KR101923166B1 - Method for correcting amplitude magnitude of seismic signal extracted from seismic ambient noise - Google Patents

Method for correcting amplitude magnitude of seismic signal extracted from seismic ambient noise Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method using seismic background noise to extract phase and amplitude information of a seismic signal, and reflecting a spatiotemporal distribution of the seismic background noise to correct the magnitude of an extracted amplitude. According to the present invention, to solve a problem of a conventional technology with limitation, which does not provide a technology capable of extracting both of phase and amplitude information of a seismic signal to utilize only the phase information of the seismic signal, a series of processes are performed by a computer or exclusive hardware, wherein the processes comprise: a process of using a seismic interferometry technology to extract phase and amplitude information of impulse response functions (IRF) from seismic background noise normally recorded in a seismological observatory regardless of seismicity; and a process of reflecting spatiotemporal distribution of the seismic background noise in nine seismic signal components (ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT) extracted from the seismic background signal to correct the magnitude of the extracted amplitude omnidirectionally. Accordingly, data extracted from the seismic background noise is effectively applicable to analysis and research of seismic ground motion in a low seismic zone.

Description

지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법{Method for correcting amplitude magnitude of seismic signal extracted from seismic ambient noise} [0001] The present invention relates to a method of correcting an amplitude magnitude of a seismic signal extracted using an earthquake background noise,

본 발명은 지진배경잡음(seismic ambient noise)을 이용하여 지진신호의 위상 및 진폭정보를 추출하고 추출된 진폭정보를 보정하여 지진지반운동 모사에 활용할 수 있도록 하기 위한 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 지진신호의 위상 및 진폭정보를 모두 추출할 수 있는 기술이 제공되지 못하여 지진신호의 위상정보만을 활용하는데 그치는 한계가 있었던 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 지진간섭법(seismic interferometry) 기술을 이용하여 지진활동에 관계없이 지진관측소에 상시적으로 기록되는 지진배경잡음으로부터 임펄스 응답함수(impulse response functions ; IRF)의 위상 및 진폭정보를 추출하고, 지진배경잡음으로부터 추출된 9가지 성분의 지진신호(ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT)에 대하여 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 진폭의 크기를 전방위각(360°)에 대하여 보정하는 일련의 처리과정이 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for extracting phase and amplitude information of an earthquake signal using seismic ambient noise and correcting the extracted amplitude information for use in simulating an earthquake ground motion, and more particularly, A technique for extracting both phase and amplitude information of an earthquake signal can not be provided and seismic interferometry technology is used to solve the problem of the prior art in which only the phase information of the seismic signal is limited. The phase and amplitude information of impulse response functions (IRF) are extracted from seismic background noise, which is regularly recorded at seismic stations regardless of seismic activity, and 9 - component seismic signals ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, and TT) It relates to an azimuth angle (360 °) set of processing the amplitude correction method of seismic signals extracted by the seismic background noise is configured to be performed by the hardware of the computer or only the correction on.

또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 지진배경잡음으로부터 IRF의 위상 및 진폭정보를 효율적으로 추출할 수 있는 데 더하여, 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 진폭의 크기를 보정할 수 있도록 구성됨으로써, 저지진 지역에 대하여도 지진배경잡음으로부터 추출된 데이터를 지진지반운동의 분석 및 연구에 효과적으로 활용할 수 있도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법에 관한 것이다. Also, the present invention can efficiently extract the phase and amplitude information of the IRF from the background noise as described above, and can correct the magnitude of the extracted amplitude by reflecting the spatio-temporal distribution of the background noise of the earthquake The present invention relates to a method for correcting an amplitude magnitude of an earthquake signal extracted using an earthquake background noise configured to effectively utilize data extracted from an earthquake background noise even in a low earthquake region for analysis and study of the earthquake ground motion.

최근, 지구온난화 등의 기후변화로 인해 기상이변 등의 자연재해가 증가하고 있으며, 이에 더하여, 우리나라를 포함하여 전세계적으로 지진의 발생이 증가하고 있다. Recently, natural disasters such as extreme weather are increasing due to climate change such as global warming. In addition, earthquakes are increasing worldwide, including Korea.

즉, 지진은 다른 자연재해에 비하여 인명 및 재산피해가 더욱 크게 발생할 수 있다는 점에서 지진발생을 미리 예측하고 대비하는 것이 중요하며, 우리나라는 과거 대규모의 지진이 거의 발생하지 않아 비교적 지진으로부터 안전한 지역으로 인식되어 왔으나, 2016년 09월 12일에 경주 지역에서 규모 5.8의 지진이 발생하였고, 2017년 11월 15일에는 포항 지역에서 규모 5.4의 지진이 발생하여 최근까지 여진이 계속되고 있는 등, 지진에 대한 위험성이 점차 증가하고 있다. In other words, it is important to anticipate and prepare for the occurrence of earthquakes in advance, as earthquakes can cause more damage to lives and property than other natural disasters. In Korea, there is no large-scale earthquake in the past, Earthquake of 5.8 magnitude occurred in Gyeongju on September 12, 2016 and 5.4 magnitude earthquake occurred in Pohang on November 15, 2017, and the earthquake continued until recently. The risk is increasing.

이에, 한반도 지역은 더 이상 지진에 대한 안전지대가 아니라는 불안감이 확산되고 있으며, 이와 같이 점차 증가하는 지진의 위험성에 대비하기 위해, 종래, 지진발생을 감지하거나 미리 예측하여 대비하기 위한 여러 가지 연구가 제시된 바 있다. Therefore, in order to prepare for the increasing risk of earthquakes, there have been various studies to detect or predict the occurrence of earthquakes in the past. It has been suggested.

더 상세하게는, 상기한 바와 같이 지진발생을 탐지하고 예측하기 위한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 먼저, 한국 등록특허공보 제10-1184382호에 따르면, 수평 또는 사면 조건을 포함하는 자유장 조건의 모든 지표면에서 안정적이고 합리적인 설치 및 운용이 가능하여 현장의 지진계측 결과를 정확하게 측정할 수 있도록 구성되는 지진계측 장치 및 이 장치의 설치방법에 관한 기술내용이 제시된 바 있다. More specifically, as described above, as an example of the prior art for detecting and predicting earthquake occurrence, for example, according to Korean Patent Registration No. 10-1184382, a free space including a horizontal or slope condition The seismic measuring apparatus and the installation method of the apparatus are provided so as to be able to accurately and accurately measure the results of the earthquake measurement on the ground because the stable and reasonable installation and operation are possible on all the surfaces of the condition.

또한, 상기한 바와 같이 지진발생을 탐지하고 예측하기 위한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1523355호 및 한국 등록특허공보 제10-1028779호에 따르면, 지진파 검출센서로부터 검출된 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환한 후, 시간-주파수 영역의 변화량 및 배경잡음이 반영된 임계값에 기초하여 P파를 검출하는 것에 의해 배경잡음으로 인한 오검출률을 감소할 수 있는 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 관한 기술내용이 제시된 바 있으며, 아울러, 한국 등록특허공보 제10-1520399호에 따르면, 지진 데이터 수집시에 측정 잡음 및 배경잡음을 제거하여 지진 조기경보 및 정확한 지진요소 분석이 가능하도록 구성되는 미소 위치 배열 중합을 이용한 지진파의 잡음제거장치 및 방법에 관한 기술내용이 제시된 바 있다. Also, as an example of the prior art for detecting and predicting the occurrence of an earthquake as described above, for example, in Korean Patent Registration No. 10-1523355 and Korean Patent Registration No. 10-1028779, And a P-wave is detected based on the variation in the time-frequency domain and the threshold value in which the background noise is reflected, thereby to reduce the false detection rate due to the background noise. And a method for detecting the seismic early warning and accurate seismic factor analysis is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1520399 by removing the measurement noise and background noise at the time of collecting the seismic data The present invention relates to an apparatus and a method for removing noise of a seismic wave using micro-positional alignment polymerization.

상기한 바와 같이, 종래 지진발생을 탐지하고 예측하기 위한 여러 가지 기술내용이 제시된 바 있으나, 종래의 기술내용들은 다음과 같은 문제가 있는 것이었다. As described above, various techniques for detecting and predicting the occurrence of the earthquake have been proposed. However, the conventional techniques have the following problems.

즉, 최근 지진발생의 규모 및 빈도가 증가하여 한반도 지진발생 환경 및 지진재해 특성에 대한 연구의 필요성이 증가하고 있으나, 한반도 지역은 종래부터 평균적 지진활동도가 낮은 관계로 지진연구에 활용 가능한 관측자료가 상대적으로 부족하다는 문제가 있었다. In other words, the recent magnitude and frequency of earthquake occurrence has increased the necessity of studies on the earthquake occurrence environment and the characteristics of earthquake disasters on the Korean peninsula. However, since the average seismic activity is low in the Korean peninsula region, There was a problem in that it was relatively insufficient.

여기서, 지진활동에 관계없이 지진관측소에 상시적으로 기록되는 지진배경잡음을 지진관측 자료로서 활용할 수 있다면 한반도 지진파 전파특성 및 지각구조 연구를 위한 기반기술 확보에 도움이 될 것으로 기대되나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들은 대부분 지진파와 배경잡음을 분리하여 잡음을 제거하는 것에 의해 지진발생 감지의 정확도를 높이는 데에만 주력하고 있을 뿐, 지진발생의 분석에 필요한 지진관측 자료의 구축에 대하여는 고려되지 못한 문제점이 있었다. If earthquake background noise recorded at seismic stations at any time can be used as seismic observation data regardless of seismic activity, it is expected to help secure the base technology for studying seismic propagation characteristics and crustal structure of the Korean peninsula. The prior art contents of the prior art mainly concentrate on improving the accuracy of seismic detection by separating seismic waves and background noise and eliminating noise. However, it is not considered in construction of seismic observation data necessary for analysis of seismic occurrence There was a problem.

또한, 지진배경잡음을 기반으로 추출되는 지진신호는 지진배경잡음 발생원의 계절적 변화나 공간적 분포특성에 영향을 받으므로, 지진배경잡음 발생원의 지역적, 시공간적 분포특성을 이해하는 것은 추출되는 지진신호의 신뢰도 향상을 위해 중요한 정보가 되나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들은 단순히 배경잡음을 제거하는 데에만 주력하고 있을 뿐, 이와 같은 지진배경잡음의 의미에 대하여도 고려된 바 없었다. In addition, since the seismic signal extracted based on the background noise of the earthquake is influenced by the seasonal change and the spatial distribution characteristic of the background noise source, understanding the regional and temporal distribution characteristics of the background noise source causes the reliability of the extracted seismic signal However, the above-mentioned prior art contents merely focus on removing the background noise, and the meaning of such an earthquake background noise has not been considered.

아울러, 지진배경잡음의 상호상관 분석과 관련한 연구는 중약진 지역에서의 지진자료 활용 잠재력이 인정되어 2000년대 중반 이후 배경잡음의 발생원인 규명부터 관측자료 분석 기반 속도구조 도출까지 다각적인 활용을 통해 주목받고 있으나, 종래에는 단지 추출된 지진신호의 위상정보만을 활용하고 있을 뿐이며, 더욱이, 지진신호의 위상정보에 더하여 진폭정보까지 추출할 수 있는 기술은 지각속도 및 감쇠구조를 모두 포함하는 지진파 전파특성 연구에 중요한 요소임에도 불구하고 아직까지 시작단계에 불과하여 표준화 작업조차 이루어지지 못하고 있는 실정이다. In addition, the study on the correlation analysis of the background noise of the earthquake has recognized the possibility of applying the seismic data in the area with the small earthquake, and since the mid 2000s, the interest from the identification of the cause of the background noise to the derivation of the velocity structure based on the observation data However, in the past, only the extracted phase information of the seismic signal has been utilized. Furthermore, the technique capable of extracting the amplitude information in addition to the phase information of the seismic signal has also been studied as a seismic wave propagation characteristic including both the perception speed and the damping structure It is still in its infancy, and no standardization work has yet been achieved.

