• Ocean and Polar Research
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• 제42권1호
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• pp.49-61
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• 2020

We analyzed the morphological characteristics of OCC (Ocean Core Complexes) in the middle part of the Central Indian Ridge (MCIR) using high-resolution geophysical data recorded on the Deep-Tow SideScan Sonar IMI-30 system. In terms of slope-gradient variations calculated from the high-resolution bathymetry data, the normal faults formed by seafloor spreading were associated generally with slopes > 30° and resulted in high backscatter intensities, which reflect more topographic effects than acoustic medium variation. However, the areas associated with gentle slopes < 10° tend to show the backscatter intensities reflecting the acoustic characteristic of the medium. We show that the detachment faults exposing the OCCs were initiated with high-angle normal faults (58°) exhibiting outward and inward dips of a breakaway zone. In order to examine the spatial distribution of OCC structures, we characterized the transition from magmatic-dominant seafloor with abyssal hills to tectonic-dominant seafloor with OCC using the down-slope direction variation. The slope direction of the seafloor generally tends to be perpendicular to the ridge azimuth in the magmatic-dominant zone, whereas it becomes parallel to the given ridge azimuth near the OCC structures. Therefore, this spatial change of seafloor slope directions indicates that the formation of OCC structures is causally associated with the tectonic-dominant spreading rather than magmatic extension. These results also suggest that the topographical characteristics of seafloor spreading and OCC structures can be distinguished using high-resolution geophysical data. Thus, we propose that the high-resolution bathymetry and backscatter intensity data can help select potential areas of exploitation of hydrothermal deposits in MCIR effectively.

• 자원환경지질
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• 제35권3호
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• pp.273-284
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• 2002

인공위성 레이더고도 측정값으로부터 유도된 중력이상으로턱터 남극 드레이크해협의 해저지형을 계산하기 위해 Gravity-Geologic Method(GGM)를 적용하였다. 총 6548개의 음항측심자료 중 2/3는 control depth로, 나머지는 결과 검증을 위한 check point 자료로 이용하였다. 효과적인 계산을 위해 해수와 해저지형의 밀도차이는 check point를 이용, 9.0 gm/㎤로 가정하였다. Control depth로부터 광역중력이상을 계산하였고, 이를 Sandwell & Smith(1997)의 중력이상으로부터 제거하여 해저지형의 기복에 의한 중력 효과를 계산하였으며, 이로부터 해저지형을 복원하였다. Selective Merging 기법을 개발하여 복원된 해저지형과 고주파 측심자료를 효과적으로 합성하였다. 복원된 해저지형은 한국해양연구원의 측심자료, GEODAS 및 전지구 모델 ETOPO5 결과와 각각 0.91, 0.92, 0.85의 상관계수를 갖으며, Selective Merging을 이용한 최종 결과는 GEODAS 및 Smith Sandwell(1997)의 결과와 각각 0.948 및 0.954의 상관관계 및 449.8, 441.3 m의 RMS 오차를 갖는다. GGM을 이용하여 계산된 해저지형은 측심이 충분히 이루어지지 않은 지역의 경우 전지구모델(ETOPO5)이나 자료의 양이 불충분한 음항측심에 의한 결과보다 우수한 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.330-330
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• 2002

The combination of Multi-Beam Echo Sounder swath bathymetry and high-resolution towed Sidescan sonar provides a powerful method of examination about hydrographic survey results. In this paper, we investigate the fast method of 3D bathymetric reconstruction with the Digital Sidescan sonar(Benthos SIS 1500) and Shallow Multi-Beam Echo Sounder(Reson Seabat 8125). The Seabat 8125 is a 455KHz high resolution focused Multibeam echo sounder(MBES) system which measures the relative water depth across a wide swath perpendicular to a vessel's track. The Benthos SIS1500 is a chirp(nominal fq. 200KHz) sonar which map the topographical features & sediment texture of ocean bottom using backscattered amplitude. We generates the very large 3D bathymetric texture mapping model with the Helical System's HHViewer and describes additional benefits of combining MBES and Sidescan Sonar imagery, the removal of geometric distortions in the model and a deterministic sounding noise.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권3호
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• pp.441-450
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• 2022

