한 개 측선에서 얻어진 중력 변화율 텐서 자료를 이용하여 주향과 경사를 가지는 선형 이상체의 위치를 결정하 는 알고리즘을 제시하였다. 기존에 연구된 중력 변화율 텐서를 이용한 선형 이상체의 주향과 경사를 결정하는 방법을 발전시켜서, 선형 이상체의 주향과 경사를 결정한 이후 이상체의 위치를 결정하는 알고리즘을 개발하였다. 선형 이상체 의 주향과 경사는 2차원 이상체로부터 얻어지는 중력 변화율 텐서가 회전 변환 후 2개의 독립 성분만을 가진다는 특징 을 이용하여, 중력 변화율 텐서의 5개의 독립 성분을 2개의 독립 성분으로 축소시키는 회전 변환 각으로부터 선형 이 상체의 주향과 경사를 결정한다. 이상체의 위치를 가리키는 방향 벡터는 중력 변화율 텐서의 회전변환 후 남은 2개 독 립 성분의 비를 이용하여 유도하였다. 여러 측점에서 계산된 이상체를 가리키는 방향 벡터가 수렴하는 영역이 선형 이 상체의 위치로 결정된다. 최소자승법을 이용하여

이 논문에서는 한 개의 측선에서 측정된 중력 변화율 텐서를 이용하여 선형 이상체의 주향과 경사를 자동 결정하는 알고리즘을 제시한다. 선형 이상체의 중력 변화율은 측선에 수직으로 배열되어 있는 경우 이차원 효과를 보이므로, 이론적으로 두 개의 독립 성분을 제외하고는 값을 갖지 아니한다. 반면 주향과 경사를 가지는 선형 이상체는 5개의 독립 성분을 가지게 된다. 이와 같은 선형 이상체가 가지는 중력 변화율 텐서의 이차원 특성을 활용하여 5개의 독립 성분 중 3개가 동시에 최소 값이 되도록 하는 회전변환의 변환각은 곧바로 선형 이상체의 주향과 경사를 의미한다. 이 논문에서는 최소자승법을 이용하여 5개의 중력 변화율 성분 중 3개를 최소로 하는 변환 행렬 각을 구하였고 이를 이용하여 선형 이상체의 주향과 경사를 자동 결정할 수 있음을 보였다. 이 논문에서는 모델 계산을 통하여 주향만 있는 경우와 주향과 경사 모두를 가지는 경우에 대하여 각각의 방향각들을 자동 결정할 수 있음을 보였다.

지형 자료는 지구과학 여러 분야에서 중요한 기초 자료 중 하나이다. 최근 들어, 상세한 분해능을 가지는 DEM 자료가 활용가능하며 따라서 방대한 양의 자료를 효율적으로 다루는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 방대한 DEM 자료의 무손실 압축 및 효율적인 복원에 대해 알아보았다. 이를 위해 정수웨이블릿 변환과, 엔트로피 부호화의 개념을 이용하여, 웨이블릿 계수의 부호화 및 일부 영역의 지형복원 방법을 고안하였다. 또한, 정밀 중력 지형보정 과정에서 이러한 연구 결과의 활용성을 검토하였다. DEM의 압축률이 가장 좋은 웨이블릿은 CDF3.5이며, CDF3.1 또는 CDF3.5 웨이블릿을 사용하여 3단계 정도로 분해를 하는 것이 최적의 선택이다 (약 45.4%의 압축률). 또한 웨이블릿변환의 다중단계분석 특성을 활용하여 웨이블릿계수의 일부만을 추출하여 지형의 일부만을 복원할 수 있었다.

이 논문에서는 자력 변화율 텐서를 이용하여 자기 쌍극자의 위치 정보를 파악하는 알고리즘에 대하여 기술하였다. 수직으로 자화된 자기 쌍극자에 의한 자력 변화율 텐서에서 출발하여 자기 쌍극자의 위치 벡터를 유도하였다. 그러나 이 경우 자기 쌍극자의 모멘트에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 자기 쌍극자의 위치 벡터가 불완전하게 유도된다. 이를 극복하기 위하여 여러 측정점에서 측정된 자력 변화율 텐서값이 있다고 가정하고 이를 이용하여 자동으로 자기 쌍극자의 위치를 찾아내는 알고리즘을 제안하였다. 시추공에서 자력 변화율 텐서가 측정되었다고 가정한 합성 모델 실험에서 자력 변화율 텐서와 자기 쌍극자 자동 탐지 알고리즘을 이용하여 자기 쌍극자의 위치를 정확하게 찾을 수 있음을 확인하였다.

