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초록
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Chirp SBP 탐사자료는 수 kHz의 고주파수대역의 자료로 다른 탄성파 탐사방법에 비해 고해상 자료이며 취득된 원자료를 기본적인 필터링 후 최종단면으로 이용할 수 있다. 그러나 고주파수 대역에서 발생할 수 있는 각종 잡음이 포함될 수 있고, 시간영역에서 기록된 단면은 복잡한 지형을 제대로 영상화하지 못할 가능성이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고, 향상된 영상을 얻을 수 있는 전산처리 흐름(workflow)을 구축하고, 국내대륙붕자료 처리에 적합한 변수를 분석하고자 하였다. 기본 전처리과정 후, 신호대잡음비 필터링을 통하여 고주파수 성분에 포함될 수 있는 각종 잡음을 제거하고, 경사스캔을 이용하여 반사이벤트의 연속성을 증가시키고, 중합후 심도구조보정을 수행하여 시간영역에서 기록된 지형의 왜곡을 진구조로 구조보정하는 과정을 포함시켰다. 이러한 과정을 국내에서 널리 이용되고 있는 탐사장비들을 이용하여 취득된 자료에 적용한 결과, 해상도가 향상된 심도영역 탄성파 단면을 제작할 수 있었다. 본 처리과정을 국내 대륙붕 탐사에 많이 취득되고 있는 Chirp SBP 전산처리에 적용할 시 해석이 용이한 탄성파 단면을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Chirp sub-bottom profilers (SBP) data are comparatively higher-resolution data than other seismic data and it's raw signal can be used as a final section after conducting basic filtering. However, Chirp SBP signal has possibility to include various noise in high-frequency band and to provide the dis...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만, 탐사 환경 및 지하구조의 복잡성에 의해 시간영역에서 기록된 탄성파 이미지가 실제 구조와 다르게 왜곡될 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 시간영역에서 기록된 지형의 왜곡을 진구조로 구조보정하는 중합후 심도구조보정을 수행하였다.
  • 그러나 Chirp SBP 탐사자료는 고주파수 대역에서 발생할 수 있는 각종 잡음이 포함될 가능성이 있고, 시간영역에서 기록된 단면은 복잡한 지형을 제대로 영상화하지 못할 수 있는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고 고품질의 Chirp SBP 심도영역의 지층 단면도를 제작하기 위하여 일련의 Chirp SBP 자료처리 흐름을 구축하고 국내에서 이용되고 있는 탐사장비로 취득된 자료에 적용하였다.
  • 또한, 퇴적물 음향학적 특성 및 물성 관련 연구 등에서는 Chirp SBP 탐사 시 중력 코어(gravity core), 피스톤 코어(piston core) 및 엔지니어링 시추를 통한 퇴적물 시료채취를 같이 수행되며, 이를 통해 퇴적물의 P파 속도를 비롯한 여러 물성을 측정한다(서영교 등, 2001; 이희일 등, 2002). 본 연구에서 수행한 심도구조보정을 통해 향후 퇴적물의 P파 속도를 이용한 심도영역 단면도 제작 가능성을 제시하였다.
  • Chirp SBP 전처리 과정은 일반적으로 자료취득시스템에서 간단하게 필터링 되어지는 과정에 국한된다. 본 전처리 과정에서는 상업용 2차원 해양탄성파 전산처리기법을 적용하여 보다 향상된 결과를 도출하고, 또한 Chirp SBP 탐사자료 본처리 과정에 적합한 신호를 만드는데 목적을 두었다.
  • 이에 본 연구에서는 국내에서 이용되고 있는 Chirp SBP 탐사 장비 중 2개 사의 제품에서 취득된 자료를 이용하여 Chirp SBP 탐사자료의 정밀처리를 위한 자료처리 흐름(workflow)을 구축하고, 그 적용성을 파악하고자 하였다. 연구에 적용한 자료는 동해 대륙붕 및 남해 연안에서 취득한 자료이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Chirp SBP 탐사자료의 한계는 무엇인가? Chirp SBP 탐사자료는 수 kHz의 고주파수대역의 자료로 다른 탄성파 탐사방법에 비해 고해상 자료이며 취득된 원자료를 기본적인 필터링 후 최종단면으로 이용할 수 있다. 그러나 고주파수 대역에서 발생할 수 있는 각종 잡음이 포함될 수 있고, 시간영역에서 기록된 단면은 복잡한 지형을 제대로 영상화하지 못할 가능성이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고, 향상된 영상을 얻을 수 있는 전산처리 흐름(workflow)을 구축하고, 국내대륙붕자료 처리에 적합한 변수를 분석하고자 하였다.
고해상 Chirp 해저지층탐사의 특징은 무엇인가? 해양탄성파탐사 중 하나인 고해상 Chirp 해저지층탐사(SBP; sub-bottom profiler)는 단일 주파수 음원을 가지는 시스템인 핑거(pinger), 부머(boomer), 스파커(sparker)의 짧은 펄스(shot pulse)와는 달리 시간에 따라 선형적으로 변하는 선형 스윕(linearly sweep) 즉, 주파수 변조(FM; frequency modulated) 펄스(pulse)를 송신한다(신성렬 등, 2009; Quinn et al., 1997). 송신되는 주파수 범위가 수 kHz대의 광대역폭을 가지고 있기 때문에 최적의 침투(penetration)와 수직 해상도(vertical resolution)를 가지고 있다(Quinn et al., 1997).
Chirp SBP 탐사는 어떤 분야에 활용되고 있는가? Chirp SBP 탐사는 연안 및 항만개발, 해저 파이프라인 및 케이블 설치, 준설작업 등을 위한 엔지니어링 탐사, 석유·가스 및 가스하이드레이트 등의 해양자원 탐사 및 개발, 제4기 지질학 연구, 해저지질도 작성, 환경 탐사 등 해양 탐사에서 널리 활용되고 있다(Plets et al., 2008; 김찬수 등, 2009; 신성렬 등, 2009).
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참고문헌 (19)

