지하투과레이더 신호의 보정을 통한 도심지 내 지반 이상구간의 검측

강성훈,이종섭,이성진,이진욱,홍원택,Kang, Seonghun,Lee, Jong-Sub,Lee, Sung Jin,Lee, Jin Wook,Hong, Won-Taek 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.3

도심지 내 지반침하는 공동의 생성 및 체적함수비의 급격한 변화에 의하여 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 보정 기법이 적용된 지하투과레이더 신호를 이용하여 도심지 내 공동 및 체적함수비의 급격한 변화가 발생한 지반 이상 구간을 검측하고자 하였다. 지반 이상구간에 대한 신호 획득을 위하여 구형의 공동을 모사한 모형지반을 대상으로 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 필터링 기법을 적용하여 설정한 대역폭을 통과하는 신호만을 측정하였으며, 이후 이득 함수, 타임 제로, 배경 제거, 디콘볼루션, 영상 이득 기법을 적용하고 각 기법의 적용에 따른 신호의 변화양상을 비교하였다. 신호처리 및 영상화 기법을 적용한 결과, 공동 발생 구간의 전기적 임피던스 대소관계에 부합하는 위상이 나타났다. 지하투과레이더 측정 신호를 이용하여 산정한 상대 유전율과 모형지반의 체적함수비를 이용하여 예측한 상대 유전율을 비교한 결과, 각 방법으로 도출된 상대 유전율은 서로 유사한 값을 보였다. 이를 통하여 도심지와 같이 매설물의 깊이가 알려져 있는 경우, 보정된 지하투과 레이더 신호를 통하여 체적함수비의 급격한 변화 구간 또한 검측할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서 제시된 신호의 보정 기법과 상대 유전율의 산정은 도심지 내 공동 발생 구간 및 체적함수비의 급격한 변화 구간과 같은 이상구간 검측에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. The subsidence of ground in urban area can be caused by the occurrence of the cavity and the change in ground volumetric water content. The objective of this study is the detection of abnormal area of ground in urban area where the cavity or the change in ground volumetric water content is occurred by the ground penetrating radar signal. GPR survey is carried out on the test bed with a circular buried object. From the GPR survey, the signals filtered by the bandpass filtering are measured, and the methods consisting of gain function, time zero, background removal, deconvolution and display gain are applied to the filtered signals. As a result of application of the signal processing methods, the polarity of signal corresponds with the relation of electrical impedance of the cavity and the ground in test bed. In addition, the relative permittivity calculated by GPR signal is compared with that of predicted by volumetric water content of the test bed. The relative permittivities obtained from two different methods show similar values. Therefore, the abnormal area where the change in ground volumetric water content is occurred can be detected from the results of the GPR survey in case the depth of underground utilities is known. Signal processing methods and estimation of relative permittivity performed in this study may be effectively used to detect the abnormal area of ground in urban area.

논문 : 실내 모형과 현장 충적층에서 지하투과레이더를 이용한 지하수면 추정

김병우 ( Byung Woo Kim ),김형수 ( Hyoung Soo Kim ),최두형 ( Doo Houng Choi ),고용권 ( Yong Kwon Koh ) 대한지질공학회 2013 지질공학 Vol.23 No.3