더욱이, 지진배경잡음으로부터 추출된 정보는 추출에 사용된 지진배경잡음의 시공간적 분포에 의한 영향이 관측소 쌍에 따른 진폭의 상대적 크기에 이미 반영된 상태이므로, 따라서 보다 정확한 지진신호 분석을 위하여는, 지진배경잡음으로부터 추출하는 것에 더하여 지진배경잡음의 시공간적 분포 특성을 반영하여 추출된 진폭 크기를 보정하는 것이 요구되나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다. Furthermore, since the information extracted from the background noise of the earthquake is a state in which the influence of the spatio-temporal distribution of the background noise used in the extraction is already reflected in the relative magnitude of the amplitude according to the pair of the observation station, In addition to extraction from noise, it is required to correct the extracted amplitude magnitude by reflecting the spatio - temporal distribution characteristics of the background noise. However, there is no apparatus or method that satisfies all such requirements yet.

[선행기술문헌] [Prior Art Literature]

1. 한국 등록특허공보 제10-1184382호 (2012.09.13.) 1. Korean Registered Patent No. 10-1184382 (2012.09.13.)

2. 한국 등록특허공보 제10-1523355호 (2015.05.20.) 2. Korean Patent Registration No. 10-1523355 (May 20, 2015)

3. 한국 등록특허공보 제10-1028779호 (2011.04.05.) 3. Korean Patent Registration No. 10-1028779 (April 05, 2011)

4. 한국 등록특허공보 제10-1520399호 (2015.05.08.) 4. Korean Patent Registration No. 10-1520399 (Aug.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 지진신호의 위상정보와 진폭정보를 모두 추출할 수 있는 기술이 제공되지 못하여 지진신호의 위상정보만을 활용하는데 그치는 한계가 있는 데 더하여, 지진배경잡음의 시공간적 분포에 의한 영향으로 인해 지진배경잡음으로부터 추출된 진폭 크기에 오차가 발생하게 되나 이를 보정하는 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 지진간섭법(seismic interferometry) 기술을 이용하여 지진활동에 관계없이 지진관측소에 상시적으로 기록되는 지진배경잡음으로부터 임펄스 응답함수(impulse response functions ; IRF)의 위상 및 진폭정보를 추출하고, 지진배경잡음으로부터 추출된 9가지 성분의 지진신호(ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT)에 대하여 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 진폭의 크기를 전방위각(360°)에 대하여 보정하는 일련의 처리과정이 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique for extracting both phase information and amplitude information of an earthquake signal, In addition, there is a limitation in the prior art in which an amplitude error magnitude extracted from an earthquake background noise is generated due to the temporal and spatial distribution of an earthquake background noise, but the method of correcting the amplitude is not presented. The phase and amplitude information of impulse response functions (IRF) are extracted from seismic background noise recorded at seismic stations at all times regardless of seismic activity using seismic interferometry, (ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR and TT) of the nine components extracted from the background noise A series of processes for correcting the magnitude of the extracted amplitude by 360 ° in accordance with the spatio-temporal distribution of the background noise are extracted by using a computer or dedicated hardware, And to provide a method for correcting amplitude magnitude of an earthquake signal.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 지진배경잡음으로부터 IRF의 위상 및 진폭정보를 모두 효율적으로 추출할 수 있는 데 더하여, 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 진폭의 크기를 보정할 수 있도록 구성됨으로써, 저지진 지역에 대하여도 지진배경잡음으로부터 추출된 데이터를 지진지반운동의 분석 및 연구에 효과적으로 활용할 수 있도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 제공하고자 하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for efficiently extracting phase and amplitude information of an IRF from an earthquake background noise as described above and also to correct the magnitude of the extracted amplitude by reflecting the temporal- The amplitude amplitude correction method of the seismic signal extracted using the earthquake background noise which is constructed so that the data extracted from the background noise of the earthquake region can be utilized effectively for the analysis and study of the earthquake ground motion, .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 지진활동에 관계없이 지진관측소에 상시적으로 기록되는 지진배경잡음(seismic ambient noise)으로부터 지진신호의 위상정보 및 진폭정보를 산출하고, 상기 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 산출된 진폭정보의 상대적 크기를 보정할 수 있도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법에 있어서, 각 지역에 설치된 지진관측소에서 기록된 지진배경잡음을 포함하는 지진신호에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집단계; 상기 데이터 수집단계에서 수집된 지진신호 데이터를 이용하여, 각각의 지진관측소에서 수집된 지진배경잡음에 대하여 지진간섭법(seismic interferometry) 기술을 이용하여 각 지진관측소간 임펄스 응답함수(impulse response functions ; IRF)를 추출하는 처리가 수행되는 임펄스 응답함수 추출단계; 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 임펄스 응답함수(IRF)의 위상정보 및 진폭정보를 산출하는 처리가 수행되는 위상 및 진폭정보 산출단계; 및 상기 위상 및 진폭정보 산출단계에서 산출된 상기 진폭정보에 대하여 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기에 대한 보정을 행하는 처리가 수행되는 진폭보정단계를 포함하는 처리과정이 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, phase information and amplitude information of an earthquake signal are calculated from seismic ambient noise which is always recorded in an earthquake observation station regardless of an earthquake activity, A method for correcting an amplitude magnitude of an earthquake signal extracted by using an earthquake background noise configured to compensate a relative magnitude of amplitude information calculated by reflecting temporal and spatial distribution of an earthquake background noise, A data collecting step of collecting data on an earthquake signal including an earthquake background noise; An impulse response function (IRF) between each seismic station using a seismic interferometry technique is applied to the seismic background noise collected at each seismic station using the seismic signal data collected in the data acquisition step, Extracting an impulse response function; Calculating phase information and amplitude information of the impulse response function (IRF) extracted at the impulse response function extracting step; And an amplitude correction step of performing a correction for the relative amplitude magnitude according to an azimuth angle of a pair of source-receiving station pairs with respect to the amplitude information calculated in the phase and amplitude information calculation step, The amplitude magnitude of the seismic signal extracted by using the seismic background noise is provided.

여기서, 상기 방법은, 상기 데이터 수집단계, 상기 임펄스 응답함수 추출단계, 상기 위상 및 진폭정보 산출단계 및 상기 진폭보정단계를 통하여 얻어진 결과를 디스플레이를 포함하는 표시수단을 통해 표시하는 처리가 수행되는 결과표시단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the method may further include a step of performing a process of displaying the result obtained through the data collection step, the impulse response function extraction step, the phase and amplitude information calculation step, and the amplitude correction step through display means including display And a display step.

또한, 상기 데이터 수집단계는, 각 지역에 설치된 지진관측소에서 기록된 지진배경잡음을 포함하는 지진신호에 대한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 각각의 관측소 및 기간별로 저장하여 데이터베이스를 구축하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The data collection step may include collecting data on seismic signals including seismic background noise recorded at seismic stations installed in each area and storing the collected data for each observation station and period to construct a database Is performed.

아울러, 상기 임펄스 응답함수 추출단계는, 이하의 수학식을 이용하여, 디컨볼루션(deconvolution) 방법을 이용하여 상기 임펄스 응답함수(IRF)를 추출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The extraction of the impulse response function (IRF) may be performed using a deconvolution method using the following equation. ≪ EMI ID = 1.0 >

Figure 112018098324537-pat00001
Figure 112018098324537-pat00001

(여기서, Xr은 수신 관측소(receiver station), Xs는 소스 관측소(source station), v는 배경잡음 속도, ω는 주파수, i 및 j는 각각 수신 관측소의 i번째 성분(component) 및 가상 소스 관측소의 j번째 성분, *는 켤레 복소수 행렬(complex conjugate), ε는 평균 스펙트럼 파워(average spectral power)의 1%로 정의되는 수위(water level), F-1은 역푸리에 변환(inverse Fourier transform), 괄호〈〉는 시간영역 스태킹(time domain stacking)을 각각 나타냄) Where xr is the receiver station, Xs is the source station, v is the background noise rate, ω is the frequency, i and j are the i-th component of the receiving station, is the complex conjugate, ε is the water level defined as 1% of the average spectral power, F -1 is the inverse Fourier transform, ≪> represents time domain stacking)

더욱이, 상기 위상 및 진폭정보 산출단계는, 이하의 수학식을 이용하여, 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 IRF의 인과부(causal part)와 비인과부(acausal part)에 대한 최대진폭비(PGVratio)를 계산하여 각 지진관측소의 위치에 따른 방위각 변화(azimuthal variation)를 계산하는 것에 의해, 각 지진관측소의 위치에 따른 방위각에 대한 보정이 반영된 위상정보 및 진폭정보를 산출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Moreover, the phase and amplitude information calculating step, using the following equation, the maximum amplitude ratio (PGV ratio for the causal portion (causal part) of the IRF and ratio widow (acausal part) derived from the impulse response function extraction step ) Is calculated and azimuthal variation according to the position of each seismic station is calculated to calculate the phase information and the amplitude information reflecting the correction of the azimuth according to the position of each seismic station .

Figure 112018098324537-pat00002
Figure 112018098324537-pat00002

(여기서, PGVcausal은 추출된 IRF의 인과부(causal part)의 최대진폭, PGVacausal은 추출된 IRF의 비인과부(acausal part)의 최대진폭을 각각 나타냄) (Wherein, PGV causal maximum amplitude, PGV acausal the causal portion (causal part) of the extracted IRF represents the maximum amplitude ratio of the widow (acausal part) of each of the extracted IRF)

또한, 상기 진폭보정단계는, (a) 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 임펄스 응답함수(IRF)의 최대진폭값(PGVnoise)에 지진관측소간의 거리(R)를 곱하여 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(

Figure 112018098324537-pat00003
)을 구하고, (b) 거리감쇠가 보상된 최대진폭값들의 평균(
Figure 112018098324537-pat00004
)을 계산하며, (c) 상기 (b)에서 구해진 평균값에 대한 상기 (a)의 거리감쇠가 보정된 최대진폭값의 비율로부터 방위각에 따른 상대적 진폭을 보정하기 위한 진폭보정계수를 산출하고, (d) 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 임펄스 응답함수에 상기 (c)에서 산출된 진폭보정계수를 곱하는 것에 의해 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기를 보정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. The amplitude correction step may include: (a) multiplying the maximum amplitude value (PGV noise ) of the impulse response function (IRF) extracted in the step of extracting the impulse response function by a distance R between seismic stations, Amplitude value (
Figure 112018098324537-pat00003
(B) the average of the maximum amplitude values at which the attenuation is compensated (
Figure 112018098324537-pat00004
(C) calculating an amplitude correction coefficient for correcting the relative amplitude according to the azimuth angle from the ratio of the maximum amplitude value corrected by the distance attenuation of (a) to the average value obtained in (b) d) a process of correcting the relative amplitude magnitude according to the azimuth angle of the source-receiving station pair by multiplying the impulse response function extracted in the impulse response function extraction step with the amplitude correction coefficient calculated in (c) .

