[논문]지하투과레이다 기법을 이용한 부안 수성당 지역의 지하 유적 탐사

이현재; 전항탁; 윤설민; 함세영

doi:10.9720/kseg.2019.4.553

지하투과레이다 기법을 이용한 부안 수성당 지역의 지하 유적 탐사
Detection of Subsurface Ancient Remains in Sooseong Dang Area, Buan Using Ground Penetration Radar Technique 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.29 no.4, 2019년, pp.553 - 563

이현재 ((주)지오사이언스) , 전항탁 (부산대학교 지질환경과학과) , 윤설민 (부산대학교 지질환경과학과) , 함세영 (부산대학교 지질환경과학과)

초록
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고고학적 유적지 탐사의 최종 단계에서는 시굴과 발굴조사를 실시하지만, 초기 단계에는 비파괴방법인 지구물리탐사를 이용하여 지하의 유적지를 평가한다. 그 중에서도 GPR 탐사는 천부 지하에 대한 해상도가 높아 유적지 조사에 효과적으로 적용되어 왔다. 본 연구에서는 부안지역의 수성당 부근 지하에 매장되어 있는 유물을 찾기 위해서 지하투과레이다(Ground Penetration Radar, GPR) 탐사를 실시하였다. 1차 GPR 탐사는 세 개 지역(Site-1, 2, 3)에서 수행하였고, 1차 조사의 결과를 바탕으로 2차 세부 GPR탐사는 Site-3에서 수행하였다. 탐사 결과, 지표로부터 표토층, 풍화대, 기반암이 나타나는 것으로 파악되었으며, 뚜렷한 이상대는 심도 약 100 cm 내외에서 장축 방향의 측선과 평행한 동서에 가까운 방향성을 나타내고 있다. 이 GPR 이상대의 불규칙한 형태적 특징과 강신호의 단속적 분포 양상은 수성당에서 발견된 제사도구와 연관이 있을 것으로 판단된다. 이러한 GPR 탐사는 지하 천부에 매장되어 있는 고고학적 유적이나 유물을 탐지하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to survey archaeological sites, drilling and excavation are carried out at the final stage. However, at the preliminary stage, non-excavation geophysical prospection is used for assessing underground archaeological ruins. Among the geophysical prospecting techniques, Ground Penetration Radar (GPR) prospection has effectively been applied to historical sites due to its high resolution at shallow depths. In this study, the GPR prospection was conducted to find underground ruins near Suseong-Dang, the place of ancient rituals in Buan area, Korea. First, the GPR prospection was conducted at three sites (Site-1, 2, and 3), and subsequently, the GPR prospection was carried out at Site-3 in more detail. As a result of the prospection, the underground layered structure of the survey area consists of three layers, which are soil layer, weathered rock, and sound rock from the surface. And the GPR anomaly to the archaeological structure was clearly identified at around 100-cm depth showing est-west direction that is parallel to the long-axis array. This GPR anomaly of irregular geomorphological features and intermittent distribution may be related to the ritual remains found in Suseong Dang. The GPR prospection could be effectively used to detect archaeological sites or remains buried in the ground.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Location of the stud area and GPR survey lines.
그림 Fig. 2. Result of GPR survey at the Site-1
그림 Fig. 3. Result of GPR survey at the Site-2
그림 Fig. 4. Result of GPR survey at the Site-3.
그림 Fig. 5. Location and survey lines of the 2nd GPR pospecting at the Site-3.
그림 Fig. 6. Result of the 2nd GPR survey at the Site-3.
그림 Fig. 7. Anomaly section of 100-cm depth.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 수성당 및 주변 지역에 대한 GPR 탐사를 통해 제사 유구의 존재를 지시하는 이상대의 발달 유무와 공간적인 분포 범위를 파악하고자 한다. 수성당은 전라북도 부안군 변산반도국립공원 내 서해안과 접하고 있으며, 수성당 주변에는 삼국시대부터 바다와 인접한 지역을 따라 제사행위와 관련된 제사유물이 다수 발견되었고, 그 주변에는 신앙유적이 분포 하는 것으로 알려지고 있다(Jeonju National Museum, 1994).

가설 설정

수성당 주변지역에 대해서 1차로 2차원 GPR 탐사를 실시하였으며, 1차 탐사자료 분석 후 이상대 발달 구역에 대해 2차로 정밀 3차원 GPR 탐사를 실시하였다. 1차 탐사에서는 총 연장 약 1.32 km의 72개의 측선에 대하여 약 3 m 내외의 목적심도를 설정하고, 표토층의 전기전도도를 가정 ? 고려하여 400 MHz의 중심안테나를 사용하였다. 각 측선 시점부터 종점까지 줄자를 설치하였고, 측선도는 VRS 휴대용 GPS과 드론을 이용한 항공사진으로 작성하였다.