지하수면과 불포화대의 수분 포화도가 지하투과레이더(GPR) 신호에 미치는 영향을 연구하기 위하여 실내 토조와 충적층 현장에서 GPR 조사를 수행하였다. 실내의 모래 채움 토조 실험에서, 지하수위를 변화시키기 위해 물을 탱크 바닥에 설치된 밸브를 통해 주입하고 배수시켰다. 지하수위와 수분포화도를 추정하기 위하여 모래 채움 토조에서 GPR 수직반사법(이후, VRP) 자료가 획득되었다. 실내 모래 채움 토조에서 획득한 GPR 신호는, 지하수위는 물론 함수율 변화에도 민감하게 반응함을 보여준다. 불포화대에서 GPR 속도는 함수율 변화에 따라 크게 조절되며, 주시 시간의 증가는 포화도의 증가로 해석된다. 함안군 이룡리 낙동강변 충적층에서 220m에 달하는 VRP 조사가, 지하수위를 추정하기 위하여 수행되었다. 현장 조사 결과, 포화 조건에서 GPR 신호의 첫 번째 반사면은 모관 상승에 의한 경계부를 지시하며, 실제 지하수면과는 차이가 있음을 지시한다. 보다 정확한 지하수위를 추정하기 위하여, Well-3호공 주변에서 중앙공심점(common mid-point, 이후, CMP) 방식 GPR 조사를 수행하였다. 그 결과, 모관 상승 경계부와 지하수면 속도를 구하였고, 이는 보다 상세한 지하수면과 심도별 포화도 정보를 제공하였다. 지하수면과 포화도 정보를 포함하는 GPR 조사 결과는 통기대의 현장 수리 지질학적 특성 조사에 유용한 수단이다. Ground penetrating radar (GPR) surveys were conducted in a sand tank model in a laboratory and at an alluvial field site to detect the groundwater table and to investigate the influence of saturation on GPR response in the unsaturated zone. In the sand tank model, the groundwater table and saturation in the sand layer were altered by injecting water, which was then drained by a valve inserted into the bottom of the tank. GPR vertical reflection profile (VRP) data were obtained in the sand tank model for rising and lowering of the groundwater table to estimate the groundwater table and saturation, Results of the lab-scale model provide informatiou on the sensitivity of GPR signals to changes in the water content and in the groundwater table. GPR wave velocities in the vadose zone are controlled mainly by variations in water content (increased travel time is interpreted as an increase in saturation), At the field site. VRP data were collected to a depth of 220 m to estimate the groundwater table at an alluvial site near the Nakdong river at Iryoug-ri. Haman-gun, South Korea. Results of the field survey indicate that nuder saturated conditions, the first reflector of the GPR is indicative of the capillary fringe and not the actual groundwater table. To measre the groundwater table more accurately. we performed a GPR survey using the common mid-point (CMP) method in the vicinity of well-3, and Sunk a well to check the groundwater table. The resultant CMP data revealed reflective events from the capillary fringe and groundwater table showing hyperbolic patterns. The normal moveont correction was applied to evaluate the velocity of the GPR, which improved the accuracy of saturation and groundwater table information at depth. The GPR results show that the saturation information, including the groundwater table. is useful in assessing the hydrogeologic properties of the vadose zone in the field.

지하투과레이더 탐사의 고생물학적 적용

김지수(Ji-Soo Kim),김원기(Won-Ki Kim),정교철(Gyo-Cheol Jeong),이동찬(Dong-Chan Lee),이동진(Dong-Jin Lee) 한국고생물학회 2008 고생물학회지 Vol.24 No.2

매몰상태에 있는 나무화석의 분포 및 유무를 확인하기 위한 지하투과레이더 탐사를 화석이 일부 노출된 경북 안동시 위리지역에서 실시하였다. 이 연구에서는 송신 안테나에서 지하로 입사시켜 매질 경계면이나 회절체(나무화석)에서 각각 반사되거나 회절되어 돌아오는 450 ㎒와 900 ㎒의 레이더 파를 수신 안테나에서 감지하여 깊이 1m 내에 있는 나무화석의 분포를 파악하고자 하였다. 화석에 대한 반사 이벤트는 지반에서의 파열 및 교란 효과로 직접 확인할 수는 없었다. 그러나 자료처리를 통해 밝혀진 나무화석의 회절 이벤트들은 부분적으로 지표에 노출된 구간과 일치하였으며 실제로 20㎝ 가량 파헤쳐서 관찰된 구조와 상관되었다. 따라서 이러한 실험은 그 동안 작은 물성대비 및 복잡한 지반환경 등의 문제로 널리 적용되지 않았던 나무화석에 대한 레이더탐사가 지질환경 및 탐사조건에 따라 그 적용이 가능하다는 것을 시사한다. 차후 화석 자체의 물성들을 분석하고 호층의 다중반사 효과와 층의 파열에 기인한 회절 이벤트들을 고려한 자료수집 및 처리 과정을 거치면 더욱 정확한 해석이 가능할 것으로 보인다. A GPR(ground-penetrating-radar) survey was conducted at the Wiri area of the Andong, Korea to delineate the buried wood fossils. The site was primarily chosen due to the presence of fossils exposed in part of the surface. The GPR common-offset profile with the 450 ㎒ and 900 ㎒ antennas was used to investigate and confirm the wood fossils, buried to a depth of about 1m, by mapping the reflection and diffraction events. Diffraction events for the fossils in the section are well correlated to the exposed ones in terms of continuity and direction of the event images across the lines. This interpretation was supported by uncovering the soils and confirming the shallower fossils 20 ㎝ deep at the position of diffraction apex. It is therefore suggested that GPR method, hardly applied due to small physical-property contrast and complex ground condition, will be readily applicable to the mapping of wood fossils when geological environment and survey condition are well provided. Fossils will be accurately located when additional information on the physical property of the fossil itself becomes available, and careful data acquisition and efficient processing strategies are explored in the future.