아울러, 상기 진폭보정단계는, 상기 (c)에서, 소스-수신 관측소쌍에 따른 방위각(azimuth)(x)과 지진신호(임펄스 응답함수의 인과부)의 최대진폭값(PGVnoise)으로부터 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율값(y)을 구하기 위한 회귀식을 이하의 수학식을 이용하여 삼각함수를 포함하는 수학식으로 정의하고, The amplitude correction step may further include a step of calculating an earthquake signal from the azimuth x and the maximum amplitude value PGV noise of the seismic signal (causal part of the impulse response function) A regression equation for obtaining a ratio value y for correcting the relative amplitude magnitude of the input signal is defined as a mathematical expression including a trigonometric function using the following equation,

Figure 112018098324537-pat00005
Figure 112018098324537-pat00005

(여기서, y는 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율값, x는 방위각, a, p, b는 회귀계수를 각각 나타냄) (Where y is a ratio value for correcting the relative amplitude magnitude of the seismic signal, x is the azimuth angle, and a, p, and b are the regression coefficients)

이하의 수학식을 이용하여, 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(

Figure 112018098324537-pat00006
)과 거리감쇠가 보상된 최대진폭값의 평균(
Figure 112018098324537-pat00007
)으로부터 산출되는 값이 상기 회귀식을 만족하도록 하는 회귀계수(a, p, b)를 회귀분석을 통하여 각각 도출하는 것에 의해 상기 진폭보정계수(y)를 산출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Using the following equation, the distance attenuation is calculated as the compensated maximum amplitude value (
Figure 112018098324537-pat00006
) And the average of the maximum amplitude values at which the attenuation is compensated (
Figure 112018098324537-pat00007
(A, p, b) for calculating the amplitude correction coefficient (y) by calculating a regression coefficient (a, p, b) .

Figure 112018098324537-pat00008
Figure 112018098324537-pat00008

(여기서, PGVnoise는 추출된 IRF의 최대진폭, R은 지진관측소 사이의 거리,

Figure 112018098324537-pat00009
은 거리감쇠가 보상된 최대진폭값,
Figure 112018098324537-pat00010
은 거리감쇠가 보상된 최대진폭값의 평균을 각각 나타냄) (Where PGV noise is the maximum amplitude of the extracted IRF, R is the distance between seismic stations,
Figure 112018098324537-pat00009
Is the maximum amplitude value at which the attenuation is compensated,
Figure 112018098324537-pat00010
Represents the average of the maximum amplitude values at which the attenuation is compensated)

더욱이, 상기 진폭보정단계는, 상기 (d) 단계에서, 이하의 수학식을 이용하여 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기를 보정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Further, in the step (d), the amplitude correction step may be configured to perform a process of correcting a relative amplitude magnitude according to an azimuth angle of the source-receiving station pair using the following equation.

Figure 112018098324537-pat00011
Figure 112018098324537-pat00011

(여기서, IRFcorrected는 방위각 변화에 따른 진폭 보정 이후의 임펄스 응답함수, IRF는 방위각 변화에 따른 진폭 보정 이전의 임펄스 응답함수, f(x)는 해당 방위각에 따른 진폭 보정을 위한 비율값을 각각 나타냄) (Where IRF corrected is the impulse response function after the amplitude correction according to the azimuth change, IRF is the impulse response function before the amplitude correction according to the azimuth change, and f (x) is the ratio value for the amplitude correction according to the azimuth angle, respectively )

또한, 본 발명에 따르면, 지진신호 분석방법에 있어서, 각각의 지진관측소들로부터 지진신호를 수신하는 지진신호 수신단계; 및 상기 지진신호 수신단계에서 수신된 지진신호의 분석을 수행하는 지진신호 분석단계를 포함하여 구성되고, 상기 지진신호 분석단계는, 상기에 기재된 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 이용하여 지진신호의 분석을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진신호 분석방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an earthquake signal analysis method comprising: receiving an earthquake signal from each earthquake observation station; And analyzing the seismic signal received in the seismic signal receiving step, wherein the step of analyzing the seismic signal comprises the step of analyzing the amplitude magnitude of the seismic signal extracted using the seismic background noise described above, Wherein the analysis of the seismic signal is performed using the method of the present invention.

아울러, 본 발명에 따르면, 지진신호의 분석을 수행하기 위한 지진분석 시스템에 있어서, 각각의 지진관측소들로부터 지진신호를 수신하는 지진신호 수신부; 및 상기 지진신호 수신부를 통해 수신된 지진신호의 분석을 수행하는 지진신호 분석부를 포함하여 구성되고, 상기 지진신호 분석부는, 상기에 기재된 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 이용하여 지진신호의 분석을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진분석 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an earthquake analysis system for analyzing an earthquake signal, comprising: an earthquake signal receiving unit for receiving an earthquake signal from each earthquake observing station; And an earthquake signal analyzing unit for analyzing the earthquake signal received through the earthquake signal receiving unit, wherein the earthquake signal analyzing unit analyzes an amplitude amplitude correction method of the earthquake signal extracted using the earthquake background noise described above And an analysis of the seismic signal is performed using the analysis result.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지진간섭법(seismic interferometry) 기술을 이용하여 지진활동에 관계없이 지진관측소에 상시적으로 기록되는 지진배경잡음으로부터 임펄스 응답함수(impulse response functions ; IRF)의 위상 및 진폭정보를 추출하고, 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 진폭의 크기를 보정하는 일련의 처리과정이 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법이 제공됨으로써, 지진신호의 위상정보와 진폭정보를 모두 추출할 수 있는 기술이 제공되지 못하여 지진신호의 위상정보만을 활용하는데 그치는 한계가 있는 데 더하여, 지진배경잡음의 시공간적 분포에 의한 영향으로 인해 지진배경잡음으로부터 추출된 진폭 크기에 오차가 발생하게 되나 이를 보정하는 방법이 제시되지 못한 한계가 있었던 종래기술의 문제점을 모두 해결할 수 있다. As described above, according to the present invention, the seismic interferometry technique can be used to detect the phase of impulse response functions (IRF) from seismic background noise, which is regularly recorded at seismic stations regardless of seismic activity, And the amplitude information is extracted and a series of processes for correcting the magnitude of the extracted amplitude reflecting the spatio-temporal distribution of the background noise are performed by a computer or dedicated hardware, and the extracted earthquake background noise There is a limitation in using only the phase information of the seismic signal because the technique of extracting both the phase information and the amplitude information of the seismic signal is not provided by the provision of the amplitude magnitude correction method of the seismic signal, The amplitude magnitude extracted from the background noise of the earthquake caused an error. However, It is possible to solve all of the problems of the prior art in which there is a limitation in not providing a method of correcting the error.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 지진배경잡음으로부터 IRF의 위상 및 진폭정보를 모두 효율적으로 추출할 수 있는 데 더하여, 지진배경잡음으로부터 추출된 9가지 성분의 지진신호(ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT)에 대하여 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 진폭의 크기를 전방위각(360°)에 대하여 보정할 수 있도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법이 제공됨으로써, 저지진 지역에 대하여도 지진배경잡음으로부터 추출된 데이터를 이용하여 지진지반운동의 분석 및 연구에 기여할 수 있다. According to the present invention, the phase and amplitude information of the IRF can be efficiently extracted from the background noise of the earthquake as described above, and the nine-component seismic signals (ZZ, ZR, ZT (RZ, RR, RT, TZ, TR, TT) using the seismic background noise, which is constructed to correct the magnitude of the extracted amplitude in relation to the omnidirectional angle By providing the amplitude amplitude correction method of the extracted seismic signal, it is possible to contribute to the analysis and study of the seismic ground motion using the data extracted from the background noise even for the low seismic region.

도 1은 한국지질자원연구원(KIGAM) 및 한국 기상청(KMA) 네트워크에서 본 발명의 지진간섭법 및 진폭 크기 보정방법 연구에 활용된 광대역 관측소들을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 2015년 1월 31일 오전 08시 53분에 삼척에서 발생한 광산 붕괴사건이 관측, 기록된 광대역 관측소의 위치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 2015년 1월 31일 오전 08시 53분에 삼척에서 발생한 광산 붕괴사건에 대한 모멘트 텐서 역산의 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 가을(2015년 9월 ~ 2015년 11월), 겨울(2015년 12월 ~ 2016년 2월), 봄(2016년 3월 ~ 2016년 5월) 및 여름(2016년 6월 ~ 2016년 8월) 및 2015년 9월부터 2016년 8월까지의 1년간에 대하여 PGVratio의 관점에서 배경잡음의 소스 분포에 대한 방위각 및 계절적 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 KNUD 관측소를 송신관측소로 하는 경우의 한반도 지역의 배경잡음 소스 분포에 대한 방위각 의존성을 나타내는 도면이다.
도 6은 관측소쌍의 방위각에 따라 지진배경잡음으로부터 추출된 9가지 성분의 지진신호(ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT)에 대하여 해당 지진신호의 상대적 진폭 크기를 전방위각(360°)에 대하여 보정하기 위한 삼각함수를 포함하는 형태의 회귀식을 나타내는 도면이다.
도 7은 가상 소스 관측소(KNUD)에 대하여 디컨볼루션 기반 지진간섭법 기술을 이용하여 추출되고 진폭 크기가 보정된 IRF와 이벤트 기록의 수직, 방사 및 접선방향 성분을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지진배경잡음을 이용하여 지진신호를 추출하고 해당 지진신호의 진폭 크기를 보정하는 방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
FIG. 1 is a view schematically showing broadband observation stations used in the earthquake interferometry method and amplitude amplitude correction method of the present invention in the Korea Institute of Geoscience & Mineral Resources (KIGAM) and Korea Meteorological Administration (KMA) network.
FIG. 2 is a schematic view showing the location of a broadband observation station observed and recorded at a mine collapse event occurring at Samcheok at 08:53 am on Jan. 31, 2015.
FIG. 3 is a diagram showing the results of moment tensor inversion for a mine collapse event occurring in Samcheok at 08:53 am on Jan. 31, 2015. FIG.
FIG. 4 is a graphical representation of trends in winter (from December 2015 to February 2016), spring (March 2016 to May 2016) and summer (June 2016 to 2016) And a seasonal change of the source distribution of the background noise from the viewpoint of the PGV ratio for one year from September 2015 to August 2016.
5 is a graph showing the azimuthal dependence of the background noise source distribution in the Korean peninsula region when the KNUD observatory is used as a transmission station.
Figure 6 shows the relative amplitude magnitude of the seismic signal for the nine component seismic signals (ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT) extracted from the seismic background noise according to the azimuth angle of the pair of stations. And a triangular function for correcting for an omnidirectional angle (360 deg.).
FIG. 7 is a diagram comparing vertical, radial and tangential components of an event record with an IRF whose amplitude magnitude is corrected using a deconvolution-based seismic interferometry technique for a virtual source observatory (KNUD).
FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating a general configuration of a method of extracting an earthquake signal using an earthquake background noise according to an embodiment of the present invention and correcting the amplitude magnitude of the earthquake signal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of correcting amplitude magnitude of an earthquake signal extracted using an earthquake background noise according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다. Hereinafter, it is to be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.

또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. In the following description of the embodiments of the present invention, parts that are the same as or similar to those of the prior art, or which can be easily understood and practiced by a person skilled in the art, It is important to bear in mind that we omit.