제안 방법

0 m로 설정하였고, 거리 보정은 survey wheel을 사용하여 보완하였다. 400 MHz 중심안테나를 사용하였으며, 수집한 자료의 처리는 boxcar, background 그리고 lowcut는 128 MHz, highcut는 500 MHz 대역으로 대역통과(band pass) 필터로 실시하였다. 현장작업은 탐사경계 설정, 측선설치, 위치측량 그리고 GPR탐사 순서로 실시하였다.
GPR 탐사는 1차, 2차로 나누어 실시하였으며, 1차 탐사는 세 개 영역(Site-1, 2, 3)에서 수행하였으며, 지표로부터 표토층, 풍화대, 기반암이 나타나는 것으로 파악되었고, Site-3에서만 뚜렷한 이상대의 발달이 확인되었다.
32 km의 72개의 측선에 대하여 약 3 m 내외의 목적심도를 설정하고, 표토층의 전기전도도를 가정 ? 고려하여 400 MHz의 중심안테나를 사용하였다. 각 측선 시점부터 종점까지 줄자를 설치하였고, 측선도는 VRS 휴대용 GPS과 드론을 이용한 항공사진으로 작성하였다. 영역별 측선 전개 내용은 Figs.
본 연구에서는 400 MHz 안테나를 사용하여 투과심도는 최대 약 5 m 정도로 측정하였으며, 평균적으로 적용되는 전파 속도인 1.0 mm/ns로 처리하였다. 지반의 특성(함수비, 토질 등)에 따라 전파속도가 다르기 때문에 CMP(Common Mid Point) 탐사에 의해서 지반의 전파속도를 구할 수 있으나, 지표에서 풍화대가 확인된 금번 현장과 같은 지역에서는 평균적으로 적용되는 전파속도인 1.
수성당 주변지역에 대해서 1차로 2차원 GPR 탐사를 실시하였으며, 1차 탐사자료 분석 후 이상대 발달 구역에 대해 2차로 정밀 3차원 GPR 탐사를 실시하였다. 1차 탐사에서는 총 연장 약 1.
전라북도 부안군 변산면에 위치하는 수성당 주변에서 GPR 탐사를 통해 제사 유구의 존재를 지시하는 이상대의 발달 유무와 공간적인 분포 범위를 파악하였다. GPR 탐사는 1차, 2차로 나누어 실시하였으며, 1차 탐사는 세 개 영역(Site-1, 2, 3)에서 수행하였으며, 지표로부터 표토층, 풍화대, 기반암이 나타나는 것으로 파악되었고, Site-3에서만 뚜렷한 이상대의 발달이 확인되었다.
5). 측선 간격은 1.0 m로 설정하였고, 거리 보정은 survey wheel을 사용하여 보완하였다. 400 MHz 중심안테나를 사용하였으며, 수집한 자료의 처리는 boxcar, background 그리고 lowcut는 128 MHz, highcut는 500 MHz 대역으로 대역통과(band pass) 필터로 실시하였다.
400 MHz 중심안테나를 사용하였으며, 수집한 자료의 처리는 boxcar, background 그리고 lowcut는 128 MHz, highcut는 500 MHz 대역으로 대역통과(band pass) 필터로 실시하였다. 현장작업은 탐사경계 설정, 측선설치, 위치측량 그리고 GPR탐사 순서로 실시하였다.

대상 데이터

1차 탐사결과 이상 신호대가 연속성을 띠고 비교적 강하게 나타나는 Site-3에 대해서 2차 정밀 GPR 탐사 지점을 선정 하였다(Fig. 5).
2차 정밀 GPR 탐사구역은 가로 42 m, 세로 15 m의 격자 모양이며, 격자 크기는 0.25 m로 가로 방향으로 9측선, 세로 방향으로 39측선이다(Fig. 5). 측선 간격은 1.
1차 탐사에서는 총 연장 약 1.32 km의 72개의 측선에 대하여 약 3 m 내외의 목적심도를 설정하고, 표토층의 전기전도도를 가정 ? 고려하여 400 MHz의 중심안테나를 사용하였다. 각 측선 시점부터 종점까지 줄자를 설치하였고, 측선도는 VRS 휴대용 GPS과 드론을 이용한 항공사진으로 작성하였다.
선상지/곡간지는 산지와 접하거나 산지 밀집 지역에서는 충적붕적층이 발달하며 하천변을 따라서는 충적층이 발달한다. 연구지역은 저구릉지/구릉지로서 잔적층이 발달하고 있음을 보여준다.
연구지역은 전라북도 부안군 격포리 산35번지 일원(동경 126°27 36.8 , 북위 35°38 38.5 )의 수성당과 그 주변 지역으로서 서해안의 변산반도내에 위치하며, 변산반도는 북쪽과 남쪽으로 각각 새만금 및 곰소만과 인접해 있다(Fig. 1).
연구지역인 수성당 지역은 변산반도의 서쪽 끝의 해안지대로서, 불규칙한 형태를 보이며 독립적으로 산재하고 있는 구릉성 산지와 그 사이의 넓은 충적평야로 대별된다. 연구지역의 북쪽 해안은 전체적으로 해안절벽 또는 비교적 넓은 폭의 암반 파식대지가 연장성을 보이며 있으며 비교적 불규칙한 해안선을 이루고 있다.

