KR102561441B1 - 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법 및 시스템 - Google Patents

예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지반에 전극을 설치하고 전류를 흘려 지반 구성을 탐사하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 전극을 설치하고 지반을 탐사함에 있어서 연산의 부하를 줄여 빠르게 지반을 탐사하고, 정확도 높게 지반의 구성을 파악하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극을 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 제2전극을 상기 일정 간격으로 설치하는 단계; 상기 제1전극과 상기 제2전극에 측정용 전위 및 측정용 전류 또는 측정용 전류 및 측정용 전위를 인가하는 단계; 전압 인가 결과에 따른 측정 지점의 비저항 및 전위 값 측정하는 단계; 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정하는 단계;를 포함하는 구성을 개시한다.

Description

예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법 및 시스템{PREDICTION-BASED DIPOLE-DIPOLE ARRAY GROUND SURVEY EXPLORATION METHOD AND SYSTEM}
본 발명은 지반에 전극을 설치하고 전류를 흘려 지반 구성을 탐사하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 전극을 설치하고 지반을 탐사함에 있어서 연산의 부하를 줄여 빠르게 지반을 탐사하고, 정확도 높게 지반의 구성을 파악하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
암석이나 광물의 전기 전도도 측정은 18세기 중엽부터 이루어졌으나, 근대적 의미로의 전기탐사는 1912년 프랑스의 슐럼버저(Conrak Schlumberger)에 의하여 단일 전류전극에 의한 등전위의 분포가 성공적으로 측정됨으로써 최초로 시작되었다. 전기 비저항탐사는 매우 역사가 깊으며 가장 널리 사용되는 물리탐사 기술의 하나로서 최근에는 적용분야에 있어서도 기존의 지하자원조사, 온천 및 지하수 조사, 지질조사 등의 목적을 넘어서 도로, 교량, 대형구조물 건설을 위한 토목공사나 지반침하 안정평가 등의 지반조사 분야 및 쓰레기 매립장 오염조사, 폐광지역 조사 등의 환경분야에까지 확대되고 있다. 특히, 최근에는 국내의 많은 토목건설 분야의 지반조사에 있어서 전기비저항 탐사의 역할이 증대되고 있으며, 이와같은 사회적인 요구 및 적용분야의 변화양상은 필연적으로 전기비저항탐사를 발전시켜 왔다.
전기비저항 탐사는 측정방법(전극의 배열방법) 및 해석방법에 따라 약간의 차이가 있다. 전극의 배열방법 및 조사현장의 조건에 따라 Pole-pole 배열, Pole-dipole 배열, Dipole-dipole 배열, Wenner 배열, Schlumberger 배열 등의 전극배열법을 사용하여 수평탐사 및 수직탐사를 수행한다. 최근에는 탐사장비의 발달로 인해 수평탐사와 수직탐사를 조합병행하는 탐사기법이 개발되면서 2차원 및 3차원 전기비저항 탐사, 비저항 영상법 및 고밀도 전기탐사법이라고 불리며, 획득된 측정자료는 역산모델링을 실시하여 2차원, 또는 3차원 단면영상을 구한다.
Dipole-dipole 배열의 경우 해상도가 좋고, 전극 배열이 쉽다는 장점이 있지만, 멀티 채널이 아닐 경우 탐사 시간이 많이 소요되고, 지형에 따라 영향을 많이 받는 다는 단점이 있다.
따라서, 기존의 장점을 유지하면서도 현장의 다양한 지형에서도 정확하게 지반을 탐사할 수 있는 기술력이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비저항 측정에 영향을 끼치는 요소들을 고려하여 정확도 높게 등전위면을 보정하여 지반 구조를 정확하게 측정할 수 있는 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 지반 구조 예측에 필요한 연산 부하를 감소시켜 빠르게 지반 구조를 예측하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법은 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극을 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 제2전극을 상기 일정 간격으로 설치하는 단계; 상기 제1전극과 상기 제2전극에 측정용 전위 및 측정용 전류 또는 측정용 전류 및 측정용 전위를 인가하는 단계; 전압 인가 결과에 따른 측정 지점의 비저항 및 전위 값 측정하는 단계; 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 환경 변화는 지하수의 염분 농도, 온도, 습도를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 보정 단계는 상기 등전위면을 상기 환경 변화에 기반해 전위값을 보정하여 상기 등전위면을 보정하는 단계; 및 보정된 상기 등전위면을 기준으로 상기 비저항을 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 등전위면 보정 단계는 하기 수학식 1을 연산해 전위 값을 보정할 수 있다.