계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다. Next, with reference to the drawings, the details of the amplitude magnitude correction method of the seismic signal extracted using the earthquake background noise according to the present invention will be described.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1은 한국지질자원연구원(KIGAM) 및 한국 기상청(KMA) 네트워크에서 본 발명의 지진간섭법 및 진폭 크기 보정방법 연구에 적용된 광대역 관측소들을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2 및 도 3은 2015년 1월 31일 오전 08시 53분에 삼척에서 발생한 광산 붕괴사건이 관측·기록된 광대역 관측소 위치와 해당 붕괴사건에 대한 모멘트 텐서 역산의 결과를 각각 나타내는 도면이다. 1 to 3, there is shown schematically a broadband observation station applied to the seismic interferometry method and the amplitude magnitude correction method of the present invention in the KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) and the Korea Meteorological Administration (KMA) network And Figs. 2 and 3 are diagrams showing the results of the moment tensor inversion for the collapse event and the location of the broadband observatory where the mine collapse event occurred in Samcheok at 08:53 am on Jan. 31, 2015 .

지진배경잡음을 이용하여 지진신호를 추출하는 방법과 관련하여 더 상세하게는, 종래, 광대역 레일리파(broadband Rayleigh waves)와 그들의 분산특성(dispersion characteristics)이 상호상관(cross correlation) 분석을 이용하여 배경잡음(ambient noise)으로부터 추출될 수 있음이 제시된 바 있고, 이는 지진간섭법(seismic interferometry)이라고도 알려져 있으며, 종래, 1개월 배경잡음 데이터의 상호상관으로부터 단기 표면파 그룹 속도측정(short-period surface wave group velocity measurements)을 이용하여 캘리포니아의 고해상도 단층촬영 영상이 구축된 바 있다. More particularly, the present invention relates to a method of extracting an earthquake signal using an earthquake background noise, and more particularly, to a method of extracting an earthquake signal by using broadband Rayleigh waves and their dispersion characteristics using a cross correlation analysis It has been shown that it can be extracted from ambient noise, which is also known as seismic interferometry. Conventionally, a short-period surface wave group measurement velocity measurements were used to construct high-resolution tomographic images of California.

또한, 강한 지면운동(ground motion)을 예측하기 위해 지진배경잡음으로부터 추출된 임펄스 응답합수(IRF)를 적용하는 것도 가능하며, 즉, 종래, 지진배경잡음 영역의 디컨볼루션으로부터, 복잡한 지하구조(subsurface structures)의 영향을 포함하여, IRF에 대한 신뢰할 수 있는 위상 및 진폭정보를 추출할 수 있음이 제시된 바 있다. It is also possible to apply the impulse response sum (IRF) extracted from an earthquake background noise to predict a strong ground motion, that is, from a deconvolution of an earthquake background noise region to a complex underground structure it is possible to extract reliable phase and amplitude information for the IRF, including the influence of subsurface structures.

아울러, 지진에 대하여 깊이 및 진원기구 보정(depth and focal mechanism correction)을 모두 적용하고, 이러한 방법을 확장하여, 남부 캘리포니아의 지면운동 시뮬레이션 및 일본의 중규모(moderate) 해안 섭입대(offshore subduction) 지진에 의해 생성된 장기간 지면운동 시뮬레이션에 각각 적용된 바 있다. In addition, we apply both depth and focal mechanism corrections to earthquakes and extend these methods to simulate ground motion in southern California and Japan's moderate offshore subduction earthquake And the long-term ground motion simulations generated by these simulations.

여기서, 지진간섭법 기술은, 디컨볼루션(deconvolution), 가간섭성(coherency), 상호상관(cross correlation)의 세 가지 유형으로 분류될 수 있으며, 먼저, 디컨볼루션은 분지지역에서의 지진파 증폭 연구 및 큰 지진으로 인해 발생된 장기간의 지면운동을 시뮬레이션하기 위해 사용된다. Here, the seismic interferometry technique can be classified into three types of deconvolution, coherency, and cross correlation. First, the deconvolution is applied to the seismic wave amplification It is used to simulate long-term ground motion caused by research and large earthquakes.

또한, 가간섭성 기술은 비탄성 감쇠 추정치(anelastic attenuation estimates)를 복원하기 위해 적용되며, 종래, IRF 감쇄의 회복을 수치적으로 조사하기 위해, 진원의 공간적 분포와 감쇠를 규명하고 잡음 상관 측정을 위한 진폭의 정량화를 나타내는 상호상관을 계산하기 위한 이론적 기초가 제시되었고, 지진배경잡음 영역의 진폭정보에 탄성 지하구조(elastic subsurface structure)로 인한 증폭효과와 지각(crust)과 상부 맨틀 및 건물의 감쇠 효과가 모두 포함되어 있음이 제시된 바 있다. In addition, the coherence technique is applied to recover the anelastic attenuation estimates. In order to numerically investigate the recovery of the IRF attenuation, conventionally, the spatial distribution and attenuation of the source are identified, The theoretical basis for calculating the crosscorrelation that represents the quantification of the amplitude is presented. The amplification effect of the elastic subsurface structure, the crust and the damping effect of the upper mantle and the building As shown in FIG.

상기한 바와 같이, 배경잡음 기술은 지구의 속도구조(velocity structure), 특히, 한반도의 지각구조(crustal structure)를 규명하기 위해 널리 사용되고 있으며, 지진간섭법은 대규모의 지진활동(high-magnitude earthquake activity)을 요구하지 않으므로 저지진 지역(low-seismicity regions)에서 특히 유용하나, 배경잡음을 기록하기 위해 고밀도의 지진 네트워크가 요구된다. As described above, the background noise technique is widely used to identify the velocity structure of the earth, in particular, the crustal structure of the Korean peninsula, and the seismic interferometry method has a high-magnitude earthquake activity, , It is particularly useful in low-seismicity regions, but high-density seismic networks are required to record background noise.

이에, 본 발명에서는, 한국의 석회암 광산 붕괴사건(Mw 4.2)에 의해 발생된(excited) 지면운동을 통하여, 저지진 지역의 배경잡음 데이터로부터 IRF의 위상 및 진폭정보를 효율적으로 모두 추출하는 방법을 제시하였다. Accordingly, in the present invention, a method of efficiently extracting the phase and amplitude information of the IRF from the background noise data of the low seismic region through the excited ground motion by the limestone mine collapse event (Mw 4.2) in Korea Respectively.

더 상세하게는, 대한민국 표준시로 2015년 1월 31일 오전 08시 53분에 삼척에서 석회석 광산 붕괴사건이 발생하였고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 한국지질자원연구원(Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources ; KIGAM) 및 한국 기상청(Korea Meteorological Administration ; KMA)에 의해 운영되는 다수의 광대역 관측소(broadband stations)에서 붕괴에 의해 발생된 지반운동이 각각 기록되었다. More specifically, a limestone mine collapse occurred in Samcheok at 08:53 am on Jan. 31, 2015 as a Korean standard time. As shown in FIG. 1, the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM) and the Korea Meteorological Administration (KMA), respectively, were recorded for each of the broadband stations.

여기서, 해당 광산은 이미 사건이 발생하기 몇 년 전에 폐광된 상태였으므로 사상자는 없었으며, 한국 지질자원연구원에 의해, 0.04 ~ 0.1Hz의 주파수 범위에서 5개의 3성분 지역 광대역 기록(3-component regional broadband recordings)으로부터의 데이터를 역산하여(inverting) 모멘트 텐서해(moment tensor solution)를 구하고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 수백 미터의 깊이에서 발생한 붕괴가 음의 응력 균열(negative tensile crack)과 유사한 것으로 평가된 바 있다. There were no casualties since the mine had been abandoned a few years before the incident occurred, and by the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, there are five 3-component regional broadband The moment tensor solution was inverted from the data of the recordings and the decay occurred at a depth of several hundred meters as shown in Fig. 3 was evaluated as being similar to the negative tensile crack .

즉, 얕은 깊이의 붕괴(shallow-depth collapse)가 발생하였을 때, 단일 수직 힘(singular vertical force)은 인장 단층(tensile fault)으로 근사될 수 있고, 이 모델은 소스 깊이가 파장보다 얕고, 이벤트가 원거리 관측으로 기록된 경우에만 유효하며, 본 발명에 적용된 석회암 광산 붕괴사건은 이 두 가지 조건을 모두 만족한다. In other words, when a shallow-depth collapse occurs, a singular vertical force can be approximated by a tensile fault, and this model assumes that the source depth is shallower than the wavelength, It is valid only when recorded by remote observation, and the limestone mine collapse event applied to the present invention satisfies both of these conditions.

여기서, 이론적인 관점에서는 중심 단일 힘 역산(centroid single force inversion)이 소스 메커니즘(source mechanism)을 이해하는 데 더 효과적 일 수 있으나, 도 3에 나타낸 내용만으로도 해당 이벤트의 소스 메커니즘이 단일 하향 힘과 동등하다는 것을 알 수 있다. Here, from a theoretical point of view, a centroid single force inversion may be more effective in understanding the source mechanism, but with the contents shown in FIG. 3, the source mechanism of the event is equivalent to a single downward force .

아울러, 현장조사 결과 모멘트 규모(moment magnitude ; Mw) 4.2에 해당하는 붕괴지역이 수백 미터의 폭으로 퍼져 있었으며, 광산이 붕괴되는 시간은 수초 이내일 것으로 추정되므로, 해당 이벤트는 2 ~ 10초의 목표 기간 대역(target period band)에 대한 단기 임펄스(short impulse)로 모델링될 수 있고, 지진간섭법을 이용하여 추출된 IRF는 깊이 또는 메커니즘 보정을 거치지 않고 이벤트 기록과 직접 비교될 수 있다. In addition, the field survey revealed that the collapsed area corresponding to a moment magnitude (Mw) of 4.2 was spread over a width of several hundred meters, and the time for mine collapse was estimated to be within a few seconds, IRF can be modeled as a short-term impulse for the target period band and the IRF extracted using the seismic interferometry can be directly compared to the event record without depth or mechanism correction.

더 상세하게는, 지진간섭법 기술은 배경잡음 데이터에 대한 상관분석(correlation analysis)의 방법에 따라 적용될 수 있으며, 종래, 배경잡음 데이터로부터 IRF를 추출하기 위해, 소스 관측소(source station) 데이터의 파워 스펙트럼을 이용하여 정규화된(normalized) 수신 관측소(receiver station) 데이터의 디컨볼루션(deconvolution)이 적용되어 왔다. More specifically, the seismic interferometry technique can be applied according to a method of correlation analysis on background noise data. Conventionally, in order to extract IRF from background noise data, the power of source station data Deconvolution of normalized receiver station data using the spectrum has been applied.

더 상세하게는, 디컨볼루션 방법은 이하의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있으며, 이는, Xr(수신 관측소) 및 Xs(가상 소스 관측소)에 위치한 2개의 지진 관측소에 대한 배경잡음 속도 v를 나타내는 동시 데이터 세그먼트(simultaneous data segments)와 함께 주파수 영역 ω에서 수행된다. More specifically, the deconvolution method can be expressed as Equation (1) below, which shows the background noise velocity v for two seismic stations located at Xr (receiver station) and Xs Is performed in the frequency domain omega with simultaneous data segments representing < RTI ID = 0.0 >

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112018098324537-pat00012
Figure 112018098324537-pat00012

여기서, 상기한 [수학식 1]에 있어서, i 및 j는 각각 수신 관측소의 i번째 성분(component) 및 가상 소스 관측소의 j번째 성분이고, *는 켤레 복소수 행렬(complex conjugate)을 나타낸다. In Equation (1), i and j are the i-th component of the receiving station and the j-th component of the virtual source station, respectively, and * denotes a complex conjugate.

