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DIPRO for Windows V. 4.0 사용 설명서
희송지오텍
감사합니다 DIPRO for Windows 정식 사용자가 되신 것을 환영합니다. 이제 여러분은 국내에서 가장 유용하게 사용되고 있는 쌍극자배열 전기비저항 탐사법의 자료처리 및 해석을 손쉽게 수행할 수 있는 소프트웨어를 확보한 것입니다. 기존에 국내에서 지하수 업체 및 많은 엔지니어링 분야에서 거의 독보적으로 사용되어온 MS-DOS기반의 DIPRO에 비하여 향상된 자료처리 기능과 그래픽 성능을 마음껏 누림으로써 우리나라 물리탐사 기술의 수준에 하여 큰 자부심을 느끼게 될 것 입니다. 이 책에서는 DIPRO for Windows 의 주요 기능과 사용법을 설명할 것입니다. 처음 사용하시는 분은 이 책을 따라서 프로그램을 수행함으로써 사용법을 익히고 실제 현장자료를 처리하는 것이 좋을 것 같습니다.
DIPRO v.4.01 의 Release note
업데이트 버전은 이전 버전의 기능에서 보다 편리하고 필요한 많은 기능을 포함하
고 있다. 업데이트된 기능들은 DIPRO 4.0 사용자 설명서와는 다르므로, DIPRO 업데이
트 버전을 시작하기 전에, 이 Release note 를 주의 깊게 읽어주시길 바란다
1. File 메뉴의 추가된 명령어와 기능 1-1. File | Multiple Files Open : 한 개의 파일만 불러오던 기존의 방식에서 보다 편리
하고 빠르게 다수의 파일을 한번에 불러올 수 있는 명령어이다. 메뉴를 선택하면 <그
림 1.1>과 같은 화상자가 나타나고, 왼쪽 File Select 창에서 원하는 파일을 반복적으
로 더블 클릭하거나 클릭 후 Add 버튼을 눌러서 다수의 파일들을 선택할 수 있다.
Selected File 창에서 파일을 클릭한 후 Remove 를 누르면 선택취소 할 수 있다.
<그림 1.1> Multiple Files Open 화상자
1-2. File | Close All Documents : 새롭게 추가된 명령으로써, 활성창에 열려있는 모든
DIPRO 단면을 한번에 닫을 수 있다.
1-3. File | Convert SuperSting STG file to DIPRO file: STG file to DIPRO file 명령어는
미국의 AGI 사의 Sting R1 형식의 STG 파일을 DIPRO APR 파일로 변환할 수 있는 명령
어이지만, 새롭게 추가된 Convert SuperSting STG file to Dipro file 명령어는
SuperSting 형식의 STG 파일을 DIPRO APR 파일로 변환할 수 있다. 이 명령을 실행하
면 <그림 1.2>와 같은 화상자가 나타난다.
<그림 1.2> SuperSting STG file 의 변환을 위한 화상자
Convert to 영역에서는 파일형식을 지정할 수 있다. 탐사 수행방식에 적당한 배열
방식을 선택하면 된다. Open converted DIPRO file 을 체크하면 변환된 파일이 DIPRO
에서 실행된다. File 영역에서는 변환할 STG 파일과 생성할 APR 파일을 지정한다. Line
Direction 영역은 3 차원 전기비저항탐사와 관련된 부분으로 탐사측선의 X, Y 방향을
설정한다.
<그림 1.3> SuperSting STG file 의 변환 후에 생성된 가단면도
2. Section 메뉴의 추가된 기능
2-1. Section | Set Drawing Parameter | (Tab 메뉴) Pseudosection : 명령어를 실행하
면 <그림 2.1>과 같은 화상자가 나타난다. 이전 버전에서는 0 또는 음의 값을 가진
영역의 경우 가단면도에서 제외되었지만, Pseudosection 영역의 Include undefined
data area 부분을 체크하면 제외된 영역까지 포함한 가단면도가 생성된다.
<그림 2.1> Include undefined data area <그림 2.2> Annotation 영역의 추가된기능
2-2. Section | Set Drawing Parameter | (Tab 메뉴) 2-D Section : <그림 2.2>를 살펴
보면 이전 버전에서 Font and Misc. Annotation 에 있던 Annotation 기능이 2-D
Section 으로 옮겨졌으며, 등심도 선을 표현해주는 Draw equi-depth line 기능과 세로축
을 기준으로 고도 또는 심도로 표현해주는 Vertical axis 기능이 추가되었다. <그림
2.3> 은 등심도 선을 나타낸 단면이다.
<그림 2.3> 2-D Section 메뉴의 Draw equi-depth line
2-3. Section | Set Drawing Parameter | (Tab 메뉴) Color Table : 이전버전에 비해 보
다 폭넓은 색상의 선택이 가능하다. <그림 2.4>의 좌측 화상자에서 Custom color
table (free color system) 을 선택하면 우측 화상자가 나타나고, 사용자가 원하는 색
상을 보다 다양하게 설정할 수 있다.
<그림 2.4> Color Table 과 Custom color table (free color system) 2-4. Section | Save Drawing Parameters : 이 명령은 DIPRO 실행 중 활성화 되어있는
단면의 Parameter 를 저장할 수 있다. 이 명령은 탐사결과 단면의 양이 많을 때 Load
Drawing Parameters 또는 Section | Apply Parameters to All Data 와 함께 사용하여
Parameter 를 통일 시키는데 유용하다.
2-5. Section | Load Drawing Parameters : 이 명령에서는 이미 저장되어 있는
Parameter 파일을 읽어서 DIPRO 에서 실행 중인 활성화 되어있는 단면에 적용할 수
있다. 2-6. Section | Apply Parameters to All Data: 이 명령에서는 이미 저장되어 있는
Parameter 파일을 읽어서 DIPRO 에서 실행 중인 열려있는 모든 단면에 적용할 수 있
다.
3. 새롭게 추가된 Export 메뉴의 명령어와 기능
이전버전에서는 Inversion result into ASCII file, Save DIPRO Image, Save DIPRO Image of all data 명령어들이 File 메뉴에 포함되어있었지만, 새롭게 Export 메뉴를 추가
하여, 이 메뉴에 위의 메뉴들을 포함시켰으며, arithmetic operation 메뉴를 추가하였다. 3-1. Export | arithmatic operation : 이 명령어는 탐사 결과 만들어진 결과를 비교하기
위한 명령어로써, 특정 지역의 모니터링에 유용하다. 예를 들어 특정지역에서 탐사를
수행하고, 같은 지역에서 다시 탐사를 수행했을 경우, 두 역산결과를 수치적으로 해석
할 수 있는 기능을 제공한다. 이 메뉴를 실행하면 <그림 3.1>과 같은 화상자가 나타
난다. A 파일, B 파일 그리고 C 파일을 Brows 하고 operation 영역에서 연산자를 선택하
고 실행하면 C파일로 결과가 저장된다. 여기서 Add명령을 사용하여 결과를 도출한 경
우에는 두드러진 전기비저항 양상을 볼 수 있다. 그리고 Substract 명령을 사용하여 결
과를 도출한 경우에는 두 역산결과의 차를 볼 수 있기 때문에 그 지역의 변화되는 양
상을 볼 수 있다. Multiply 명령의 경우에는 add 명령에서의 결과 보다 더욱 두드러진
양상을 볼 수 있고, Divide 명령의 경우에는 1 을 기준으로 변화된 양상을 볼 수 있다.
<그림 3.1> Arithmatic Operation
3-2. Batch job 의 데이터 형식 : 아래의 Sample data 는 5 가지의 수치처리를 수행하는
내용이다.
Line1: No. of batch jobs
Line2: Input file 1 (File A)
Line3: Input file 2 (File B)
Line4: Output file (File C)
Line5: Input file 1 (File A)
Line6: Input file 2 (File B)
Line7: Output file (File C)
Line8: Input file 1 (File A)
Line9: Input file 2 (File B)
Line10: Output file (File C) : : : : : : : :: : :
Sample data
5
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P3₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P2₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩Diff₩p3-2.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P4₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P2₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩Diff₩p4-2.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P5₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P2₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩Diff₩p5-2.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P6₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P2₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩Diff₩p6-2.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P4₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩P3₩0-1.snt
I:₩2005₩환경부과제(04)₩JHK0-1₩Diff₩p4-3.snt
4. 새롭게 추가된 Window 메뉴의 명령어와 기능 4-1. Window | Tile Horizontally(2) : 기존의 Window | Tile Horizontally 명령의 경우에
는 DIPRO 창에 열려있는 파일이 많을 경우 수평으로 파일을 정렬하지 않고, 바둑판 식
으로 정렬하였다. Window | Tile Horizontally(2) 명령어의 경우에는 파일의 수에 상관없
이 수평으로 정렬한다.
4-2. Window | Tile Vertcally(2) : 기존의 Window | Tile Vertcally 명령의 경우에는
DIPRO 창에 열려있는 파일이 많을 경우 수직으로 파일을 정렬하지 않고, 바둑판 식으
로 정렬하였다. Window | Tile Vertcally (2) 명령어의 경우에는 파일의 수에 상관없이
수직으로 정렬한다.
5. 새롭게 추가된 Tool Bar 의 기능
Menu Bar 하단에 위치한 Tool Bar 에서 자주 쓰이는 기능을 보다 빠르고 편리하게 사
용할 수 있게 되었고, 확 , 축소, 역산명령이 추가되었다. ‘ – ’ 버튼과 ‘ +’ 버튼은
Section | Set Drawing Parameter | (Tab 메뉴) Drawing Scale 에서의 기능과 같이 단면
의 크기를 조절할 수 있다. INV 버튼은 FEM Inversion Method 를 수행한다.
Reference Materials
슐럼버저 및 웨너 배열 탐사의 유의점
<그림 1> Generalized Array 형식으로 변환
<그림 2> 측정데이터를 슐럼버저 배열형식으로 직접 입력
<그림 1>은 슐럼버저 배열의 탐사결과를 Generalized Array 형식으로 변환하여
DIPRO 에서 읽은 가단면도이다. 슐럼버저 배열 또는 웨너 배열의 탐사의 경우처럼,
C1,P1 그리고 P2, C2 전극이 탐사측선의 가운데를 중심으로 양쪽으로 설치되어 데이
터를 얻었을 때 Generalized Array 형식으로 변환하게 되면 위와 같이 가단면도가 왜
곡되는 현상이 나타난다. 이런 부분은 시각적인 문제만 생길 뿐, 전류전극과 전위전극
의 위치와 측정값을 제 로 입력하였다면, 역산결과에 영향을 미치지 않는다. 시각적으
로도 문제가 없는 가단면도를 생성하려면 <그림 3>과 같이 DIPRO 의 Create DIPRO
Data File 명령을 실행하고, Parameter 설정 후에 <그림 4>와 같이 측정데이터를 직접
입력하면 해결할 수 있다.
<그림 3> Create DIPRO Data File
<그림 4> 측정데이터의 직접 입력
<그림 5>는 슐럼버저 탐사로 획득한 데이터를 Generalized Array 형식으로 변환한 가
단면도와 역산결과이다. 가단면도상 전극의 위치와 측정값이 어긋남을 알 수 있지만, 전
극의 위치와 측정값을 정확하게 입력하였다면 제 로 된 역산결과를 얻을 수 있다.
<그림 5> Generalized Array 형식으로 변환한 자료의 역산결과
<그림 6>은 슐럼버저 탐사로 획득한 데이터를 DIPRO 상에서 슐럼버저 형식으로 직접입
력한 가단면도와 그에 따른 역산결과이다. <그림 5>와 <그림 6>에서 볼 수 있듯이,
Generalized Array 형식으로 변환한 가단면도의 역산결과와 측정데이터를 슐럼버저 형식
으로 직접 입력한 가단면도의 역산결과는 동일하다.
<그림 6> 측정데이터를 슐럼버저 배열 형식으로 직접 입력한 자료의 역산결과
Warning
간혹 DIPRO 단면상에서 Station 이 표기되어 있는 부분이 변하지 않거나 잘못 되어있는 경우가 있다. DIPRO 에서
Station 에 관한 표기는 기본적으로 Line1 을 기준으로 설정된다. 데이터를 처리할 때 Line2 와 같이 Station 이 이미 설정
이 된 후에는, DIPRO 프로그램 상에서의 파일 EDITING 은 의미가 없다. 이 때는 텍스트편집프로그램(NotePAD,
WordPAD 등)을 이용하여 '***.APR' 파일을 열고, Line1 에서 원하는 Station 의 시작점과 전극간격을 기입하고, Line2 의
Station 을 수치로 직접 표현하여 놓은 부분을 지우고 파일을 저장한 후에 다시 DIPRO 에서 실행하면 바르게 표기된다.
V4
1
0
sample
sample
8 21 0
318.73 172.42 218.57 177.64 281.85 331.5 350.79 143.12 220.49 295.95
305.73 1041.4 919.17 723 1710.2 1950.1 2750.3 2063.1 3883.5 1959.5
2408.3
285.41 176.17 670.34 243.4 181.58 455.48 360.98 149.24 291.99 459.21
612.08 1184.9 1085.3 1835.6 2101.2 2919.3 3143.9 3731.4 2305.2 3309
278.35 626.79 831.68 163.29 231.72 485.28 329.54 178.18 471.63 809.58
714.3 1284.1 2181.8 2174.1 2866.9 3101.8 4572.6 1984.2 3501.6
767.24 685.04 463.85 218.39 270.41 422.36 457.6 304.61 698.45 898.05
797.36 2229.4 2327.4 2995.7 2950 4118.8 2436.1 3020.2
756.07 340.92 587.84 242.56 220.11 510.96 666.26 433.06 708.31 999.16
1307.7 2259.4 3134.4 3159.6 3686.9 2198.8 3606.3
342.58 388.71 650.84 207.87 285.91 765.18 923.94 443.7 759.08 1580.2
1285.1 2962.5 3076.3 3774 1993.7 3109.8
411.38 436.83 492.77 248.3 404.82 1085.4 943.53 506.27 1190.2 1555.8
1683.2 2764.2 3706.8 2065 2697.2
406.74 316.18 594.16 361.36 530.35 1172.3 1142.9 820.37 1182.2 2101.9
1685.9 3213.8 1969.2 2763.8
540 20 <-- Line 1
long
20.000
sample
1 <-- Line 2
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
i
목 차 프로그램 설치하기 1
1. DIPRO for Windows란? 2
2. DIPRO for Windows의 특징 3 2-1. 프로그램 구성 3 2-2. 자료처리 능력 3 2-3. 입력파일 3
3. DIPRO for Windows 시작하기 5 3-1. 현장자료의 입력 6
3-1-1. 현장자료파일의 생성 6 3-1-2. 현장자료의 입력 7 3-1-3. 측점번호의 변경 9 3-1-4. 지형자료의 입력 10 3-1-5. 현장자료 입력 완료 10
3-2. 현장자료의 자료처리 11
3-2-1. 현장자료 읽어 들이기 11 3-2-2. 전기비저항 탐사자료의 지형보정(Topography Correction) 12 3-2-3. 전기비저항 탐사자료의 자동역산(Automatic Inversion) 13 3-2-4. 화면 출력 형식의 변경 16 3-2-5. 영상 저장 및 프린터 출력 20
4. 메뉴 시스템 및 기능 21 4-1. File 메뉴 21
4-1-1. Open 21 4-1-2. Close 21 4-1-3. Close All Documents 21 4-1-4. Create DIPRO file 21 4-1-5. Edit DIPRO file 21 4-1-6. Potential to App. Resistivity 22
ii
4-1-7. Convert STG file to DIPRO file 22 4-1-8. Print 23 4-1-9. Print Preview 23 4-1-10. Print setup 23 4-1-11. Save DIPRO Image 23 4-1-12. Save DIPRO Image of All Data 24 4-1-13. Exit 25
4-2. Topo Correction 메뉴 26 4-2-1. Do Topo. Correction 26
4-3. Inversion 메뉴 27 4-3-1. FDM Inversion 27 4-3-2. FEM Inversion 30
4-4. Section 메뉴 33 4-4-1. Set Drawing Parameters 33 4-4-2. Redraw 36 4-4-3. Set Drawing Preference 36 4-4-4. Apply Preference to Current Data 37 4-4-5. Apply Preference to All Data 37
4-5. View 메뉴 38 4-5-1. View Data Summary 38 4-5-2. Status bar 38
4-6. Help 메뉴 39 4-6-1. Help topics 39 4-6-2. About 39
5. 탐사자료 입력 및 편집 시스템 40 5-1. File 메뉴 40
5-1-1. Open 40 5-1-2. Create Dipro Data 40 5-1-3. Save 40 5-1-4. Save as 40 5-1-5. Potential to App. Resistivity 40
5-2. Edit Header 메뉴 41 5-2-1. Edit Data Header 41 5-2-2. Edit Topo & Water Layer 41
5-3. View 메뉴 41 5-3-1. Topography data 41 5-3-2. View Data Summary 41 5-3-3. Status bar 41
iii
5-4. Help 메뉴 42 5-4-1. Help topics 42 5-4-2. About 42
6. 이전 버전과의 차이점 43
부록 45 A-1. 전기비저항 탐사의 원리 46 A-2. 슐럼버저배열 전기비저항 수직탐사 51 A-3. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 54 A-4. 변형된 단극배열 전기비저항 탐사 56
A-5. 현장탐사시 유의사항 58
A-6. DIPRO 탐사자료 파일 형식 61 A-7. Dipro3Dfence 63
１
프로그램 설치하기
1. 필요한 하드웨어 및 소프트웨어 요구사항
DIPRO for Windows를 설치 사용하기 위해서는 다음과 같은 하드웨어와 소프트웨어가 갖추어져 있어야 한다.