[수학식 1]
(여기서, 는 원 측정 전위 값, 는 상기 환경 변화를 고려한 가중치이다.)
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 보정된 상기 비저항 값에 기반해 지질 구조를 추정하고, 그래픽으로 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 비저항 측정에 영향을 끼치는 요소들을 고려하여 정확도 높게 등전위면을 보정하여 지반 구조를 정확하게 측정할 수 있다.
건물 지반 구조 예측에 필요한 연산 부하를 감소시켜 빠르게 지반 구조를 예측할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 시스템의 블록도이다.
도 2는 저항과 전류의 관계를 설명하는 도면이다.
도 3은 전류 및 등전위선 분포도의 일 예시이다.
도 4는 전류의 3차원 흐름도의 일 예시이다.
도 5는 쌍극자배열법(Dipole - Dipole array)에 의한 2차원 전기비저항 탐사 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법 및 시스템'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.
또한, 각구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 시스템(100)은 전극부(110), 전위측정부(120) 및 보정부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전극부(110)는 제1전극(111) 및 제2전극(112)를 포함할 수 있다. 상기 제1전극(111) 및 상기 제2전극(112)은 각각 한 쌍의 전극 막대로 구성될 수 있다.
상기 제1전극(111)은 C1, C2의 한 쌍의 전극일 수 있다. 상기 제2전극(112)는 P1, P2의 한 쌍의 전극일 수 일 수 있다.
상기 전극부(110)는 대지에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극(111)을 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극(111)에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 제2전극(112)을 상기 일정 간격으로 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극(111) C1, C2를 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극(111)의 C2에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 상기 제2전극(112)의 P1을 설치하고, 제2전극(112)의 P1, P2를 상기 일정 간격으로 설치될 수 있다.
상기 전위측정부(120)는 상기 전극부(110)에 전압을 인가하거나 전류를 흘려보낼 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 상기 전극부(110)에 인가된 전압이나 전류에 따라 분석하여 지반의 등전위면 및 비저항 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다.
상기 전위측정부(120)는 상기 제1전극(111)과 상기 제2전극(112)에 측정용 전위 및 측정용 전류 또는 측정용 전류 및 측정용 전위를 인가할 수 있다.
상기 전위측정부(120)는 전압 인가 결과에 따른 측정 지점의 비저항 및 전위 값 측정할 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 측정 결과에 기반해 상기 측정 지점을 포함하는 지반 구조의 등전위면을 생성할 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 상기 측정 결과에 기반해 상기 측정 지점을 포함하는 지반 구조의 단면도를 생성할 수 있다.
상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점의 환경 변화를 반영하여 상기 전위측정부(120)에서 측정한 전위 값이나 비저항 값을 보정할 수 있다.
상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정할 수 있다.
도 2는 저항과 전류의 관계를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 지하의 전기적인 물성의 차이에 의한 반응을 지표에서 측정하여 지하 구조를 영상화시키는 모든 방법을 큰 의미의 전기탐사라 한다. 전기 비저항법은 전류 전극과 전위 전극을 이용하여 지하매질의 전기 비저항 분포를 알아낼 수 있다.
임의의 물체 양단에 일정한 전압을 걸어주면 어떤 물체는 많은 양의 전류를 흘려보내 주지만 어떤 물체는 훨씬 적은 양의 전류밖에 흘려보내지 못한다. 우리는 이 전류를 흐르지 못하게 하는 특성을 그 물체의 전기 저항(R)이라 하는데, 만약 도 2와 같은 도선에 전류를 흘려 보내주면 도선은 그 도선을 이루는 물체의 성질과 길이 L에는 비례하고 단면적 A에는 반비례하는 전기 저항을 갖게 된다. 즉, 여기서 ρ는 비례상수로서 물체의 모양, 크기에는 관계없는 물체의 전기적 특성을 나타내는 것으로 이를 전기 비저항(Resistivity)이라 하며, 단위는 가 된다. 즉 전기 비저항이란 단위체적 물질이 갖는 저항이라고 정의할 수 있다.