또한, 상기한 [수학식 1]에 있어서, 분자(numerator)는 주파수 영역에서의 동시 배경잡음 데이터 세그먼트의 상호상관에 해당하고, 소스 관측소의 파워 스펙트럼을 이용하여 정규화된다. In Equation (1), the numerator corresponds to the cross-correlation of the simultaneous background noise data segments in the frequency domain, and is normalized using the power spectrum of the source station.

아울러, 상기한 [수학식 1]에 있어서, 수치계산 동안 디컨볼루션의 안정성을 유지하기 위해, 본 발명에서는, 평균 스펙트럼 파워(average spectral power)의 1%로 정의되는 수위(water level) ε을 부가하였으며, F-1은 역푸리에 변환(inverse Fourier transform)을 나타내고, 괄호〈〉는 시간영역 스태킹(time domain stacking)을 나타내며, 긴 시계열에 걸친 시간영역 스태킹일수록 추출된 지면운동의 신호 대 잡음비를 향상시킨다. In order to maintain the stability of deconvolution during the numerical calculation in the above Equation 1, in the present invention, the water level? Defined as 1% of the average spectral power F -1 indicates an inverse Fourier transform, parentheses <> indicate time domain stacking, and the time-domain stacking over a long time series increases the signal-to- .

이에, 본 발명에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, KNUD 관측소를 가상 소스 관측소로 하고, KIGAM 및 KMA 네트워크의 광대역 관측소들을 수신 관측소로 하여 배경잡음의 지진간섭법을 이용하여 IRF를 추출하였으며, 이때, 지진배경잡음 데이터는 2015년 9월부터 2016년 8월까지 1년의 기간동안 수집되었다. In the present invention, as shown in FIG. 1, an IRF is extracted using a background noise seismic interferometry using a KNUD observation station as a virtual source observation station, a KIGAM and a KMA network as a reception station, The seismic background noise data was collected over a period of one year from September 2015 to August 2016.

또한, 지진간섭법을 적용하기 전에, 배경잡음 데이터의 연속적인 기록은 1시간의 비중첩(nonoverlapping) 시간 세그먼트(time segment)로 분할되며, 원시 데이터(raw data)는 기기응답(instrumental responses)을 이용하여 수정되고(즉, 이득(gain)이 적용됨), 트렌드(trend) 및 평균(mean)은 지진분석코드(Seismic Analysis Code)를 이용하여 초기 잡음 데이터(initial noise data)로부터 제거된다. Also, prior to applying the seismic interferometry, successive recordings of background noise data are divided into nonoverlapping time segments of 1 hour, raw data being instrumental responses And the trend and mean are removed from the initial noise data using a Seismic Analysis Code. ≪ RTI ID = 0.0 > [0031] < / RTI &

아울러, 모든 시간 세그먼트는 데이터 처리의 계산을 감소하기 위해 초당 10 샘플로 다운샘플링되고, 잠재적인 지진의 영향을 최소화하기 위해 1시간 길이 데이터의 표준편차의 5배보다 큰 스파이크(spike)를 가지는 세그먼트는 무시된다(discarded). In addition, all time segments are downsampled to 10 samples per second to reduce the computation of the data processing, and segments having spikes greater than five times the standard deviation of one hour long data to minimize the effects of potential seismic events Is discarded.

더욱이, 수신 관측소 배경잡음 데이터의 3가지 성분은 광산붕괴의 하향 방향을 규명하기 위해 가상 소스 관측소 배경잡음 데이터의 극성변화된(polarity-changed) 수직성분(vertical components)과 상관되고(correlated), 고속 푸리에변환(FFT)을 이용하여 배경잡음 시계열 데이터가 변환된 후 주파수 영역에서 각 세그먼트의 상관이 계산된다. Furthermore, the three components of the receiver station background noise data are correlated with the polarity-changed vertical components of the virtual source station background noise data to identify the downward direction of the mine collapse, After the background noise time series data is transformed using the transform (FFT), the correlation of each segment in the frequency domain is calculated.

그 후, 상관된 결과에 역FFT를 적용하여, 시간영역에서 1년의 기간에 걸쳐 시계열 세그먼트가 누적되고, 상관 처리 및 시계열 누적에 따라 가상 소스 관측소(KNUD)에 대한 수신 관측소의 방위각에 대하여 IRF의 수평성분(horizontal components)(Z-N 및 Z-E)이 방사방향(radial) 및 접선방향(tangential) 성분으로 회전되며(rotated), 회전된 IRF의 인과부(causal part)(양의 지연(positive lag))는 단일 하향 힘(single downward force)으로 구성된 소스 메커니즘(source mechanism)을 가지는 소스- 수신간 임펄스 응답으로 간주되고, 지진간섭법 기술을 이용하여 추출된 IRF는 광산 붕괴 이벤트에 대하여 관측된 지면운동 데이터와 함께 5차 버터워스 필터(fifth-order Butterworth filter)를 이용하여 2 ~ 10초 주기의 영역에서 비교된다. Thereafter, the inverse FFT is applied to the correlated result to accumulate the time series segments over a period of one year in the time domain, and the azimuth of the receiving station with respect to the virtual source station (KNUD) The horizontal components ZN and ZE of the rotated IRF are rotated to radial and tangential components and the causal part of the rotated IRF ) Is regarded as a source-to-arrival impulse response with a source mechanism consisting of a single downward force and the IRF extracted using the seismic interferometry technique is considered to be a ground motion observed for the mine collapse event The data are compared in a period of 2 to 10 seconds using a fifth-order Butterworth filter.

이러한 지진간섭법 결과를 비교하기 위해, 기록된 지면운동과 해당 이벤트의 스케일이 일치하도록 IRF의 진폭이 수신 관측소의 상대 진폭 정보를 보존하기 위해 각각의 3가지 성분(수직, 방사, 접선 방향 성분)에 대하여 일정한 스케일링 계수(constant scaling factor)가 기록된 지면운동 데이터와 IRF의 평균 최대진폭(average peak amplitude)의 비에 의해 계산되며, 이는 모든 관측소에 동일하게 적용된다. In order to compare these seismic interferometry results, the amplitude of the IRF is calculated for each of the three components (vertical, radial and tangential components) in order to preserve the relative amplitude information of the receiving station, Is calculated by the ratio of the average peak amplitude of the IRF to the ground motion data recorded with a constant scaling factor for each station, which applies equally to all stations.

계속해서, 이벤트 원점시간(origin time)과 심도(focal depth) 추정의 불확실성을 규명하기 위해 일정한 시간이동 계수(constant temporal shift factor)가 각각의 수신 관측소에 대하여 기록된 지면운동 데이터에 적용되고, 이는, KIGAM의 자동 지진탐지 시스템의 탐지결과를 이용하여 분석되며, 가장 효과적인 파형 비교를 위해, 이러한 시간이동은 시행착오법에 따라 2초로 설정되었다. Subsequently, to determine the uncertainty of the origin time and focal depth estimates, a constant temporal shift factor is applied to the ground motion data recorded for each receiving station, , And KIGAM's automatic seismic detection system. For the most effective waveform comparison, this time shift was set to 2 seconds according to trial and error method.

또한, 본 발명에 있어서, 추출된 IRF의 인과부(causal part)(양의 지연)는 소스-수신 관측소간 임펄스 응답으로, 비인과부(acausal part)(음의 지연(negative lag))는 수신-소스 관측소간 임펄스 응답으로 간주되나, 지진배경잡음의 소스는 방위적으로 균일하게 분포되어 있지 않으며, 한반도 지역에 대한 배경잡음의 지역적 소스 분포도 아직까지 명확하게 알려져 있지 못한 실정이다. Further, in the present invention, the causal part (positive delay) of the extracted IRF is the source-receiving station impulse response, and the acausal part (negative lag) It is assumed that the source of the background noise is not uniformly distributed in the direction of the source, but the distribution of the background source of the background noise in the Korean peninsula is not yet known.

이에, 본 발명에서는, 방위각에 따른 상대적인 진폭 차이를 보정하기 전에 배경잡음의 공간적 분포 차이 및 수준을 확인하기 위하여, 이하의 [수학식 2]에 나타낸 바와 같이, 디컨볼루션 방법을 이용하여 추출된 임펄스 응답 함수(IRF)의 인과부(causal part)(양의 지연(positive lag))에서의 최대진폭(Peak Ground Velocity ; PGV)과 비인과부(anti-causal part)(음의 지연(negative lag))에서의 최대진폭(PGV)의 비율인 최대진폭비(peak ground velocity ratio ; PGVratio)를 이용하여 방위각 변화(azimuthal variation)를 조사하였다. In order to confirm the difference and the level of the spatial distribution of the background noise before correcting the relative amplitude difference according to the azimuth angle, in the present invention, as shown in the following formula (2) Peak Ground Velocity (PGV) and anti-causal part (negative lag) in the causal part (positive lag) of the impulse response function (IRF) The azimuthal variation was investigated by using the peak ground velocity ratio (PGV ratio ), which is the ratio of the maximum amplitude (PGV)

[수학식 2] &Quot; (2) "

Figure 112018098324537-pat00013
Figure 112018098324537-pat00013

또한, 도 4를 참조하면, 도 4는 가을(2015년 9월 ~ 2015년 11월), 겨울(2015년 12월 ~ 2016년 2월), 봄(2016년 3월 ~ 2016년 5월) 및 여름(2016년 6월 ~ 2016년 8월)을 포함하는 2015년 9월부터 2016년 8월까지의 1년간에 대하여 PGVratio의 관점에서 배경잡음의 소스 분포에 대한 방위각 및 계절적 변화를 나타낸 도면이다. 4, there is shown a graph showing the results of a comparison between the autumn (September 2015 to November 2015), winter (December 2015 to February 2016), spring (March 2016 to May 2016) Is a diagram showing the azimuth and seasonal variations of the source distribution of background noise in terms of PGV ratio for one year from September 2015 to August 2016, including summer (June 2016 to August 2016) .

도 4에 나타낸 바와 같이, 배경잡음 소스 레벨의 현저한 방위각 변화와 상대적으로 약한 계절적 변화(seasonal variation)가 함께 관측된다. As shown in FIG. 4, a significant azimuthal change and a relatively weak seasonal variation of the background noise source level are observed together.

더 상세하게는, 도 5를 참조하면, 도 5는 KNUD 관측소를 송신관측소로 하는 경우의 한반도 지역의 배경잡음 소스 분포에 대한 방위각 의존성을 나타내는 도면이다. More specifically, referring to FIG. 5, FIG. 5 is a diagram illustrating an azimuth dependency of a background noise source distribution in a Korean peninsula region when a KNUD station is used as a transmission station.

도 5에 있어서, 각각의 패널 좌측에 관측소 이름과 함께 얻어진 IRF(수직 성분)의 인과부(청색) 및 비인과부(적색)가 표시되어 있으며, 관측소 이름 아래의 숫자는 가상 소스 관측소(KNUD)에 대한 방위각이고, 각 파형 우측의 숫자는 [수학식 2]에 정의된 최대진폭비(peak ground velocity ratio ; PGVratio)이며, 양의 PGVratio 값은 인과부의 PGV(소스-수신간)가 비인과부보다 강함을 의미하며, 반대의 경우도 마찬가지이다. In Fig. 5, the causal part (blue) and the non-widow part (red) of IRF (vertical component) obtained together with the name of the station are displayed on the left side of each panel, and the numbers under the name of the station are displayed on the virtual source station KNUD And the number on the right side of each waveform is a peak ground velocity ratio (PGV ratio ) defined in Equation 2, and a positive PGV ratio value is defined as a value obtained by subtracting the PGV of the causal part from the non- It means strength, and vice versa.

