최근 도로하부에 생성된 동공으로 인한 도로함몰이 빈번하게 발생되고 있다. 동공의 주요 발생 요인으 로는 굴착복구 시 다짐불량, 노후 하수관 파손, 대형공사장 지하수처리 미비 등으로 알려져 있다. 서울시 에서는 도로함몰을 사전에 예방하기 위하여 지표투과레이더(GPR, Ground Penetrating Radar)를 이용 한 동공탐사를 2015년부터 본격적으로 실시하였다. GPR 시험에서는 전자기파가 유전율이 상이한 재료 경계부에서 반사되는 특성을 이용하여 포장층 두께, 지하매설물의 위치 등을 탐지할 수 있다. GPR 안테 나는 주파수 대역, 채널 수, 설치방법 등에 따라 다양한 형식을 가진다. 서울시의 경우 도로함몰로 발전할 확률이 높은 1.5m 내외의 얕은 심도의 동공을 탐지하기 위하여 250MHz 또는 500MHz 접촉식 안테나를 사용하고 있다. 조사연장이 긴 차도에는 조사 효율성이 높은 16채널 안테나를 사용하고, 좁은 폭의 차도 및 보도에는 단채널 안테나를 사용하고 있다. 본 연구에서는 서울시에서 실시한 GPR 시험으로부터 획득 한 GPR 신호로부터 동공 및 지하매설물, 자갈 등을 구분하기 위한 정성적 패턴 분석을 실시하였다. 일반 적으로 원형, 연속적인 형태를 가지는 하수관에서 반사된 GPR 신호는 위로 볼록한 포물선 형상으로 되어 있고 반사강도가 크게 나타난다. 반면 동공 대부분은 비정형, 불연속 형태이므로 신호패턴이 찌그러진 비 대칭형 포물선으로 나타내고, 반사파의 강도가 약하거나 (+)신호와 (–)신호가 뒤바뀌는 경향으로 나타났 다. 또한 지하매설물은 1.0~1.5m 사이에 위치하므로 약 30cm 두께의 아스팔트 포장층에서 1.0m 이상 깊은 곳에서 신호가 나타난다. 반면 동공의 경우 포장층 직하부에 주로 존재하므로 포물선의 상부가 포장 층에 가까이 나타났다. 그러나 포장하부에 존재하는 건설폐기물, 자갈 등도 동공신호와 유사하게 나타나 므로 탐지율을 향상시키기 위해서는 더 많은 GPR 신호 패턴이 필요하다.

Using GPR(Ground Penetrating Radar) Precise Inspection, the real lining thickness of the tunnel damage was determined and detailed analysis was performed to provide a more accurate structural safety assessment of the tunnel damage. Through this study, It is presented to provide a guide for the application of the tunnel for inspection and diagnosis.

recently, information about buried objects has been needed for redevelopment and reorganization of the complicated urban environment. Accidents caused by pipeline damages, such as gas lines, communication lines and underground electric power lines, are results of loss of people and property. Therefore, information on underground obscured material is essential for safety and construction progress. GPR (Ground Penetrating Radar) investigation has advantages of high resolution, ease of utilization and strong electromagnetic noise when using high frequency. However, the GPR detection data image is not visible and has a problem that it is interpreted differently according to the skill of the inspector. Therefore, this study was conducted to verify the visualization of detection data using computer vision based on GPR detection data. Canny edge and Harris corner detection were applied to the GPR image data to detect the hyperbolic shape. By using this to increase the visibility, it will contribute to the reliable result in the buried detection.

To get the empirical data of GPR detection and to develop the image prosessing program of GPR detection data, GPR detection were proceed by the underground pipes and cavities buried in the Chamber. In the case of non pavement and asphalt pavement, water filled cavity that was buried in 0.7m depth was able to detection. But in the case of 1.0 m and 1.3 m buring depth, water filled cavity was not able to detection. In the case of non-reinforced and reinforced concrete pavement, it was difficult to detect the cavity caused by signal interference. GPRiPP programs was developed for image processing of the GPR detection data. The major processing algorithm were background removal, stacking and gain function. With proper image processing of gain function and background removal in GPRiPP program, it was showed that similar results can be obtained with conventional image processing program.

본 연구에서는 토조에 설치한 관의 종류 및 매립 깊이, 공동 깊이 및 포장 조건 등에 대한 GPR(Ground Penetrating Radar) 탐사를 진 행하여 매립관의 종류 및 공동 탐사 능력을 실험적으로 규명하였다. 아스팔트 포장 및 비포장의 경우, 콘크리트 포장 및 철근 콘크리트 포장 대 비 매립관의 탐사가 용이한 것으로 평가되었다. 또한 공기 공동의 경우, 매립 깊이 1 m에서는 탐지가 가능한 것으로 평가되었다.

Because aging sewer on the ground due to cavitation are a lot of social problems occur, the existing aging pipes are to be replaced. But is not easy to accurately detect the aging water and sewage pipes. In this research, we present a technique that can detect defective sewerage pipes used in GPR through Test-bed, which can be used as urban planning resources for water supply and drainage pipes replaced.