운영체제 : 한글 Windows 98/ME/2000/XP® RAM : 한글 Windows 98/ME/2000/XP® 운영체제의 요구 사양에 준함.
( 16MB이상 추천) 컬러 모니터 (VGA card : VRAM 1MB 이상 추천) CD-ROM 한글 Windows 98/ME/2000/XP® 를 지원하는 컬러 프린터 또는 플로터 프로그램 구입시 공급되는 복사 방지 장치
2. 프로그램 설치
먼저 한글 Windows 98/ME/2000/XP® 시스템을 가동한다. CD-ROM에 DIPRO for Windows CD를 넣고 제어판에서 “프로그램 추가/삭제”
프로그램을 실행시킨다. 먼저, CD 내에 존재하는 DIPRO for Windows 3.42를 클릭하여 설치한다. DIPRO for Windows 3.42 의 설치가 완료되면, DIPRO for Windows 4.0을 동일
폴더 내에 설치한다. DIPRO for Windows 3.42을 설치하는 이유는 FDM module 과 연동을 하기 위해서이다.
이제 DIPRO for Windows를 실행할 수 있는 환경이 만들어졌다.
3. 프로그램 제거
제어판 내에 있는 “프로그램 추가/삭제”을 실행하고 DIPRO for Windows 를 선택한 다음 추가/제거 버튼을 누르고 프로그램을 제거한 후, DIPRO for Windows 4.0을 선택한 다음 추가/제거 버튼을 누르면 프로그램의 제거가 이루어진다.
2
1. DIPRO for Windows란?
쌍극자배열(Dipole-dipole array) 전기비저항(resistivity) 탐사는 지하수탐사는 물론 지하자원 탐사, 지반 안정성 조사 등의 다양한 목적으로 광범위하게 사용되고 있다. 쌍극자배열 탐사는 2차원적인 지하구조에 한 정보를 다른 전기비저항 탐사에 비해 신속하게 얻을 수 있다는 데에 큰 장점이 있는 반면에, 지표 천부의 수평적인 전기전도도의 변화에 단히 민감하므로 측정 결과로 얻어지는 가단면도(pseudosection) 만을 이용한 해석은 잘못된 결론을 유도할 가능성이 매우 높다. 그러므로 현장 탐사에서 얻어진 가단면도를 지하 구조로 변환 시켜주는 자료처리가 필요하며, 이와 같은 자료처리 중 자동 역산법(automatic inversion)이 가장 탁월하다고 알려져 있다. 그러나 역산 프로그램의 작동은 입력 변수의 선택, 역산 모형의 설정 등, 여러 측면에서 전문지식이 없는 일반 사용자가 사용하기에는 어려운 점이 많다.
DIPRO for Windows는 역산 프로그램의 알고리즘에 한 자세한 전문지식이 없어도 탐사자료의 입력만으로 지하의 전기비저항 구조를 계산할 수 있는 역산법을 제공한다. 또한 다양한 형태의 겉보기 비저항 가단면도, 2차원 구조도 등의 전기비저항 탐사 영상의 작성, 프린터로의 출력, 그림 파일로의 저장 등이 가능하다. 뿐만 아니라 가단면도 상에서 탐사자료의 입력 및 편집을 할 수 있는 기능을 제공한다.
DIPRO for Windows는 종래의 MS-DOS 상에서 구동되는 DIPRO(Dipole-dipole resistivity data Processing) 소프트웨어 패키지를 확장하여 현재 전 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 Windows 98/ME/2000/XP® 시스템에 맞게 GUI(Graphic User Interface)를 향상시킨 것으로 Windows 98/ME/2000/XP® 시스템에서 제공하는 하드웨어의 호완성(그래픽카드 및 프린터) 및 뛰어난 그래픽 처리 기능을 사용함으로써 프로그램의 범용화가 가능하도록 제작된 것이다. DIPRO 는 원래 국내에서 가장 많이 사용되는 쌍극자배열 전기비저항 탐사자료의 처리 전용으로 설계되었으나 다양한 환경에 한 적용성공에 힘입어, 쌍극자 배열 이
외의 다른 배열을 채택한 탐사자료의 처리 필요성이 두되었다. 이와 같은 요청에 부
응하기 위하여 V.4.0 부터는 쌍극자배열 탐사자료뿐만 아니라, 전류 및 전위 전극의 지
형정보를 이용하여 모든 전극배열법 (Generalized Array) 의 적용이 가능하도록 설계하였
다.
3
2. DIPRO for Windows의 특징
2-1. 프로그램 구성
DIPRO for Windows에는 기본적으로 두개의 프로그램이 존재한다. 먼저 쌍극자배열 전기비저항 탐사자료의 전산처리를 위한 DIPRO for Windows 프로그램과 자료의 입력을 위한 DIPRO_Edit 프로그램이다.
2-2. 자료처리 능력
기존의 DIPRO 프로그램이 수행할 수 있는 자료처리는 MS-DOS 환경을 사용함에 기인하여 그 측점수가 한정되었으나, DIPRO for Windows에서는 메모리를 Windows 98/ME/2000/XP® 시스템에서 관리하게 됨으로 인하여 자료처리 가능한 측점수에는 제한이 없다. 다만 측점수가 늘어나게 되면 Windows 98/ME/2000/XP® 시스템 자체가 가상 메모리를 사용하게 되어 하드디스크를 주로 사용하게 되며, 이 경우에는 전체 프로그램의 실행속도가 현저하게 떨어지게 된다. 따라서 사용자는 가능한 한 많은 용량의 메모리가 있는 컴퓨터상에서 자료처리를 하는 것이 바람직할 것이다.
2-3. 입력파일
DIPRO for Windows는 기존 버전의 DIPRO와 호환성을 가진다. 그러나, 이는 입력으로 사용되는 탐사자료의 형식이 동일하다는 것을 의미하며, 그 외의 DIPRO에서 생성된 파일들은 호환성이 무시되었다. DIPRO for Windows의 입력 탐사자료의 확장자는 “APR”로 되어 있으며 역시 한글 Windows 98/ME/2000/XP®에 기반을 두고 있으므로 긴 이름의 파일명이 가능하다. 다음은 DIPRO for Windows에서 사용하는 확장자를 나열한 것으로 이들 확장자를 통하여 파일의 성격을 프로그램이 자동으로 인식하게 된다.
“APR” : 측정 겉보기 비저항 자료파일 또는 지형보정 후의 자료파일 “APV” : 현장에서 측정된 전위(포텐샬) 자료파일 “THD” : 이론 겉보기 비저항 자료파일 “CNT” : 측정 겉보기 비저항 내삽파일 “TNT” : 이론 겉보기 비저항 내삽파일 “SEC” : 역산 결과 계산된 2차원 전기비저항 분포 파일 “SNT” : 2차원 전기비저항 분포 내삽 파일 “LOG” : 역산과정을 기술한 로그 파일 “PAR” : DIPRO for Windows에서 사용하는 파라미터 파일 “TOP” : 지형보정을 위한 측점의 고도 파일 “DT0” : 지형보정시에 생성되는, 지형보정 수행전의 자료파일의 복사본
DIPRO for Windows는 위와 같이 각종의 파일 이름을 사용하나 모든 확장자는
자동으로 설정되고 인식되므로 사용자는 단지 측정 겉보기 비저항 자료파일을 선택하면 된다.
4
MS-DOS용 DIPRO 사용자의 주의사항
먼저 기존의 DIPRO 소프트웨어 패키지를 쓰던 사용자가 기존에 처리된
자료를 DIPRO for Windows를 사용하여 결과를 도시하거나 출력하기 위해서는
탐사자료의 재처리가 이루어져야 한다. 탐사자료의 재처리 전에 이루어져야 할
작업은 다음과 같다.
기존의 탐사자료(OOO.DAT) 파일을 DIPRO for Windows에 사용할 수 있도록
“OOO.APR” 로 이름을 바꾸어 준다. OOO.APR파일이 존재하는 디렉토리 내에 있는 기존의 “OOO.CNT”,
“OOO.THD”, “OOO.SEC”, “DIPRO.KEY” 파일들을 지운다.
파일이름 사용에 한 주의사항
DIPRO for Windows를 사용할 때 현장자료 파일이름 및 디렉토리 사용에는
주의를 요한다. 즉, 사용하는 디렉토리 이름이나 파일이름에는 공백이 없도록
하여 사용하여야 하며, 공백이 사용된 경우에는 프로그램 실행오류가 발생할
가능성이 높다. 예를 들어, Windows 95/98에서 사용가능한 “C:\Test Data”와 같이
디렉토리 이름에 공백이 들어가는 것은 사용하지말고 단순히 “C:\TestData”나“C:\Test_Data”와 같이 디렉토리 이름에 공백이 없도록 해주어야 한다. 파일이름도
마찬가지로 공백이 들어가지 않도록 하여야 한다.
Windows-XP 또는 Windows-2000 사용시 디스크 볼륨을 사용자가 별도로
지정하지 않은 경우는 “로컬 디스크” 라고 표기되므로 디스크 볼륨 또한
공백문자로 인식하게 된다. 따라서 사용자가 디스크 볼륨을 공백문자가 없도록
설정해야 하며, 만약 디스크 볼륨 또는 폴더, 파일에 공백문자가 있는 경우 FEM 역산수행은 가능하나, FDM 지형보정의 역산은 불가능하게 된다.
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3. DIPRO for Windows 시작하기
DIPRO for Windows를 시작하였을 때는 전기비저항 탐사자료가 선택되지 않았으므로 다음과 같이 탐사자료를 생성하거나 혹은 탐사자료 파일을 불러오기 위한 주메뉴 화면이 떠오른다.
그림 1. DIPRO for Windows의 기본 메뉴
이장에서는 DIPRO for Windows를 사용한 쌍극자배열 전기비저항 탐사자료의 입력, 자료처리, 결과 출력을 순서 로 기술하고자 한다. 각 메뉴 또는 버튼의 자세한 내용은 4장의 메뉴 시스템 및 기능에서 자세히 다루고자 한다.
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3-1. 현장자료의 입력
3-1-1. 현장자료파일의 생성
DIPRO for Windows에서 사용되는 현장자료의 입력은 두 가지의 방법으로 이루어진다. 독립된 프로그램으로 제공되는 DIPRO_Edit 프로그램을 사용하는 경우와 DIPRO for Windows 주메뉴상의 Create DIPRO file 명령을 이용하여 DIPRO_Edit 프로그램을 실행시키는 경우이다. 여기서는 DIPRO for Windows를 이용한 현장자료의 입력에 하여 설명한다. DIPRO_Edit 프로그램을 사용하는 방법은 5장을 참조하기 바란다.
먼저 File 메뉴 내의 Create DIPRO file 명령을 선택하면 아래의 그림 2와 같은 Create DIPRO Data file 화상자가 나타나며 여기에 파일이름, 입력될 자료의 성격(포텐셜 자료 또는 겉보기 비저항 자료), 전극배열(Array), 측점수(No. of station), 첫번째 측점 번호(Starting station No.), 측점 번호 증분(Station No. increment), 전극전개수(No. of n), 전극간격(Dipole spacing), 탐사지역 이름(Area), 측선이름(Line), 측선방향(Direction), 주석(Comment) 등을 기입한다. 이 화상자는 DIPRO_Edit 프로그램의 File 메뉴내에 있는 New DIPRO Data명령을 실행시킨 경우와 동일하다. 이때 측선방향과 주석은 단순한 참고사항이므로 기입하지 않아도 된다. 여기서 첫번째 측점번호 및 측점번호 증분은 정수(integer)를 사용하여야 하며, 측점수 및 전극전개수는 자연수(natural number)로 표기하여야 한다. 그 이외의 입력란에는 임의의 문자를 사용하여도 된다.
그림 2. DIPRO_Edit 프로그램을 이용한 자료헤더입력 화상자
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DIPRO for Windows는 입력할 현장자료가 겉보기 비저항(단위는 ohm-m)으로 표현되는 경우와 현장에서 측정된 포텐셜(전위)(단위는 milli-ohm)인 경우로 입력을 구분하기 위하여 라디오 버튼을 선택하도록 하였으며, 파일이름은 자료의 성격을 선택한 후 Browse버튼을 누르고 자료를 저장할 디렉토리로 이동한 후 파일명을 기입함으로써 입력이 이루어진다. 이때 파일이름에는 확장자를 붙이지 않아야 하며 입력하는 자료의 성격에 따라 겉보기 비저항 자료인 경우에는 “APR”, 포텐셜(전위) 자료인 경우에는 “APV”와 같이 자동적으로 확장자를 붙여주게 된다. 이상과 같은 과정을 통하여 파일의 헤더가 생성되어 현장자료 입력준비가 완료되고 다음에는 바로 현장자료를 입력하는 자료입력창이 그림 3과 같이 생성된다. 그림 3의 자료입력을 위한 윈도우는 크게 3가지 영역으로 구분된다. 먼저 가장 상단은 지형(고도)을 나타내는 부분으로서 기본적으로 0의 값이 부여되어 있으며, 그 아래에는 각 측점의 측점번호로서 앞의 자료헤더를 생성하는 부분에서 첫번째 측점번호, 측점번호 증분에 따라서 자동적으로 생성되어 있다. 그 하부에는 가단면도 모양의 현장자료(겉보기 비저항 또는 포텐셜)를 입력하는 부분이 나타나 있다.
3-1-2. 현장 자료의 입력
현장자료인 겉보기 비저항 값의 입력은 그림 3과 같은 자료입력 윈도우 상에서
이루어지게 된다. 자료입력 윈도우는 가단면도 모양으로 설계되어 있으며 상부에는 측점번호와 그 측점의 지형(고도)을 나타내고 있다. DIPRO for Windows는 두 종류의 입력 및 편집 방법을 제공한다. 그 첫째는 자료 편집화면에서 키보드를 이용하면서 직접 자료를 입력하는 방법이며, 두 번째는 자료편집 화 상자를 이용하는 방법이다. 첫 번째 방법은 새로운 탐사 자료 파일을 생성하여 연속적으로 자료를 입력하고자 할 때에 유용하며, 두 번째 방법은 기존의 탐사자료에서 일부분 만을 편집하고자 할 때에 편리하다.
1) 키 보드를 이용한 자료의 입력 자료 편집 화면에서 편집하고자 하는 자료 위치에 마우스 또는 방향 키를
이용하여 커저를 위치시키고, 원하는 숫자를 타이프하면 곧바로 자료 입력 모드로 변환되면서 자료가 입력된다. 또한 입력을 원하는 위치에서 ENTER 키를 누르면 그 자료에 한 자료 입력 모드로 변환시킬 수 있다. 원하는 자료를 타이프 한 후 방향키를 누르면 자료의 입력이 완성된다. 다시 방향 키를 눌러 입력을 원하는 위치로 이동하여 이와 같은 과정을 반복하여 탐사자료를 입력한다. 방향 키를 이용하여 커저를 이동시킬 때에 마우스 커저도 함께 이동된다. 다음 화면은 키 보드를 이용한 자료의 입력 예를 보여주고 있다.
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그림 3. 자료입력 윈도우. 키보드를 이용하여 자료를 입력하고 있다.
2) 화상자를 이용한 자료의 편집 그림 3과 같은 자료 편집 화면에서 편집하고자 하는 자료 위치에 위치에
마우스 커서를 올려놓고 더블 클릭(double click)하면 직접 현장에서 획득된 포텐셜(전위) 값 또는 겉보기 비저항 값을 넣을 수 있도록 그림 4와 같은
화상자가 나타나고 여기에 직접 값을 기입함으로써 입력이 이루어진다. 그림 5는 전체 자료의 입력이 끝난 후의 모습을 보여주고 있다.
(a)포텐셜(전위)자료의 입력 (b)겉보기 비저항 자료의 입력
그림 4. 현장자료입력을 위한 화상자
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그림 5. 현장 자료의 입력을 마친 상태
3-1-3. 측점번호의 변경
DIPRO for Windows는 측선번호 부여에 있어서 많은 사용자가 취향에 맞게 측점번호를 부여할 수 있게 하기 위하여 측점번호에 문자를 사용하는 것을 가능하게 하였다. 즉, 그림 5와 같은 자료입력 윈도우내에서 각 측점번호 위치로 마우스를 이동하여 클릭하면 그림 8과 같은 측점번호(Station No. Annotation)
화상자가 출현하며 여기에 사용자가 필요한 형식의 측점번호를 써넣으면 된다. 그림 6은 측점번호를 6km520와 같이 표현한 예이다.
그림 6. 측점번호를 수정하는 화상자
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3-1-4. 지형자료의 입력
지형(고도)자료는 전기비저항 탐사시 문제가 될 수 있는 지형효과를 보정하고자 지형보정(Topography correction)을 수행하기 위하여 필요한 자료로서 이는 각 측점의 고도를 기입함으로써 입력이 이루어진다. 앞에서 언급한 바와 같이 입력이 이루어지기 전의 값은 기본적으로 0이다. 먼저 EditHeader 중에서 Edit Topo & Water Layer를 선택하면 그림 7과 같은 지형(고도)자료 입력 화상자가 출현하며 여기에 지형(고도)을 입력함으로써 지형자료의 입력이 이루어진다. 또한 수층이 존재하는 곳에서 전기비저항 탐사를 수행하였을 경우에는 Include water-coverted 항목을 선택한 후, 하상에서 탐사를 수행한 경우와 하저에서 탐사를 수행한 경우를 선택하고 수심을 기입한다.