도 5에 나타낸 바와 같이, 수신 관측소가 소스 관측소보다 북쪽에 위치한 경우 인과부(청색)가 일반적으로 더 큰 PGV를 가지는 것을 확인할 수 있으며, IRF의 진폭과 위상 정보를 모두 추출하기 위하여는 배경잡음 소스 분포의 시공간적 변화를 고려하는 것이 중요하다. As shown in FIG. 5, it can be seen that the causal part (blue) generally has a larger PGV when the receiving station is located to the north than the source station. In order to extract both the amplitude and phase information of the IRF, It is important to consider the temporal and spatial variation of the distribution.

이에, 본 발명에서는, 계절적 변화를 평균하기 위해 1년간 파형을 축적한 데이터를 생성하고, 방위각 변화를 규명하기 위해 방위각에 대하여 진폭 보정을 적용하였다. Accordingly, in the present invention, to accumulate waveforms for one year in order to average seasonal variations, data is generated, and amplitude correction is applied to the azimuth angle to identify changes in the azimuth angle.

즉, 도 6을 참조하면, 도 6은 관측소쌍의 방위각에 따라 지진배경잡음으로부터 추출된 9가지 성분의 지진신호(ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT)에 대하여 해당 지진신호의 상대적 진폭 크기를 전방위각(360°)에 대하여 보정하기 위한 삼각함수를 포함하는 형태의 회귀식을 나타내는 도면이다. 6, the earthquake signals (ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT) of the nine components extracted from the background noise of the earthquake And a trigonometric function for correcting the magnitude of the relative amplitude of the seismic signal with respect to the omnidirectional angle (360 deg.).

더 상세하게는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, PGVratio로부터 지진배경잡음의 대략적인 시공간적 분포특성을 확인 가능하며, 소스-수신 관측소 쌍에 대하여 추출된 임펄스 응답함수 중 인과부(양의 지연)가 소스(송신)-수신 관측소간 지진지반운동 신호에 해당한다. More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the temporal and spatial distribution characteristics of seismic background noise can be confirmed from the PGV ratio , and the impulse response functions extracted from the source- Delay) corresponds to the earthquake ground motion signal between source (transmission) and receiving station.

여기서, 지진배경잡음으로부터 추출된 임펄스 응답함수는 추출에 사용된 지진배경잡음의 시공간적 분포가 관측소 쌍에 따른 진폭의 상대적 크기에 이미 영향을 준 상태이므로, 지진배경잡음으로부터 추출된 임펄스 응답함수를 지진지반운동 모사에 활용 가능하도록 하기 위하여는 이러한 시공간적 분포 특성을 반영하여 해당 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하여야 한다. Since the impulse response function extracted from the background noise of the earthquake has already affected the relative magnitude of the amplitude of the earthquake background noise used in the extraction to the pair of the station, In order to be able to use it for ground motion simulation, the relative amplitude magnitude of the seismic signal should be corrected by reflecting the spatio - temporal distribution characteristics.

즉, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기한 내용으로부터 확인된 시공간적 분포특성 분석결과에 따르면, 지진배경잡음의 분포는 계절에 따른 차이보다는 관측소쌍의 방위각에 따른 차이가 유효하게 작용하는 것으로 확인되며, 이러한 결과에 근거하여, 관측소쌍의 방위각에 따라 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 함수를 후술하는 바와 같은 방법에 따라 도출하였다. That is, according to the results of the spatiotemporal distribution characteristic analysis confirmed from the above description with reference to FIG. 4 and FIG. 5, it is confirmed that the distribution of the earthquake background noise effectively differs according to the azimuth angle of the pair of stations, Based on these results, a function for correcting the magnitude of the relative amplitude of the seismic signal according to the azimuth angle of the pair of observation stations was derived by the following method.

이때, 방위각은 360도에 걸쳐 골고루 포함할 수 있는 관측소 위치와 쌍으로 구성되어야 한다. At this time, the azimuth must be paired with the location of the station where it can evenly cover 360 degrees.

더 상세하게는, 상대적 진폭 보정함수는, 관측소쌍에 따른 방위각(azimuth)과 지진신호(임펄스 응답함수의 인과부)의 최대진폭값(PGVnoise)으로부터 회귀식 형태로 구해지며, 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(

Figure 112018098324537-pat00014
)으로부터 삼각함수를 포함하는 형태의 회귀식을 도출하기 위해 이하의 [수학식 3]과 같은 관계식을 가정한다. More specifically, the relative amplitude correction function is obtained in a regression form from the azimuth along the pair of observations and the maximum amplitude value (PGV noise ) of the seismic signal (causal part of the impulse response function) Maximum amplitude value (
Figure 112018098324537-pat00014
) To derive a regression equation of a form including a trigonometric function, as shown in the following Equation (3).

[수학식 3] &Quot; (3) "

Figure 112018098324537-pat00015
Figure 112018098324537-pat00015

여기서, 상기한 [수학식 3]에 있어서, y는 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율값, x는 방위각, a, p, b는 회귀계수를 각각 나타낸다. In Equation (3), y represents a ratio value for correcting the relative amplitude magnitude of the seismic signal, x represents an azimuth angle, and a, p and b represent regression coefficients.

회귀식에서 사용될 x값으로서 방위각을 취하기 위해서 [수학식 3]과 같이 삼각함수 형태로 관계식을 가정하는 것이 적절하며, y값은 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율로서 방위각(x)에 대한 변수이다. In order to take an azimuth angle as an x value to be used in the regression equation, it is appropriate to assume a relational expression in the form of a trigonometric function as in Equation (3), and the y value is a ratio for correcting the relative amplitude magnitude of the seismic signal, Variable.

또한, 이하의 [수학식 4]를 이용하여, 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(

Figure 112018098324537-pat00016
)들로부터 구성되는 [수학식 4]의 값이 방위각(x)값들과 함께 [수학식 3]의 회귀식을 만족하도록 하는 회귀계수 a, p, b를 각각 도출한다. Further, by using the following expression (4), the distance attenuation is calculated by using the compensated maximum amplitude value (
Figure 112018098324537-pat00016
(X, y) and the azimuth angle (x) values of the equation (4), which are constituted by the azimuth angle?

[수학식 4] &Quot; (4) "

Figure 112018098324537-pat00017
Figure 112018098324537-pat00017

여기서, 상기한 [수학식 4]에 있어서,

Figure 112018098324537-pat00018
은 거리감쇠가 보상된 최대진폭값,
Figure 112018098324537-pat00019
는 거리감쇠가 보상된 진폭값의 평균을 각각 나타낸다. In Equation (4) above,
Figure 112018098324537-pat00018
Is the maximum amplitude value at which the attenuation is compensated,
Figure 112018098324537-pat00019
Represents the average of the amplitude values at which the attenuation is compensated.

즉, 상기한 [수학식 4]는 거리감쇠가 보상된 최대진폭값과 그 값들에 대한 비율을 나타내며, 이 값이 0보다 크다는 것은 지진배경잡음으로부터 추출된 지진신호가 지진배경잡음의 시공간적 분포특성에 의해 임펄스 응답함수로서 구현되어야 할 진폭보다 크게 나타났음을 의미하고, 반대로, 이 값이 0보다 작다는 것은 추출된 지진신호가 시공간적 분포특성에 의해 임펄스 응답함수로서 구현되어야 할 진폭보다 작게 나타났음을 의미한다. That is, Equation (4) represents the maximum amplitude value compensated by the distance attenuation and a ratio of the compensated maximum amplitude value to the values. The value of greater than 0 indicates that the earthquake signal extracted from the background noise of the background is the temporal and spatial distribution characteristic The amplitude of the extracted seismic signal is smaller than the amplitude to be implemented as an impulse response function due to the spatio-temporal distribution characteristic. In other words, do.

따라서 [수학식 4]의 비율값을 토대로 방위각(x)에 따른 [수학식 3]의 y값을 재구성하기 위하여 회귀계수 a, p, b를 각각 도출한다. Therefore, the regression coefficients a, p, and b are derived to reconstruct the y value of Equation (3) according to the azimuth angle (x) based on the ratio value of Equation (4).

즉, 상기한 [수학식 3]을 만족하도록 하는 회귀계수(a, p, b)는, 상기 회귀식에 대하여 다수의 데이터((x, y ; x값은 방위각, y값은

Figure 112018098324537-pat00020
) 값의 집합)를 만족할 수 있는 3개의 변수(a, p, b)를 회귀분석을 통하여 도출하는 것에 의해 구해질 수 있으며, 이때, 상기한 회귀식에 대한 회귀분석을 위해 사용되는 데이터((x, y) 값의 집합)는 가능한 전방위각(360°)을 포함할 수 있는 관측소쌍으로 구성되는 것이 바람직하다. That is, the regression coefficient (a, p, b) satisfying the above-described expression (3) is obtained by multiplying a plurality of data ((x, y; x value is an azimuth angle,
Figure 112018098324537-pat00020
(A, p, b) that can satisfy the above-described regression equation (a set of values) (a, p, b) x, y) values) is preferably made up of a pair of stations that may include a possible omni-directional angle (360 deg.).

여기서, 상기한 바와 같이 회귀분석을 통하여 3개의 회귀계수 a, p, b를 구하는 과정에 대한 보다 구체적인 내용은 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자에게 있어 자명한 내용이므로, 이에, 본 발명에서는, 설명을 간략히 하기 위해, 상기한 바와 같이 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. Here, as described above, more detailed contents of the process of obtaining the three regression coefficients a, p, and b through the regression analysis are obvious to those skilled in the art through the literature of the prior art. Accordingly, It should be noted that the detailed description of the contents that can be readily understood and practiced by those skilled in the art through the prior art documents and the like is omitted.

아울러, 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 추출된 9가지 성분의 지진신호(ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT)에 대하여 관측소쌍의 방위각에 따른 [수학식 3]의 형태로 구해진 회귀식은 도 6에 나타낸 바와 같다. In addition, the seismic signals (ZZ, ZR, ZT, RZ, RR, RT, TZ, TR, TT) of nine components extracted from the temporal and spatial distribution of the background noise The regression equation obtained in the form of FIG. 6 is as shown in FIG.

더 상세하게는, 지진배경잡음으로부터 추출된 지진신호를 보정할 시 상기한 바와 같은 과정을 통해 도출된 회귀계수를 사용하는 [수학식 3]으로부터 방위각(x)에 대한 상대적 진폭 보정을 위한 비율값(f(x))을 구하여 이하의 [수학식 5]와 같이 보정한다. More specifically, when a seismic signal extracted from an earthquake background noise is corrected, a ratio value for relative amplitude correction to an azimuth angle (x) from Equation (3) using a regression coefficient derived through the above- (f (x)) and corrects it according to the following formula (5).

[수학식 5] &Quot; (5) "

Figure 112018098324537-pat00021
Figure 112018098324537-pat00021

여기서, 상기한 [수학식 5]에 있어서, IRFcorrected는 방위각 변화에 따른 진폭 보정 이후의 임펄스 응답함수, IRF는 방위각 변화에 따른 진폭 보정 이전의 임펄스 응답함수, f(x)는 진폭 보정을 위한 비율값을 각각 나타낸다. In Equation (5), IRF corrected is the impulse response function after the amplitude correction according to the azimuthal change, IRF is the impulse response function before the amplitude correction according to the azimuthal change, and f (x) Respectively.