앞서 설명한 것처럼 걸어준 전압과 흐르는 전류는 서로 비례하는 성질(옴의 법칙)이 있는데 즉, 걸어주는 전압이 크면 클수록 흐르는 전류량은 많아지게 된다. 옴의 법칙을 수식으로 표현하면 하기 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
이 되며, 식을 연립해서 풀면 전기 비저항은 하기 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
도 3은 전류 및 등전위선 분포도의 일 예시이다.
도 3을 참조하면, 땅속에 일정한 전류를 흘려보낸 후 전위차()를 측정하는 방법으로 지하 매질의 전기 비저항 분포를 알아낼 수 있다. 이 원리를 간단히 도시한 것이 도 3이다.
도 3의 전류 및 등전위선 분포도에서 (a)의 사각형으로 표시된 영역에서 저비저항 물질에 의한 왜곡을 볼 수 있다.
도 3의 (b)와 같이 전기비저항이 균일한 지하매질에 전류전극 C1과 C2를 통해 일정한 전류를 흘려주면 이 전류는 그림과 같이 전류경로(path)를 통해 C1에서 C2로 흘러간다. 이 때, 이 전류경로에 수직한 방향으로 등전위선(等電位線)이 형성되는데, 이 등전위선은 지면까지 이어지게 된다. 본 발명은 지표의 전위전극 P1과 P2 사이에 전위계를 설치하여 두 전극에 닿은 등전위선의 차이, 즉 전위차를 측정한다. 전류전극과 전위전극의 위치, 흘려준 전류량과 측정된 전위차를 이용하면 우리는 균질한 지하매질의 정확한 진(True) 전기비저항값을 알 수 있게 된다.
그러나 도 3의 (b)와 같이 다른 물질이 지하에 존재하게 되면 전류는 전기비저항이 낮은 물질 쪽으로 더 많이 흐르게 되어 결국 전류경로에 수직인 등전위선에 변형을 일으키고 지표면에서 측정한 전위차를 이용하여 지하매질의 전기적인 이상대에 관한 정보를 가지고 있는 겉보기 전기비저항을 얻을 수 있다.
이를 정리하면, 전기비저항 탐사는 지하에 일정한 전류를 흘려보낸 후, 전위차를 측정하여 파쇄대나 균열대, 지하수 등의 요인에 의하여 나타날 수 있는 전기비저항 이상대를 찾아내고자 하는 것이다.
도 4는 전류의 3차원 흐름도의 일 예시이다.
도 4를 참조하면, 도 4의 (a)와 같이 실제로 땅속은 x,y,z 방향으로 모양과 특성이 변하는 3차원 구조이다. 그러나 만약 지하구조가 도 4 (b)의 왼쪽 그림과 같이 두 방향(x,z)으로만 변화하고 나머지 한 방향(y)으로는 변하지 않고 무한히(실제로는 충분히 먼거리)계속되면 임의의 y에서 항상 동일한 모양을 가지게 된다. 이러한 2차원 구조를 반무한 공간이라 부르며, 도 4 (b)의 오른쪽 그림과 같이 생각할 수 있게 된다.
이와같이 전류의 흐름을 2차원적인 지하구조를 가정하여 생각해 보면 반원상에 방사상으로 흐르게 되므로 수학식 2는 하기 수학식 3과 같이 바꿔 쓸 수 있다.
[수학식 3]
이때 전류 전극 C1에는 + 의 전류를 C2에는 -의 전류를 가정하면 수학식 3에 의해 전극 P1, P2에서는 각각 하기 수학식 4와 같은 전위가 걸리게 된다.
[수학식 4]
,
와 같은 전위가 걸리게 되고, 따라서 전류 전극 C1, C2에 의해서 생기는 전위 전극 P1, P2에서의 전위차는 하기 수학식 5와 같다.