데이터처리

GPR탐사의 통계처리방법은 inverse distance 처리 후 5×5 low pass filter로 Time-slice 자료를 추출하였다(Fig. 6).

성능/효과

GPR 탐사는 보통 10 m 이하의 천부 지하에 대해서 고분해능의 영상을 연속적으로 얻을 수 있어 지하매설물, 배면공동, 터널 등의 구조물 내부나 지반 정보를 신속하고 경제적으로 획득할 수 있다. 또한 기존의 물리탐사법에 비해 장비 운용과 자료 수집 및 처리가 비교적 간단하고 결과 자료의 해상도 및 정밀도가 뛰어나 수 cm~수 m 크기의 구조물 탐사에도 효과 적으로 이용할 수 있다.
본 연구에서는 직접 유물을 발굴하기 이전에 GPR 탐사를 통하여 지하의 유구의 위치를 비교적 정확하게 탐지할 수 있었으며, 이는 수성당 지역에서 나타나는 지표 노두 결과와도 잘 일치하고 있다. 수성당에서 발굴된 유구는 제사도구이며, GPR 이상반사대의 불규칙한 형태적 특징과 강신호의 단속적 분포 양상은 이들 제사도구와 연관되는 것으로 판단된다.
0 cm 까지는 표토층으로 판단되며 뚜렷한 이상대는 확인되지 않는다. 심도 약 50~100 cm 범위의 풍화대층과인접한 2~8 m/10~13 m (X/Y) 범위에서 심도 변화와 관계없이 뚜렷한 이상신호 반사대가 분포하는 것으로 확인된다. 심도 약 100~221 cm구간에서는 2~8 m/10~13 m (X/Y) 범위에서 이상대 신호가 약하게 변화한다.
이상대가 확인되는 Site-3에서 2차 정밀 GPR 탐사를 실시한 결과, 2~8 m/10~13 m (X/Y) 범위에서 뚜렷한 반사이상대가 확인되었으나, 전체적으로는 반사이상대의 분포가 많지 않았다. 반사이상대는 장축 방향의 측선과 평행한 동서에 가까운 방향성을 나타나고 있다.

후속연구

GPR 이상반사대의 불규칙한 형태적 특징과 강신호의 단속적 분포 양상은 수성당 지역에서 발견된 제사도구와 연관되는 것으로 판단된다. 그러나 장방형의 집석 형태의 유구가 후대에 붕괴되거나 교란되었을 가능성도 배제할 수 없으므로, 이에 대한 고고학적 검토와 최종 해석이 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수성당 지역의 특징은?	연구지역인 수성당 지역은 변산반도의 서쪽 끝의 해안지대로서, 불규칙한 형태를 보이며 독립적으로 산재하고 있는 구릉성 산지와 그 사이의 넓은 충적평야로 대별된다. 연구지역의 북쪽 해안은 전체적으로 해안절벽 또는 비교적 넓은 폭의 암반 파식대지가 연장성을 보이며 있으며 비교적 불규칙한 해안선을 이루고 있다.
	수성당 지역의 북쪽 해안은 어떤 해안선을 이루고 있는가?	연구지역인 수성당 지역은 변산반도의 서쪽 끝의 해안지대로서, 불규칙한 형태를 보이며 독립적으로 산재하고 있는 구릉성 산지와 그 사이의 넓은 충적평야로 대별된다. 연구지역의 북쪽 해안은 전체적으로 해안절벽 또는 비교적 넓은 폭의 암반 파식대지가 연장성을 보이며 있으며 비교적 불규칙한 해안선을 이루고 있다. 반면 서쪽 해안은 수성당 주변과 채석강이 위치한 닭이봉 산체 주변에 해안절벽이나 암반 파식대지가 제한적으로 발달하며, 기타 지역은 격포해수욕장과 같은 해빈을 비롯하여 소규모의 만을 형성한다.
	국립문화재연구소에서 지구물리탐사를 적용한 사례는?	(1996)은 자력탐사와 전자기탐사를 이용하여 그리스의 Argolid에 있는 Hellenikon 피라미드와 Ligourio 피라미드를 탐사한 바 있다. 국내에서는 1970년대 후반 들어서 처음으로 고고유적탐사에 지구물리탐사를 도입하였으며 국립문화재연구소(2006)는 경주 사천왕사지, 경주 황성동 석실분 및 소연평도 패총을 비롯하여 일본의 요시노가리 옹관묘군과 사이토바루 전방후원, 캄보다아 타니(Tani) 가마터에 지구물리탐사기법을 적용하였다. Lee et al.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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