The objective of this paper is to apply a newly developed wavelet-based semblance filtering and eigenvalue analysis to investigate the geomagnetic variations in some micro-earthquakes that had occurred in the Korean Peninsula. The wavelet-based filtering showed improved results in delineating the geomagnetic variations in relation to earthquake events from their background field. In addition, the eigenvalues analysis was also useful for the interpretation of three components geomagnetic fields during the earthquake events. The wavelet-based semblance analysis showed a prominent result for short-term geomagnetic variation related to the earthquake event, and the eigenvalue analysis was feasible to long-term geomagnetic variation. Considering the fact that the basement rock of the Korean Peninsula has a highly resistive electrical structure, it seems to be possible for small magnitude earthquakes to generate some distinguished geomagnetic variations.

블럭으로 주어지는 물리탐사 자료의 역산결과를 시추공 자료와 복합적으로 시뮬레이션하여 암반등급의 분류에 적용하였다. 물리탐사의 역산결과는 해석 대상에 대한 부가적 수준의 정보를 포함하게 되며, 전체 영역에 대한 정보를 제공한다. 반면, 시추공 자료는 해석 대상에 대한 직접적인 정보를 제공하지만, 그 정보의 공간적 범위가 매우 좁아 포인트 자료로써 이용된다. 블럭으로 주어지는 물리탐사 역산결과와 포인트로 주어지는 시추공 자료를 결합하여 크리깅이나 지구통계학적 시뮬레이션을 수행하기 위해서는, 포인트-포인트, 포인트-블럭, 블럭-포인트 간의 공분산 정보가 필요하다. 이 연구에서는 SGeMS에서 제공하는 Bssim 모듈을 이용하여, 역산 블럭과 시추공 포인트간의 복합적 시뮬레이션을 통해 공간적 특성이 다른 자료를 반영하는 다운스케일 된 결과를 얻었고, 이를 선행연구에서 적용한 지구통계학적 역산 결과와 비교하였다. 그 결과, 본 방법에 의한 다운스케일링 기법이 보다 확장가능하고 유연한 적용이 가능한 것으로 판단하였다.

흙댐에서의 누수 구역을 판별하기 위해 다채널 연속 온도 모니터링을 수행하고 이를 검증하기 위해 전기비저항 물리탐사를 함께 수행하였다. 일반적으로 댐이나 사면과 같은 인공구조물의 내부는 시간과 위치에 따라 상이한 온도 분포를 갖는 것으로 여겨진다. 이와 같은 분포는 구조물의 안전성을 판단하는 데 매우 중요한 기본 자료로 이용될 수 있으며, 특히 댐 구조물의 경우 과도 침투수나 누수에 의한 위험 대역을 파악할 수 있는 기술로 이용될 수 있다. 그러나 기존의 온도 측정 방식은 대형 구조물의 온도를 연속적으로 동시에 측정할 수 없는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이를 극복한 새로운 온도 모니터링 장비를 이용하여 댐의 상부 및 하부에 걸쳐, 여러 지점에서 동시에 온도 분포를 측정하였으며, 실내 시험을 통해 누수 대역이 온도 분포의 이상을 충분히 반영하고 있음을 관측하였다. 또한 대상 댐의 전 구역에 걸쳐 전기비저항 조사를 수행한 결과와 온도 모니터링 자료를 비교 분석하여 누수구역의 판별력을 높일 수 있는 방법을 제시하고자 하였다.

응력을 받고 있는 사면의 변형 여부를 분석하기 위해 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 일정 기간의 차이를 두고 정밀 측량을 수행하였다. 3차원 레이저 스캐너는 비접촉식으로 레이저 빔의 주행시간을 이용하여 대상점의 3차원 좌표를 결정할 수 있는 장비로써, 사면이나 대형 구조물의 변위를 분석하는데 매우 유용한 장비이다. 스캐닝은 약 7개월의 시간차이를 두고 이루어졌으며, 측정간의 비교를 위해 사면의 외부에 기준점을 유지하여 사용하였다. 변형 여부를 판단하기 위해, 평면각 변화, 곡면도 변화, 격자 틀의 각도 변화, 공통 병합점의 편차 등을 분석하였다. 분석 결과, 사면의 변형이 특히 많이 발생한 지점을 결정할 수 있었고 이를 보수·보강 방안의 마련에 활용할 수 있었다.

웨이블릿 변환은 기존 푸리에 변환이 갖는 주파수 변환 결과의 시간 영역에 대한 모호성을 극복할 수 있는 변환 기법으로 널리 이용되어 왔다. 기존의 푸리에 변환에 의한 셈블란스는 두 개의 시계열 자료의 위상을 주파수 영역에서 비교할 수 있도록 하는 방법이다. 이 방법은 비정상상태의 신호에 대해서는 잘 작동하지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 자연계의 신호가 대부분 비정상상태임을 고려하여 웨이블릿 기반으로 개발된 셈블란스 기법을 지구물리자료에 적용하였다. 첫 번째 사례는 지구자기장 자료처리로서, 원격으로 위치한 관측소의 자료끼리 서로 비교하여 상관성이 높은 신호만 남도록 필터링한 결과를 제시한다. 두 번째 사례는 중력과 자력탐사를 복합적으로 분석할 수 있는 방안으로서, 두 자료간 공간적 상관성이 높은 신호만을 추출하는 필터링 결과를 제시한다.