[수학식 5]
이것을 비저항 식으로 나타내면 수학식 6과 같다
[수학식 6]
수학식 6에서 K는 기하학적 계수(geometric factor)로서 전류 전극과 전위전극의 배열에 의해서만 결정되는 값이 된다. 따라서 전극 배열에 따라 K 값을 계산하고 흘려주는 전류량에 대한 전압차를 측정함으로써 겉보기 전기 비저항()을 계산할 수 있다.
상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정할 수 있다.
상기 보정부(130)가 고려하는 상기 환경 변화는 지하수의 염분 농도, 온도, 습도를 포함할 수 있다.
상기 보정부(130)는 상기 등전위면을 상기 환경 변화에 기반해 전위값을 보정하여 상기 등전위면을 보정하고, 보정된 상기 등전위면을 기준으로 상기 비저항을 보정할 수 있다.
상기 보정부(130)는 측정 지점의 환경 변화를 측정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점 및 주변의 지하수 염분 농도, 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점 및 주변의 지하수 염분 농도, 온도 및 습도를 외부에서 획득할 수 있다. 상기 보정부(130)는 습도 센서, 온도 센서, 및 농도 센서를 포함할 수 있다.
상기 보정부(130)는 하기 수학식 7을 연산해 전위 값을 보정할 수 있다.
[수학식 7]
여기서, 는 원 측정 전위 값, 는 상기 환경 변화를 고려한 가중치이다.
상기 전위측정부(120)는 보정된 상기 비저항 값에 기반해 지질 구조를 추정하고, 그래픽으로 출력할 수 있다.
상기 는 최저 값을 0으로 할 수 있다. 상기 의 최저 값을 0으로 두고 는 0보다 큰 값만 가질 수 있다.
상기 전위측정부(120)는 전위 값을 측정한 뒤 가장 낮은 전위 값을 보이는 위치의 전위를 0으로 설정할 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 상기 가 0보다 큰 값만 가지도록 설정할 수 있다.
상기 는 0~2의 값을 가질 수 있다. 상기 는 상기 환경 변화를 고려될 필요가 없는 경우에는 1의 값을 가질 수 있다.
상기 보정부(130)는 상기 환경 변화를 고려해 상기 을 결정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 이전 지반 탐사 데이터 및 실제 공사를 통해 확인한 지반 구조 데이터를 학습한 결과에 기반해 상기 를 결정할 수 있다.
상기 보정부(130)는 하기 수학식 8을 연산해 상기 가중치 를 결정할 수 있다.
[수학식 8]
여기서, 는 염분 농도에 기반한 전위 값 보정 가중치, 는 온도에 기반한 전위 값 보정 가중치, 는 습도에 기반한 전위 값 보정 가중치이다.
상기 는 상기 보정부(130)가 획득한 염분 농도에 기반해 상기 보정부(130)가 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치일 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 환경 변화 정보를 외부에서 받은 경우 상기 측정 기준점의 최근 날씨에 기반해 상기 염분 농도를 보정할 수 있다. 예를 들어, 최근 날씨가 비가 온 경우 상기 염분 농도를 하향 조정할 수 있고, 최근에 가뭄이 지속된 경우 상기 염분 농도를 상향 조정할 수 있다.
상기 는 상기 보정부(130)가 획득한 온도에 기반해 상기 보정부(130)가 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치일 수 있다. 상기 보정부(130)는 측정 지점의 온도를 측정할 수 있다.
상기 는 상기 보정부(130)가 획득한 습도에 기반해 상기 보정부(130)가 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치일 수 있다. 상기 보정부(130)는 측정 지점의 습도를 측정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 환경 변화 정보를 외부에서 받은 경우 상기 측정 기준점의 최근 날씨에 기반해 상기 습도를 보정할 수 있다. 예를 들어, 최근 날씨가 비가 온 경우 상기 습도를 하향 조정할 수 있고, 최근에 가뭄이 지속된 경우 상기 습도를 상향 조정할 수 있다.
도 5는 쌍극자배열법(Dipole - Dipole array)에 의한 2차원 전기비저항 탐사 개념도이다.