그림 7. 지형(고도)자료 입력 화상자
3-1-5. 현장자료 입력 완료
이상과 같은 방법으로 모든 자료입력이 끝난 후 Exit 명령을 선택하면 원래의 DIPRO for Windows 메뉴시스템으로 돌아가게 되며, 이때 현장자료는 앞에서 언급한 바와 같이 “APR” 또는 “APV”라는 확장자가 붙은 파일로 저장되고, 지형자료는 “OOO.TOP”와 같이 저장되게 된다. 또한 DIPRO for Windows는 자동적으로 현장자료가 포텐셜(전위)자료인 경우에는 겉보기 비저항 자료로 변환을 해주며 현장자료 가단면도를 화면상에 출력하게 된다.
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3-2. 현장자료의 자료처리
3-2-1. 현장자료 읽어 들이기
현장자료 처리는 먼저 DIPRO for Windows 주메뉴 상에서 OPEN명령을 사용하여 겉보기 비저항 자료파일(OOO.APR)을 읽어 들이거나 앞의 자료 입력 과정을 마침으로써 시작된다. APV파일의 경우에는 File 메뉴내의 Potential to app. Resistivity를 클릭하여 OPEN한다. 현장자료를 읽어 들이면 바로 가단면도 생성을 위하여 내삽이 수행되고 잠시 기다리면 겉보기 비저항 가단면도의 칼라영상이 화면에 출력되게 된다. 다음 그림 8은 현장자료를 불러들인 직후의 화면을 나타낸 예이다.
그림 8. 현장자료를 읽어 들인 직후 출력되는 겉보기 비저항 가단면도 칼라영상의 예
(1) 화면출력 부가기능의 사용
현장자료 가단면도의 표현방식에는 몇 가지 부가된 기능이 있는데 이들은 모두
Section 메뉴에서 제공된다. Section 메뉴는 5 개의 서브메뉴로 구성되어 있는데, 화면 출력형식의 설정은 Set Drawing Parameters 서브메뉴에 의한다. Set Drawing Parameters 서브메뉴를 선택하면 화면출력 특성 설정을 위한 탭 화상자 Edit Drawing Parameters가 떠오르는데, 이 탭 화상자는 5 종류의 화상자로 구성된다. 탭 화상자에서 Font and Misc. Annotation 탭을 누르면 글꼴 선정 등의 여러 기능을 규정할 수 있는 화상자가 떠오른다. 이 화상자에서 가단면도(psuedosection) 항목 중 Electrode separation index(n) 및 Apparent resistivity data에 체크하면 가단면도 상에 전극전개수 n을 표시하여 주게 되며, 각 위치의 실제 겉보기 비저항 값을 수치로 가단면도상에 써주게 된다. 다음 그림 9는 위에서와 같이 전극전개수 n을 표시하고 겉보기 비저항 값을 가단면도상에 수치로 표현한 예이다. 이와 같이 전극전개수 n과 실제 겉보기 비저항 값이 표현된 가단면도를 검토하면 현장자료의 질(quality)이 좋지 않은 부분을 쉽게 파악하는데
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큰 도움이 되며 이들 자료의 질이 좋지 않은 부분을 편집하여 제거함으로써 자료처리에 의해 얻어지는 역산 결과의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
그림 9. 현장 가단면도에 전극전개수 n과 겉보기 비저항 값을 수치로 표현한 예
3-2-2. 전기비저항 탐사자료의 지형보정(Topography Correction)
본 메뉴는 FDM inversion을 수행할 경우에 선택하는 사항이다. FEM inversion은 지형을 고려한 역산을 하기 때문이다. 먼저 전기비저항 탐사자료에 하여 사용자가 지형보정이 필요하다고 판단되었을 때에는 앞의 3-1-4 에서 입력된 지형자료를 이용하여 지형보정을 수행할 수 있다. 메뉴상의 TopoCorrection 메뉴하에 있는 Do Topo. Correction 명령을 선택하면 그림 10과 같은 화상자가 나타나며, 여기서 측점간의 수평 거리를 쌍극자간격으로 설정한 경우에는 Distance measured에서 horizontally 라디오 버튼을 선택하고, 지형의 경사면을 따른 거리를 쌍극자 간격으로 설정한 경우에는 along the slope 라디오버튼을 선택한 후 OK버튼을 누르면 지형보정이 수행되는 과정을 진척도 막 그래프와 함께 볼 수 있다. 지형보정 수행 후에는 원래의 현장자료는 “OOO.DT0”로 저장되고 지형보정이 이루어진 자료가 현장자료로서 치되게 되며 화면에는 이를 반영하여 새로운 가단면도를 현장자료 가단면도로서 도시하게 된다.
그림 10. 지형보정 수행을 위한 화상자
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3-2-3. 전기비저항 탐사자료의 자동역산(Automatic Inversion)
전기비저항 탐사자료의 역산은 DIPRO for Windows의 핵심부분으로서 현장
가단면도로부터 2차원 역산에 의하여 지하의 참 전기비저항 구조를 계산해내는 부분이다.
(a)FDM에서의 화상자 (b)FEM에서의 화상자
그림 11. 역산방법 및 반복횟수 그리고 기타 옵션을 설정하는 화상자 주메뉴상의 Inversion 메뉴하에는 FDM inversion 명령과 FEM inversion 명령이
있고, 그림 11과 같이 역산에 사용되는 각종 변수를 설정하는 화상자가 나타나게 된다. 역산방법으로는 1차 미분연산자를 이용하게 되는 1차미분 평활화제한(1’st order smoothness constraint) 역산법 및 2차 미분연산자를 이용하는 2차미분 평활화제한(2’nd order smoothness constraint) 역산법이 있으며 이는 사용자가 역산법의 성격 및 경험에 비추어 좋은 결과를 보이는 방법을 선택하면 된다. 또한 최 반복회수(Maximum no. of iterations) 는 반복역산의 반복회수를 설정하는 것으로
부분의 경우 기본적으로 설정된 반복회수인 5번 정도이면 충분하다. 또한 라그랑지 곱수(Lagrangian multiplier)는 부가하는 제한조건(constraint)의 크기를
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설정하는 것으로 탐사자료의 질이 그다지 좋지 않은 경우에는 높은 값을, 자료의 질이 상당히 좋은 경우에는 낮은 값을 선택함이 일반적이다. 보통 작은 값을 선택할 경우에는 0.01정도까지가 적당하고, 높은 값을 설정할 경우에는 0.3이상의 지나치게 높은 값을 설정하지 않도록 주의를 요한다. 보통의 일반적인 경우에는 기본적으로 주어진 0.05정도이면 무난하다. 이외에 V. 4.0에서는 영상의 분해능을 높이기 위하여, ACB(Active Constraint Balancing) 법을 이용하여 라그랑지 곱수를 공간적으로 변화할 수 있도록 하는 옵션 또한 포함시켰다. 이에 한 설명은 4 장으로 미룬다. 또한 FEM inversion에서는 하상 전기비저항 탐사 역산이 가능하다. Inversion of Water Layer 에서 역산 옵션 또는 수층의 전기비저항값을 입력하여, 수층을 고려한 역산을 수행하게 된다. Inverted Data 에서는 음의 값을 제외하는지에
한 여부와 Data의 범위제한에 한 값을 설정할 수 있다.
그림 12. 전기비저항 탐사자료의 2차원 역산을 수행하고 있는 모습
역산변수의 설정을 마친 후 Run inversion명령을 선택하면 전기비저항 2차원 역산이 실행되게 되며, 각 반복단계별로 RMS에러가 화면에 도시되어 나타나게 된다. 그림 12는 전기비저항 2차원 역산을 수행하고 있는 모습을 예로 보인 것이다.
이와 같은 역산과정이 끝나게 되면 지하 전기비저항 구조와 이로부터 계산된 이론 전기비저항 가단면도의 내삽이 이루어지게 되고 이를 화면에 칼라영상으로 도시하게 된다. 다음 그림 13은 역산후에 도시되는 현장자료 가단면도, 이론자료 가단면도, 지하 참 전기비저항 구조도를 함께 나타낸 모습이다. 여기서 주목할 것은 2차원 지하 전기비저항 구조도에 지형이 함께 표현되어 있다는 점이며 이는 앞에서 이미 입력한 바 있는 지형자료를 이용하여 지하구조 해석이 용이하도록 표현한 것이다.
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그림 13. 전기비저항 FEM 2차원 역산에 의하여 얻어진 자료처리 결과를 도시한 모습. 위에서부터 현장자료 가단면도, 이론자료 가단면도, 2차원 지하 전기비저항 구조도를 각각 나타내고 있다.
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3-2-4. 화면 출력 형식의 변경
이상과 같은 과정을 통하여 쌍극자배열 전기비저항 탐사자료의 자료처리
과정의 주 공정은 끝이 났으며, 이제는 그 결과를 사용자의 기호에 맞게 변형할 필요가 있다. 이들은 화면 및 출력되는 영상을 사용자 임의로 조정할 수 있도록 하는 단계로서 주로 Section 메뉴하의 명령을 통하여 이루어지게 된다. Section 메뉴는 Set Drawing Parameters, Redraw, Set drawing preference, Apply preference to current data, Apply preference to all data의 5 가지 서브메뉴, 즉 명령으로 구성된다. 그 중 Redraw는 화면을 다시 그리기 위한 명령이며, Set Drawing Parameters 명령이 바로 화면 출력 형식의 변경이다. 나머지 3 명령은 사용자가 미리 설정한 변수값(preference)를 이용하기 위한 명령으로써, 여러 개의 자료를 함께 나타내어 서로 비교할 때에 매우 유용하다.
화면 출력 형식을 변경하기 위해 Set Drawing Parameters 명령을 선택하면 화면출력 특성 설정을 위한 탭 화상자 Edit Drawing Parameters가 떠오르는데, 이 탭 화상자는 다음의 6 종류의 화상자로 구성된다.
Drawing Mode : 작성할 영상의 종류를 설정. Pseudosection : 겉보기 비저항 가단면도 작성을 위한 칼라 영상도 혹은
등고선도의 스케일을 설정 2-D section : 2 차원 전기 비저항 구조도 작성을 위한 칼라 영상도 혹은
등고선도의 스케일을 설정. Color Table : DIPRO 영상의 칼라 테이블을 규정. Drawing Scale : 화면에 나타나는 영상의 크기 및 프린팅 스케일을 규정한다. Font and Misc. Annotation : 폰트 및 기타 각종의 annotation을 설정.
(1) 작성할 영상의 종류의 설정
Edit Drawing Parameters 탭 화상자에서 Drawing Mode 탭을 누르면 그림 14와
같은 화상자가 나타나게 되며, 이 Drawing Mode 화 상자에서 작성할 영상의 종류를 설정할 수 있다. 다음은 각 변수설정에 한 설명이다.
가) 화면에 표시할 이미지의 종류(Images to draw) : 현장자료 가단면도(Field data
pseudosection), 이론자료 가단면도(Theoretical data pseudosection), 2차원 참 전기비저항 구조도(Resistivity 2-D Section) 가운데 사용자가 체크박스에 표시한 것만 화면에 도시하게 된다.
나) 화면 표시형식(Bit map and/or contour) : 비트맵 또는 등고선도를 선택할 수 있으며 이들을 혼용할 수 있다.
다) 화면표시 방향 설정(Normal/Reverse Plot) : 화면에 표시되는 현장자료 및 자료처리 결과를 필요에 따라 좌우를 바꾸어 표시할 수 있도록 되어 있으며, Reverse를 선택한 경우에는 전체 영상의 좌우를 바꾸어주게 된다.
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그림 14. Drawing Mode 화상자의 모습
(2) 가단면도 및 2차원 참 전기비저항 구조영상의 레벨 설정
가단면도(현장자료 및 이론자료) 및 2차원 참 전기비저항 구조도의 도시에는 전기비저항 값의 최소 및 최 값을 설정한 후 선형 및 로그 스케일로 색분할 또는 등고선을 만들어 화면에 도시하게 된다. 이들의 설정은 가단면도와 2차원 전기비저항 구조도에 하여 따로이 지정할 수 있으며 현장자료 및 2차원 구조도에서 주어진 값의 최 및 최소값을 이용하여 기본값을 지정할 수도 있다. 그림 15는 가단면도 영상의 스케일 변경을 위한 화 상자이다. 이들에 한 자세한 설명은 4장으로 미루고 이들 설정을 그림 15와 같이 최 로 변경하고, 등고선도를 선택함으로써 만들어진 영상이 그림 16에 보여진다.
그림 15 가단면도 칼라 스케일 설정을 위한 Pseudosection 화상자.
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그림 16. Edit Drawing Parameters 화상자의 화면출력 설정을 변경한 후의 영상
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(2) 화면 및 프린터 출력 크기의 설정
Edit Drawing Parameters 탭 화상자에서 Drawing Scale 탭을 누르면 그림 17과 같은 화상자가 나타나게 되며, 이 화상자에서 화면도시 및 프린터 출력 크기를 변경할 수 있다. 여기에는 화면표시 크기를 설정하는 부분과 프린터 출력 크기를 조정하는 부분으로 구성되어 있다. 화면표시 크기조정은 쌍극자 간격당 픽셀수로서 표현되며 기본적으로 화면크기에 전체 영상을 한번에 볼 수 있도록 설정되어있다. 또한 프린터 출력 크기는 쌍극자 간격당 실제 출력 크기를 지정하도록 되어 있으며 이 값은 사용자가 적절한 값을 선택하여야 한다. 또한 출력시 종이의 한가운데로 정렬할 수 있는 기능이 있으며 정렬을 사용하지 않는 경우 바인딩을 위하여 종이의 왼쪽 및 오른쪽으로 일정량만큼 전체 영상을 이동시킬 수 있는 기능도 포함되어 있다. 이때 출력될 영상이 종이크기보다 큰 경우 중앙정렬 옵션은 무시된다.
그림 17. 화면표시 및 프린터 출력크기를 설정하는 화상자 (3) 화면 출력의 부가설정
가단면도 및 2차원 전기비저항 구조도 영상의 도시에는 몇가지의 부가된
기능이 있는데 이들은 모두 Edit Drawing Parameters 탭 화상자에서 Font and Misc. Annotation 화상자에서 제공하고 있다. Annotation 화상자에서는 가단면도에
한 설정으로서 Pseudosection과 2차원 참 전기비저항 구조도에 한 설정으로서 2-D section이 있다. Pseudosection에는 전극전개수 n을 표시할 수 있도록 Electrode separation index (n) 항목이 있고, Apparent resistivity data를 선택하면 각 위치의 실제 겉보기 비저항 값을 가단면도상에 수치로써 표현해 주게 된다. 또한 칼라 영상도의 칼라 스케일 표시을 위한 Resistivity scale bar 등의 항목이 있어 가단면도 영상에 부가적인 표시를 가능하게 하여준다. 한편 2-D section에는 Inverted resistivity 명령이
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있어서 역산된 전기비저항 값을 표시할 수 있도록 해주며, Plot topography 명령을 사용하여 지형을 표시하거나 표시하지 않을 수 있게 되어 있다. 이때 지형자료가 존재하지 않는 경우는 이 명령을 사용할 수 없다. 그 외의 항목은 pseudosection과 동일하다.
이외에 화면 출력의 글꼴 또한 Font and Annotation 화상자를 이용하여 변경할 수 있다. 이 때 글꼴의 종류를 제외한 나머지, 폰트의 크기, 유형, 색 등은 모두 무시된다.
(4) 기타
Section 메뉴에는 칼라 테이블을 바꿀 수 있는 Color Table 화상자가 존재한다. 이들에 한 설명은 4장을 참조하기 바란다.
3-2-5. 영상 저장 및 프린터 출력
DIPRO for Windows는 화면에 도시된 영상을 두가지 방법으로 출력할 수 있도록 설계되었다. 프린터로 직접 출력하는 방법과 그림파일로 저장하는 두가지 방식을 지원한다. (1) 프린터 출력
DIPRO for Windows 의 프린터 출력에 관련된 메뉴항목에는 두가지 범주가 있다. 하나는 Windows 95/98에서 기본적으로 제공하는 프린터 설정 및 프린터 출력 부분이고 다른 하나는 프린트되는 영상의 크기를 조정하는 부분으로 구분된다. 프린터 출력의 실제 크기를 규정하는 내용은 3-2-4에서 이미 설명하였으며, 프린터 설정 및 출력부분은 Windows 95/98 사용설명서를 참조하기 바란다. (2) 영상 저장
DIPRO for Windows 의 영상저장은 3가지의 파일형식을 지원하고 있다. 기본적으로 비트맵(BMP)형식과 GIF87A(GIF)형식 그리고 Targa(TGA)형식으로의 저장이 가능하다. DIPRO for Windows 의 영상저장 방법은 화면에 이미 출력된 영상을 파일로 변환하는 것이므로 영상의 분해능은 화면에 나타나는 분해능과 동일하다고 할 수 있다. 저장된 영상의 화질을 선명히 하기 위해서 사용자는 앞의 3-2-4에서 설명한 화면출력 영상의 크기설정 중 CRT drawing scale(pixel/dipole)을 50이상으로 하여 저장할 것을 추천한다. 즉, 3-2-4에서 설명한 화면출력 크기 설정을 크게 한 후, File 메뉴하에 있는 Save DIPRO Image명령 가운데 원하는 파일형식을 선택함으로써 획득된 전기비저항 탐사자료 도면의 저장이 완결된다. 이와 같은 방식으로 저장된 그림 파일은 일반적으로 보고서 제작에 사용되는 그림 파일 형식과 동일하므로 보고서내에 삽입함으로써 보고서 제작을 용이하게 하여주며 자료관리에도 큰 도움을 주게 된다.
