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.

최근에 수행되고 있는 중력 탐사는 고분해능의 중력계와 GPS(Global positioning system)를 통한 정밀한 측정과 측지가 이루어지고 있다. 중력탐사에서 모델링과 역산의 기술은 많은 발전이 있어왔지만, 중력자료처리는 거의 변화가 없었다. 통상적인 정밀한 중력 자료 보정을 통한 부우게이상은 측정점의 고도에서 기준면까지의 물질의 영향을 일정한 밀도를 이용해 제거해 버리기 때문에 측정점 바로 하부의 이상체에 의한 영향을 상당히 왜곡시키게 된다. 본 연구에서는 탐사 지역의 지형을 DEM(Digital Elevation Map) 자료와 Multiquadric equation을 이용하여 실제 지형과 유사한 Multiquadric surface를 자동적으로 구성하고, 이를 블록화 함으로써 보정의 대상이었던 기준면 상부에 대한 밀도를 탐사 지역의 지질 정보와 지형을 포함하는 역산을 통해 수치적으로 계산하였다. 이러한 지형을 포함한 역산 방법을 3차 원중력지형역산(3DGTI; 3-D Gravity Terrain Inversion)이라 한다. 이 연구의 효율성을 검증하기 위하여 주변암과 밀도차가 존재하는 관입지역에 대한 모델을 구성하고 적용한 결과 기존의 부게 보정 방법을 적용한 부게 이상도에 비해 자료의 왜곡이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다. 이를 통하여 지형 역산을 통한 객관적인 부게 밀도의 결정과 부게 보정시 실제의 수평적인 밀도 변화를 반영함으로써 기존의 문제점을 보완하였다. 게다가, 3DGTI로부터 얻어진 밀도분포는 지형의 윤곽을 그대로 표현하고 있어서 보다 실질적인 지질을 보여준다고 하겠다. 이 방법을 화강암체가 관입하고 있는 마산·창원 일대에서의 중력 탐사 자료에 적용해본 결과 기존 방법보다 관입 화강암체의 위치와 그 규모를 알아내는데 더 효과적이었다. 따라서, 수평적인 밀도 변화가 뚜렷하게 존재하는 지역의 경우, 새로운 중력 자료 처리 방법이 기존의 부게 보정에서 발생하였던 문제점을 해결함으로써 천부의 분해능을 높이고, 심부의 밀도 분포도 좀더 정확하게 계산할 수 있으리라 생각된다.

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.

In order to investigate the relationship between the distribution pattern of subsurface geological features and the Bouguer anomaly in the Eumseong area, Chungbuk Province, gravity values were measured from 290sites using Worden gravity meter. The study area consists of (1) Pre-Cambrian metamorphic rocks which were intruded by the Jurassic igneous rocks, (2) the Mesozoic Chopyeong and Baegyari Formation, and (3) the Basalt and Andesite which intruded the Cfiopyeong Formation. Terrain correction value using 0.5km X 0.5km blocks is an average of 0.9mgal (max. 1.8mgal, min. 0.1mgal). The depth of density boundary in the study area were calculated by power spectrum analysis with double Fourier transform and FFT. Downward continuation of gravity was performed using the sinχ/χ convolution method. To minimize the Gibbs phenomenon associated with the downward continuation, Hamming filter was used. The value of Bouguer anomaly is-8mgal to 4mga1. Direction of the regional anomaly is the NEW whose trend is parallel with regional structural features. Residual anomaly is low in sedimentary rocks of middle part and igneous rocks regions of eastern and western parts of the study area, whereas it is high in metamophic rocks and andesite vein of middle part. Mean depth of the density boundary is 1420m, and undulation aspect of the subterrain was highest in andesite region. The boundary depth is increasing from Chopyeong Formation to Baegyari Formation.

보은군 회남면 조곡리에는 옥천계 누층군내에 감람암의 노두가 발견되며 이 암석의 밀도는 2.9∼3.1 g/㎤로서 주변암석 보다 0.3g/㎤ 이상 크기 때문에 중력 탐사에 의한 감람암의 지하연장 규모를 추정할 만 하다. 본 지역과 주변지역에서 정밀측정을 실시한 결과 중력 이상치는 서측에서 18mgal, 동측에서는 8mgal 정도로 지역적 경향을 보이며 이로부터 분리한 국지적 중력이상은 감람암 노두지역 부근에서 4,3mgal 정도이다. 이를 분석 연구하여 감람암체가 약 3㎞ 이내의 뿌리를 갖고 있으며 지하로 들어갈수록 서측으로 경사되어 있음을 알 수 있었다. 따라서 감람암체는 현 위치에서 맨틀로부터 상승 분출했다기 보다 이미 분출된 후에 지각변동을 받아 이동된 듯하다.