아울러, [수학식 3]의 형태로 표현되는 진폭 보정함수에서 IRF는 지진배경잡음으로부터 추출된 임펄스 응답함수의 방위각에 따른 진폭의 상대적 증폭을 포함한 것이므로, 상대적 진폭 보정을 위한 비율값(f(x))은 [수학식 5]와 같이 10-f(x)가 곱해지는 형태로 보정되어야 함에 유념해야 한다. Since the IRF in the amplitude correction function expressed in the form of [Equation 3] includes the relative amplification of the amplitude according to the azimuth angle of the impulse response function extracted from the background noise, the ratio value f (x ) Must be corrected to a form that is multiplied by 10- f (x) as in Equation (5 ) .

즉, 도 6 및 상기한 [수학식 3] 내지 [수학식 5]에 나타낸 바와 같이, 방위각 변화에 따른 진폭을 보정하는 방법은, 먼저, (1) 추출된 임펄스 응답함수로부터 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(

Figure 112018098324537-pat00022
)을 구하고, (2) (1)에서 거리감쇠가 보상된 최대진폭값들의 평균(
Figure 112018098324537-pat00023
)을 계산하며, (3) [수학식 3] 및 [수학식 4]에 나타낸 바와 같이 하여, (2)의 평균값에 대한 (1)의 거리감쇠가 보정된 최대진폭값의 비율로부터 방위각(x)에 따른 상대적 진폭 보정을 위한 비율값(y)의 관계를 상기한 [수학식 3]과 같은 삼각함수를 포함하는 형태의 회귀식으로 도출하고, (4) [수학식 5]에 나타낸 바와 같이, 관측소 쌍에 따라 추출된 임펄스 응답함수에 대해 (3)의 회귀식을 만족하는 진폭보정계수(10-f(x))를 곱하는 것에 의해 방위각에 따른 상대적인 진폭 크기의 보정이 수행될 수 있다. That is, as shown in FIG. 6 and the above-mentioned equations (3) to (5), the method of correcting the amplitude according to the azimuthal angle change is as follows. (1) From the extracted impulse response function, Maximum amplitude value (
Figure 112018098324537-pat00022
(2) In (1), the distance attenuation is the average of the compensated maximum amplitude values
Figure 112018098324537-pat00023
(3) From the ratio of the maximum amplitude value corrected for the distance attenuation of (1) to the average value of (2) as shown in [Expression 3 and Expression 4], the azimuth angle x (Y) for the relative amplitude correction according to the above equation (3) is derived by a regression equation of a form including a trigonometric function as in the above-mentioned equation (3), and (4) , A correction of the amplitude magnitude relative to the azimuth angle can be performed by multiplying the extracted impulse response function according to the pair of observation stations by the amplitude correction coefficient 10 -f (x) satisfying the regression equation (3).

계속해서, 본 발명자들은, 광산 붕괴 이벤트로부터 기록된 지면운동과 디컨볼루션 형태의 지진간섭법 기술을 이용하여 얻어진 IRF의 파형을 비교하여 수직, 방사 및 접선 방향 성분을 도 7에 나타내었다. Next, the inventors compared the waveforms of the IRF obtained using the ground motion recorded from the mine collapse event and the seismic interferometry technique of the deconvolution type, and the vertical, radial and tangential components are shown in FIG.

즉, 도 7을 참조하면, 도 7은 가상 소스 관측소(KNUD)에 대하여 디컨볼루션 지진간섭법 기술을 이용하여 추출되고 도 6 및 상기한 [수학식 3] 내지 [수학식 5]를 통해 진폭 크기가 보정된 IRF(적색)와 이벤트 기록(회색)의 수직, 방사 및 접선 방향 성분을 비교하여 나타낸 도면이다. 7, FIG. 7 is extracted using the deconvolution seismic interferometry technique for the virtual source observatory KNUD and is shown in FIG. 6 and the above equations (3) to (5) And the vertical, radial and tangential components of the size-corrected IRF (red) and the event recording (gray).

따라서 상기한 바와 같은 내용에 근거하여 본 발명에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 구현할 수 있으며 즉, 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다. Therefore, it is possible to implement a method of calibrating amplitude magnitude of an earthquake signal extracted using the earthquake background noise according to the present invention based on the above-mentioned contents. That is, referring to FIG. 8, FIG. FIG. 3 is a flowchart schematically showing an overall configuration of an amplitude magnitude correction method of an earthquake signal extracted using an earthquake background noise; FIG.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법은, 크게 나누어, 각 지역에 설치된 지진관측소에서 기록된 지진배경잡음을 포함하는 지진신호에 대한 데이터를 수집하여 데이터베이스를 구축하는 데이터 수집단계(S10)와, 각각의 지진관측소에서 수집된 지진배경잡음 신호에 대하여, 디컨볼루션 방법의 지진간섭법 기술을 이용하여 각 지진관측소간 임펄스 응답함수(IRF)를 추출하는 임펄스 응답함수 추출단계(S20)와, 추출된 임펄스 응답함수로부터 지진신호의 위상 및 진폭정보를 산출하는 위상 및 진폭정보 산출단계(S30) 및 산출된 진폭정보에 대하여 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기에 대한 보정을 행하는 진폭보정단계(S40)를 포함하는 일련의 처리과정이 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성될 수 있다. 8, an amplitude magnitude correction method of an earthquake signal extracted by using an earthquake background noise according to an embodiment of the present invention is roughly divided into an earthquake ground noise estimation method using an earthquake background noise, (S10) for collecting data on a signal and constructing a database, and a data collection step (S10) for collecting data on a seismic background noise signal collected at each seismic observation station by using a seismic interferometry technique of a deconvolution method, An impulse response function extraction step (S20) for extracting a response function (IRF), a phase and amplitude information calculation step (S30) for calculating phase and amplitude information of the seismic signal from the extracted impulse response function, And an amplitude correction step (S40) for correcting a relative amplitude magnitude according to an azimuth angle of the pair of source-receiver stations, Or may be configured to be performed by dedicated hardware.

여기서, 상기한 데이터베이스 구축단계(S10)는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, KIGAM 및 KMA에 의해 한반도 지역에서 운영되는 상시 지진관측소들로부터 지진배경잡음을 포함하는 지진신호 데이터를 수집하고, 수집된 지진신호 데이터로부터 추세와 평균을 제거하고 기기특성을 보정하는 등의 전처리 과정을 거친 후, 전처리된 데이터를 각 관측소 및 기간별로 정리하고 저장하여 데이터베이스를 구축하도록 구성될 수 있다. 1, the above-described database building step (S10) collects seismic signal data including seismic background noise from KIGAM and KMA from regular seismic stations operated in the Korean peninsula region , Preprocessing processes such as removing trends and averages from the collected seismic signal data and correcting device characteristics, and then arranging and storing the preprocessed data according to each observation station and period to construct a database.

또한, 상기한 임펄스 응답함수 추출단계(S20)는, 상기한 [수학식 1]을 참조하여 설명한 바와 같이, 디컨볼루션 방법을 적용하여 각 관측소간의 임펄스 응답함수(IRF)를 추출하도록 구성될 수 있다. In addition, the impulse response function extraction step S20 may be configured to extract an impulse response function IRF between each observation station by applying the deconvolution method as described above with reference to Equation (1) have.

아울러, 상기한 위상 및 진폭정보 추출단계(S30) 및 진폭보정단계(S40)는, 상기한 [수학식 3] 내지 [수학식 5] 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 하여, 임펄스 응답함수(IRF)로부터 지진신호의 위상 및 진폭정보를 산출하고, 산출된 진폭정보에 대하여 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율값을 산출하여, 최종적으로 진폭에 대한 보정이 반영된 임펄스 응답함수(IRFcorrected)를 산출하도록 구성될 수 있다. The phase and amplitude information extracting step S30 and the amplitude correcting step S40 may be performed by using the impulse response function (S30) and the amplitude correction step S40 as described above with reference to Equations (3) to (5) And calculates the ratio value for correcting the relative amplitude magnitude according to the azimuth angle of the source-receiving station pair with respect to the calculated amplitude information, And may be configured to calculate an impulse response function (IRF corrected ).

더욱이, 상기한 방법은, 상기한 각 단계를 통해 얻어진 결과를 디스플레이 등의 표시수단을 통해 표시하는 결과표시단계를 더 포함하여 구성될 수 있다. Furthermore, the above-described method may further comprise a result display step of displaying the results obtained through the above-described steps through display means such as a display.

따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 구현할 수 있다. Therefore, the amplitude magnitude correction method of the seismic signal extracted using the earthquake background noise according to the present invention as described above can be implemented.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 이용하여 지진신호의 분석을 수행하도록 구성됨으로써, 보다 효율적이고 정확한 지진신호의 분석이 가능하도록 구성되는 지진신호 분석방법 및 지진분석 시스템을 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for analyzing an earthquake signal using an amplitude magnitude correction method for an earthquake signal extracted using an earthquake background noise according to the present invention, It is possible to provide an earthquake signal analysis method and an earthquake analysis system configured to be capable of analyzing an earthquake signal.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It is a matter of course.

Claims (10)

지진활동에 관계없이 지진관측소에 상시적으로 기록되는 지진배경잡음(seismic ambient noise)으로부터 지진신호의 위상정보 및 진폭정보를 산출하고, 상기 지진배경잡음의 시공간적 분포를 반영하여 산출된 진폭정보의 상대적 크기를 보정할 수 있도록 구성되는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법에 있어서,
각 지역에 설치된 지진관측소에서 기록된 지진배경잡음을 포함하는 지진신호에 대한 데이터를 수집하는 처리가 수행되는 데이터 수집단계;
상기 데이터 수집단계에서 수집된 지진신호 데이터를 이용하여, 각각의 지진관측소에서 수집된 지진배경잡음에 대하여 지진간섭법(seismic interferometry) 기술을 이용하여 각 지진관측소간 임펄스 응답함수(impulse response functions ; IRF)를 추출하는 처리가 수행되는 임펄스 응답함수 추출단계;
상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 임펄스 응답함수(IRF)의 위상정보 및 진폭정보를 산출하는 처리가 수행되는 위상 및 진폭정보 산출단계; 및
상기 위상 및 진폭정보 산출단계에서 산출된 상기 진폭정보에 대하여 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기에 대한 보정을 행하는 처리가 수행되는 진폭보정단계를 포함하는 처리과정이 컴퓨터나 전용의 하드웨어에 의해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.
The phase information and the amplitude information of the seismic signal are calculated from the seismic ambient noise which is always recorded in the seismic observation station regardless of the seismic activity and the relative information of the amplitude information calculated by reflecting the spatio- A method for correcting an amplitude magnitude of an earthquake signal extracted using an earthquake background noise configured to correct a magnitude,
A data collecting step of collecting data on an earthquake signal including an earthquake background noise recorded at a seismic observing station installed in each area;
An impulse response function (IRF) between each seismic station using a seismic interferometry technique is applied to the seismic background noise collected at each seismic station using the seismic signal data collected in the data acquisition step, Extracting an impulse response function;
Calculating phase information and amplitude information of the impulse response function (IRF) extracted at the impulse response function extracting step; And
And a process of correcting the relative amplitude magnitude according to the azimuth angle of the pair of source-reception station pairs with respect to the amplitude information calculated in the phase and amplitude information calculation step is performed is performed by a computer or a dedicated hardware The amplitude magnitude of the seismic signal extracted using the earthquake background noise.
제 1항에 있어서,
상기 방법은,
상기 데이터 수집단계, 상기 임펄스 응답함수 추출단계, 상기 위상 및 진폭정보 산출단계 및 상기 진폭보정단계를 통하여 얻어진 결과를 디스플레이를 포함하는 표시수단을 통해 표시하는 처리가 수행되는 결과표시단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.
The method according to claim 1,
The method comprises:
Further comprising a result displaying step in which a process of displaying the results obtained through the data collecting step, the impulse response function extracting step, the phase and amplitude information calculating step and the amplitude correcting step through display means including a display is performed Wherein the amplitude magnitude of the seismic signal extracted using the seismic background noise is corrected.
제 1항에 있어서,
상기 데이터 수집단계는,
각 지역에 설치된 지진관측소에서 기록된 지진배경잡음을 포함하는 지진신호에 대한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 각각의 관측소 및 기간별로 저장하여 데이터베이스를 구축하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the data collection step comprises:
A process for collecting data on an earthquake signal including an earthquake background noise recorded at an earthquake observing station installed in each area and storing the collected data for each observation station and period to construct a database is performed A method for calibrating amplitude magnitude of seismic signals extracted by using background noise.
제 1항에 있어서,
상기 임펄스 응답함수 추출단계는,
이하의 수학식을 이용하여, 디컨볼루션(deconvolution) 방법을 이용하여 상기 임펄스 응답함수(IRF)를 추출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.