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4. 메뉴 시스템 및 기능
이장에서는 DIPRO for Windows의 메뉴 시스템을 설명하고 각 메뉴의 세부기능을 차례 로 설명하고자 한다. 먼저 DIPRO for Windows를 실행시키면 초기화면으로서 현장자료 파일을 열거나 새로 작성할 수 있는 메뉴가 제공되며, 윈도우의 기본적인 기능으로서 프린터 설정 등의 기능과 메뉴 시스템을 효율적으로 사용하는데 도움을 줄 수 있는 도움말, DIPRO for Windows에 한 정보 등을 볼 수 있는 메뉴가 기본적으로 제공된다. 이들 메뉴는 초기화면 뿐만아니라 DIPRO for Windows의 주메뉴에 공통적으로 제공되는 메뉴이므로 이 장에서는 초기 윈도우에 한 설명은 생략하고 주메뉴상에 주어진 메뉴들에 하여 순서 로 기술하고자 한다.
4-1. File 메뉴
4-1-1. Open
이미 존재하는 현장 탐사자료 파일 불러오기 DIPRO for Windows는 다중 문서(파일)를 지원하고 있으므로 여러 개의 탐사자료를 불러들인 후에 각각의 탐사자료에 하여 자료처리를 할 수 있는 환경이 기본 제공된다. 4-1-2. Close
활성화된 현장 탐사자료 파일 닫기
4-1-3. Close All Documents
개방된 모든 탐사자료 파일 및 창 닫기
4-1-4. Create DIPRO file
새로운 현장자료 파일 만들기
새로운 탐사자료를 입력시켜, 겉보기 비저항 자료 파일을 생성한다. 새로운 자료를 입력하기 위해서 탐사 변수를 규정하는 측점수, 전극전개수 등의 파일 헤더와 파일이름 등이 필요한 바, 이는 본 메뉴를 선택하면 떠오르는 Create DIPRO Data File 화상자에서 수행한다. 파일 이름 및 파일 헤더 입력을 마치면 탐사자료 편집 프로그램인 DIPRO_Edit가 실행되어 탐사자료 입력 화면이 떠 오른다. (Create DIPRO Data file 화상자 참조)
4-1-5. Edit DIPRO file
현장 탐사자료 파일 수정하기
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Create DIPRO File 등에 의해 기존에 만들어진 탐사자료 파일을 수정하는 것으로 Create DIPRO File 명령과 마찬가지로 탐사변수를 규정하는 측점수, 전극전개수 등의 파일 헤더를 바꾸거나 탐사자료를 수정하는데 사용된다. 본 메뉴를 선택하면 탐사자료 편집 프로그램인 DIPRO_Edit가 실행되고 탐사자료 입력화면이 떠오르게 되는데 화면에는 수정하고자 하는 현장자료 겉보기 비저항 값이 나타나게 된다. 현장자료를 입력할 때와 동일한 방법으로 탐사자료의 수정이 가능하다. (Create DIPRO Data file 화상자 참조)
4-1-6. Potential to App. Resistivity
포텐샬 값을 측정된 탐사자료 파일(*.APV)를 겉보기 비저항 파일(*.APR)로 변경하기
DIPRO 파일 형식으로 저장된 포텐샬 데이타 파일을 겉보기 비저항 파일로
변환한다. 포텐샬 데이타 파일 이름의 확장자는 "APV"로 설정되어 있어야 하며, 변환된 겉보기 비저항 파일의 이름은 입력 포텐샬 데이타 파일과 동일하며, 확장자는 "APR"로 설정된다.
4-1-7. Convert STG file to DIPRO file
미국 AGI 사의 Sting 탐사기를 이용하여 획득된 현장 탐사자료 STG 파일을
DIPRO의 탐사자료 파일인 APR 파일로 변환한다.
Create DIPRO Data file 화상자를 이용한 탐사변수의 설정
Create DIPRO File 명령에 의해 활성화되며, 새로운 탐사자료 파일을
생성하기 위하여 파일명 및 탐사변수를 입력하기 위한 화상자이다. 탐사변수를 규정하는 변수의 내용은 다음과 같다.
Array : 전극배열 (dipole-dipole, pole-dipole, dipole-pole, pole-pole) No. of stations : 측점 수 Starting station no. : 첫번째 측점 번호 Station no. Increment : 측점 번호 증분 No. of n : 최 전극전개수 Dipole spacing : 쌍극자 간격 (m) Area : 탐사 지역 이름 Line no. : 측선 이름 Line direction : 측선 방향 Comment : 주석
마지막 두 항목 "Line direction", "Comment" 는 단순한 참고 사항이므로
반드시 입력할 필요는 없다
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미국 AGI 회사의 STING 탐사기의 기본 자료 파일인 STG 파일을 DIPRO 파일로 변환한다. 겉보기 비저항 파일, APR 파일 및 포텐샬 자료 파일, APV 파일을 생성한 후 그 파일을 개방한다.
STING 탐사기는 사용자가 설정한 바에 따라서 동일한 측선 상에서 주어진 쌍극자 간격 뿐만 아니라 그의 정수배를 갖는 쌍극자 간격에 하여서도 측정을 수행할 수 있다. 이에 반해 DIPRO는 통상적인 쌍극자 탐사 저장 방법을, 즉 1 개 측정 파일에는 1 개의 쌍극자 간격만을 채택하는 것으로 되어 있다. 그러므로 STING 측정 변수 "Max dipol"를 1 이상으로 측정하였을 경우에는 각 파일 내에서의 쌍극자 간격은 동일한 1 개 이상의 포맷 변환된 파일이 생성된다. 이 경우 포맷변환된 파일의 구별은 파일이름의 확장자에 의하며, 기본 쌍극자 간격에
한 겉보기 비저항 및 포텐샬 자료 파일이 각각 APR, APV, 쌍극자 간격이 기본 쌍극자 간격의 2 배인 파일이 AR2, AV2, 3배인 파일이 AR3, AV3 등과 같이 설정된다.
4-1-8. Print
화면출력 된 영상의 프린터 출력
여러장으로 나누어 분할 출력이 가능하며 이에 해서는 Print Preview 메뉴
참조
4-1-9. Print Preview
프린터로 출력될 영상을 미리보기 DIPRO for Windows에서 활성화된 영상을 프린터로 출력할 때 출력되는 양식과
동일하게 화면에 도시하게 된다. 이 명령을 선택하면 주메뉴 화면은 Print Preview화면으로 옮겨지고 출력될 양식 로 화면에 영상이 나타나게 된다. 실제 영상의 크기가 출력될 종이보다 큰 경우에는 여러 종이로 분할하여 출력이 가능하며 Print Preview 메뉴에는 페이지별 영상으로 나타나게 된다. 여기에는 몇 개의 도구상자가 준비되어 있으며 이를 이용하여 한 화면에 두개의 페이지 보기, 확 및 축소, 프린터로 출력을 시작하는 것이 가능하다
4-1-10. Print setup
프린터 설정
Windows 95/98 사용자 설명서 참조 4-1-11. Save DIPRO Image
화면출력 된 영상의 저장 DIPRO for Windows 영상을 그래픽 파일로 저장한다. 다음의 3 종류의 그래픽
파일을 제공하며, Drawing Scale 화상자에서 설정된 CRT drawing scale (Pixels/dipole)
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변수에 의해 영상의 크기가 결정된다. (1) As BMP file : 비트맵 형식으로 저장 : OOO.BMP
DIPRO for Windows 영상을 윈도우의 BMP 파일 형식으로 저장한다. Set Scale for Drawing and Printing 화상자에서 설정된 CRT drawing scale (Pixels/dipole) 변수에 의해 영상의 크기가 결정된다.
(2) As GIF file : Compuserve GIF 형식으로 저장 : OOO.GIF
DIPRO for Windows 영상을 GIF87a 그래픽 파일 형식으로 저장한다. Set Scale for Drawing and Printing 화상자에서 설정된 CRT drawing scale (Pixels/dipole) 변수에 의해 영상의 크기가 결정된다. DIPRO for Windows가 제공하는 3 가지 그래픽 파일 형식인 BMP, TGA, GIF 중에서 가장 파일 크기가 작다.
(3) As TGA file : Targa 포맷으로 저장 : OOO.TGA
DIPRO for Windows 영상을 TGA 그래픽 파일 형식으로 저장한다. Set Scale for Drawing and Printing 화상자에서 설정된 CRT drawing scale (Pixels/dipole) 변수에 의해 영상의 크기가 결정된다.
4-1-12. Save DIPRO Image of All Data
개방된 모든 파일에 한 영상을 한꺼번에 그래픽 파일로 저장
개방된 모든 파일의 DIPRO for Windows 영상들을 그래픽 파일들로 저장한다. 이 명령은 위의 Save DIPRO Image 와 동일한 3 종류의 그래픽 파일을 제공하며, Section 메뉴의 Set Drawing Parameters 명령에 의하여 활성화되는 Drawing Scale 화상자에서 설정된 CRT drawing scale (Pixels/dipole) 변수에 의해 영상의 크기가 결
정된다. 활성화된 창의 영상 만을 저장하기 위한 Save DIPRO Image 명령은 그래
픽 파일 이름을 따로이 지정할 수 있는 반면에, 본 명령어의 경우는 파일 이름은 겉보기 비저항 파일의 이름과 동일하며, 확장자만 선택된 그래픽 파일 확장자(BMP, GIF, TGA)로 치되며, 모든 그래픽 파일은 동일한 디렉토리에 저장된다. 저장을 위한 디렉토리는 그림 18 과 같은 Directory for Image Saving 화상자에서 설정된다.
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그림 18. 개방된 모든 파일의 영상저장을 위한 디렉토리 설정 화상자.
4-1-13. Exit
프로그램 종료.
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4-2. TopoCorrection 메뉴
앞에서 언급하였듯이, 본 메뉴는 FDM inversion을 수행할 경우에 선택하는 사항이다. FEM inversion은 지형을 고려한 역산을 하기 때문이다.
DIPRO for Windows 자료처리의 핵을 이루는 것은 2 차원 역산이며, 그의 기본 가정 중의 하나는 지형의 변화가 없는 평탄한 지형을 가정한다. 그러므로 지형 변화가 심한 지역에서 탐사자료를 획득하였을 경우, 지형효과에 한 보정 없이 역산(inversion)을 수행하면, 왜곡된 지하구조를 획득할 가능성이 크다. 지형보정 (Topography Correction)은 측정된 겉보기 비저항 탐사자료에서 지형효과를 제거하는 작업이다. 물론 지형의 변화가 심하지 않은 경우라면, 지형보정을 수행할 필요가 없다. 지형보정은 TopoCorrection 메뉴의 Do Topo. Correction 명령에 의하여 수행된다. 지형보정을 위한 지형자료는 Edit DIPRO File 명령을 이용하여 입력, 편집한다.
4-2-1. Do Topo. Correction
지형보정 수행
이 명령은 2차원 지형보정을 자동적으로 수행하는 명령으로서 지형(고도)자료를
현장자료 입력시에 입력한 경우에만 활성화 되어 나타나게 된다. 이 명령을 선택하면 지형보정 프로그램에 한 설명과 함께 지형보정을 위해 사용되는 지형자료의 거리측정 방법(Distance measured)을 선택하도록 되어 있으며 이에는 두가지 옵션이 가능하다. (1) Horizontally : 측점간의 수평 거리를 쌍극자 간격으로 설정한 경우 (2) along the slope : 경사면을 따른 거리를 쌍극자 간격으로 설정한 경우.
지형보정 이후, 입력 현장 탐사자료 파일은 자동적으로 보정된 자료로 체되며, 지형보정 이전의 원시자료는 파일 확장명을 "DT0"로 변경하여 저장한다.
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4-3. Inversion 메뉴
쌍극자 탐사자료의 결과인 겉보기 비저항 가단면도는 그 자체가 지하구조 모형을 말해 주는 것이 아니라 단지 지하구조에 의한 반응의 표현일 뿐이다. 그러므로 지하구조의 반응인 겉보기 비저항 측정자료로부터 지하구조를 도출하는 방법이 필요한데, 가능한 여러 방법들 중 역산을 이용한 방법이 가장 탁월한 것으로 알려져 있다. DIPRO for Windows의 가장 큰 장점은 매우 빠르고 정확하게 지하구조를 계산해 줄 수 있는 역산법을 제공한다는 점이다. 본 메뉴는 FDM Inversion 또는 FEM Inversion 을 선택하여 역산을 수행하거나(Run Inversion), 혹은 역산변수를 설정한다.
DIPRO for Windows의 자료처리 과정 중에서 가장 계산시간이 많이 소요되는 과정이 바로 역산이다. 자료의 양, 시스템 메모리, 컴퓨터의 속도에 좌우되며, 3 장에서 예를 든 정도의 자료라면 (측점 수 18 개), 시스템 메모리가 16 MByte인 586 급 PC를 사용할 경우, 1 분 이내에 역산이 완료된다. DIPRO for Windows의 역산법이 매우 빠른 알고리즘을 채택하고 있다고 하더라도 역산 자체가 고도의 계산을 요구하는 처리과정이므로 자료의 양이 증 됨에 따라 계산시간은 급격히 증가된다. DIPRO for Windows가 처리할 수 있는 최 의 크기는 측점수에 크게 관계되며 기존의 MS-DOS기반의 DIPRO에서와 같은 제한은 소프트웨어적으로는 없다고 할 수 있다. 그러나, 측점수가 지나치게 많은 경우에는 시스템의 메모리가 불충분하게 되므로 주로 하드디스크를 가상메모리로 사용하게 되어 전체 시스템의 속도가 현저히 줄어들게 된다. 이와 같은 점을 해결하기 위해서는 시스템의 메모리(RAM)을 늘리거나 탐사자료를 적절한 크기로 분할하여 자료처리하는 것이 추천된다.
4-3-1. FDM Inversion
역산(inversion) 수행 본 명령은 설정된 역산변수에 의거하여 현장측정 전기비저항 탐사자료로부터
2차원 지하 전기비저항 구조를 계산하는 역산을 수행한다.
역산변수의 설정
역산법을 규정하는 변수의 변경에 사용된다. 역산은 측정값과 이론값 간의 차이가 최소인 지하구조를 계산함에 그 목적이 있다. 그러나 측정값과 유사한 이론값을 제공하는 지하구조는 무한히 많다고 볼 수 있으며 역산 방법 및 역산 변수를 달리함에 따라 계산된 결과는 약간씩 달라진다. 그러므로 여러가지 방법을 선택하면서 지하구조를 계산한 후, 그 결과를 비교, 검토하여 지질학적으로 최적의 구조를 선택하면 더욱 정확한 해석을 기할 수 있을 것이다. (1) 역산법 (Inversion method)
역산 알고리즘을 규정하는 변수로 다음과 같은 2 가지의 종류의 역산법이
가능하다. 가) 1차 미분연산자를 이용한 평활화제한(1’st order Smoothness Constraint) 나) 2차 미분연산자를 이용한 평활화제한(2’nd order Smoothness Constraint)
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역산은 이론값과 실측값 간의 오차가 최소인 지하구조를 계산함에 그 목적이 있다. 그러나 단순히 오차 만이 최소가 되는 지하구조를 계산할 경우에는 발산하여 계산이 불가능해지거나 혹은 전혀 의미가 없는 지하구조가 계산되는 경우가 부분이다. 이를 피하기 위해서 계산하고자 하는 지하구조에 제한을 둘 필요가 있는데 위의 역산법들은 지하 전기비저항의 분포가 공간적으로 부드럽게 변하도록 제한을 두는 방법이다. 초기 설정치는 두 번째 "2'nd order Smoothness Constraint"으로 되어 있다.
(2) 최 반복계산 회수 (Maximum No. of iterations)
지하구조 모형을 계산하기 위한 반복계산 회수를 말한다. 반복계산 회수가 증가하면 지하구조 모형에 입각한 이론값과 현장 측정값의 오차가 감소하나 어느 정도의 반복계산 이후에는 오차 감소가 의미가 없을 정도로 작아질뿐만 아니라 계산된 지하 모형은 거의 차이가 없으며 오히려 계산시간만 비례적으로 증 된다. 적절한 반복계산 회수는 3 - 6 회 정도이며 초기 설정치는 5 회로 되어 있다.
(3) 라그랑지 곱수 (Lagrangian multiplier)
라그랑지 곱수는 앞의 “(1) 역산법”에서 설명한 바와 같이 지하구조가
공간적으로 부드럽게 변화하도록 하는 평활화제한의 정도와 오차의 감소간의 균형을 잡는 변수로서, 그 값이 커지면 오차 감소보다는 제한의 적용에 더욱 중점을 두고 역산이 수행된다.
