대한 베이지안 역산에 대해 논의 하고자 한다. 사전 확률분포의 작성을 위해 지구통계학적 기법이 이용되었으며, 관측자료의 통계적 불화실성을 추정하기 위해 교차 검사(cross-validation) 방법을 이용하여 공분산(covariance)을 유도하고 그것에 의한 우도 함수(likelihood function)를 작성하였다. 베이지안 해석을 위해 두 확률분포를 곱하여 근사적인 사후 확률분포를 얻을 수 있었으며, 이에 대해 최적화(optimization) 기법을 이용하여 최대 사후 확률(Maximum a Posterior)을 따르는 지하 구조를 얻을 수 있었다. 또한 사후 확률 분포의 공분산 항을 이용하여 지하 비저항 구조를 시뮬레이션 하여 불확실성분석을 수행하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.34-40
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• 2008

수중 탄성파 굴절법 탐사는 최신 해석 방법들과 함께 호주 연안지역의 천부해양탐사와 지질공학적인 조사에 중요한 기여를 하고 있다. 일련의 사례연구들은 호주의 다양한 지역에서 도하(river crossing)나 항구 기반시설 사업들에 적용된 연속적이고 정적인(static) USR 방법들의 최근 응용들을 보여주고 있다. 시드니에서 수행된 바닥에 설치하는 수신기를 이용한 정적인 USR과 시추공 탄성파 영상은 Land Cove강을 가로지르는 터널공사의 위험을 줄일 수 있는 개선된 지질공학적인 모델들을 개발하는데 도움이 되었다. 멜버른에서는 일반적인 부머(boomer)를 이용한 반사법탐사와 송신원, 수신기를 바닥 근처에 설치한 연속적인 USR의 결과를 결합하여 지하의 다양하게 풍화된 현무암 흐름(flow)에 대해 더 잘 알 수 있었으며, Geelong 항구에서 항로 개선을 위한 준설작업 평가에 도움을 주었다. 연속적인 USR과 넓은 간격을 가지고 설치된 시추공의 정보에 의한 모래(sand)의 품질 평가는 Brisbane 항구의 간척 개발에 이용 가능한 모래 자원의 상업적 결정을 내리는데 도움이 되었다. 호주 연안의 퇴적층에는 낮은 속도의 매질 안에 수평 방향으로 발달이 제한되고, 높은 속도를 가진 덮개층(cap layer)의 특성을 가진 땅속에 묻혀있는 산호초(reef)와 단단한 층들이 존재한다 만약 이러한 특징들을 인식하지 않으면 깊은 곳에 존재하는 굴절면의 심도 결정에 큰 오차를 가져 올 수 있다. Fremantal 부근 앞바다의 제안된 파이프 라인 루트를 따라 얻은 연속적인 USR 자료에 파면 eikonal 토모그라피를 이용한 진보된 굴절파탐사 역산을 적용한 결과 이들 층들과 그 밑에 존재하는 기반암의 굴절면이 정확하게 영상화되었다. 정적인 USR과 위와 동일한 해석 방법이 깊은 Piling을 필요로 하는 새로운 정박 장소로 제안된 서부 호주의 북쪽 지역에서 물속의 퇴적층과 경화층들 밑에 존재하는 화강암 표토를 영상화하는데 사용되었다. 이 결과를 통해 piling을 위해 좀 더 좋은 지역들을 발견할 수 있었으며 전체적인 파일(pile) 길이를 줄일 수 있었다. USR은 경제 성장이 지속되고 더 나은 해석법들의 개발됨에 따라 호주 연안 지역의 천부해양탐사나 지반조사에 많이 쓰일 것으로 예상된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.139-144
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• 2013