교량 등 대규모 토목 구조물의 깊은 기초로 빈번하게 사용되는 강관말뚝은 상부 하중을 하부의 견고한 기초지반에 전달하여 구조물을 안전하게 지지하는 역할을 한다. 이러한 강관말뚝은 지중에 시공되므로 상세 시공정보가 없는 기존 말뚝기초의 깊이를 추후에 파악하기란 쉽지 않은 일이다. 그러나 기존 구조물의 보강공사 또는 신규 공사시 인접한 기존 구조물의 안정성 확보를 위해 기 시공된 말뚝의 깊이를 사전에 파악하는 문제는 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 토목공사현장에서 흔히 사용되는 강관말뚝의 특성을 고려하여 강관말뚝의 깊이와 위치 등의 정보를 시추공 플럭스게이트 3성분 자력계를 통해 알아낼 수 있는지를 조사하였다. 이전 연구들은 말뚝기초의 깊이를 자력값의 수직성분의 측정으로 효과적으로 알아낼 수 있음을 보였으며 이를 현장자료에 적용하여서 그 적용성을 입증한 바 있으나, 본 논문에서는 시추공 3성분 자력계를 효과적으로 이용한다면 깊이에 대한 정보뿐 아니라 위치에 대한 정보까지도 얻을 수 있음을 보였다.

그 동안 많은 연구에서 지형보정을 위한 프로그램들이 개발되어왔으며, 매우 효과적으로 지형보정을 수행하는 것으로 인정받아왔다. 특히, 한반도 뿐만이 아니라 세계적으로도 수치 지형자료가 보편적으로 보급되어 지형보정을 위한 기반 자료는 충분히 확보되고 있다. 이번 연구는 일반적인 광역탐사가 아닌 소규모 광체나 지질구조에 대한 정밀한 중력탐사에 대한 자동지형보정을 수행할 수 있도록 하는 프로그램을 개발하였다. 소규모 지하자원이나 지하공동 등의 소규모 지질현상에 대한 중력탐사에는 기존의 광역탐사에 적합한 지형보정프로그램보다 더욱 정밀한 지형보정프로그램이 필요하다. 따라서 본 연구를 통해서 개발된 자동정밀지형보정프로그램으로 정밀중력탐사를 보다 효율적으로 수행할 수 있게되었다. 본 연구에서 개발된 정밀지형보정프로그램에서는 multiquadric equation을 이용한 지형구현을 통해 보다 정밀한 지형 생성이 가능하게 설계하였으며, 연구자의 설정에 따라 중력측정점 주변에 자세한 지형값을 넣어 정밀한 지형보정이 가능하도록 하였다. 또한 기존의 광역중력탐사에서 무시되던 지형과 중력계 사이의 거리 차에 따른 옵션을 설정하여 정밀한 지형보정 수치를 산출하도록 하였다.

중력 포텐셜의 해석에 웨이브렛 변환 방법을 적용하였다. 웨이브렛을 만드는 단계 함수가 제안되었다. 단계 함수는 중력 포텐셜에서의 그린 함수로 대치될 수 있음이 보여졌다. 상향연속은 단계함수와의 컨볼루션 곧 웨이브렛 변환으로 표현될 수 있다. 단계인자는 높이 변화를 나타낸다. 다중경계는 각 단계에서의 웨이브렛 변환치의 국부 최대값을 연결하여 구해지며 이는 지층의 불연속면을 나타낸다. 다중경계 방법을 마산 창원지역의 중력자료에 적용하였다.

지하의 공동탐사에 효과적인 지구물리탐사 기법에 대해서 연구하기 위하여 제주도 만장굴을 대상으로 복합적인 지구물리탐사를 수행하였다. 이번에 사용한 방법은 탐사장비나 야외작업이 비교적 경제적이면서도 지하 공동에 의한 반응을 잘 보여줄 것으로 기대되는 중력, 자력, 전기 비저항, GPR(지하레이더) 탐사 등이다. 현지의 탐사여건을 고려하여 7개의 측선을 선정하고, 각 측선별로 몇 종류의 탐사를 복합적으로 실시하였다. 자력탐사의 경우는 2차원 격자형탐사도 함께 수행하였다. 각 탐사자료상에는 탐사법에 따른 여러 특징들이 잘 나타나고 있어, 그 효용성을 비교 분석할 수 있었다. 이번에 사용한 방법 중 동굴 탐사에 가장 효과적인 탐사법은 전기비저항탐사로 나타났으며, 쌍극자-쌍극자 배열법은 2차원적인 고비저항대로 나타나는 동굴의 존재를 잘 보여준다. 중력, 자력 탐사의 결과는 화산암 지역에서 나타나는 다양한 잡음의 영향으로 동굴의 위치나 규모를 해석해 내기가 쉽지 않지만, 전기비저항탐사 자료에서 인지되는 동굴의 위치와 규모가 적절한지를 검증하는 데에 효과적으로 이용될 수 있었다. 한편, 2차원 격자형 자력탐사 자료는 동굴의 경향성을 잘 보여주므로, 정밀 탐사측선을 결정하는데 유용하다. GPR탐사 자료에는 천부에 존재하는 미세한 틈새들과 소규모 공동들에 의한 반응이 강하게 나타나 상대적으로 심부에 위치하는 주동굴의 존재를 확인하기는 힘들었다. 이번 연구의 결과는 제한 된 수의 탐사법만을 적용하였기 때문에 어떤 결정적인 결론을 내리기는 어렵지만, 지하 동굴의 경우는 복합적인 탐사를 수행하고 그 자료들을 상호보완적으로 사용함으로써 해석결과의 신뢰도를 높일 수 있는 것으로 나타났다.