The introduction of autonomous underwater gliders (AUGs) specifically addresses the reduction of operational costs that were previously prohibited with conventional autonomous underwater vehicles (AUVs) using a "scaling-down" design philosophy by utilizing the characteristics of autonomous drifters to far extend operation duration and coverage. Long-duration, wide-area missions raise the cost and complexity of in-water testing for novel approaches to autonomous mission planning. As a result, a simulator that supports the rapid design, development, and testing of autonomy solutions across a wide range using software-in-the-loop simulation at faster-than-real-time speeds becomes critical. This paper describes a faster-than-real-time AUG simulator that can support high-resolution bathymetry for a wide variety of ocean environments, including ocean currents, various sensors, and vehicle dynamics. On top of the de facto standard ROS-Gazebo framework and open-sourced underwater vehicle simulation packages, features specific to AUGs for ocean mapping are developed. For vehicle dynamics, the next-generation hybrid autonomous underwater gliders (Hybrid-AUGs) operate with both the buoyancy engine and the thrusters to improve navigation for bathymetry mappings, e.g., line trajectory, are is implemented since because it can also describe conventional AUGs without the thrusters. The simulation results are validated with experiments while operating at 120 times faster than the real-time.

• 한국해양공학회지
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• 제23권2호
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• pp.28-36
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• 2009

Many researches have been done to define the physical parameters for the wave generation and transformation over a coastal region. However, most of these have been limited to the application of particular conditions, as they are generally too empirical. To yield more reasonable wave estimation using a spectral wave model, it is important to understand how they work for the wave estimation. This study involved a comprehensive sensitivity test against the spectral resolution and the physical source/sink terms of the spectral wave model using SWAN and TOMAWAC, which have the same physical background with several different empirical/theoretical formulations. The tests were conducted for the East Anglian coast, UK, which is characterized by a complex bathymetry due to several shoals and offshore sandbanks. For the quantitative and qualitative evaluation of the models' performance with different input conditions, the wave elements and spectrums predicted at representative sites the East Anglia coast were compared/analyzed. The spectral resolution had no significant effect on the model results, but the lowest resolution on the frequency and direction induced underestimations of the wave height and period. The bottom friction and depth-induced breaking terms produced relatively high variations in the wave prediction, depending on which formulation was applied. The terms for the quadruplet and whitecapping had little effect on the wave estimation, whereas the triads tended to predict shorter and higher waves by energy transferring to higher frequencies.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.589-601
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• 2023

독도 연안 해저지형 변동 경향을 파악하고자 인간의 활동이 많고 파도 및 해류 등의 영향을 많이 받는 동도 선착장을 포함하는 동도와 서도 사이 남부 연안 약 500 m × 500 m 범위에 대하여 2018년에서 2021년까지 멀티빔을 이용한 정밀해저지형 자료 및 해저면 후방산란 영상자료를 획득하였으며 이를 기반으로 해저면 변동 모니터링 분석을 수행하였다. 연구지역의 수심 약 5 m 부터 남서쪽 외해 방향의 최대 수심 약 70 m 범위까지 수심대가 나타난다. 동도 및 서도와 인접한 수심 약 20 m이내 연안 해역의 불규칙이고 복잡한 수중 암반 지대와 수심 약 30 m ~ 40 m 범위에 형성된 일부 돌출 지형을 제외하면, 전체적으로 동-서 방향으로 비슷한 수심대가 나타나고 비교적 평탄하게 깊어지며 외해역으로 이어지는 특징을 보인다. 2020년 해저지형자료의 등수심선은 2018년과 2019년에 비해 전체적으로 남쪽으로 이동된 경향을 보이고 있다. 이것은 수심이 이전보다 얕아졌다는 것을 의미한다. 등수심 변동이 발생한 구간은 주로 퇴적층 해역이므로 퇴적물의 유입으로 인한 것으로 생각되는데, 2020년에 발생한 대형 태풍(마이삭, 하이선)들이 독도 연안에 영향을 준 것으로 판단된다. 이러한 태풍들로 인한 바람 및 파도의 영향으로 남쪽에서 북쪽으로 퇴적물이 유입되어 이동한 것으로 여겨진다. 동도와 서도 사이 수심이 얕은 연안에 발달한 테일러스(Talus)구역에서 2020년에는 2019년과 2018년의 지형과 비교하여 구간에 따라 상이하게 침식 또는 퇴적에 의해 해저지형이 달라졌는데 이는 독도 주변 연안 해역이 태풍의 직접적인 영향을 받으면서 해저면 환경의 변동이 구역에 따라 다르게 나타나는 것으로 유추된다. 전체적으로는 남풍이 강했던 태풍들의 영향으로 퇴적물 유입이 많아서 퇴적된 경향을 보인다. 2021년은 2020년에 비해 등수심선이 주로 북쪽으로 이동된 것으로 나타나는데, 이는 해당지역이 2020년보다 침식되었음을 의미한다. 2020년에는 연이은 태풍에 의해 퇴적물들이 주로 북쪽으로 이동하여 독도 연안에 퇴적되었고, 2021년에는 이 퇴적물들이 다시 남쪽으로 이동하면서 독도 연안이 침식된 것으로 추정된다. 독도는 겨울철 북풍의 영향이 강하기 때문에 주로 퇴적물이 남쪽으로 이동하지만 강한 태풍의 영향을 받는 경우 퇴적물을 북쪽으로 이동시키는 것으로 파악된다.

