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심층 신경망을 이용한 탄성파 속도 모델 구축 사례 분석
조준현 ( Jun Hyeon Jo ) , 하완수 ( Wansoo Ha )  한국지구물리·물리탐사학회, 지구물리와 물리탐사 [2021] 제24권 제2호, 53~66페이지(총14페이지)
속도 모델 구축은 탄성파 탐사 자료처리에서 필수적인 절차이다. 주시 토모그래피나 속도 분석과 같은 기존 기법들은 하나의 속도 모델을 예측하는 데 계산 시간이 오래 걸리며 역산 결과의 품질이 전문가의 판단에 크게 의존한다. 전파형 역산 또한 초기 속도 모델에 크게 의존한다는 문제가 있다. 최근 심층 신경망 기법이 복잡하고 비선형적인 문제를 푸는데 적용되는 사례가 많아지면서 널리 보급되고 있다. 이 논문에서는 심층 신경망 기법을 이용한 탄성파 속도 모델 구축 사례들을 각 연구에 사용한 신경망에 따라 분류하며 조사하였다. 또한 훈련용 인공 속도 모델 생성 사례도 포함하였다. 심층 신경망은 대량의 데이터로부터 신경망을 훈련함으로써 모델 매개변수를 자동으로 최적화한다. 따라서 기존 기법들에 비해 역산 결과에 사람의 판단이 개입될 여지가 적으며 훈련을 마친 후 ...
TAG 속도 모델 구축, 심층 신경망, 탄성파 탐사, velocity model building, deep neural networks, seismic exploration
리눅스 컨테이너와 버전 관리 시스템을 이용한 소프트웨어 연구 환경 구축
하완수 ( Wansoo Ha )  한국지구물리·물리탐사학회, 지구물리와 물리탐사 [2021] 제24권 제2호, 45~52페이지(총8페이지)
소프트웨어 기술 발달에 따라 점점 더 많은 과학자와 공학자들이 연구를 위해 컴퓨터 소프트웨어와 프로그래밍 도구들을 사용하고 있다. 소프트웨어를 이용한 연구에서는 환경 설정, 재현성 및 소스 코드 손실과 같은 문제들이 발생할 수 있다. 이 해설에서는 리눅스 컨테이너와 버전 관리 시스템을 사용하여 이러한 문제를 방지하는 방법에 대해 조사하였다. 연구 프로젝트 단위로 클라우드 저장소를 통해 코드를 관리하고 리눅스 컨테이너에 연구 환경을 구축하면 위의 문제들을 방지하고 협동 연구를 더 쉽게 만들 수 있다. 리눅스 컨테이너 사용 경험이 없는 연구자들을 위해 컨테이너 생성과 실행에 필요한 스크립트를 포함한 연구 프로젝트 템플릿 저장소를 공개하였다.
TAG 소프트웨어, 프로그래밍, 리눅스 컨테이너, 버전 관리, software, programming, Linux container, version control
Just-In-Time 컴파일러를 이용한 파이썬 기반 지구동역학 코드 가속화 연구
박상진 ( Sangjin Park ) , 안수정 ( Soojung An ) , 소병달 ( Byung-dal So )  한국지구물리·물리탐사학회, 지구물리와 물리탐사 [2021] 제24권 제2호, 35~44페이지(총10페이지)
파이썬은 다른 정적 언어(예, C, C++, FORTRAN 등)에 비해 실행 속도가 느리기 때문에 대규모 반복이 필요한 지구동역학 코드를 작성하는데 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 파이썬의 계산 속도를 향상시키기 위해 Just-In-Time (JIT) 컴파일 등과 같은 많은 고속화 수단이 개발되었다. 우리는 파이썬을 기반으로 JIT 컴파일러에 최적화된 맨틀 유동 지구동역학 코드를 개발했다. 코드는 지구동역학 분야에서 널리 사용되는 PIC (Particle-In-Cell) 방법과 유한요소법을 결합하여 맨틀 대류를 수치 모사하며, 코드의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 잘 알려진 2차원 맨틀 대류 문제를 벤치마킹했다. 수치 모사 결과, 제곱근 평균 제곱 속도와 넛셀 수가 이전 연구와 거의 일치함을 확인했다. JIT 컴...
