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지구물리와 물리탐사 update

Geophysics and Geophysical Exploration

  • : 한국지구물리·물리탐사학회
  • : 자연과학분야  >  지질
  • : KCI등재
  • :
  • : 연속간행물
  • : 계간
  • : 1229-1064
  • : 2384-051X
  • :

수록정보
수록범위 : 1권1호(1998)~22권2호(2019) |수록논문 수 : 711
지구물리와 물리탐사
22권2호(2019년 05월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1주기적 송신원 추출과 참조 송신원 부분집합을 이용한 완전 파형 역산

저자 : 조상훈 ( Sang Hoon Jo ) , 하완수 ( Wansoo Ha )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 49-55 (7 pages)

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본 연구에서는 주기적 송신원 추출 기법을 사용한 완전 파형 역산 시 목적함수의 안정적인 수렴을 위해 참조 송신원 부분집합을 사용하는 방법을 제안하였다. 완전 파형 역산은 반복적인 파동 전파 모델링을 통해 수행되며, 송신원 개수가 증가할수록 계산 시간이 증가하게 된다. 완전 파형 역산의 계산량을 줄이기 위한 기법들 중 하나로, 주기적 송신원 추출 기법을 사용할 수 있지만 이 경우 역산 초기부터 목적함수가 진동하며 수렴하기 때문에 수렴 판별에 문제가 생기게 된다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구에서는 주기적 송신원 추출 기법을 이용해 모델을 갱신하되, 고정된 참조 송신원 부분집합을 이용해 목적함수를 계산하는 방법을 제안하였다. Marmousi 속도 모델을 이용한 완전 파형 역산 예제를 통해 참조 송신원 부분집합을 이용하면 주기적 송신원 추출 기법을 사용하더라도 목적함수가 안정적으로 수렴할 수 있음을 확인하였다.


In this study, we presented a reference-shot subset method for stable convergence of full waveform inversion using a cyclic-shot subsampling technique. Full waveform inversion needs repetitive modeling of wave propagation and thus its calculation time increases as the number of sources increases. In order to reduce the computation time, we can use a cyclic-shot subsampling method; however, it makes the cost function oscillate in the early stage of the inversion and causes a problem in applying the convergence criteria. We introduced a method in which the cost function is calculated using a fixed reference-shot subset while updating the model parameters using the cyclic-shot subsampling method. Through the examples of full waveform inversion using the Marmousi velocity model, we confirmed that the convergence of cost function becomes stable even under the cyclic-shot subsampling method if using a reference-shot subset.

KCI등재

2셀 기반 유한 차분법을 이용한 효율적인 3차원 음향파 파동 전파 모델링

저자 : 박병경 ( Byeonggyeong Park ) , 하완수 ( Wansoo Ha )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 56-61 (6 pages)

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셀 기반 유한 차분법을 사용하여 P파 속도와 밀도 변화를 고려한 3차원 시간 영역 음향 파동 전파 모델링에서 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 살펴보았다. 일반적인 유한 차분법에서는 격자점에 탄성파 속도 또는 밀도와 같은 물성을 할당하고 계산하지만 셀 기반 유한 차분법에서는 이러한 물성을 격자점 사이의 셀에 할당한다. 격자점에서의 차분식 계산을 위해서는 주변 셀의 물성 평균값을 이용하는데 이로 인해 일반적인 유한 차분법에 비해 계산량이 증가하게 된다. 이 연구에서는 이러한 계산량 문제를 개선하기 위해 메모리를 추가로 사용하여 모델링 시간을 30 % 이상 줄일 수 있었다. 또한 밀도가 제한적으로 변화하는 매질에서 셀 기반 유한 차분법과 일반 유한 차분법을 함께 사용하여 모델링 성능을 추가로 향상시킬 수 있었다.