2009년 5월 2일 규모 4.0의 안동 지진이 발생한 시기에 기상청 청양 지자기 관측소에 기록된 자료를 이용하여 지자기 변동성을 분석하였다. 먼저 지자기 관측자료의 주성분을 이용하여 지자기 예측을 수행하고, 지진이 발생한 전후로 예측한 지자기장과 실제 관측된 지자기장 사이에 유의미한 변화량이 있는지 분석하였다. 두 번째로, 지진 발생일과 다른 날의 지자기장을 웨이블릿 셈블런스 기법을 통해 상호 비교하였다. 이 결과에서는 자기장의 수직성분에서 차이가 있음을 발견하였다. 마지막으로 3성분 자료에 대한 고유값 분석을 통해 지진 발생 시기 부근에 고유값의 변화가 발생하였는지 분석하였다. 청양 관측소의 위치가 지진 발생지점과 매우 많이 떨어져 있고 규모가 작아서 명확한 전조 현상을 발견할 수는 없었으나, 지진과 상관성이 높은 지자기 변동성을 발견하였다. 본 연구에서 개발된 다양한 지자기 신호처리 기술은 향후 전조현상 탐지를 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대 한다.

최근 제체 등의 수자원시설물에 대한 안정성 검토를 위해 전기비저항 탐사가 많이 수행되고 있다. 본 연구에서는 전기비저항 조사를 통해 제체의 안정성을 검토하고자할 때, 제체의 3차원 형상에 의한 효과를 정확히 분석하여야만 손상 구간을 파악할 수 있음을 제시하고자 한다. 이의 검토를 위해 3차원 전기비저항 모델링을 통해 3차원 형태의 제체 모양을 수치모델로 구현하고, 제체 내부의 상태에 따른 겉보기 비저항과 역산 결과를 분석하였다. 또한 실제 3차원 곡면 형태를 가진 제체에서 전기비저항 탐사를 수행하여 그 결과를 분석하였다. 그 결과, 단순히 2차원으로 해석하였을 때 이상대로 추정되었던 구간이, 실제로는 3차원 곡면에 의한 기하학적 효과였음이 밝혀졌으며, 3개월 뒤에 수행된 우기의 추가 조사와 추후 일부 굴착을 통하여 제체의 내부가 안전한 상태임을 확인하였다.

해일지진 및 해일유발지진의 특성을 기존의 연구결과인 규모, 모멘트, 에너지 그리고 단층의 길이 등의 자료를 이용하여 응력강하량 및 지체구조 관점에서 분석을 하였다. 해일지진(Tsunami Earthquake)은 일반 지진이나 해일유발지진(Tsunamigenic Earthquake)보다는 약 10bar 정도의 매우 낮은 응력강하량을 가지며 에너지/모멘트 비가 매우 작으며 주로 해구의 매우 낮은 경사의 스러스트 단층에서 발생하는 것으로 분석이 된다. 한편 동해에서 해일을 유발한 지진들은 약30∼50bar의 응력강하량로서 에너지/모멘트비가 세계평균과 비슷한 스러스트 단층에서 발생하는 것으로 유추된다. 따라서 응력강하, 에너지/모멘트 비, 그리고 스러스트 단층의 경사각은 지진해일 발생특성을 나타내는 인자로 대표될 수 있다.

기존의 연구에서 제안된 한반도내의 전도성 구조를 정량적으로 해석하기 위해 전도성 구조를 고려한 3차원 지자기 모델링을 수행하였다. 모델링 결과는 관측 유도 지시자를 잘 설명하며, 모델에서 설정된 임진강 벨트와 옥천대의 전도도 구조에 대한 가정이 유의미함을 보여주고 있다. 한반도의 서중부 관측점들(YIN, ICHN)은 임진강 벨트의 영향을 반영하는 것으로 보이며, 한반도 서남부의 관측점들(HNS, CHY, DZN, MWN)은 옥천대의 영향을 반영하는 것으로 보인다. 관측 유도 지시자로부터 해양효과를 제거한 차이 지시자를 계산하였는데, 한반도 서부의 관측점들은 주기 60분에서 관측 유도 지시자와 큰 차이를 보이지 않았고 특히 YIN, ICHN은 주기 10분부터 동일한 양상을 보여 주고 있는데 이러한 결과는 옥천대와 임진강 벨트가 심부까지 확장된 전도성 구조라는 가설을 지지한다.

Bayesian inversion for gravity and resistivity data was performed to investigate the cavity structure appearing as a lava tunnel in Cheju Island, Korea. Dipole-dipole DC resistivity data were proposed for a prior information of gravity data and we applied the geostatistical techniques such as kriging and simulation algorithms to provide a prior model information and covariance matrix in data domain. The inverted resistivity section gave the indicator variogram modeling for each threshold and it provided spatial uncertainty to give a prior PDF by sequential indicator simulations. We also presented a more objective way to make data covariance matrix that reflects the state of the achieved field data by geostatistical technique, cross-validation. Then Gaussian approximation was adopted for the inference of characteristics of the marginal distributions of model parameters and Broyden update for simple calculation of sensitivity matrix and SVD was applied. Generally cavity investigation by geophysical exploration is difficult and success is hard to be achieved. However, this exotic multiple interpretations showed remarkable improvement and stability for interpretation when compared to data-fit alone results, and suggested the possibility of diverse application for Bayesian inversion in geophysical inverse problem.