도 5를 참조하면, 쌍극자 배열법의 제1전극간 간격이 a인 경우 제2전극을 a간격으로 배치하여 a의 n배 거리마다 이동시키면서 원하는 지점의 지반을 탐사할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법은 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극을 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 제2전극을 상기 일정 간격으로 설치하는 단계(S110)를 포함할 수 있다.
S110 단계에서, 상기 전극부(110)는 제1전극(111) 및 제2전극(112)를 포함할 수 있다. 상기 제1전극(111) 및 상기 제2전극(112)은 각각 한 쌍의 전극 막대로 구성될 수 있다.
S110 단계에서, 상기 제1전극(111)은 C1, C2의 한 쌍의 전극일 수 있다. 상기 제2전극(112)는 P1, P2의 한 쌍의 전극일 수 일 수 있다. 상기 전극부(110)는 대지에 설치될 수 있다.
S110 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극(111)을 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극(111)에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 제2전극(112)을 상기 일정 간격으로 설치될 수 있다.
S110 단계에서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극(111) C1, C2를 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극(111)의 C2에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 상기 제2전극(112)의 P1을 설치하고, 제2전극(112)의 P1, P2를 상기 일정 간격으로 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법은 상기 제1전극과 상기 제2전극에 측정용 전위 및 측정용 전류 또는 측정용 전류 및 측정용 전위를 인가하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
S120 단계에서, 상기 전위측정부(120)는 상기 전극부(110)에 전압을 인가하거나 전류를 흘려보낼 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 상기 전극부(110)에 인가된 전압이나 전류에 따라 분석하여 지반의 등전위면 및 비저항 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다.
S120 단계에서, 상기 전위측정부(120)는 상기 제1전극(111)과 상기 제2전극(112)에 측정용 전위 및 측정용 전류 또는 측정용 전류 및 측정용 전위를 인가할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법은 전압 인가 결과에 따른 측정 지점의 비저항 및 전위 값 측정하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
S130 단계에서, 상기 전위측정부(120)는 전압 인가 결과에 따른 측정 지점의 비저항 및 전위 값 측정할 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 측정 결과에 기반해 상기 측정 지점을 포함하는 지반 구조의 등전위면을 생성할 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 상기 측정 결과에 기반해 상기 측정 지점을 포함하는 지반 구조의 단면도를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법은 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점의 환경 변화를 반영하여 상기 전위측정부(120)에서 측정한 전위 값이나 비저항 값을 보정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 상기 등전위면의 형태를 보정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)가 고려하는 상기 환경 변화는 지하수의 염분 농도, 온도, 습도를 포함할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 상기 등전위면을 상기 환경 변화에 기반해 전위값을 보정하여 상기 등전위면을 보정하고, 보정된 상기 등전위면을 기준으로 상기 비저항을 보정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 측정 지점의 환경 변화를 측정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점 및 주변의 지하수 염분 농도, 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 측정 기준점 및 주변의 지하수 염분 농도, 온도 및 습도를 외부에서 획득할 수 있다. 상기 보정부(130)는 습도 센서, 온도 센서, 및 농도 센서를 포함할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 하기 수학식 7을 연산해 전위 값을 보정할 수 있다.
[수학식 7]
여기서, 는 원 측정 전위 값, 는 상기 환경 변화를 고려한 가중치이다.
S140 단계에서, 상기 는 최저 값을 0으로 할 수 있다. 상기 의 최저 값을 0으로 두고 는 0보다 큰 값만 가질 수 있다.
S140 단계에서, 상기 전위측정부(120)는 전위 값을 측정한 뒤 가장 낮은 전위 값을 보이는 위치의 전위를 0으로 설정할 수 있다. 상기 전위측정부(120)는 상기 가 0보다 큰 값만 가지도록 설정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 는 0~2의 값을 가질 수 있다. 상기 는 상기 환경 변화를 고려될 필요가 없는 경우에는 1의 값을 가질 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 상기 환경 변화를 고려해 상기 을 결정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 이전 지반 탐사 데이터 및 실제 공사를 통해 확인한 지반 구조 데이터를 학습한 결과에 기반해 상기 를 결정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 보정부(130)는 하기 수학식 8을 연산해 상기 가중치 를 결정할 수 있다.