• 자원환경지질
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• 제45권5호
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• pp.477-486
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• 2012

북동태평양 대한민국 망간단괴 광구중 하나인 KR1 지역에서 망간단괴의 분포특성을 파악하기 위하여 정밀수심 측량과 망간단괴의 특성(외형, 조직, 크기, 금속함량) 분석을 수행하였다. 작고(<2 cm), 매끄럽고(s-형), 불규칙하고(I-형), Fe의 함량이 높은 망간단괴가 KR1의 북동부(KR1-2) 지역에 우세하게 분포하는 것에 비하여, KR1의 남서부(KR1-1) 지역에서는 상대적으로 Mn, Cu, Ni의 함량이 높고, 크고(2~4 cm), 거칠고(t-형, d-형), 원반형(D-형)의 망간단괴가 우세하게 분포하는 것으로 나타났다. 정밀수심 자료에 의하면 상대적으로 KR1-1 지역은 수심이 깊고(3,838~4,799 m; 평균 4,599 m), KR1-2 지역은 3,940~4,664 m (평균: 4,451 m)의 수심을 보이며 소규모의 해저산이 발달해 있다. KR1 지역에서 나타나는 이러한 수심과 망간단괴에 포함된 Mn, Cu, Ni의 함량과의 상관성은 태평양 전역에 걸쳐 나타나는 일반적인 특성과도 일치한다. 또한 망간단괴의 크기와 형태와 관련하여, KR1-2 지역에 분포하고 있는 소규모 해저산에서부터 망간단괴의 핵으로 사용되는 암편의 공급이 원활하기 때문에 작고 매끄럽고 불규칙한 초기 형태의 망간단괴가 주로 분포하고 있는 것으로 판단된다. 이러한 연구결과는 망간단괴의 분포특성에 있어서, 수심과 더불어 해저지형의 특성이 중요한 변수로 작용할 수 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권3호
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• pp.195-210
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• 2023

국내 대하천은 2010년 대규모 정비사업 이후 자연적 안정화를 위한 추가 재퇴적 및 침식이 진행 중에 있어 정밀 하상 모니터링이 요구되고 있다. 초분광수심법은 저수심의 고해상도 하천 수심측정 측면에서 종래의 접촉식 수심측정 기법을 대체하거나 보완할 수 있는 방법으로 각광을 받기 시작하였다. 본 연구는 초분광수심법에서 대표적인 최적밴드비기법을 소개하고 국내 대하천인 낙동강과 황강 합류부에서 평수기 전형적인 탁도조건에서 초분광수심법을 적용하여 수심맵을 산정하여 국내 하천으로의 적용성을 평가하였다. 이를 위해 수심영역별 최적밴드비기법으로 도출되는 상관도와 평균제곱근오차를 적용하여 최대측정가능수심을 산정하였고 최대추정가능수심 이상은 관계식 구축 시와 수심맵 산정 시 제외시켰다. 그리고 수심과 최적밴드비 관계(d-X)에 비선형성을 검토하여 적용하였다. 국내 대하천인 낙동강-황강 합류부에 적용한 결과는 다음과 같다. 첫째, 초분광수심법은 주로 저수심부에서 정밀한 수심맵을 효율적으로 산정할 수 있음을 보여주었고 최대측정가능수심은 통상적 탁도에서 낙동강의 경우 2.5 m로 나타났고, 탁도가 높은 지류의 경우 1.25 m로 나타났다. 둘째, 최대측정가능수심은 초분광수심법 하상 도출 시 다양한 시나리오의 배제수심을 고려하여 산정 및 적용되어야 하고, 이때 최적밴드비기법 적용 시 평균제곱근오차가 기존의 상관도 방식에 비해 최대측정가능수심 산정에 우수하였다. 셋째, 황강 합류부의 탁도가 높아 측정가능수심이 인근 낙동강에 비해 절반으로 낮아져 초분광수심법은 탁도가 높은 환경일 경우 한계가 있음을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.545-552
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• 2018