Figure 112018098324537-pat00024


(여기서, Xr은 수신 관측소(receiver station), Xs는 소스 관측소(source station), v는 배경잡음 속도, ω는 주파수, i 및 j는 각각 수신 관측소의 i번째 성분(component) 및 가상 소스 관측소의 j번째 성분, *는 켤레 복소수 행렬(complex conjugate), ε는 평균 스펙트럼 파워(average spectral power)의 1%로 정의되는 수위(water level), F-1은 역푸리에 변환(inverse Fourier transform), 괄호〈〉는 시간영역 스태킹(time domain stacking)을 각각 나타냄)
The method according to claim 1,
Wherein the extracting of the impulse response function comprises:
Wherein the processing of extracting the impulse response function (IRF) using a deconvolution method is performed using the following equation: < EMI ID = Size correction method.

Figure 112018098324537-pat00024


Where xr is the receiver station, Xs is the source station, v is the background noise rate, ω is the frequency, i and j are the i-th component of the receiving station, is the complex conjugate, ε is the water level defined as 1% of the average spectral power, F -1 is the inverse Fourier transform, ≪> represents time domain stacking)
제 1항에 있어서,
상기 위상 및 진폭정보 산출단계는,
이하의 수학식을 이용하여, 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 IRF의 인과부(causal part)와 비인과부(acausal part)에 대한 최대진폭비(PGVratio)를 계산하여 각 지진관측소의 위치에 따른 방위각 변화(azimuthal variation)를 계산하는 것에 의해, 각 지진관측소의 위치에 따른 방위각에 대한 보정이 반영된 위상정보 및 진폭정보를 산출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.

Figure 112018098324537-pat00025


(여기서, PGVcausal은 추출된 IRF의 인과부(causal part)의 최대진폭, PGVacausal은 추출된 IRF의 비인과부(acausal part)의 최대진폭을 각각 나타냄)
The method according to claim 1,
Wherein the phase and amplitude information calculation step comprises:
Using the following equation, to calculate the maximum amplitude ratio (PGV ratio) for the causal portion (causal part) of the IRF and ratio widow (acausal part) derived from the impulse response function, the extraction step according to the positions of the respective seismic stations And calculating phase information and amplitude information reflecting the correction of azimuth angle according to the position of each seismic observation station by calculating an azimuthal variation. A method for calibrating the magnitude of an earthquake signal.

Figure 112018098324537-pat00025


(Wherein, PGV causal maximum amplitude, PGV acausal the causal portion (causal part) of the extracted IRF represents the maximum amplitude ratio of the widow (acausal part) of each of the extracted IRF)
제 1항에 있어서,
상기 진폭보정단계는,
(a) 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 임펄스 응답함수(IRF)의 최대진폭값(PGVnoise)에 지진관측소간의 거리(R)를 곱하여 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(
Figure 112018098324537-pat00026
)을 구하고,
(b) 거리감쇠가 보상된 최대진폭값들의 평균(
Figure 112018098324537-pat00027
)을 계산하며,
(c) 상기 (b)에서 구해진 평균값에 대한 상기 (a)의 거리감쇠가 보정된 최대진폭값의 비율로부터 방위각에 따른 상대적 진폭을 보정하기 위한 진폭보정계수를 산출하고,
(d) 상기 임펄스 응답함수 추출단계에서 추출된 임펄스 응답함수에 상기 (c)에서 산출된 진폭보정계수를 곱하는 것에 의해 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기를 보정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the amplitude correction step comprises:
(a) multiplying the maximum amplitude value (PGV noise ) of the impulse response function (IRF) extracted in the step of extracting the impulse response function by the distance (R) between the seismic observing stations to obtain a maximum amplitude value
Figure 112018098324537-pat00026
),
(b) the average of the maximum amplitude values at which the attenuation is compensated (
Figure 112018098324537-pat00027
),
(c) calculating an amplitude correction coefficient for correcting a relative amplitude with respect to an azimuth angle from a ratio of the maximum amplitude value corrected by the distance attenuation of (a) to the average value obtained in (b)
(d) multiplying the impulse response function extracted in the impulse response function extraction step by the amplitude correction coefficient calculated in (c) to perform a process of correcting the relative amplitude magnitude according to the azimuth angle of the source- The amplitude magnitude of the earthquake signal extracted using the earthquake background noise.
제 6항에 있어서,
상기 진폭보정단계는,
상기 (c)에서, 소스-수신 관측소쌍에 따른 방위각(azimuth)(x)과 지진신호(임펄스 응답함수의 인과부)의 최대진폭값(PGVnoise)으로부터 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율값(y)을 구하기 위한 회귀식을 이하의 수학식을 이용하여 삼각함수를 포함하는 수학식으로 정의하고,

Figure 112018098324537-pat00028


(여기서, y는 지진신호의 상대적 진폭 크기를 보정하기 위한 비율값, x는 방위각, a, p, b는 회귀계수를 각각 나타냄)

이하의 수학식을 이용하여, 거리감쇠가 보상된 최대진폭값(
Figure 112018098324537-pat00029
)과 거리감쇠가 보상된 최대진폭값의 평균(
Figure 112018098324537-pat00030
)으로부터 산출되는 값이 상기 회귀식을 만족하도록 하는 회귀계수(a, p, b)를 회귀분석을 통하여 각각 도출하는 것에 의해 상기 진폭보정계수(y)를 산출하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.

Figure 112018098324537-pat00031


(여기서, PGVnoise는 추출된 IRF의 최대진폭, R은 지진관측소 사이의 거리,
Figure 112018098324537-pat00032
은 거리감쇠가 보상된 최대진폭값,
Figure 112018098324537-pat00033
은 거리감쇠가 보상된 최대진폭값의 평균을 각각 나타냄)
The method according to claim 6,
Wherein the amplitude correction step comprises:
In (c), to correct the magnitude of the relative amplitude of the seismic signal from the azimuth (x) according to the source-receiver station pair and the maximum amplitude value (PGV noise ) of the seismic signal (causal part of the impulse response function) A regression equation for obtaining the ratio value (y) is defined by a mathematical expression including a trigonometric function using the following equation,

Figure 112018098324537-pat00028


(Where y is a ratio value for correcting the relative amplitude magnitude of the seismic signal, x is the azimuth angle, and a, p, and b are the regression coefficients)

Using the following equation, the distance attenuation is calculated as the compensated maximum amplitude value (
Figure 112018098324537-pat00029
) And the average of the maximum amplitude values at which the attenuation is compensated (
Figure 112018098324537-pat00030
(A, p, b) for calculating the amplitude correction coefficient (y) by calculating a regression coefficient (a, p, b) A method for calibrating amplitude magnitude of an earthquake signal extracted using an earthquake background noise.

Figure 112018098324537-pat00031


(Where PGV noise is the maximum amplitude of the extracted IRF, R is the distance between seismic stations,
Figure 112018098324537-pat00032
Is the maximum amplitude value at which the attenuation is compensated,
Figure 112018098324537-pat00033
Represents the average of the maximum amplitude values at which the attenuation is compensated)
제 7항에 있어서,
상기 진폭보정단계는,
상기 (d)에서, 이하의 수학식을 이용하여 소스-수신 관측소쌍의 방위각에 따른 상대적 진폭 크기를 보정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법.

Figure 112018098324537-pat00034


(여기서, IRFcorrected는 방위각 변화에 따른 진폭 보정 이후의 임펄스 응답함수, IRF는 방위각 변화에 따른 진폭 보정 이전의 임펄스 응답함수, f(x)는 해당 방위각에 따른 진폭 보정을 위한 비율값을 각각 나타냄)
8. The method of claim 7,
Wherein the amplitude correction step comprises:
(D), the process of correcting the relative amplitude magnitude according to the azimuth angle of the source-receiving station pair is performed using the following equation: < EMI ID = Size correction method.

Figure 112018098324537-pat00034


(Where IRF corrected is the impulse response function after the amplitude correction according to the azimuth change, IRF is the impulse response function before the amplitude correction according to the azimuth change, and f (x) is the ratio value for the amplitude correction according to the azimuth angle, respectively )
지진신호 분석방법에 있어서,
각각의 지진관측소들로부터 지진신호를 수신하는 지진신호 수신단계; 및
상기 지진신호 수신단계에서 수신된 지진신호의 분석을 수행하는 지진신호 분석단계를 포함하여 구성되고,
상기 지진신호 분석단계는,
청구항 1항 내지 청구항 8항 중 어느 한 항에 기재된 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 이용하여 지진신호의 분석을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진신호 분석방법.
In an earthquake signal analysis method,
Receiving an earthquake signal from each of the seismic stations; And
And an earthquake signal analysis step of analyzing the earthquake signal received in the earthquake signal receiving step,
In the seismic signal analysis step,
A method of analyzing an earthquake signal using the amplitude amplitude correction method of an earthquake signal extracted using the earthquake background noise according to any one of claims 1 to 8.
지진신호의 분석을 수행하기 위한 지진분석 시스템에 있어서,
각각의 지진관측소들로부터 지진신호를 수신하는 지진신호 수신부; 및
상기 지진신호 수신부를 통해 수신된 지진신호의 분석을 수행하는 지진신호 분석부를 포함하여 구성되고,
상기 지진신호 분석부는,
청구항 1항 내지 청구항 8항 중 어느 한 항에 기재된 지진배경잡음을 이용하여 추출된 지진신호의 진폭 크기 보정방법을 이용하여 지진신호의 분석을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진분석 시스템.
1. An earthquake analysis system for performing analysis of an earthquake signal,
An earthquake signal receiver for receiving an earthquake signal from each of the seismic stations; And
And an earthquake signal analyzer for analyzing the earthquake signal received through the earthquake signal receiver,
Wherein the seismic signal analyzer comprises:
The earthquake analysis system according to claim 1, wherein the analysis of the seismic signal is performed using the magnitude amplitude correction method of the seismic signal extracted using the earthquake background noise according to any one of claims 1 to 8.
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