지하투과레이더를 활용한 팔공산 도립공원 북바위 내부구조 연구

김형기,백승호,김승섭,이나영,권장순 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.6

경상북도 군위군 부계면 동산리에 위치한 팔공산 도립공원의 한 등산로에는 ‘북바위’라 불리는 화강암질 암체가 존재한다. 이 암체에서는 특정 부위를 타격했을 때 북과 같은 타악기에서 발생하는 공명음과 유사한 공명 현상이 발생한다. 이러한 소리를 발생시키는 공명 현상의 지질학적 원인으로는 화강암 생성 과정에서 내부 기체가 빠져나가면서 형성된 공동이 존재할 가능성과 생성 이후 지질학적으로 오랜 기간 동안 겪은 풍화 작용에 의한 박리 현상에 기인할 가능성이 있다. 이 연구에서는 북바위 화강암체에서 공명을 일으키는 내부구조를 보다 정밀하게 파악하기 위하여 비파괴 탐사기법인 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 지하투과레이더 탐사 기법은 수 MHz에서 수 GHz범위의 고주파레이더 신호를 탐사 대상의 표면에서 내부로 투과시켜 물성의 변화 혹은 불연속면이 존재하는 곳에서 반사되는 반사파들의 진폭을 기록하여 해석한다. 화강암체 최외곽 표면에 존재할 것으로 추정되는 내부구조를 영상화하는 것이 연구 목표이므로 탐사 심도는 얕지만 고해상도 자료 획득이 가능한 1 GHz 레이더를 이용하였다. 3차원 내부구조 영상화를 위하여 암체 표면에 격자를 구성하여 탐사를 수행하였다. 탐사 자료 해석 결과 북소리와 같은 공명이 일어나는지점들에서 강한 반사 레이더파가 관찰되었으며, 위치에 따라 균열과 공동에서의 반사파 특징이 모두 관찰되었다. 또한 공명이 가장 크게 일어나는 지점에서 두 불연속면이 교차하면서 만들어진 공동 구조가 관찰되었다. 주어진 균열구조를 반영하는 수치 모델을 적용하여 계산한 결과, 공명 현상에는 화강암의 박리 작용에 의한 균열과 암석 생성 당시의 미아롤리틱 구조가 함께 기여한 것으로 보인다. 이와 같이 일반 대중의 흥미를 유발하는 지질 구조체에 대한 비파괴 탐사 기반의 영상화 연구 활동은 지구과학 대중화에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