수많은 현장자료에 한 역산 시험에 의하면 DIPRO for Windows의 역산법에서 적절한 라그랑지 곱수 값은 최 0.3, 최소 0.01의 영역내에 있다. 초기 설정치는 0.05이며, 부분의 경우 안정적이면서 적절한 지하구조를 계산해 줄 수 있다. 만약 측정 자료에 잡음이 많이 함유되어 신호 잡음비 (S/N ratio)가 매우 낮은 경우에는, 오차의 감소의 의미가 줄어들므로 0.05 보다 큰 값을 선택하여 실험해 보는 것도 추천된다. 만약 측정자료가 거의 이론자료 수준으로 신호 잡음비가 높고 질이 양호하다면 라그랑지 곱수를 줄여 다시 한번 계산, 두 결과를 비교하여 선택하는 것도 해석의 좋은 접근 방법이 될 것이다.
역산은 이론값과 측정값 간의 오차가 최소인 지하구조를 계산함에 그 목적이 있다. 그러나 단순히 오차 만이 최소가 되는 지하구조를 계산할 경우에는 발산하여 계산이 불가능해지거나 혹은 전혀 의미가 없는 지하구조가 계산되는 경우가
부분이다. 이를 피하기 위해서 '1) 역산법' 에서 언급한 바와 같이 지하구조에 제한을 두게 된다. 역산은 이와 같은 제한을 만족하면서 이론값과 측정값 간의 오차를 최소화하는 구조를 계산하는 것이다. 라그랑지 곱수는 오차의 감소와 제한의 정도의 균형을 잡는 변수로서, 그 값이 커지면 오차 감소보다는 제한의 적용에 더욱 중점을 두고 역산이 수행된다.
DIPRO는 다음과 같은 두 종류의 라그랑지 곱수 설정 옵션을 제공한다. 가) Constant multiplier
이 방법은 비선형 최소자승 역산법에서 일반적으로 사용되는 방법으로 해석자가 결정한 라그랑지 곱수를 사용하는 방법이다. 수많은 현장자료에 한 역산 시험에 의하면 DIPRO의 역산법에서 적절한 라그랑지 곱수 값은 최 0.3,
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최소 0.01의 영역내에 있다. 초기 설정치는 0.05이며, 부분의 경우 안정적이면서 적절한 지하구조를 계산해 줄 수 있다. 만약 측정 자료에 잡음이 많이 함유되어 신호 잡음비 (S/N ratio)가 매우 낮은 경우에는, 오차의 감소의 의미가 줄어들므로 0.05 보다 큰 값을 선택하여 실험해 보는 것도 추천된다. 만약 측정자료가 거의 이론자료 수준으로 신호 잡음비가 높고 질이 양호하다면 라그랑지 곱수를 줄여 다시 한번 계산, 두 결과를 비교하여 선택하는 것도 해석의 좋은 접근 방법이 될 것이다. 나) From sensitivity analysis (Active Constraint Balancing Method)
이 방법은 이 명종, 김정호(1998)에 의하여 제안된 것으로, 재래적인 접근 방법인 첫번째 옵션에서는 상수인 라그랑지 곱수를 사용함에 반하여, 공간적으로 변화하는 라그랑지 승수를 사용한다. 라그랑지 곱수 분포는 DIPRO에 의하여 자동적으로 계산, 적용된다. 그러므로 이 옵션에 하여서는 라그랑지 곱수를 사용자가 결정할 필요가 없다. 라그랑지 승수는 역산모형을 구성하는 각 블록에 하여 따로이 계산되며, 그 블록의 분해능을 기초로하기 때문에 블록의 분해능이 낮을 경우에는 높은 라그랑지 곱수가, 높을 경우에는 낮은 값이 설정이된다. 따라서 재래적인 방법인 첫번째 옵션보다 분해능을 높일 수 있다. 라그랑지 승수 결정 방법에 따라 역산 모형의 분할이 달리 설정된다. 첫번째
옵션은 역산 모형 공간에서 동일한 라그랑지 곱수를 적용하므로 심도가 증가함에 따른 분해능의 감소를 보상하여 주기 위하여 블록의 크기를 수직 방향 뿐만 아니라 수평 방향으로도 블록의 크기를 증가시킨다. 이에 반해 두 번째 옵션인 ACB 방법은 블록의 분해능에 따라서 서로 다른 라그랑지 승수를 할당하므로 블록의 수평 크기는 심도가 증가하더라도 동일한 크기로 설정된다. 따라서 ACB 법이 좀 더 분해능이 높은 영상을 제공할 수 있다. 한편 DIPRO는 전극전개수가 증가됨에 따라 자동적으로 적절한 심도까지 역산모형의 심도를 증가시켜 블록을 분할한다. 그러나 첫번째 옵션인 constant multiplier 를 채택하였을 경우에는 최 심도가 쌍극자 간격 또는 전극간격의 5 배로 설정되어 있다. 즉 전극전개수를 아무리 증가시켜도 DIPRO는 쌍극자 간격 또는 전극간격의 5 배 이상의 심도에
한 영상을 제공하여 줄 수 없다. 이에 반해 두번째 옵션 Active Constraint Balancing Method 는 전극전개수가 12가 넘을 경우에는 전극 간격의 8 배에 한 영상을 제공한다. 이와 같이 두 번째 옵션이 재래적인 방법인 첫번째 옵션에 비하여 높은 분해능을 갖는 영상을 제공하여 준다. 그러나 탐사자료의 S/N 비가
단히 낮을 것으로 예상되는 자료에 해서는 첫번째 옵션을 적용함이 추천된다. 그림 19는 동일한 자료에 하여 두 옵션을 적용하였을 경우에 한 예이다. 전극 배열법은 dipole-dipole이며, 전극전개수는 16이다.
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(a) constant multiplier 옵션(Lagrange multiplier = 0.05)을 이용하였을 경우에 얻은 2
차원 구조 영상. 전극배열은 dipole-dipole 배열, 측정 간격은 20 m, 전극전개수 n는 16로 자료를 획득한 것이다.
(b) active constraint balancing 옵션을 이용하였을 경우에 얻은 2 차원 구조 영상. 전극배열은 dipole-dipole 배열, 측정 간격은 20 m, 전극전개수 n는 16로 자료를 획득한 것이다.
그림 19. 역산변수 설정에 따른 FDM 역산결과
4-3-2 FEM Inversion
역산(inversion) 수행
본 명령은 설정된 역산변수에 의거하여 현장측정 전기비저항 탐사자료로부터
2차원 지하 전기비저항 구조를 계산하는 역산을 수행한다.
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역산변수의 설정
하상에서 실시한 전기비저항탐사 역산에 한 항목과 Data 범위설정에 한
부분이 더 첨가 되었으며, 나머지는 4-3-1 FDM Inversion 에서 언급하였던 역산변수 설정과 같다.
(1) 역산법 (Inversion method)
가) 1차 미분연산자를 이용한 평활화제한(1’st order Smoothness Constraint) 나) 2차 미분연산자를 이용한 평활화제한(2’nd order Smoothness Constraint)
(2) 최 반복계산 회수 (Maximum No. of iterations)
(3) 라그랑지 곱수 (Lagrangian multiplier)
가) Constant multiplier 나) From sensitivity analysis (Active Constraint Balancing Method)
(4) 수층에서의 역산 (Inversion of Water Layer)
가) Inversion option - Fixed single water R : 물을 하나의 층으로 가정하고 물의 영향을 보정하는
방법. - Invert single water R : 물을 하나의 층으로 가정하고 물을 지하구조의 일부로
간주하여 지하영상을 구성하는 방법 - Divide water layer and use fixed water R. : 각각의 유한요소에 하여 물의
영향을 보정하는 방법. - Divide water layer and invert them : 각각의 유한요소에 하여 물을
지하구조의 일부로 간주하여 지하영상을 구성하는 방법.
나) Resistivity of water 수층이 균일하는 가정하에 수층의 평균 전기비저항 값을 입력한다. Inversion
option에서 Fixed single water R을 선택하였을 경우에 입력한다.
(5) Inverted Data
가) 음의 전기비저항 값 제외 (Exclude negative app. r.) 나) 자료의 범위제한 (Use data limit)r
그림 20은 육상에서 전기비저항탐사를 수행한 후, FEM역산을 실행한 결과(a)와 하상에서 전기비저항탐사 수행한 후, Divide water layer and use fixed water R.을 선택하여 FEM으로 역산한 결과(b)이다.
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(a) 육상에서 전기비저항 탐사 수행 후, 2차원 역산 결과
(b) 하상에서 전기비저항 탐사 수행 후, 2차원 역산 결과
그림 20. FEM 역산결과
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4-4. Section 메뉴
DIPRO for Windows에서 그릴 수 있는 그림은 현장 측정 겉보기 비저항 가단면도, 이론 겉보기 비저항 가단면도, 2 차원 전기비저항 구조도의 3 종류이다. Section 메뉴는 이들 비저항 탐사 결과 및 해석 도면을 영상화하기 위한 다양한 변수 및 그의 preference 값들을 설정하며 다음과 같은 명령어를 제공한다.
Set Drawing Parameters Redraw Set drawing preference Apply preference to current data Apply preference to all data
4-4-1. Set Drawing Parameters
DIPRO 영상의 작성 변수의 편집
DIPRO 영상, 즉 겉보기비저항 가단면도, 2 차원 전기비저항 구조를 작성하기 위한 각종 변수의 설정한다. 이는 다음의 6 개의 다이얼로그 박스로 구성되는 탭
화상자 Edit Drawing Parameters에서 설정된다.
Drawing Mode : 작성할 영상의 종류를 설정. Color Table : DIPRO 영상의 칼라 테이블을 규정. Drawing Scale : 화면에 나타나는 영상의 크기 및 프린팅 스케일을 규정한다. Pseudosection : 겉보기 비저항 가단면도 작성을 위한 칼라 영상도 혹은 등고선도의
스케일을 설정 2-D Section : 2 차원 전기 비저항 구조도 작성을 위한 칼라 영상도 혹은 등고선도의
스케일을 설정. Font and Misc. Annotation : 폰트 및 기타 각종의 annotation을 설정. 1) Drawing Mode 화상자
현장 측정 겉보기 비저항 가단면도, 이론 겉보기 비저항 가단면도, 2 차원
전기비저항 구조도의 각종 영상을 규정하는 다음과 같은 변수를 설정한다. (1) Images to draw
다음의 3 종류의 그림 중, 원하는 영상의 조합을 선택한다. 가) Field data pseudosection : 현장 측정 겉보기 비저항 가단면도 나) Theoretical data pseudosection : 이론 겉보기 비저항 가단면도 다) Resistivity 2-D Section : 2차원 전기비저항 구조도
(2) Bitmap and/or contour 다음의 두 옵션 중, 원하는 것을 선택한다. 두 옵션 모두 선택할 수 있다. 가) Bitmap image : 칼라 영상도. 영상도 출력에 필요한 칼라 테이블은 Color Table 화상자에서 설정한다. 나) Contoured image : 등고선도 작성
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(3) Normal/Reverse Plot 탐사를 남-북 방향으로 수행하였다 하더라도 그 결과 도면은 거꾸로 북-남 방향으로 출력시킴이 필요할 때가 많다. 본 항목은 이와 같은 경우를 위한 것으로 그림을 좌, 우로 뒤집어서 나타내게 할 수 있도록 한다.
2) Pseudosection 화상자
겉보기 비저항 가단면도 작성을 위한 칼라 영상도 혹은 등고선도의 스케일을 설정한다.
(1) Pseudosection draw mode
등고선도의 등고선 간격 혹은 칼라 영상도의 칼라 스케일을 선형적(Linear)으로 할 것인가, 혹은 로그(Logarithmic)로 할 것인가를 선택한다. 초기 설정치는 선형적(Linear)이다.
(2) Pseudosection bitmap scale 칼라 영상도 스케일을 위한 최소 및 최 값을 설정한다. 초기 설정치는 현장측정 겉보기 비저항의 최소 및 최 비저항 값이다.
(3) Pseudosection contour level 등고선도의 등고선 레벨을 설정한다. Minimum level 및 Maximum level은 등고선으로 나타낼 최소 및 최 전기비저항 값을 의미하며, 등고선의 개수는 No. of levels로 결정한다. 예를 들어 Minimum level 및 Maximum level을 각각 200, 1000 ohm-m으로, No. of levels을 5로 설정하고, Pseudosection draw mode가 선형적(Linear)인 경우, 등고선으로 나타내는 전기비저항 값은 200, 400, 600, 800, 1000 ohm-m가 된다. Bold line frequency는 등고선 중 굵은 선으로 표시하는 빈도수이다. 즉 Bold line frequency를 5로 하였을 경우 다섯번째 등고선마다 굵은 선으로 그린다.
(4) Set default value 겉보기 비저항 가단면도 작성을 위한 위의 변수 값들을 초기 설정치로 한다.
3) 2-D Section 화상자
2 차원 전기 비저항 구조도 작성을 위한 칼라 영상도 혹은 등고선도의 스케일을 설정하며, 각 변수는 위의 Pseudosection 화상자 변수와 동일하다.
4) Drawing Scale 화상자
DIPRO for Windows의 화면 출력과 프린터 출력 영상의 크기를 규정한다 (1) Drawing on CRT : 화면에 그리는 영상의 크기를 규정한다.
가) CRT drawing scale (Pixels/dipole)
화면 영상을 위한 축척으로 그 단위는 쌍극자 간격 당 픽셀 수 이다. Fit image to window - 화면에 그리고자 하는 영상이 윈도우 크기에
맞도록 CRT drawing scale 을 자동적으로 설정한다. 본 옵션이
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선택되면 CRT drawing scale 은 무시된다.
(2) Printing : 프린터에 출력되는 영상의 크기를 규정한다.
가) Printing scale (cm/dipole) 출력을 위한 축척으로 그 단위는 쌍극자 길이당 cm이다. 예를 들면 쌍극자 길이 a가 50 m이고 "Printing scale" 이 0.5 이면 출력된 그림에서 1 cm는 2 쌍극자 단위, 즉 100 m를 의미한다.
나) Centering 중앙정렬(Perform centering) 옵션을 선택하면 영상을 프린터 용지의 중앙에 위치시켜 출력시키며. 다음의 offset 변수들은 무시된다. 만약 출력될 영상의 크기가 용지의 크기보다 클 경우에는 Perform centering 옵션은 무시된다.
다) Offset (cm) : 프린트 여백을 설정한다.
5) Set Color Table 화상자
DIPRO for Windows 영상의 칼라 테이블을 규정한다. (1) Default color table 1 (blue to red) : 비저항 값이 증가함에 따라 청색 계열의 칼라에서 녹색 및 황색을 거쳐 적색 계열로 변화한다.
(2) Default gray table 1 (white to black) : 비저항 값이 증가함에 따라 백색에서 흑색으로 변화한다.
(3) Default color table 2 (red to blue) : 비저항 값이 증가함에 따라 적색 계열의 칼라에서 황색 및 녹색을 거쳐 청색 계열로 변화한다.
(4) Default gray table 2 (black to white) : 비저항 값이 증가함에 따라 백색에서 흑색으로 변화한다.
(5) Custom Color table : 사용자 정의 칼라 테이블. 비저항이 증가함에 따라 최소값에 응되는 칼라의 색도가 옅어지면서 백색으로 변화한 후, 다시 최 값에 응되는 칼라의 색도가 진해지는 방향으로 칼라 테이블이 정의된다.
- Min. Level : 최소 전기 비저항치에 응되는 칼라의 설정. - Max. Level : 최 전기 비저항치에 응되는 칼라의 설정.
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6) Font and Misc. Annotation 화상자
DIPRO for Windows 영상에 사용되는 폰트를 설정하며, 기타 각종의 annotation을 설정한다. 폰트의 종류를 제외한 나머지, 폰트의 크기, 유형, 색 등은 모두 무시된다.
(1) Pseudosection
가) Apparent resistivity data : 겉보기 비저항 가단면도 영상에 비저항 값 표시. 나) Electrode separation index (n) : 겉보기 비저항 가단면도 영상의 좌, 우측에
전극전개수(n)의 표시. 다) Resistivity scale bar : 칼라 영상도의 칼라 스케일 표시. 라) Title and border : 경계선 및 표제("Field Data Pseudosection" 혹은 "Theoretical
Data Pseudosection") 표시. 마) Line No. : 측선번호의 표시.
(2) 2-D Section
가) Inverted resistivity : 역산 결과 얻어진 진비저항 값과 역산 모형 분할을 2 차원 비저항 구조 영상에 표시.
나) Plot topography : 2 차원 비저항 구조 영상에 지형을 표시. 다) Resistivity scale bar : 칼라 영상도의 칼라 스케일 표시. 라) Title and border : 표제("2-D Resistivity Structure") 및 경계선 표시. 마) Line No. : 측선번호의 표시.
4-4-2. Redraw
화면출력의 갱신
DIPRO for Windows 영상을 다시 그린다. 4-4-3. Set Drawing Preference
preference 설정
겉보기비저항 가단면도, 2 차원 전기비저항 구조영상을 위한 변수들의 사용자 정의값(preference)의 설정한다. 영상을 작성하기 위하여 미리 설정된 preference는 여러 개의 파일을 개방하여 동일한 형식으로 영상을 작성하는데 편리하다. Preference 설정은 Set Drawing Parameters 명령과 동일한 6 종류의 다이얼로그 박스에서 수행되며 Drawing Mode 화상자 외에는 Set Drawing Parameters 명령
과 동일하다.