In this paper, we studied efficient modeling strategies when we simulate the 3D time-domain acoustic wave propagation using a cell-based finite difference method which can handle the variations of both P-wave velocity and density. The standard finite difference method assigns physical properties such as velocities of elastic waves and density to grid points; on the other hand, the cell-based finite difference method assigns physical properties to cells between grid points. The cell-based finite difference method uses average physical properties of adjacent cells to calculate the finite difference equation centered at a grid point. This feature increases the computational cost of the cell-based finite difference method compared to the standard finite different method. In this study, we used additional memory to mitigate the computational overburden and thus reduced the calculation time by more than 30 %. Furthermore, we were able to enhance the performance of the modeling on several media with limited density variations by using the cell-based and standard finite difference methods together.

KCI등재

3전기비저항 탐사와 자기지전류 탐사 자료를 이용한 미얀마 중앙분지 전기비저항 구조 연구

저자 : 노명근 ( Myounggun Noh ) , 이희순 ( Heuisoon Lee ) , 안태규 ( Taegyu Ahn ) , 장성형 ( Seonghyung Jang ) , 황인걸 ( Ingul Hwang ) , 이동훈 ( Donghoon Lee ) , 황세호 ( Seho Hwang )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 62-71 (10 pages)

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이 연구에서는 전기비저항 탐사와 자기지전류(magnetotellurics, MT) 탐사를 이용하여 미얀마 중앙분지에 대한 탐사를 수행하였다. 미얀마에서는 지하구조의 전기비저항 구조로 해석한 연구가 미흡하여 심부까지 전기비저항을 제공해 주는 대표적인 탐사를 활용하여 지하구조를 분석하였다. 연구지역 지질은 셰일층과 사암층으로 구성된 해성퇴적층으로 지하의 전기비저항 값이 낮을 것으로 예상되었다. 이 연구는 ㈜지오룩스에서 자체 개발한 전기비저항 탐사 장비(SmartRho)와 Phoenix사의 MTU-5A를 사용하여 연구지역에 대한 전기비저항 구조를 영상화하였다. 전기비저항 탐사와 MT 탐사는 지하 100 m까지는 수십ohm-m 미만의 전기비저항 구조를 보였다. 특히 MT 탐사 자료에서는 1 Hz 까지 TM, TE 모드가 거의 유사한 양상을 보인다. MT 탐사 2차원 역산 결과 150 ohm-m 이하의 낮은 전기비저항 구조를 나타냈고, 동서방향으로 전기비저항 구조가 나뉘는 것을 확인할 수 있었다. MT 탐사를 전기비저항 탐사와 인접한 위치에서 수행한 결과, 2차원 역산 결과가 유사한 전기비저항 값을 나타내는 것을 확인하였다. 향후 미얀마 중앙분지의 전기비저항 구조 연구를 위해서는 높은 전기전도도를 고려하여 전기비저항 탐사와 MT 탐사를 동시 수행하는 것이 효과적일 것으로 생각된다.


We conducted DC resistivity and MT survey to obtain the resistivity structure of the central Myanmar basin. We tried to analyze the underground structure through the resistivity variation of Myanmar by performing representative geophysical survey methods because researches on the electrical resistivity structure are insufficient in Myanmar. The electrical resistivity is expected to be low considering the marine sedimentary rocks composed of shale and sandstone in this area. The DC resistivity and MT survey were carried out using SmartRho of Geolux Co., Ltd. and MTU-5A of Phoenix geophysics Ltd., respectively, to visualize the electrical resistivity structure of study area. DC resistivity and MT survey showed an electrical resistivity less than dozens of ohm-m within the depth of 100 m. In particular, MT survey data were almost similar to TM and TE modes in the frequency range above 1 Hz. The two-dimensional inversion of MT data showed a subsurface structure with low resistivity below 150 ohm-m divided into east-west direction. We confirmed that the inversions of DC resisitivity and MT data along an overlapped survey line represented similar results. In the future, considering the high electrical conductivity, it would be effective to perform DC resistivity and MT survey simultaneously to study the electrical resistivity structure of the central Myanmar basin.