지반접지선은 남극 빙하 및 빙붕의 취약성을 나타내는 가장 핵심적인 척도로 물질균형의 증거로 사용된다. 본 연구에서는 SAR와 레이더 고도계 위성을 이용하여 빙하와 빙붕의 고해상도 수치고도모델을 제작하고, 이를 이용하여 동남극의 Campbell 빙하의 지반접지선의 위치를 추정하고 시공간적 변화를 관찰하였다. 2013년 6월 21일과 2016년 9월 10일에 획득된 TanDEM-X 와 TerraSAR-X 자료와 촬영날짜 대비 15일 이내의 CryoSat-2 레이더 고도계 자료의 조합을 이용하여 고해상도 수치고도모델을 제작 후 지반접지선을 추정하였으나 3년 동안 큰 변화를 관찰하지 못하였다. 지반접지선 추정 시 사용된 얼음의 평균 밀도는 정확하게 알려져 있기 않기 때문에 얼음의 밀도를 변화시킨 지반접지선의 변화를 분석하였다. DDInSAR로 추정된 지반접지선과는 공간적으로 큰 차이가 있었지만 광학위성의 표면 특징을 이용하여 추정된 지반접지선과는 얼음의 밀도가 약 $880kg/m^3$일 때 가장 유사하였다. 본 연구는 해저지형의 수직적 정확도에 따라서 결과의 신뢰도가 변할 수 있지만 얼음의 지반접지선 지역의 유체정역학적 얼음 두께가 더욱 큰 영향을 끼칠 것으로 고려되며 동일한 오차를 포함한 두 시기의 지반접지선을 비교하였기 때문에 상대적 변화는 의미가 있다고 고려된다.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.381-388
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• 2016

본 연구에서는 독도 연안의 정밀 해저 지형도, 해저면 영상도와 고해상도 수중 영상 자료 결과들을 활용하여 통합 이미지화 및 3차원 중첩 주제도 작성을 통해 맵핑 기법에 대한 연구를 하고자 하였다. 통합 이미지화 기법은 해저 지형 자료와 해저면 영상도, 수중 영상 자료 등의 환경 정보를 통합하여 지구물리 자료를 보다 입체적으로 표현 가능한 주제도를 만드는 것이다. 정밀 해저 지형 자료 및 해저면 영상 자료는 독도 서도 남부 연안 주변의 수심 약 50 m 범위에서 획득하였으며, 고해상도 수중 영상은 같은 구역 내에서 주요 서식지 환경이 형성되어 있는 세 구역을 선정하고 촬영하여 획득하였다. 통합 맵핑 기법을 적용한 주제도는 정밀 해저 지형 자료를 기반으로 작성하였으며, 해저면 영상도와 고해상도 수중 영상을 지형 자료와 중첩 통합하고 분석 처리하여 독도 연안의 해저환경 및 서식지 특성을 나타내는 3차원 중첩 주제도를 작성하였다. 해저면 영상도와 고해상도 수중 영상 자료를 지형 자료와 통합한 3차원 중첩 주제도는 해저 지형 특성과 실제 해저면 환경을 연계하여 분석이 가능하므로 해저면 생태계의 환경 및 상황을 파악하는데 유용한 자료이다. 이는 독도 연안 환경과 같이 불규칙하고 다양한 외부 환경 변화 요소에 노출된 해저면 환경의 현재 해저면 환경 특성을 파악하고 모니터링을 위한 자료로의 활용이 가능할 것으로 판단되며, 자료의 활용 가치를 높이기 위해 향후에 지속적인 자료 축적을 수행하고 3차원 중첩 주제도 작성이 수반되어야 할 것이다.