1) Drawing Mode 화상자 현장 측정 겉보기 비저항 가단면도, 이론 겉보기 비저항 가단면도, 2 차원 전기비저항 구조도의 영상을 규정하는 다음과 같은 사용자 정의 변수
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값(preference)를 설정한다. (1) Bitmap and/or contour
다음의 두 옵션 중, 원하는 것을 선택한다. 두 옵션 모두 선택할 수 있다. 가) Bitmap image : 칼라 영상도. 영상도 출력에 필요한 칼라 테이블은 Color Table 화상자에서 설정한다. 나) Contoured image : 등고선도 작성
(2) Normal/Reverse Plot 탐사를 남-북 방향으로 수행하였다 하더라도 그 결과 도면은 거꾸로 북-남 방향으로 출력시킴이 필요할 때가 많다. 본 항목은 이와 같은 경우를 위한 것으로 그림을 좌, 우로 뒤집어서 나타내게 할 수 있도록 한다.
(3) Apply preference to current data 설정된 preference 값들을 현재 활성화된 탐사자료 영상에 적용한다.
4-4-4. Apply preference to current data
설정된 preference 값들을 현재 활성화된 탐사자료 영상에 적용
4-4-5. Apply preference to all data
설정된 preference 값들을 개방되어 있는 모든 탐사자료 영상에 적용
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4-5. View 메뉴
View 메뉴에서는 다음과 같은 명령을 제공한다.
4-5-1. View Data Summary
활성화된 탐사자료의 요약을 창으로 나타낸다. 현재 개방되어 있는 겉보기 비저항 파일에 저장되어 있는 자료의 요약을 보여준다. 파일 및 디렉토리 이름과 함께 전극 배열 방법, 측점수, 전극전개수, 쌍극자 또는 측점 간격 등의 자료취득 변수 내역을 화면상에 나타낸다. 다음은 그 예이다.
그림 20. Data Summary 창
4-5-2. Status Bar
화면하단의 상태바를 표시하거나 지움.
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4-6. Help 메뉴
4-6-1. Help topics
DIPRO for Windows 사용자를 위한 도움말. DIPRO for Windows는 프로그램내의 임의의 메뉴 및 명령에 하여 도움말을
준비하고 있으며 도움말을 원하는 항목에서 기능키 F1을 누르면 그 항목에 한 도움말을 참고할 수 있다.
4-6-2. About
DIPRO for Windows에 한 정보를 보여준다.
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5. 탐사자료 입력 및 편집 시스템
DIPRO for Windows는 현장탐사자료의 입력 및 편집의 편의를 위하여 쌍극자 탐사 가단면도 모양의 화면으로 구성되는 탐사자료 편집기, 프로그램 DIPRO_Edit를 제공한다. 프로그램 DIPRO_Edit는 자료 편집 뿐만 아니라, 지형보정 등을 위한 측점별 고도자료의 입력이 가능하다. 또한 측점번호를 숫자가 아닌 문자열로 표시하는 방법을 제공한다.
5-1. File 메뉴
5-1-1. Open
이미 존재하는 현장자료 파일을 읽어오기 5-1-2. Create Dipro Data
새로운 현장자료 파일의 생성 이 명령을 수행하게 되면 자료파일의 헤더입력 화상자(Create DIPRO Data
화상자)가 출력되며(3장 참조) 여기에 모든 사항을 기입함으로써 새로운 탐사자료를 입력할 수 있는 윈도우가 생성된다. 자료파일의 헤더입력
화상자에는 입력할 자료가 겉보기 비저항 자료인가 또는 현장에서 측정된 포텐셜(전위) 자료인가를 선택하도록 되어 있으며 이에 한 라디오 버튼을 선택하고 Browse버튼을 눌러 자료를 저장할 디렉토리로 이동한 후 파일이름을 입력하도록 되어 있다. 이때 겉보기 비저항 자료의 입력인 경우에는 파일이름에 자동적으로 “APR”라는 확장자가 부여되며, 포텐셜 자료인 경우에는 “APV”라는 확장자가 부여되므로 파일이름은 확장자가 없이 사용하여야 한다.
5-1-3. Save
현재 활성화된 현장자료 파일 저장하기.
5-1-4. Save as
현재 활성화된 현장자료 파일을 새 이름으로 저장하기
5-1-5. Potential to App. Resistivity
DIPRO for Windows는 겉보기 비저항 자료를 기본으로 하나, 경우에 따라서는 측정된 포텐샬 자료로 파일을 생성함이 편리할 때가 있다. 이와 같은 경우를 위한 명령으로 포텐샬 자료 파일(OOO.APV) 을 겉보기 비저항 자료 파일(OOO.APR) 로 변환한다. 포텐샬 자료 파일의 확장자는 "APV"로 결정되어 있다.
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5-2. Edit Header 메뉴 5-2-1. Edit Data Header
이미 생성된 Data header를 변경한다. 이 명령을 선택하면 앞의 5-1-6에서
설명한 Create DIPRO data 화상자 가운데 파일이름 및 입력할 자료의 성격을 제외한 모든 탐사변수를 변경할 수 있는 Edit Data Header 화상자(Create DIPRO data 화상자 참조)가 출현하게 되며 여기서 필요한 설정을 바꾸어 줌으로써 자료의 Header 부분을 변경하게 된다.
5-2-2. Edit Topo & Water Layer
현재 활성화된 현장자료 파일에 해 편집된 지형(고도)자료를 저장한다. 만약 하상에서 전기비저항 탐사를 수행하였을 경우에는 Include water-coverted 항목을 선택한 후, 수층의 지형자료를 추가 입력한다. 이때 저장된 지형(고도)자료는 “OOO.TOP”로서 자동적으로 저장된다.
5-3. View 메뉴 5-3-1. Topography data
지형보정을 위한 지형(고도)자료의 입력 및 편집을 위하여 토글 스위치로
사용되며, 이 명령을 사용하면 가단면도 모양의 자료입력 윈도우의 각 측점 위치마다 측점번호 위에 지형(고도)을 직접 입력할 수 있도록 지형자료가 도시된다. 이 지형자료 위에 마우스를 올려놓고 클릭을 함으로써 각 측점마다 지형(고도)자료를 직접 입력할 수 있다. 이 지형(고도)자료는 5-1-5.의 Save Topography Data 명령을 통해 또는 프로그램을 빠져나갈 때 자동적으로 저장된다.
5-3-2. View Data Summary
그림 20과 같이 현재 개방되어 있는 겉보기 비저항 파일에 저장되어 있는 자료의 요약을 보여준다. 파일 및 디렉토리 이름과 함께 전극 배열 방법, 측점수, 전극전개수, 쌍극자 또는 측점 간격 등의 자료취득 변수 내역을 화면상에 나타낸다
5-3-3. Status bar
화면하단의 상태바를 보이거나 지움.
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5-4. Help 메뉴
5-4-1. Help topics
DIPRO_Edit의 도움말
DIPRO_Edit 사용자를 위한 도움말을 보여준다. DIPRO_Edit는 프로그램내의 임의의 메뉴 및 명령에 하여 도움말을 준비하고 있으며 도움말을 원하는 항목에서 기능키 F1을 누르면 그 항목에 한 도움말을 참고할 수 있다.
5-4-2. About
DIPRO_Edit에 한 정보를 보여준다.
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6. 이전 버전과의 차이점
Version 3.0 과 Version 3.2와의 차이점
DIPRO for Windows v.3.2는 그 이전 버전의 오류를 수정하였을 뿐만 아니라, 새로운 기능을 탑재한 버젼이다. 그 중 가장 중요한 것은 쌍극자 배열 탐사자료 뿐만 아니라 2 차원적인 탐사를 위한 다른 배열을 채용한 탐사자료의 처리도 가능하게 한 점이다. DIPRO for Windows v.3.2가 처리할 수 있는 전극 배열은 기존의 쌍극자 배열을 포함하여, pole-pole, pole-dipole, dipole-pole 배열이다. 여기서 dipole-pole이라 함은 일반적인 삼극법(pole-dipole)의 배열이 전류전극, 포텐샬측정 쌍극자 순으로 배열되어 있음에 반해, 포텐샬 측정 쌍극자, 전류 전극의 순으로 거꾸로 배열된 전극 배열법을 의미한다. 또한 새로운 역산 방법인 Active Constraint Balancing Method를 역산 방법에 포함시켜 2 차원 전기 비저항 영상의 분해능을 향상시켰다. 자료 입력 및 편집에서 키 보드를 이용한 연속적인 자료 편집을 가능하게 하여, 탐사자료의 입력의 편의성을 도모하였다. 또한 사용자 설정치(preference) 기능을 추가함으로써 동일한 영상 편집 방식으로 많은 자료를 쉽게 영상화할 수 있도록 하였다. 영상의 저장에 있어서 개방된 모든 파일을 한꺼번에 영상 파일로 저장할 수 있도록 하였다.
1. 새로운 전극 배열의 처리 DIPRO는 쌍극자 배열을 채용한 전기 비저항 탐사자료 처리 전용으로 개발되기
시작한 소프트웨어이다. 2 차원 전기 비저항 탐사를 위한 전극 배열중 쌍극자 배열이 분해능이 가장 높을 뿐만 아니라, 현장 탐사가 상 적으로 용이하다는 장점을 갖는다. 다른 전극 배열법과 비교할 때에 단점으로 지적할 수 있는 것은 측정 값이 낮기 때문에 상 적으로 전기적 잡음에 약하다는 점이다. 그러나 국내의 높은 전기 비저항 환경에 힘입어 쌍극자 배열 탐사는 많은 분야에 있어서 탁월한 지하구조 영상을 제공하여 주었다. 근자에 들어 폐기물 매립지, 간척지 등에 한 탐사가 증 되고 있으며 이는 전기비저항이 매우 낮은 환경에 한 탐사의 필요성의 증 를 의미한다. 이러한 필요성에 부응하여 기존의 쌍극자 배열 외에 pole-pole, pole-dipole, dipole-pole의 3 종류의 전극 배열을 이용한 탐사자료 또한 처리가능하도록 하였다.
2. 새로운 역산법 (Active Constraint Balancing Method) DIPRO의 역산법은 평화화 제한을 가한 최소자승 비선형 역산(Nonlinear least-square
inversion with smoothness constraint)에 근간을 두고 있다. 근자에 들어 국내의 연구진에 의한 새로운 최소자승 역산법, Active Constraint Balancing Method이 개발되었으며, 기존의 방법 보다 분해능이 높은 영상을 제공하여 줄 수 있다는 장점을 갖고 있다. Version 3.2에서는 이러한 새로운 역산법을 옵션으로 포함시켜 좀 더 높은 해상도의 영상을 이용할 수 있도록 하였다.
참고 문헌: 김 정호, 이 명종, 조 성준, 정 승환, 송 윤호, 1997, 전기비저항 토모그래피의
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분해능 향상에 관한 연구 : 전기, 전자탐사법에 의한 지하 영상화 기술연구, KR-97(C)-16, p. 3-54.
이 명종, 김 정호, 조 성준, 정 승환, 송 윤호, 1997, 전기비저항 탐사자료의 3차원 역산 : 전기, 전자탐사법에 의한 지하 영상화 기술연구, KR-97(C)-16, p. 55-100.
Yi, M. J., and Kim, J. H., 1998, Enhancing the resolving power of the least squres inversion with Active Constraint Balancing: SEG Expanded Abstracts, 68 Annual Meeting, New Orleans, 485-488.
3. 키 보드를 이용한 탐사자료의 입력 및 편집 기존의 v. 3.0에서는 자료 입력을 위하여 마우스 만을 이용하기 때문에, 연속적인
자료 입력 또는 편집에 많은 시간이 소요되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 v.3.2에서는 키 보드 만을 이용하여 연속적인 입력 방법 또한 가능하게 함으로써 자료 입력 및 편집의 편의성을 도모하였다.
4. 영상 작성에 있어서 사용자 설정(preference) 기능 부가 영상의 작성에 있어서 미리 설정된 preference을 이용할 경우, 동일한 지역에서
수행된 자료를 동일한 방식으로 쉽게 영상화할 수 있기 때문에 여러 측선 자료를 비교함에 편리하다.
5. 다중 개방 파일의 그래픽 영상 파일 동시 저장 File 메뉴에 Save DIPRO Images of All Data 명령을 새로이 삽입시킴으로써, 많은
자료를 동시에 개방하여 그 영상들을 단 한번의 명령으로 한꺼번에 저장할 수 있다. 6. 기타 기능 향상 AGI Sting 탐사기의 자동측정 자료 파일인 STG 파일을 DIPRO의 APR 파일로 자동
변환 기능을 부가하였다. 또한 포텐샬 측정 파일을 겉보기 비저항 파일로 쉽게 변환시킬 수 있게 하였다.
7. 기타 프로그램의 오류 수정 v.3.0에서 발견된 프로그램 상의 오류, 예를 들면 1 ohm-m 이하의 탐사자료에 한
그래픽 처리상의 문제, 측점 번호의 증가분이 음인 경우 발생하는 문제, 등을 수정하였다.
Version 3.42 와 Version 4.0 과의 차이점
FEM Inversion 가능 하상에서 전기비저항탐사 수행 후, 역산 가능. 3D Fence 표현가능. (3D fence Module은 option 항목임.) 변형된 단극배열(Modified pole-pole) 역산가능. (부록 A-4 참조) 전극배열의 종류에 관계없이 가능 (Generalized Array)
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부 록
전기비저항 탐사
A-1. 전기비저항 탐사의 원리 A-2. 슐럼버저배열 전기비저항 수직탐사 A-3. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 A-4. 변형된 단극배열 전기비저항 탐사 A-5. 현장탐사시 유의사항 A-6. DIPRO 탐사자료 파일 형식 A-7. Dipro3Dfence
부록 - 전기비저항 탐사
지하의 전기적인 물성의 차이에 의한 반응을 지표 또는 지하에서 측정하여 지하구
조를 영상화시키는 모든 방법을 큰 의미의 전기탐사라 한다. 여러 가지 전기탐사법 중
에서 전기비저항 탐사는 이론이 비교적 간단하고 탐사 방법이 간편하기 때문에 국내에
서는 지하수 탐사에 가장 널리 쓰인다. 전기비저항 탐사는 땅에 접지시킨 한 쌍의 전
류전극을 통하여 땅에 전류를 흘려 보내고, 역시 접지한 한 쌍의 전위전극사이의 전위
차를 측정하여 지하매질의 전기비저항 분포를 알아내는 방법이다. 전기비저항 탐사에
서의 가탐심도는 근본적으로 전류가 지하를 통과할 수 있는 깊이에 좌우되며 이는 전
극간격에 비례하므로 전극사이의 거리만 멀어진다면 이론적으로는 무한하다고도 할 수 있다. 그러나 한정된 탐사구역에서 일률적으로 전극간격을 수 km 까지 전개한다는 것
은, 지극히 특별한 상황을 제외하고는, 매우 비경제적이므로, 통상적으로 500m 를 경제
적 가탐심도의 한계로 간주함이 합당할 것이다. 본 부록에서는 전기비저항 탐사에 한 간략한 이론 소개와 국내에서 가장 많이
이용되고 있는 쌍극자배열 전기비저항 탐사 및 슐럼버저배열 전기비저항 수직탐사를 중심으로 그 특성, 탐사수행 과정 및 탐사 수행시 주의해야 할 점등에 해 설명하겠
다. 또한 탐사의 최종적 목표인 얻어진 자료의 해석에 관해서도 간단하게 설명한다.
A-1. 전기비저항 탐사의 원리
임의의 물체 양단에 일정한 전압을 걸어주면 어떤 물체는 많은 양의 전류를 흘려 보내주지만 어떤 물체는 훨씬 적은 양의 전류밖에 흘려 보내지 못한다. 우리는 전류를 흐르지 못하게 하는 이같은 특성을 그 물체의 전기저항(R)이라 하는데, 만약 그림 A.1과 같은 도선에 전류를 흘려 보내주면 도선은 그 도선을 이루는 물체의 고유한 특성과 길이 L 에는 비례하고 단면적 A 에는 반비례하는 전기저항을 갖게 된다. 즉,
R LA
= ρ (A.1)
로 표시되는데, 여기서 ρ 는 비례상수로서 물체의 모양, 크기에는 관계없는 물체의 전
기적 특성을 나타내는 것으로 이를 전기비저항(電氣比抵抗, electric resistivity)이라 하며, 단위는 ohm-m 가 된다. 즉 전기비저항이란 단위 체적 물질이 갖는 저항이라고 정의할 수 있다.