유한길이의 다중 송수신 쌍극자에 의한 수평다층구조의 시간영역 전자기장을 계산하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 시간영역 반응은 주파수영역에서 계산된 값에 빠른 역푸리에변환(inverse fast Fourier transform: FFT)을 적용하여 효율적으로 얻을 수 있다. 먼저 대수영역에서 등간격으로 한 decade 당 10개의 주파수영역 반응을 구한 후 FFT를 적용시키기 위해 3차 스플라인 사이채움(cubic spline interpolation)을 실시한다. 이 때 위상의 경우에는 스플라인 사이채움 이전에 위상곡선을 연속적으로 만들어 주는 과정이 추가된다. 스플라인 사이채움된 자료들은 송신전류파형과 곱말기(convolution)를 한 후 FFT를 통해 시간영역 자료로 만들어진다. 이 논문에서는 step-off 파형만 고려하였다. 개발된 시간영역 프로그램은 해석해와 해양 탄화수소 저류층 모델에 대한 반응을 이용하여 검증하였으며, 그 결과는 충분히 정확함을 확인 할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.203-213
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• 2011

시간경과(time-lapse) 탄성파 저류층 모니터링은 생산 저류층에서 유체 흐름의 변화를 영상화 하기 위해, 동일한 탐사 지역에서 시간 차를 두고 탄성파 탐사를 여러 번 수행하여 자료를 획득, 처리, 분석하는 과정으로 요약할 수 있다. 생산 중인 광구에서는 가스 및 오일을 생산하면서 저류층 내 유체의 변화를 모니터링하여, 가채 자원량 및 생산에 필요한 변수 값의 변화를 확인하는 필수도구로 사용된다. 또한 특정 생산정의 최적 회수율 평가, 회수율을 증대시키기 위한 생산기법, 그리고 이를 위한 변수 선정에도 적용될 수 있다. 최근에는 이산화탄소($CO_2$) 지중저장에도 모니터링 기법을 적용하여 저장된 이산화탄소의 변화 양상을 분석하는 사례가 보고되고 있다. 국내 업체들이 최근 외국 사이트에서의 석유광구 지분 참여 등 투자를 늘리고 있는 상황에서 정확한 투자 가능성 진단과 기술 자체의 고부가가치를 생각할 때, 시간경과 탄성파 저류층 모니터링은 향후 그 중요성이 더욱 증대될 연구 분야이다. 이 논문에서는 시간경과 탄성파 저류층 모니터링에 대한 이해를 돕기 위해 시간경과 탄성파 탐사의 개념, 설계, 방법, 자료처리 해석 등에 대하여 간략히 소개한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.111-122
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• 2012

딜라토메터 시험과 동시에 탄성파 속도와 전기비저항 값을 도출할 수 있는 전기비저항 탄성파 Flat DMT 장비를 소개하였다. 탄성파 속도 측정 부분의 신뢰성을 높이기 위해서 자동 가진원, PC기반 신호 획득 장비 및 운영 프로그램의 개발을 통해 자동화 시스템을 구축하였다. 실제 전기비저항 측정을 위해서 전기비저항 측정 모듈의 거리계수를 실험적으로 도출하였다. 개발된 장비의 현장 검증 실험을 연약 지반 개량 공사가 진행될 부지에서 수행하였으며 비교를 위해 SPT, 피에조 콘, 벤더 엘리먼트 실험 및 지표면 전기비저항 탐사 등을 동시에 수행하였다. 개발된 장비를 통해서 한 번의 관입 실험으로 다양한 지반 정수의 도출이 가능하였으며 모든 측정 모듈에서 반복성 및 신뢰성을 확인함으로써 개발된 장비를 검증하고 적용성을 평가할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.77-88
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• 2007

선행된 연구에서의 성공적인 수심도 작성 예에 뒤이어, 항공전자탐사를 이용한 해저면 특성파악 가능성이 고찰되었다. 헬리콥터에 탑재된 시간영역전자탐사 (TEM) 장비에서 얻어진 자료의 1D 역산으로부터 추정된 퇴적층의 두께가 해양 탄성파 연구에 기초하여 얻어진 추정치와 비교되었다. 일반적으로, 해수의 깊이가 대략 20 m이고 퇴적층의 두께가 40 m 미만이면 퇴적층의 두께 즉 비전도성 기반암까지의 깊이는 두 경우에 있어서 타당한 범위 내에서 일치됨을 보였다. 잡음이 섞인 합성자료의 역산은 초기 모형이 실제모형과 차이가 나는 경우에도 수직 전자탐사 유일성 이론과 일치하게 역산 후 실제모형과 매우 닮은 결과를 보여주었다. 잡음이 섞인 합성자료로부터 얻어진 천해 해수 깊이에 관한 표준편차는 대략 깊이의 ${\Box}5\;%$ 정도였으며, 이는 실제자료의 역산 시 대략 ${\pm}1\;m$ 정도의 오차를 우발할 수 있다. 이에 상응하는 기반암 깊이 추정의 불확실성은 대략 ${\pm}10\;%$에 이른다. 잡음이 포함된 합성자료로부터 얻어진 해수와 퇴적층의 평균 역산 두께는 대략 1 m 정도의 정밀도를 나타냈고, 중합에 의해 정밀도가 향상되었다. 주의 깊게 보정된 항공 TEM 자료를 이용하면 퇴적층의 두께와 기반암의 지형을 조사할 수 있다는 가능성을 알 수 있었으며, 천해에서의 해저면 저항치를 알아내기 위한 방법으로서의 가능성도 보여 주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.185-198
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• 2023