KCI등재

4이동하는 수중 물체 탐지를 위한 축소모형실험 시스템 개선

저자 : 김예솔 ( Yesol Kim ) , 이효선 ( Hyosun Lee ) , 조성호 ( Sung-ho Cho ) , 정현기 ( Hyun-key Jung )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 72-79 (8 pages)

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최근 전기비저항 탐사의 정밀 계측기술을 활용한 수중 물체 탐지방법이 제시되었고, 변화하는 해양환경에 대응할 수 있는 자료처리 기술 고도화 연구의 필요성이 제기되었다. 이 연구에서는 효율적인 실험과 검증을 위한 개선된 축소모형실험 시스템과 그 운용 결과를 제시한다. 이 시스템은 다음과 같은 특징을 가진다. 1) 실시간 실험영상과 계측자료의 동시 수집 및 분석과 같은 모든 프로세스가 5 Hz의 속도로 이루어진다. 2) 두 개 탐지선 자료의 실시간 계측 및 처리로 수중물체의 이동방향 파악이 가능하다. 3) 저장된 자료를 이용한 반복실험이 가능하여 획득된 자료의 다각도 반복 분석이 가능하다. 4) 모니터링 화면을 통해 수중물체가 이동하는 모습과 두 탐지선 자료를 동시에 직관적으로 파악 가능하다. 개선된 시스템을 이용한 실험 결과, 모든 시스템이 정상 작동하고 효율적 실험이 가능함을 확인하였다.


Underwater object detection method adopting electrical resistivity technique was proposed recently, and the need of advanced data processing algorithm development counteracting various marine environmental conditions was required. In this paper, we present an improved water tank experiment system and its operation results, which can provide efficient test and verification. The main features of the system are as follows: 1) All the processes enabling real time process for not only simultaneous gathering of object images but also the electrical field measurement and visualization are carried out at 5 Hz refresh rates. 2) Data acquisition and processing for two detection lines are performed in real time to distinguish the moving direction of a target object. 3) Playback and retest functions for the saved data are equipped. 4) Through the monitoring screen, the movement of the target object and the measurement status of two detection lines can be intuitively identified. We confirmed that the enhanced physical modeling system works properly and facilitates efficient experiments.

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5고정밀 중력탐사 자료의 광역-나머지 이상 분리

저자 : 임형래 ( Hyoungrea Rim ) , 박계순 ( Gyesoon Park ) , 김창렬 ( Chang-ryol Kim )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 80-87 (8 pages)

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이 논문에서는 사전 정보가 없는 경우 고정밀 중력 탐사 자료를 광역-나머지 이상으로 분리할 때 중력 이상 자료의 특성을 바탕으로 다항식 접합법을 적용하는 방법을 제시하였다. 소규모 영역을 대상으로 하는 고정밀 중력 탐사는 1차 평면으로 광역 이상을 근사하는 것이 이상적인데 중력 이상의 패턴이 1차 평면으로 근사하기 어려운 경우, 먼저 완전 부게 이상을 Parasnis 밀도 추정 방법으로 분석한 후 중력 이상을 1차 평면으로 근사 가능하도록 분할하였다. 다항식 접합법으로 중력 이상을 광역-나머지 이상으로 분리할 때 중력 이상 자료가 지질 구조 및 중력 이상 분포 특성을 바탕으로 공간적으로 분할이 가능한 경우에는 전체 측정 자료를 한꺼번에 분리하지 않고 구획된 각각의 영역에서 광역-나머지 이상을 별도로 분리하는 것이 더 효과적임을 보였다.


In this paper, we propose a method to apply the polynomial fitting for regional-residual separation of microgravity data based on the characteristics of gravity anomaly without a prior information. Since the microgravity survey is usually carried out in small regions, it is common to approximate regional anomaly by the first-order polynomial plane. However, if the regional anomaly patterns are difficult to be approximated to a first-order plane, the complete gravity anomaly is divided into small zones enough to approximate first-order plane by means of Parasnis density estimation method. The regional-residual separation is then applied on the splitted zones individually. When the gravity anomalies can be splitted spatially, we showed that the residual anomalies can be more effectively extracted based on the regional geological structures by regional anomaly separation from each of the divided regions, rather than applying the entire data set at one time.

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