그림 A.1 도선의 전기저항
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지구의 내부를 이루고 있는, 흔히 우리가 땅속이라 부르는 곳은 여러 가지 종류의
암석으로 구성되어 있다. 이 암석들은 암석의 공극률, 공극내의 유체의 성질, 유체의 포화도, 조암광물의 종류, 암석 구성 입자의 크기 및 성질, 암석의 고화도 등, 암석 자
체의 성질과 파쇄 , 균열 , 단층 등의 외부적인 요인에 의해 자연 상태에서 각기 다
른 전기비저항 값을 갖게 된다. 전기비저항 탐사에서는 이러한 지하의 전기비저항 분
포를 알아내서 지하구조를 규명하게 된다. 앞서 설명한 것처럼 걸어준 전압과 흐르는 전류는 서로 비례하는 성질(Ohm 의 법
칙)이 있는데 즉, 걸어주는 전압이 크면 클수록 흐르는 전류량은 많아지게 된다. Ohm의 법칙을 수식으로 표현하면
V IR= (A.2)
이 되며, (A.1)식과 (A.2)식을 연립해서 풀면 전기비저항은
ρ = =AL
R AL
VI∆
(A.3)
로 표현된다. 즉, 우리는 땅속에 일정한 전류( I )를 흘려 보낸 후 전위차(∆V )를 측정하
는 방법으로 지하매질의 전기비저항 분포를 알아낼 수 있다. 이 원리를 간단히 도시한 것이 그림 A.2 이다.
(a) (b) 그림 A.2 전류 및 등전위선 분포
((b)의 사각형으로 표시된 영역에서 저비저항 물질에 의한 왜곡을 볼 수 있다.)
그림 A.2 의 (a)와 같이 전기비저항이 균일한 지하매질에 전류 전극 C1 과 C2 을 통
해 일정한 전류를 흘려주면 이 전류는 그림과 같은 경로를 통해 C1 에서 C2 로 흘러간
다. 이때 이 전류경로에 수직하게 같은 값의 전위를 갖는 등전위선이 형성되는데 이 등전위선은 지면까지 이어지게 된다. 우리는 지표의 전위전극 P1 과 P2 사이에 전위차
계 (또는 전압계)를 설치하여 두 전극에 닿은 등전위선의 차이 즉, 전위차를 측정한다. 전류전극과 전위전극의 위치, 흘려준 전류의 양과 측정된 전위차를 이용하면 우리는 균질한 지하매질의 정확한 참(true) 전기비저항 값을 알 수 있게 된다. 그러나 그림 A.2의 (b)와 같이 전기비저항이 다른 물질이 지하에 존재하게 되면 전류는 전기비저항이
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낮은 물질 쪽으로 더 많이 흐르게 되어 결국 전류경로에 수직인 등전위선에 왜곡을 일
으키고 지표면에서 측정되는 전위차에도 영향을 미치게 된다. 따라서 측정되는 전위차
는 지하 이상 의 유무를 알려주게 되며 전류전극 및 전위전극의 위치를 다양하게 변
화시켜가며 전위차를 측정함으로써 지하 전기비저항 이상체의 크기, 위치 및 전기비저
항 값을 구해낼 수 있다. 이제 지하구조에 한 전기비저항의 계산을 살펴보자. 통상적인 전기비저항 탐사에
서 전류 및 전위전극은 지표에 위치하게 되므로 거리 r 만큼 떨어진 위치에서 반구의 표면적(A) 은 2 2πr 이고 길이(L)는 r 이므로 (A.3) 식은 다음과 같이 표현된다.
2πr VI∆
(A.4)
전류전극 C1 에 +I 의 전류를 흘린다고 가정하면 C2 에는 당연히 −I 의 전류가 흐르게 될 것이므로 (A.4)식에 의해 전위전극 P1 , P2 에서는 각각
(A.5)
(A.6) 과 같은 전위가 발생하게 되고, 따라서 전류전극 C1 , C2 에 의해서 생기는 전위전극 P1 , P2 에서의 전위차는
(A.7) 가 된다. 이를 전기비저항의 식으로 나타내면,
(A.8) 가 되며, 여기서 K 는 거리계수 (geometric factor)로서 다음과 같다.
(A.9)
거리계수는 전류 및 전위전극의 위치에 따라 정해지므로 전기비저항 탐사방법별로 고유한 수식으로 표현되며 측정된 전위차에 이 거리계수를 곱해 줌으로써 겉보기 비저
항 값을 구해낼 수 있다. 여기서 겉보기 비저항(apparent resistivity, ρa )이라 함은 지하
구조의 비균질성으로 인하여 (A.8)식에 의해 계산되는 비저항 값이 지하의 참 비저항 값이 아니기 때문이다. 즉 지하구조가 균질하다면 어떠한 전극배열을 선택하더라도 거
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리계수만 올바로 계산된다면 결과적인 비저항 값은 지하구조의 참 비저항을 나타내게 된다. 그러나 그림 A.2 (b) 에서와 같이 지하에 전기비저항이 다른 이상체가 존재할 경
우 전위분포는 왜곡되게 되며, 선택한 전극배열 및 전극의 위치에 따라 계산되는 비저
항이 달라지게 된다. 따라서 어떠한 전극배열 방식에서도 측정 전위차로부터 계산된 비저항은 참 비저
항 값이 아닌 겉보기 비저항이며, 이 값을 야기하는 지하 이상체의 정확한 심도나 위
치 또한 알 수 없다. 그러므로 현장 측정자료로부터 지하구조를 직접적으로 해석하는 것은 한계가 있을 수밖에 없으며, 지하구조의 올바른 해석을 위해서는 복잡한 이론 및 계산을 거쳐야 하므로 컴퓨터를 통한 역산(inversion)이 동원되게 된다. 그러나 탐사현
장에서 직접 역산을 수행하기 어려운 경우가 많기 때문에 겉보기 비저항을 통한 개략
적인 해석은 획득 자료의 신뢰도 판별 및 추가 탐사측선 설정 등에 매우 중요한 기준
으로 활용되므로 전극배열별 겉보기 비저항 특성에 한 이해는 현장 측정자가 갖추어
야 할 필수 조건이다. 전기비저항 탐사는 그 탐사목적에 따라 통상적으로 수평탐사 (profiling) 및 수직탐
사 (sounding)로 분류된다. 수평탐사라 함은 전류전극 및 전위전극의 간격을 고정시킨 상태에서 전체 전극을 정해진 측선을 따라 이동시켜 가며 탐사를 수행함으로써 지하구
조의 수평적인 변화를 조사하는 것을 말한다. 반면 수직탐사는 전류 및 전위전극의 중
심은 고정시킨 상태에서 그 간격을 증가시켜 가며 깊이 변화에 따른 반응양상의 변화
를 고찰함으로써 수직적인 전기비저항 분포양상을 조사하는 탐사방법을 말한다. 따라
서 어떠한 전극배열 방식을 선택하더라도 목적에 맞게 수평 또는 수직탐사를 수행할 수 있으며, 또한 수평 및 수직탐사를 한꺼번에 해결할 수도 있게 된다. 이러한 이유로 전기비저항 탐사에서는 탐사목적에 합당한 전극배열 방식의 적절한 선택이 무엇보다도 중요한데, 그림 A.3 은 통상적인 전기비저항 탐사에서 사용되는 전극배열의 모식도 및 겉보기 비저항 계산식을 보여준다.
그림 A.3 의 (a)에 나타난 단극배열 (pole-pole array)은 주로 일본 등지에서 많이 사
용되는 전극배열법이며, (b)의 단극-쌍극자 배열 (pole-dipole array)은 정밀한 측정을 위해 고안된 탐사법이나 자주 사용되지는 않는다. 그림 A.3 (c)의 쌍극자배열 탐사는 원래 미
국 또는 유럽 등지에서 유도분극 (Induced Polarization, IP) 탐사에 자주 사용되는 탐사법
이나 국내에서는 지하매질의 전기비저항이 외국에 비해 매우 높아 측정 전위차가 매우 큰 관계로 지하수 등의 전기비저항 탐사에 가장 많이 사용되고 있는 전극배열법이다. 이 쌍극자배열은 지하매질의 전기비저항이 10 ohm-m 보다 작은 지질조건에서는 전위
전극간의 전위차가 매우 작아, 탐사기기의 정밀도 및 주변 잡음 (noise)의 문제로 적절
치 않다. 한편 그림 A.3 (d) 의 슐럼버저배열은 전위전극 하부의 수직적인 전기비저항 분포의
탐사에 적합하여 국내에서 쌍극자배열과 함께 지하수 탐사에 가장 많이 사용되는 수직
탐사법이다. 또한 (e) 의 웨너배열은 지하매질이 전기를 잘 통하는 미국 등지에서의 전
기비저항 탐사에 주로 사용되는 전극배열법이다. 앞서 설명한 바와 같이 국내 지질환경의 전기비저항이 수백 ohm-m 이상으로 매우
높아 국내에서의 지하수 탐사 또는 각종 지하구조 탐사에는 쌍극자배열 전기비저항 탐
사와 슐럼버저배열 전기비저항 수직탐사가 주로 사용된다. 따라서 여기서는 이 두 가
지 배열법의 특성 및 탐사방법, 그리고 해석법에 해 설명하기로 한다.
50
그림 A.3 전기비저항 탐사의 표적인 전극배열.
51
A-2. 슐럼버저배열 전기비저항 수직탐사
슐럼버저배열(Schlumberger array) 탐사법은 전위전극 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 조사하는 표적인 수직탐사법이다. 슐럼버저배열의 개략도는 그림 A.3 의 (d)와 같으며, 역시 수평탐사와 수직탐사에 모두 쓰일 수 있다. 슐럼버저배열을 수평탐사에 적용시킬 때는 탐사하고자 하는 측선의 양단에 전류전극을 고정시키고 전위전극의 간
격( a )을 일정하게 한 후 두 전위전극을 모두 일정 간격으로 측선상에서 이동시킨다. 이에 반해, 슐럼버저배열을 수직탐사에 적용시킬 때는 측선의 중간 위치에 두 전위전
극을 고정시키고(간격 a ) 두 전위전극사이의 중간점을 중심으로 전류전극의 간격을 넓
혀가며 측정한다. 땅에 공급되는 전류는 전류전극 사이의 간격이 넓어질수록 체로 더 깊은 곳을 통과하기 때문에 슐럼버저 수직탐사로부터 한 측점 하부의 깊이에 따른 전기비저항의 변화를 알아낼 수 있다. 실제적으로 슐럼버저배열은 수직탐사에 주로 적
용되므로 여기서는 수직탐사에 해서만 다루기로 하겠다. 수직탐사의 경우 거리계수 K 는 (A.9)식을 이용하면 n n a( )+1 π 가 되므로 겉보기 비저항은
(A.10)
가 된다. 그러나 실제로 측정할 때는 a 와 n 이 아니라, 전위전극 간격의 반(MN/2)과 전
류전극 간격의 반(AB/2)을 기록하는 것이 관례인데, 이 때의 거리계수 K 는 다음과 같
다.
K AB MNMN
= −( / ) ( / )( / )
2 22 2
2 2
π (A.11)
표 A.1 은 슐럼버저배열 수직탐사에서 통상적으로 사용하는 전극간격 변화표의 한
예를 보여주는데, 처음에는 전류전극 간격 (AB) 과 전위전극 간격 (MN)을 작게 하고, 점차로 전류전극 간격을 지수함수적으로 증가시켜가며 측정을 수행하게 된다. 측정된 전위차로부터 계산된 겉보기 비저항은 전류전극 간격의 반(AB/2)의 심도에 해당된다고 간주하게 되는데 이는 단순히 근사적인 표현일 뿐 정확한 심도가 될 수 없으며, 겉보
기 비저항 값 또한 지하의 참 비저항이 아니라는 것을 유의하여야 한다. 어쨌든 처음
의 좁은 전극간격은 천부의 전기비저항 값을, 넓은 간격은 심부의 전기비저항 값을 변하며, 최 전류전극 간격은 적어도 원하는 탐사 상 심도의 2 배 이상은 되어야 하
고 정확한 해석을 위해서는 3∼4 배를 만족하여야 한다고 주장하는 전문가도 있다. 이
는 각 층의 전기비저항 차이로 인하여 전류의 심부 침투가 제한받는 현상이 발생하며, 또한 심부의 정보가 많이 포함되어야 전반적으로 역산 결과인 깊이별 전기비저항 값의 정확도가 높아지기 때문이다.
표 A.1 의 경우는 탐사 상 심도가 200m 인 경우에 한 예이며, 탐사심도가 늘어
날 경우 또는 지표의 전극접촉 조건 및 땅의 전기비저항 범위에 따라 전류전극과 전위
전극의 간격은 달라져야 한다. 주목할 점은 전류전극의 간격이 커짐에 따라 전위차는 작아지는데, 측정되는 값이 너무 작아서 값이 안정적이지 않을 때는 전위전극의 간격
을 넓혀주어야 한다는 것이다. 이때 전류전극 간격을 고정하고 두 가지 전위전극 간격
에 해 중복 측정하여 그 결과를 확인해야 하는데 (표에서 AB/2 의 7m 및 10 m 에
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해 MN/2 의 0.1, 1.0 m 로 2 번 측정하였음을 알 수 있다), 거리계수를 곱하여 겉보기 비
저항( ρa )을 계산한 결과가 동일하거나 비슷해야 한다. 만약 그렇지 않을 경우는 전류
전극이나 전위전극을 주변의 약간 다른 위치에 다시 박아 주거나 지와의 접촉이 잘 되었는지를 확인해 보아야 한다. 이를 통하여 탐사의 신뢰도를 확인할 수 있다.
표 A.1 에서는 전류전극 간격의 반 (AB/2) 이 10 배로 늘어날 때마다 측정은 log 스
케일에서 등간격으로 6 회이다. 물론 잡음이 개입되지 않은 완벽한 자료가 측정되었다
면 10 배 증가당 6 회의 측정이면 지하구조의 해석에 충분하지만, 만약 특정한 전류전극 위치에서 잡음등의 이유로 올바른 자료의 획득이 이루어지지 않았을 경우에는 인접한 다른 위치로 이동시켜 측정한 후, 새로이 거리계수 K 를 계산하여 겉보기 비저항을 구
해야 한다. 잡음이 극심한 지역에서는 10 배 증가당 8 회 정도의 전극간격이 추천되며 AB/2 가 300m 를 넘을 경우에는 측정값이 작아져 잡음의 개입여지가 많아지기 때문에 자료의 신뢰도를 증가시키기 위해, log 간격이 아닌 매 100 m 마다 측정을 수행하는 방
식도 추천할 만 하다.
표 A.1 슐럼버저배열 수직탐사에서 사용되는 전극간격의 한 예. (DATA SHEET)
MN/2 (m) AB/2 (m) K* Ω ρ a 비고
.1 .1 .1 .1 .1 .1 .1 .1 .1
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
0.5 0.7 1.0 1.5 2.2 3.0 4.5 7.0
10.0
7.0 10.0 15.0 22.0 30.0 45.0 70.0 100.0
70.0 100.0 150.0 220.0 300.0 450.0
3.77 7.54
15.54 35.17 75.87
141.21 317.93 769.14 1569.8
75.40
155.43 351.68 758.31 1411.4 3177.7 7691.4 15706.4
753.6
1554.3 3532.5 7583.1 14114.4 31793.0
중복측정
중복측정
* : 여기서 K 는 (A.11)식에 입하여 계산한 결과임.
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앞서 설명한 바와 같이 측정 자료는 전위전극 간격의 반 (AB/2)을 수평축으로 하고
전위차로부터 계산된 겉보기 비저항( ρa ) 을 수직 축으로 한 log-log 도표상에 일차적으
로 표시된다. 측정이 정상적으로 이루어졌을 경우 (1) 인접 측정값을 연결하는 직선의 기울기는 log-log 도표에서 항상 수평축으로 ±45°이내에 있어야 한다. 물론 지형의 변화
가 심한 지역이나 측정점 즉, 전위전극이 위치한 지점의 천부 지질이 급격히 변화하는 경우에는 이를 벗어날 수도 있으나 이는 극히 드물다. 또한 (2) 전체적인 측정값의 곡
선은 증감의 변화가 적은 매우 부드러운 양상을 보여야 하며, 만약 이 두 가지 조건을 만족하지 않으면 주변 잡음 또는 전선의 누전등에 의한 것이므로 면밀한 검사가 요구
된다. 물리적으로 전기비저항 탐사는 시간에 따른 변화가 없는 정적(靜的) 포텐샬 (static potential)을 측정하는 것이므로 지하 이상체가 존재하여도 반응의 변화가 상 적
으로 적어야 하기 때문이며, 전기비저항 탐사가 그 이론은 간단하더라도 해석이 어렵
다는 관념도 여기서 유래한다 최근 컴퓨터의 눈부신 발달에 힘입은 이론 및 소프트웨어의 개발로 측정 전위차로
부터 겉보기 비저항 값의 계산, 전체 곡선의 도시 및 이로부터의 지하구조를 도출하는 역산까지를 일관적으로 수행하게 되었으며, 프로그램 SOUNDPRO 는 메뉴화면을 통하
여 이를 손쉽게 해결할 수 있게 해준다. 소프트웨어는 각종 역산이론을 다양하게 적용
할 수 있도록 해주며 자료의 질이 나쁘더라도 결과는 내주게 고안되어 있다. 만약 역
산의 결과로 도출된 지하구조의 전기비저항으로부터 이론적으로 계산된 겉보기 비저항 값과 측정값의 차이가 클 경우 자료의 질을 의심하여야 하며, 자료의 입력이 잘못되었
는가에 한 검토도 필요하다. 만약 최근 개발되는 탐사기기에 탑재되어 있는 자동측
정 장치를 사용할 경우에는 측정값에 한 각별한 주의가 요구된다. 본 절의 서두에서 밝힌 바와 같이 슐럼버저배열 수직탐사의 기본가정은 지하구조
가 수평적으로는 변화가 없이 단지 깊이에 따라서만 변화하는 층서구조이어야 한다는 것이다. 그러나 지구조적 변형이 없는 매우 방 한 퇴적분지를 제외하고는 1 차원적인 층서구조란 존재하지 않으며, 우리나라와 같이 지형이 복잡하고 지질구조 또한 많은 변형을 받은 지역에서는 더욱 더 층서구조는 찾아보기 힘들다. 따라서 수직탐사의 기
본 가정을 만족하기 위해서는 가능한 한 주향방향과 평행하게 전극전개 방향을 설정하
여야 한다는 것이다. 이는 쌍극자배열 탐사와는 반 되는 조건으로, 만약 전극전개 방
향 즉, 측선 방향이 파쇄 등의 구조를 가로지를 경우 마치 지하에 하나의 전기전도
성 층이 존재하는 것과 같은 양상을 나타내어 해석에서 심각한 오류를 야기하기 때문
이다. 그러나 모든 현장에서 지하구조의 주향방향을 미리 알 수는 없으며, 또한 지하구조
가 복잡한 경우 이러한 수평적 변화에 의한 반응이 수직탐사 결과에 영향을 미치는 것
을 피할 수 없다. 따라서 수직탐사를 이용하여 지하구조를 탐사하고자 할 때에는 동일 탐사지역내의 여러 측점에서 탐사를 수행한 후 각 역산결과로 부터 얻어진 결과를 종
합하여, 심도별 전기비저항 분포의 평면도를 작성함으로써 상 지역 전체에 한 해
석을 기하는 것이 정확한 탐사의 수순이 될 것이다.