TAG 파이썬, JIT 컴파일러, 맨틀 대류, 코드 개발, 고속화, Python, JIT compiler, mantle convection, code development, boosting
Blosser의 과학 발문 분류 체계 적용의 제한점 탐색
정희경 ( Heekyung Chung ) , 신동희 ( Donghee Shin )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 221~244페이지(총24페이지)
국내 과학 교육 발문 연구에 주로 적용되고 있는 Blosser 발문 분류 체계의 제한점을 고찰하기 위하여 연구자가 교사로 참여한 소그룹 프로그램(중학교 1학년 학생을 대상으로 진행) 중, 총 30여 시간에 걸친 수업 대화 과정을 분석했다. Blosser (1973)의 분류 체계에 따라 분류할 때 열린 발문과 닫힌 발문 등의 구분에 어려움이 있었으며, 같은 내용의 발문이라도 맥락에 따라 다른 종류의 발문으로 분류가 되기도 했고, 적절한 분류 구분을 찾기 어려운 발문도 있었다. 또한 학생들의 사고력 향상이나 수업 참여도에 상위수준 발문(열린 발문)이 하위수준 발문(닫힌 발문)보다 항상 효과적인 것은 아니었다. 발문 전에 교사가 어떤 정보를 제공했는지에 따라 발문의 효과가 달라졌으며, 이전의 발문이 다음에 이어진 발문에도 계속 영향을...
TAG Blosser‘s Question Category System for Science, open questions, closed questions, Blosser의 발문 분류 체계, 열린 발문, 닫힌 발문
국내외 교과서에 수록된 극지 관련 내용 분석
정수임 ( Sueim Chung ) , 최하늘 ( Haneul Choi ) , 최영진 ( Youngjin Choi ) , 강현지 ( Hyeonji Kang ) , 전주영 ( Jooyoung Jeon ) , 신동희 ( Donghee Shin )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 201~220페이지(총20페이지)
이 연구는 최근 연구가 활발히 진행되는 극지 과학에 대한 인식과 관심을 널리 확산하고, 극지 소양의 개념과 방향성을 설정하고자, 학교 공통교육과정에 해당하는 교과서에서 극지 내용을 다룬 현황을 분석했다. 우리나라를 포함해 극지 진출이 활발한 5개국-미국, 프랑스, 일본, 독일, 영국의 과학과와 사회(지리)과 교과서 110권으로부터 추출한 402건의 사례를 함께 분석했고, 내용적, 형식적, 수업 단계적 측면에서 양적·질적 분석을 시도했다. 분석 결과를 바탕으로 지질과학 교육으로서 극지 연구의 가치와 더불어 지구 환경 변화의 지표로서 극지 연구의 인식 확산이 필요함을 논의했다. 교과서는 극지 빙하, 극지 화산론, 고체지구물리학, 극지 기반 시설, 그리고 지질 유산의 보전과 지질 자원 등을 주요한 극지 주제와 소재로 활용했다. 이를 통해 극지는 지구의 과거...
TAG polar region, polar literacy, Arctic, Antarctic, textbook, geoscience education, 극지, 극지 소양, 북극, 남극, 교과서, 지질과학 교육
배경잡음 자료를 이용한 국내 가속도 관측망의 방위각 보정값 측정
이상준 ( Sang-jun Lee )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 195~200페이지(총6페이지)
기상청에서 운용하는 268개의 가속도 관측망에 대한 방위각 보정값을 측정하기 위해 배경잡음 교차상관 방법을 사용하였다. 이 방법은 배경잡음 자료를 사용하기 때문에 원거리 지진자료를 사용하는 방법과 달리 특정 조건에 맞는 지진을 선정할 필요가 없고, 한반도와 같은 조밀한 관측망에 적용하여 단기간의 연속 파형 자료만을 사용해 신뢰할 수 있는 방위각 보정값을 측정할 수 있다. 계산에는 2020년 1월부터 2020년 2월까지 총 268개의 기상청 가속도 관측망에 기록된 3성분 연속 파형 자료를 사용했다. 계산된 결과를 보면 기존에 원거리 지진자료를 사용한 결과와 매우 유사하며, 기존 결과에서 누락된 가속도 관측소들을 포함한 대부분 관측소의 방위각 보정 계산 결과가 표준편차 5˚ 이하로 안정적으로 계산되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구를에서 사용한 방법...
TAG orientation correction, ambient noise cross-correlation, accelerograph stations, bore-hole stations, 방위각 보정, 배경잡음 교차상관, 가속도계, 시추공 관측소
제주도 애월읍 해안의 염기성 용암류에 발달한 동심원 구조와 방사상 절리
안건상 ( Kun Sang Ahn )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 185~194페이지(총10페이지)
제주도 북서부인 애월 해안에는 평탄하게 흐른(판상) 용암류와 둥근 모양(원통)의 용암류가 관찰된다. 원통형 용암류의 치밀한 내부에는 동심원 구조와 방사상 절리가 발달한다. 구엄리 돌염전 주변의 판상 용암류 내부에는 상하부의 굵기가 다른 주상절리가 발달한다. 주상절리 상부는 다각형의 형태가 고르지 않으며 직경은 120-150 cm이다. 주상절리 하부는 육각형과 오각형으로 형태가 일정하고, 크기도 60 cm 내외이다. 원통형 로브는 크기와 형태에 따라 두 그룹으로 나눌 수 있다. 하나는 메가로브인데, 최대 직경이 30 m인 반원형이다. 또 하나는 원형의 로브로 직경이 10 m 이하이다. 원통형 용암류의 방사상 절리의 기둥 단면은 육각형과 오각형이며, 기둥의 직경은 중심에서 바깥쪽으로 증가하는데 바깥쪽 경계부에서는 80-120 cm 정도이다. 원통형 용암에서 관...