매장 문화재 공간 분포 결정을 위한 지하투과레이더 영상 분석 자동화 기법 탐색

권문희,김승섭 대한자원환경지질학회 2022 자원환경지질 Vol.55 No.5

지구물리탐사기법은 매장 문화재 조사에 필요한 높은 해상도의 지하 구조 영상 생성과 매장 유구의 정확한 위치 결정하는 데 매우 유용하다. 이 연구에서는 경주 신라왕경 중심방의 고해상도 지하투과레이더 영상에서 유구의 규칙적인 배열이나 선형 구조를 자동적으로 구분하기 위하여 영상처리 기법인 영상 특징 추출과 영상분할 기법을 적용하였다. 영상 특징 추출의 대상은 유구의 원형 적심과 선형의 도로 및 담장으로 캐니 윤곽선 검출(Canny edge detection)과 허프 변환(Hough Transform) 알고리듬을 적용하였다. 캐니 윤곽선 검출 알고리듬으로 검출된 윤곽선 이미지에 허프 변환을 적용하여 유구의 위치를 탐사 영상에서 자동 결정하고자 하였으나, 탐사 지역별로 매개변수를 달리해서 적용해야 한다는 제약이 있었다. 영상 분할 기법의 경우 연결 요소 분석 알고리듬과 QGIS에서 제공하는 Orfeo Toolbox (OTB)를 이용한 객체기반 영상분석을 적용하였다. 연결 요소 분석 결과에서, 유구에 의한 신호들이 연결된 요소들로 효과적으로 인식되었지만 하나의 유구가 여러 요소로 분할되어 인식되는 경우도 발생함을 확인하였다. 객체기반 영상분석에서는 평균이동(Large-Scale Mean-Shift, LSMS) 영상 분할을 적용하여 각 분할 영역에 대한 화소 정보가 포함된 벡터 레이어를 우선 생성하였고, 유구를 포함하는 영역과 포함하지 않는 영역을 선별하여 훈련 모델을 생성하였다. 이 훈련모델에 기반한 랜덤포레스트 분류기를 이용해 LSMS 영상분할 벡터 레이어에서 유구를 포함하는 영역과 그렇지 않은 영역이 자동 분류 될 수 있음을 확인하였다. 이러한 자동 분류방법을 매장 문화재 지하투과레이더 영상에 적용한다면 유구 발굴 계획에 활용가능한 일관성 있는 결과를 얻을 것으로 기대한다.

도심지 도로 지하공동 탐지를 위한 딥러닝 기반 GPR 자료 해석 기법

최병훈,편석준,최우창,조철현,윤진성 한국지구물리.물리탐사학회 2022 지구물리와 물리탐사 Vol.25 No.4

Ground subsidence on urban roads is a social issue that can lead to human and property damages. Therefore, it is crucial to detect underground cavities in advance and repair them. Underground cavity detection is mainly performed using ground penetrating radar (GPR) surveys. This process is time-consuming, as a massive amount of GPR data needs to be interpreted, and the results vary depending on the skills and subjectivity of experts. To address these problems, researchers have studied automation and quantification techniques for GPR data interpretation, and recent studies have focused on deep learning-based interpretation techniques. In this study, we described a hyperbolic event detection process based on deep learning for GPR data interpretation. To demonstrate this process, we implemented a series of algorithms introduced in the preexisting research step by step. First, a deep learning-based YOLOv3 object detection model was applied to automatically detect hyperbolic signals. Subsequently, only hyperbolic signals were extracted using the column-connection clustering (C3) algorithm. Finally, the horizontal locations of the underground cavities were determined using regression analysis. The hyperbolic event detection using the YOLOv3 object detection technique achieved 84% precision and a recall score of 92% based on AP50. The predicted horizontal locations of the four underground cavities were approximately 0.12 ~ 0.36 m away from their actual locations. Thus, we confirmed that the existing deep learning-based interpretation technique is reliable with regard to detecting the hyperbolic patterns indicating underground cavities. 도심지 도로에서의 지하공동 붕괴로 인한 지반침하 문제는 인명 및 재산 피해로 이어질 수 있기 때문에 이를 예방하기 위해서는 사전에 지하공동을 탐지하고 복구하는 과정이 필요하다. 지하공동 탐지는 주로 지표투과레이더(ground penetrating radar, GPR) 탐사를 통해 이 루어지는데, 방대한 탐사 자료로 인해 해석에 많은 시간이 소모되고 전문가의 숙련도와 주관에 따라 해석 결과가 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 GPR 자료 해석 자동화 및 정량화 기법들이 연구되어 왔으며, 최근에는 딥러닝 기반의 해석 기법들이 많이 활용되 고 있다. 이 연구에서는 딥러닝 기반의 GPR 자료해석 기법 중 쌍곡선(hyperbola) 신호를 탐지하는 과정에 대해 기존 연구에서 개발된 기 법을 단계별로 실증 예제를 통해 설명하였다. 먼저, 쌍곡선 신호를 자동으로 탐지하기 위해서 딥러닝 기반 YOLOv3 객체탐지 기법을 적 용했다. 다음으로는 column-connection clustering (C3) 알고리즘을 통해 쌍곡선 신호만을 추출하였고, 최종적으로 회귀분석을 통해 지하 공동의 수평위치를 결정했다. YOLOv3 객체탐지 기법을 이용한 쌍곡선 신호 탐지 성능은 AP50 기준으로 정밀도 84%, 재현율 92%를 달 성했다. 지하공동 수평위치 정확도는 4개 샘플에 대해 실제 위치와 약 0.12 ~ 0.36 m 정도의 차이를 보였다. 이를 통해 지하공동에 의해 나 타나는 쌍곡선 신호에 대한 딥러닝 기반 탐지 기법의 적용성을 확인할 수 있었다.