[수학식 8]
여기서, 는 염분 농도에 기반한 전위 값 보정 가중치, 는 온도에 기반한 전위 값 보정 가중치, 는 습도에 기반한 전위 값 보정 가중치이다.
S140 단계에서, 상기 는 상기 보정부(130)가 획득한 염분 농도에 기반해 상기 보정부(130)가 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치일 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 환경 변화 정보를 외부에서 받은 경우 상기 측정 기준점의 최근 날씨에 기반해 상기 염분 농도를 보정할 수 있다. 예를 들어, 최근 날씨가 비가 온 경우 상기 염분 농도를 하향 조정할 수 있고, 최근에 가뭄이 지속된 경우 상기 염분 농도를 상향 조정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 는 상기 보정부(130)가 획득한 온도에 기반해 상기 보정부(130)가 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치일 수 있다. 상기 보정부(130)는 측정 지점의 온도를 측정할 수 있다.
S140 단계에서, 상기 는 상기 보정부(130)가 획득한 습도에 기반해 상기 보정부(130)가 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치일 수 있다. 상기 보정부(130)는 측정 지점의 습도를 측정할 수 있다. 상기 보정부(130)는 상기 환경 변화 정보를 외부에서 받은 경우 상기 측정 기준점의 최근 날씨에 기반해 상기 습도를 보정할 수 있다. 예를 들어, 최근 날씨가 비가 온 경우 상기 습도를 하향 조정할 수 있고, 최근에 가뭄이 지속된 경우 상기 습도를 상향 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법은 보정된 상기 비저항 값에 기반해 지질 구조를 추정하고, 그래픽으로 출력하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.
S150 단계에서,상기 전위측정부(120)는 보정된 상기 비저항 값에 기반해 지질 구조를 추정하고, 그래픽으로 출력할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통 상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 대지의 측정 기준점에 한쌍의 제1전극을 일정 간격으로 설치하고, 상기 제1전극에서 상기 일정 간격의 정수배의 거리에 제2전극을 상기 일정 간격으로 설치하는 단계;
    상기 제1전극과 상기 제2전극에 측정용 전위 및 측정용 전류 또는 측정용 전류 및 측정용 전위를 인가하는 단계;
    전압 인가 결과에 따른 측정 지점의 비저항 및 전위 값 측정하는 단계;
    상기 측정 기준점의 환경 변화에 기반해 상기 비저항 및 등전위면의 형태를 보정하는 단계;를 포함하고,
    상기 환경 변화는,
    지하수의 염분 농도, 온도, 습도를 포함하고,
    상기 보정 단계는,
    상기 등전위면을 상기 환경 변화에 기반해 전위값을 보정하여 상기 등전위면을 보정하는 단계;
    보정된 상기 등전위면을 기준으로 상기 비저항을 보정하는 단계; 및
    보정된 상기 비저항 값에 기반해 지질 구조를 추정하고, 그래픽으로 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 등전위면 보정 단계는,
    하기 수학식 1을 연산해 전위 값을 보정하고,
    [수학식 1]

    (여기서, 는 원 측정 전위 값, 는 상기 환경 변화를 고려한 가중치이다.)
    상기 는 이전 지반 탐사 데이터 및 실제 공사를 통해 확인한 지반 구조 데이터를 학습한 결과에 기반해 결정되고,
    하기 수학식 2를 연산해 상기 가중치 를 결정하고,
    [수학식 2]

    (여기서, 는 염분 농도에 기반한 전위 값 보정 가중치, 는 온도에 기반한 전위 값 보정 가중치, 는 습도에 기반한 전위 값 보정 가중치이다.)
    상기 는,
    상기 환경 변화 정보를 외부에서 받은 경우 상기 측정 기준점의 최근 날씨에 기반해 상기 염분 농도를 보정한 값이고,
    상기 는,
    획득한 온도에 기반해 상기 학습한 결과를 기반으로 도출되는 보정 가중치이고,
    상기 는,
    상기 환경 변화 정보를 외부에서 받은 경우 상기 측정 기준점의 최근 날씨에 기반해 상기 습도를 보정한 값인 것을 특징으로 하는 예측 기반 dipole-dipole배열 지반 조사 탐사 방법.

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