TAG concentric structure, radial joints, columnar joints, Jeju island, lava flow, lava lobe, 동심원 구조, 방사상 절리, 주상절리, 제주도, 용암류, 로브
습곡관련 구조요소들을 이용한 다양한 습곡축 측정방법의 실제적 적용성과 문제점: 충북 단양지역에서의 예
최호석 ( Ho-seok Choi ) , 김영석 ( Young-seog Kim )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 175~184페이지(총10페이지)
대표적인 연성변형구조인 습곡에서 습곡축의 자세는 3차원 습곡구조의 발달양상뿐만 아니라 변형 당시의 최대 수평주응력 방향에 대한 정보를 수집하는데 중요한 역할을 한다. 이러한 이유로 습곡축의 자세를 파악하는 것은 매우 중요하나 습곡축이 노출되는 경우가 흔하지 않기 때문에 습곡과 관련된 구조요소들을 이용한 다양한 방법들이 제시되고 이용되어 왔다. 따라서 이러한 다양한 측정방법에 대해 간략히 소개하고, 이들 방법들에 대한 신뢰성을 평가하기 위하여 같은 습곡에 대해 다른 측정법을 사용하여 측정한 습곡축들을 비교분석 하였다. 이를 위해 습곡구조가 잘 발달해있는 충북 단양지역 조선누층군의 석회암층들과 평안누층군의 만항층에 걸쳐 6곳의 노두에서 습곡구조의 습곡축 자세를 측정하고 비교하였다. 비교결과 다른 방법에 의해 측정된 것들도 대부분 서로 잘 일치하는 양상을 보여 다양...
TAG fold structure, fold axis, fold axis measurement method, lineation, 습곡구조, 습곡축, 습곡축 측정법, 선구조
수중 자갈의 전단 및 파쇄 특성에 관한 실험적 연구
김소라 ( So-ra Kim ) , 정승원 ( Sueng-won Jeong ) , 이광수 ( Gwang-soo Lee ) , 유동근 ( Dong-geun Yoo )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 164~174페이지(총11페이지)
본 연구는 육상 기원 조립질 하상 퇴적물의 높은 이동성에 영향을 미치는 전단과 파쇄특성을 조사하기 위하여 링전단실험을 수행하였다. 평균 입경 6 mm 자갈에 대하여 링전단시험장치를 사용하여 전단시간(shear time)과 전단속도(shear velocity)에 따른 전단-변형률 역학특성과 입자파쇄 특성을 조사하였다. 특히 배수(장시간 전단)와 비배수(단시간 전단)조건을 고려하기 위하여 초기 전단속도(0.01→0.1→1 mm/sec와 0.1→0.01→1 mm/sec)에 따른 링전단실험을 수행하였다. 실험결과에 따르면, (i) 배수와 비배수조건 모두에서 입자파쇄 특성이 확인되었지만, 비배수조건에서 상대적으로 큰 전단저항을 받는 것으로 나타났다. (ii) 배수조건에 관계없이 수중 자갈의 초기 전단속도는 전단응력-전단변형률 관계곡선을 결정...
TAG gravel, ring shear test, shearing characteristics, shear velocity, particle breakage, mobility, 자갈, 링전단실험, 전단특성, 전단속도, 입자파쇄, 유동성
화력발전소 배출량 제거에 따른 여름철 O3 농도의 변화 특성
김동진 ( Dongjin Kim ) , 전원배 ( Wonbae Jeon ) , 박재형 ( Jaehyeong Park ) , 문정혁 ( Jeonghyeok Mun )  한국지구과학회, 한국지구과학회지 [2021] 제42권 제2호, 149~163페이지(총15페이지)
본 연구에서는 광화학 대기질 모델인 CMAQ을 활용해 화력발전소 배출량 제거에 따른 O3 농도의 변화 특성을 분석하였다. 하동 화력발전소를 대상으로 주변 지역의 O3 농도 변화에 대한 발전소 배출량의 영향을 조사하기 위해 하동 화력발전소의 배출량 제거 전과 후의 CMAQ 수치 모의를 수행하였다. 수치 모의 결과 O3의 주요 전구 물질인 NOx(-18.87%)와 VOCs (-11.27%)의 농도가 감소한 반면에 O3 (25.24%)의 농도는 증가한 것으로 나타났다. 화력발전소 배출량 제거로 인한 NO와 O3 농도의 상대적인 변화를 비교해 본 결과 높은 음의 상관관계(R= -0.72)를 나타내는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 O
TAG CMAQ, Power plant emissions, O3 sensitivity, NOx, VOCs ratio, 화력발전소 배출량, O3 농도 민감도, NOx, VOCs 비율
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