비파괴 전자탐사에 의한 지하 매설물의 정밀탐지

손호웅,이승희,이강원 한국비파괴검사학회 2002 한국비파괴검사학회지 Vol.22 No.3

지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 비파괴적인 조사방법으로 GPR(Ground Penetrating Radar ; 지하투과레이다; 지하레이다) 탐사법이 국내외적으로 많이 활용되고 있으나, 가탐심도가 일반적으로 5m이내로서 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 비파괴 GPR탐사법의 제약을 극복하고자 일반적인 매설심도(물리탐사적으로는 얕은 곳)에 위치한 지하매설물임에도 불구하고 탐지가 안 되는 지역을 선정하여, 토질분석에 의해 탐사가 되지 않는 원인규명과 함께 효과적으로 지하매설물을 탐지할 수 있는 새로운 비파괴 전자(전자)탐사법을 제시하였다. 본 연구에서는 2kHz-4MHz 대역의 지하조사를 위한 고주파수대역 전자탐사법을 개발, 적용하였다. 고주파수대역 전자탐사는 주파수대역 탐사이며, 인공적으로 에너지원(원)을 방출하는 능동적인 탐사법으로서 가탐심도는 약 30m 정도이다. 서로 수직한 전기장과 자기장을 측정하여 임피던스를 계산하며, 이로부터 측점 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 해석하게 된다. 또한, 비접촉 용량전극을 채택하여 측정시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 및 잡석으로 포장된 지역에서도 조사가 용이하며, 신호중첩에 의해 고압선 등에 의한 잡음을 감소시킬 수 있게 되었다. 다른 탐사방법으로는 발견할 수 없었던 지하매설관에 대해서 본 고주파수대역 전자탐사를 성공적으로 정밀하게 적용할 수 있었다. 본 연구결과를 지하매설물의 위치 및 깊이 확인을 위한 정밀 지하측량, 지반조사 및 문화 유적지조사 등에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. To detect the position and depth of buried underground utilities, method of Ground Penetrating Radar(GPR) survey is most commonly used. However, the skin-depth of GPR is very shallow, and in the places where subsurface materials are not homogeneous and are compose of clays and/or salts and gravels, GPR method has limitations in application and interpretation. The aim of this study is to overcome these limitations of GPR survey. For this purpose the site where the GPR survey is unsuccessful to detect the underground big pipes is selected, and soil tests were conduced to confirm the reason why GPR method was not applicable. Non-destructive high-frequency eledtromagnetic(HFEM) survey was newly developed and was applied in the area to prove the effectiveness of this new technique. The frequency range 2kHz-4MHz and the skin depth is about 30m. The HFEM measures the electric field and magnetic field perpendicular to each other to get the impedance from which vertical electric resistivity distribution at the measured point can be deduced. By adopting the capacitive coupled electrodes, it can make the measuring time shorter, and can be applied to the places covered by asphalt and/or concrete. In addition to the above mentioned advantages, noise due to high-voltage power line is much reduced by stacking the signals. As a result, the HFEM was successful in detecting the buried underground objects. Therefore this method is a promising new technique that can be applied in the lots of fields, such as geotechnical and archaeological surveys.

지하투과레이다 기법을 이용한 부안 수성당 지역의 지하 유적 탐사

이현재,전항탁,윤설민,함세영 대한지질공학회 2019 지질공학 Vol.29 No.4

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. 고고학적 유적지 탐사의 최종 단계에서는 시굴과 발굴조사를 실시하지만, 초기 단계에는 비파괴방법인지구물리탐사를 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 단속적분포 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.