  1. 김원식, 박근필, 김현도, 정순홍, 구남형, 이호영, 박의섭, 2010, 대천-원산도 해저터널 부지조사를 위한 단일채널 탄성파자료의 정밀 처리 및 분석, 지구물리와 물리탐사, 13(4), 336-348. 

  2. 김종천, 이호영, 김지수, 강동효, 2003, 상호상관기법을 이용한 고분해능 천부해저탄성파탐사 자료에서의 너울효과 제거, 지구물리, 6(1), 31-38. 

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  4. 김찬수, 김현도, 김진후, 2008, 해저매몰체 탐지를 위한 Chirp SBP의 주파수에 따른 해상도 비교, 2008년도 한국마린엔지니어링학회 공동학술대회 논문집, 173-174. 

  5. 김창길, 서성호, 조재권, 오태건, 서영교, 2009, 탄성파탐사 및 퇴적물분석에 의한 인공어초의 침하 예측, 2009년도 한국마린엔지니어링학회 공동학술대회 논문집, 355-356. 

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  7. 신성렬, 김찬수, 여은민, 김영준, 하희상, 2006, SBP 탐사를 이용한 사석분포 Mapping, 한국지구시스템공학회지, 43(3), 194-205. 

  8. 신성렬, 임민혁, 장원일, 임종세, 윤지호, 이성민, 2009, 인공어초지역에 대한 사이드스캔소나와 SBP 탐사 자료처리, 지구물리와 물리탐사, 12(2), 192-198. 

  9. 이희일, 신동혁, 주형태, 김혜령, 2002, 진해-마산만의 퇴적분지연구, 한국해양환경공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집, 355-360. 

  10. 장재경, 김한준, 주형태, 석봉출, 박건태, 유해수, 양승진, 1998, 광역주파수 음향반사자료의 K-L 변환을 이용한 해저면 분류: 지질음향 모델링을 위한 유용한 방법, The Sea, 3(3), 158-164. 

  11. 한국지질자원연구원, 2009, 해저 천부가스 부존 및 특성규명 기술 연구 결과 보고서. 

  12. Gutowski, M., Bull, J. M., Dix. J. K., Henstock, T. J., Hograrth, P., Hiller, T., Leighton, T. G., and White, P. R., 2008, 3D high-resolution acoustic imaging of the sub-seabed, Applied Acoustics, 69, 262-271. 

  13. Plets, R. M. K, Dix, J. K., Adams, J. R., and Best, A. I., 2008, 3D reconstruction of a shallow archaeological site from high-resolution acoustic imagery: The Grace Dieu, Applied Acoustics, 69, 399-411. 

  14. Plets, R. M. K, Dix, J. K., Adams, J. R., Bull, J. M., Henstock, T. J., Gutowski, M., and Best, A. I., 2009, The use of a highresolution 3D Chirp sub-bottom profiler for the reconstruction of the shallow water archaeological site of the Grace Dieu (1439), River Hamble, UK, Journal of Archaeological Science, 36, 408-418. 

  15. Quinn, R., Bull, J. M., Dix, J. K., and Adams, J. R., 1997, The Mary Rose site-geophysical evidence for paleo-scour marks, The International Journal of Nautical Archaeology, 26(1), 3-16. 

  16. Quinn, R., Bull, J. M., and Dix, J. K., 1998, Optimal processing of marine high-resolution seismic reflection (Chirp) data, Marine Geophysical Researches, 20, 13-20. 

  17. Schwamborn, G. J., Dix, J. K., Bull, J. M., and Rachold, V., 2002, High-resolution seismic and ground penetrating radar-Geophysical profiling of Thermokarst Lake in the Western Lena Delta, Norther Siberia, Permafrost Periglac. Process, 13, 259-269. 

  18. Szuman, M., Berndt, C., Jacobs, C., and Best, A., 2006, Seabed characterization through a range of high-resolution acoustic systems-a case study offshore Oman, Marine Geophysical Researches, 27, 167-180. 

  19. Vardy, M. E., Dix, J. K., Henstock, T. J., Bull, J. M., and Gutowski, M., 2008, Decimeter-resolution 3D seismic volume in shallow water: A case study in small-object detection, Geophysics, 73(2), B33-B40. 

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