해양 탄성파 탐사 수행 시 송·수신 케이블의 구조적인 거리차에 의해서 필연적으로 발생하는 가까운 벌림(near offset)의 트레이스(trace)빠짐은 뒤따르는 탄성파 자료처리의 결과 및 영상화에 악영향을 끼치게 된다. 특히 가까운 벌림의 자료의 부재는 정확한 탄성파 영상화를 저해하는 다중반사파의 제거에 주요한 인자로 작용하므로 다중반사파의 영향력이 강해지는 천해 및 연안 탐사의 경우 빠짐을 효과적으로 해결해야 한다. 전통적으로 다양한 라돈 변환(Radon transform) 기반의 내삽 방법들이 가까운 벌림 빠짐의 해결책으로 제시되어왔으나 여러 한계점을 보여, 최근 이를 보완하기 위한 딥러닝(deep learning) 기반의 방법들이 제시되고 있다. 이 논문에서는 기존에 제시된 두 가지의 대표적인 딥러닝 기반의 접근법에 대해 면밀히 분석하여 앞으로 가까운 벌림 내삽 연구가 해결해야 하는 문제점들에 대해 깊이 있게 논의한다. 또한 기존의 딥러닝 기반의 트레이스 내삽 기술을 가까운 벌림 상황에 적용할 때 나타나는 한계점을 현장자료 실험을 통해 명확히 분석하여 향후 가까운 벌림 자료 빠짐의 문제는 내삽이 아닌 외삽으로 접근해야 한다는 것을 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권1호
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• pp.15-25
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• 2018

탄성파 역산은 유가스 집적이 가능한 구조의 탐지에 고해상도의 분해능을 가지는 반면, 인공송신원을 이용한 해양전자탐사 역산은 유가스의 직접적인 탐지가 가능하다. 이런 이종의 물리탐사자료를 함께 이용한 복합역산은 단일 역산의 불확실성을 줄일 수 있고, 각각의 탐사자료가 가지는 장점 또한 함께 이용할 수 있다. 이 연구에서는 암석물리모델을 이용하여 탄성파탐사자료와 전자탐사자료가 동시에 최적화 될 때의 저류층의 물성값을 추출할 수 있는 동시복합역산 알고리듬을 개발하였다. 상호구배(cross-gradient) 방법을 적용하여 구조적인 해상도를 향상시켰으며, 최대우도추정법을 이용한 상대 가중치를 적용하여 자료간의 균형을 조절하였다. 개발된 알고리듬을 단순한 고립 가스층 모델에 적용한 결과, 동시복합역산으로 고해상도의 저류층 물성 추출이 가능함을 확인하였다. 하지만 오일 저류층을 모사한 배사구조의 모델에서는 적용된 모델 가중 행렬에 따라 전혀 다른 결과를 획득할 수 있었다. 따라서, 기존의 알고리듬을 각각의 모델 변수에 적합한 모델 가중 행렬을 사용하도록 수정하여, 평활화 기법과 감쇠항 기법을 수포화율과 공극률에 각각 적용하였다. 개선된 알고리듬을 오일 저류층 모델에 다시 적용한 결과, 저류층의 공극률과 수포화율을 성공적으로 추출할 수 있었다. 개발한 복합역산 알고리듬을 이용하여 획득한 결과는 유가스전 저류층의 매장량 계산에 직접적인 정보로 사용될 수 있을 것이다.