지표투과레이더 탐사를 이용한 지표천부 단층 연구

KOBAYASHITAKAO,선창완,최진혁 대한지질학회 2022 지질학회지 Vol.58 No.4

Recent Mw 5 class earthquakes reminded us that Korea is not a land that is free from earthquake hazard. Hence, the government has promoted updating hazard information regarding known fault systems as well as surveying/documenting yet-to-know faults for a purpose of mitigating possible damages associated with moderately large earthquakes. We utilize in our study those geophysical exploration devices/techniques which has been more popular to geologic field survey these years such as Light Detection and Ranging (LiDAR) and Ground Penetrating Radar (GPR). This paper introduces GPR survey techniques that are applied to study of near surface geologic structure in a context of active fault study. Three survey techniques are described, i.e. conventional single line survey, multiple lines survey, and orthogonal dual polarimetric survey, and the case results of these survey techniques are presented. The single line survey is typically performed to investigate secondary geological structures associated with an active fault. The results of surveying of the Southern Yangsan Fault zone revealed secondary geological structures associated with the Yangsan Fault. The multiple lines survey is carried out to investigate three dimensional geologic structure. We carried out the survey in a survey site of Baekmaryeong, Eumseong to image three dimensional fault structure. We also performed the survey In Mogod, Mongolia where a Mw 7.1 earthquake took place in 1967, and successfully imaged a paleo-river which was covered by unconsolidated sediments in order to determine the horizontal offset markers of the Mogod fault. Finally, the orthogonal dual polarimetric survey is carried out to detect a vertical fault that occurs in a base rock which is covered by a surface soil layer. We applied this technique to a survey site in Ulsan to detect a vertical fault under a few tens of centimeter thick soil layer. 최근에 경상 지역에서 발생한 Mw 5급 지진들을 계기로 중대형지진으로 인한 지질재해 발생가능성과 함께단층 및 고지진 연구의 중요성이 높아지면서, 다학제 연구를 통해 미고결 퇴적층에 피복된 단층에 대한 조사가진행 중이다. 이 논문에서는 천부지구물리탐사 중 지하투과레이더(Ground Penetrating Radar: GPR) 탐사에 대해 국내외 단층 조사현장에서 수행 중인 탐사 기법과 사례를 소개하고 토의한다. 우선, 단일측선 GPR 탐사는남부 양산단층의 4개 지점에서 수행된 사례를 통해 단층대 내에 발달하는 피복된 지질구조를 탐지할 수 있음을보여준다. 다음으로 다중측선 GPR 탐사는 음성 백마령 일대 단층 조사와 몽골 모고드단층의 변위지시자인 고하천 조사 사례를 통해 단층의 기하와 변위량을 평가할 수 있음을 보여준다. 마지막으로 다중측선 직교편파GPR 탐사는 울산 미호일 일대 단층 조사 사례를 통해 피복된 수직단층을 탐지할 수 있음을 보여준다. 이러한기법별 탐사 사례 결과를 통해 탐사 대상, 단층의 종류, 조사현장 조건 등에 따라 기법이 달라질 수 있으나, 대체적으로 단층 및 고지진 연구에 GPR 탐사가 활용될 수 있음을 시사한다.

Faster R-CNN을 활용한 GPR 영상에서의 지하배관 위치추적 성능분석

고형용,김남기 중소기업융합학회 2019 융합정보논문지 Vol.9 No.5

도심지에는 상ㆍ하수관로, 가스관, 수소관 등 필요에 따라 여러 가지 배관이 매설된다. 매설된 배관은 시간이 경과됨 에 따라 균열 등으로 노후화되면서 폭발, 누수 등의 사고 발생 위험을 가지게 된다. 이러한 위험을 방지하기 위해 많은 노후 배관 수리, 교체되지만, 배관의 위치 또한 변경될 수 있다. 변경된 배관의 위치를 확인하지 못하면 배관을 건드려서 사고가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 GPR을 사용하여 지하 단면 영상을 얻고, Faster R-CNN을 활용하여 지하 배관의 위치를 추정해보고, augmentation을 적용하여 부족한 데이터를 늘려서 실험을 진행하였다. Various pipes are buried in the city as needed, such as water pipes, gas pipes and hydrogen pipes. As the time passes, buried pipes becomes aged due to crack, etc. these pipes has the risk of accidents such as explosion and leakage. To prevent the risks, many pipes are repaired or replaced, but the location of the pipes can also be changed. Failure to identify the location of the altered pipe may cause an accident by touching the pipe. In this paper, we propose a method to detect buried pipes by gathering the GPR images by using GPR and Learning with Faster R-CNN. Then experiments was carried out by raw data sets and data sets augmentation applied to increase the amount of images.