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A-3. 쌍극자배열 전기비저항 탐사
쌍극자배열 전기비저항 탐사는 국내 지하수 탐사에 동원되는 물리탐사 기법중 표적인 탐사기술로, 수평 및 수직탐사를 동시에 수행함으로써 탐사 측선 하부의 2 차원
적 구조를 밝혀주게 된다. 쌍극자배열 탐사는 그림 A.3 의 (c)에 나타난 바와 같이 전
류전극과 전위전극의 간격 (쌍극자 길이)을 모두 a 로 일정하게 고정하고 전류전극과 전위전극 사이를 a , 2a , 3a , L, na 간격으로 단계적으로 이동하면서 전위차를 측정
하여 겉보기 비저항 값을 계산한다. 여기서 n 은 전극전개수라 하며 탐사심도를 결정
짓는데, 쌍극자 길이 a 는 지하구조에 한 분해능과 밀접한 관계가 있으므로 탐사목
적, 정밀도 등을 고려하여 결정한다. 만약 쌍극자 길이가 너무 크게 될 경우 그 보다 작은 심도에 존재하는 이상체를
구별해 낼 수 없게 되며, 반 로 너무 작을 경우 측정되는 전위차가 미약하여 심부에 한 정보를 얻을 수 없게 된다. 통상적으로 국내에서 전기비저항 탐사를 이용하여 지
하수를 탐사할 경우 그 상심도는 200 m 내외이므로, 쌍극자 길이( a )는 50m 로, 전극
전개수( n )은 8~10 을 주로 사용한다. 측선의 길이를 1 km 라 할 때, 본문의 소프트웨어 DIPRO for Windows 를 사용한 역산결과는 길이 800 m, 깊이 250 m 까지의 결과를 보여
주게 되는데 완벽한 측정이 아니고서는 측선 가장자리 및 심부의 정확도는 약간 떨어
지게 된다. 쌍극자배열 탐사에서의 겉보기 비저항은 다음과 같다.
(A.12) 쌍극자 배열법으로 얻어진 측정값은 그림 A.4 에서 볼 수 있듯이 전위전극 중심과
전류전극의 중심에서 45°로 비스듬히 선을 그어 만나는 점에 기록한다. 현장에서 측정
된 값은 저항( ∆V I/ )이므로, 거리계수 K 를 곱하여 겉보기 비저항 가단면도 (apparent resistivity pseudosection)를 구할 수 있는데, 여기서 가단면도라 함은 계산된 비저항이 참 비저항이 아닐 뿐만 아니라 기록된 위치 또한 진정한 위치가 아니기 때문이다. 그림 A.4 에서는 전류전극이 1, 2 위치에 있고, 전위전극이 6, 7 위치에 있으므로 측정된 전
위차에 의해 계산된 겉보기 비저항 값은 4 의 위치에 기록된다.
그림 A.4 쌍극자배열 전기비저항 탐사에서의 겉보기 비저항 가단면도 작성법.
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현장에서 자료의 질을 판별할 수 있는 중요한 기준은 (1) 측정자료가 각선 방향으
로 일관성을 보여야 한다는 것이다. 즉 지표 천부의 영향을 무시할 경우 동일한 전류전
극 위치에서 전위전극을 옮겨가면서 심부에 한 자료를 측정할 때, 일정한 감소양상
을 보여야 한다는 것이다. 물론 전위전극의 어떤 위치에서는 지표 천부의 영향으로 갑
자기 큰 측정치가 기록될 수 있는데, 이 때에는 가단면도상에서 이 전위전극에 해당하
는 각선 방향의 모든 값들이 높게 나타나는 것이 정상이다. 따라서 현장 측정자는 측정치가 기록될 가단면도상의 위치에서 좌우 및 양쪽 각선 방향의 측정값과 비교하
여 서로 일관성을 갖는지를 항상 염두에 두어야만 한다. 또 다른 중요한 기준은 앞서 슐럼버저배열 수직탐사에서 언급한 바와 같이, 전기비
저항 탐사는 그 이론상 지하의 큰 물성변화도 작은 반응을 야기하기 때문에, (2) 가단면
도에서 동일 심도의 인접한 위치의 측정값들의 변화가 크지 않아야 한다는 것이다. 예
를 들어 전극전개수( n )가 같고 바로 옆에 위치한 두 측정값의 차이가 100 배일 경우는 이론적으로나 현실적으로나 불가능하기 때문에, 아무리 성능이 좋은 DIPRO for Windows 라 하더라도 그 역산결과로부터 계산된 이론 가단면도와 측정자료는 일치할 수 없다. 특히 가단면도상에서 각선 방향으로 일관성도 없이 단 한 점 또는 몇 점만 주변보다 매우 크거나 또는 유독 작을 경우에는 주변 잡음이나 기타 원인에 의해 잘못 측정된 것이기 때문에 재 측정하거나, 자료 입력단계에서 제외시켜야 만 올바른 지하
의 전기비저항 분포 단면을 얻을 수 있게 된다. 쌍극자배열 탐사 또한 컴퓨터의 발달에 힘입어 손쉽게 가단면도 작성에서 2 차원
자동역산, 그리고 칼라 단면 출력까지 일관적으로 해결될 수 있으며 DIPRO for Windows 는 이러한 목적으로 개발되었다. 그러나 아무리 훌륭한 이론을 동원한 소프트
웨어 알고리듬일지라도 현장에서 올바른 측정이 이루어지지 않았을 경우에는 실제 지
하구조와 전혀 상관되지 않는 결과를 제공할 뿐이다. 물론 올바른 측정을 위해서는 현
장에서 세심한 주의를 기울여야 하겠지만, 각종 잡음 또는 열악한 현장여건으로 인하
여 자료의 획득이 불가능한 부분이 있거나 의미없는 자료가 국부적으로 포함될 수도 있다. 따라서 DIPRO for Windows 의 역산결과로부터 계산되는 이론 겉보기 비저항 가단
면도와 측정 겉보기 비저항 가단면도를 비교하고, 두 단면이 지나치게 차이나는 위치의 측정값은 DIPRO_Edit 모드에서 제외시킨 후 처음부터 다시 자료처리 및 해석을 수행하
여야 한다. 이러한 과정을 반복하게 되면, 측정자료가 전혀 지하구조에 한 정보를 포
함하지 못한 경우를 제외하고는, 의미있는 지하의 영상을 획득할 수 있다.
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A-4. 변형된 단극배열 전기비저항 탐사
변형된 단극 배열은 기존의 단극 배열을 변형한 것으로 음의 전류 및 전위전극을
원거리 접지하는 신에 측선의 양단에 각각 고정시키고 단극법과 같은 방법으로 양의
전류 및 전위전극을 이동하면서 측정하는 방법이며, 쌍극자 배열과 마찬가지로 수평
및 수직탐사를 동시에 수행함으로써 탐사 측선 하부의 2 차원적 구조를 밝혀주게 된다.
이 전극배열은 원거리 접지가 불가능한 현장에서 사용될 수 있으며, 원거리 접지가 불
필요하다는 점에서 현장탐사의 이점이 있다. 그러나 측선 양단에 음의 전류 및 전위전
극을 고정시킴으로 인하여 측정되는 전위는 측선 양단 부분에서는 단극 배열보다는 낮
은 값이 측정되며, 측선의 중앙 부위에서는 단극 배열에 가까울 정도의 높은 전위 측
정이 가능하다.
단극 또는 쌍극자를 이용하는 전극배열들은 그 나름 로의 뚜렷한 장·단점을 갖고
있다. 즉 쌍극자 배열은 2 차원 구조의 분해능이 가장 탁월하나 전극전개수가 증가함에
따라 측정전위가 급격하게 감소하여 S/N 비가 급격하게 떨어진다는 문제점을 안고 있
다. 한편 단극배열법은 기존의 전극배열법 중 가장 높은 수준의 전위 측정이 가능하며,
전극전개수가 증가함에 따른 측정값의 감소 정도 또한 가장 낮아서 S/N 비가 가장 높
은 자료의 획득이 가능하다는 장점을 갖고 있다. 그러나 단극배열법은 단극 또는 쌍극
자를 이용하는 세 종류의 배열 중에서 가장 분해능이 낮다는 단점을 갖고 있을 뿐만
아니라 원거리 접지용 음의 전류 및 전위전극을 설치하여야 한다는 문제점을 안고 있
다. 전극의 원거리 접지는 현장 탐사의 효율성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 원거리 접지
위치를 잘못 선택한 경우에는 측정자료 전체의 신뢰도에 심각한 문제점을 야기할 수
있다. 이와 같은 단극 또는 쌍극자를 이용하는 전극배열의 문제점을 보완하기 위하여
고안된 것이 변형된 전극 배열이다.
변형된 단극 배열법에서 측선의 한쪽 끝에 고정된 음의 전류전극과 이동하는 양의
전류전극간의 간격을 sa, 또 다른 측선의 한쪽 끝에 고정된 음의 전위전극과 측선상에
서 이동하는 양의 전위전극 사이의 간격을 pa 라고 하였을 때, 측선의 연장은
(s+n+p)a 가 되며, 겉보기 비저항은 다음과 같이 계산할 수 있다.
(A.13)
그림 A.5 변형된 단극 배열 탐사에서의 전극배열방법
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변형된 단극 배열법은 기존의 단극 배열법의 원거리 접지 전극을 배제함으로써 탐
사의 효율성을 제고하기 위하여 제안된 것이며, S/N 비의 측면에서는 기존의 단극 배열
법보다 떨어진다. 그러나 역산결과에서는 지하구조를 어느 정도 재현하고 있음을 알
수 있다.
변형된 단극 배열법은 기존의 단극 배열법보다 측정 전위는 약간 낮으나, 분해능
은 오히려 높다. 전기전도도가 높은 지역에서 원거리 접지가 불가능한 경우 단극 배열
법의 안으로 적용할 수 있다. 또한 원거리 접지를 생략함으로써 탐사의 효율과 함께
측정값의 신호 잡음비를 향상시키는 목적으로도 사용할 수 있다.
참고 문헌: 김정호, 이명종, 송윤호, 정승환, 2001, 2차원 전기비저항탐사를 위한 변형된 전극배열법에 관한 연구, 한국지구물리탐사학회, Vol. 4, No. 3, p. 59-69.
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A-5. 현장탐사시 유의사항
A-5-1. 준 비 물
① 탐사기기 : 최 200 mA 의 강력한 송신전류를 발생시킬 수 있고, 적어도 0.1 mV/A 의 정밀도를 갖춘 장비가 추천되며, 사전에 반드시 충전상태를 확인하여
야 한다. ② 전 극 : 전류전극과 전위전극의 재질은 스텐레스강 혹은 일반 강이 좋으며,
길이는 땅속에 깊숙이 박을 수 있도록 40 - 70 cm 정도가 적절하다. 또 탐사가 끝난 후 전극 회수를 쉽게 하기 위해서는 T 자 형으로 손잡이를 만드는 것이 편리한데, 이때 교차부를 단단히 접합시키는 것이 중요하다. 전극의 갯수는 필
요한 측점수의 1.5 배 정도 준비하는 것이 추천되는데, 이는 전극과 땅의 접촉
상태가 나쁠 경우 여러개의 전극을 추가로 설치하기 위함이다. ③ 전 선 : 전선은 가볍고, 절연상태가 좋아야 하고, 피복재질이 견고하여 오래
사용하여도 쉽게 상하지 않는 것이어야 한다. 슐럼버저배열 수직탐사를 실시할 때에는 전류전극 연결용으로 릴통에 감겨진 200∼500 m 길이의 단선 2 개, 전위
전극 연결용으로 약 50m 길이의 단선 2 개가 필요하다. 한편 쌍극자배열에서는 원하는 전극전개수 + 3 개의 선이 필요하므로 혼돈을 막기 위하여 서로 다른 색깔의 선을 준비하던가 아니면 미리 표시를 해 두는 것이 좋다. 사전에 사용
전선의 단락 여부등에 한 점검이 필수적이며, 만약 측선을 바꾸어도 동일한 전선의 동일한 위치에서 동일한 이상치가 측정되는 현상이 반복적으로 발생할 때에는 필히 전선을 교체하여야 한다.
④ 배 터 리 : 현장 측정량이 많을 경우 또는 땅에 전류를 많이 공급할 경우에는
전력의 사용이 많아서 탐사기기에 내장된 배터리만으로는 부족한 상황이 종종 발생하게 된다. 따라서 12 Volt, 15 Ampere 정도의 무누액 배터리를 여분으로 준
비하는 것이 좋다. 물론 여분의 배터리를 사용하여 기기를 작동시키고자 할 때
에는 적절한 전원케이블을 미리 제작하여야 한다.
⑤ tester : tester 는 전선의 단락상태, 전극과 지의 접촉상태를 점검하기 위해 필
수적이다. 특히 전극과 지의 접촉상태의 점검을 위해서는 근래 사용하는 디
지탈 방식의 multimeter 로는 용량이 부족하므로 아날로그 방식의 용량 tester 를 사용하여야 한다. 또한 배터리의 전압을 점검하기 위해서도 tester 가 필수적
이다.
⑥ 기 타 : 모눈종이, 수직탐사용 data sheet (표 A.1 참고), 필기도구, 절연테이프, 나침반, 줄자, 공구류(nipper, stripper, driver, 망치 등), 휴 용 납땜기 등.
A-5-2. 탐사계획 및 준비
① 지형정찰 : 지형도 및 지질도를 지참하고 탐사현장 주변의 지형 및 지질등을 관
찰함으로써 예상되는 구조선등의 유무 및 방향등을 파악한다.
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② 탐사방법 및 측선설정 : 탐사목적에 적합하도록 쌍극자배열 또는 슐럼버저배열 중의 하나 또는 모두를 수행할 것인가를 결정한다. 슐럼버저배열 수직탐사의 경
우 전극의 전개방향은 예상되는 주향방향에 평행하게 설정하며, 쌍극자배열 전
기비저항 탐사의 경우에는 주향방향에 직교하도록 측선을 설정한다. 특히 슐럼
버저배열의 경우에는 전류전극의 반 (AB/2) 이 10 m 가 될 때까지는 균질한 지
역을 선택함으로써 지표의 불균질 에 의한 자료의 왜곡이 없도록 하여야 한다. 또한 슐럼버저배열을 선택하게 되면 가능한 한 여러 측점에서 탐사를 수행하여 2 차원 또는 3 차원 지하구조에 의한 영향을 파악하도록 노력하여야 한다.
③ 측정변수의 결정 : 슐럼버저배열 수직탐사에서는 탐사심도에 맞게 전위전극간격
및 전류전극간격의 최소 및 최 값을 결정하여야 한다. (표 A.1 참조) 이때 최소
값은 최소 심도와 관계되는데, 천부의 정밀도가 심부의 정밀도를 좌우하게 되므
로 정확한 측정이 이루어지도록 노력하여야 한다. 쌍극자배열 탐사에서는 쌍극
자길이 a 와 전극전개수 n 을 결정한다. a 를 작게 하면 수평적으로 좀더 세밀한 전기전도도의 변화를 볼 수 있으며, n 을 크게 하면 상 심도를 크게 할 수 있
다. 탐사목적에 따라 n 과 a 가 결정되어지며, 지하수 탐사의 경우 통상적으로 a는 50m 정도로 하며, n 은 8∼10 정도로 한다.
A-5-3. 현장탐사시 유의사항
① 땅속에는 항상 자연적 또는 인공적인 원인에 의한 전류가 흐르고 있다. 따라서
의미있는 측정값을 얻기 위해서는 가능한 한 많은 양의 전류를 땅속에 흘려보
냄으로써 잡음을 극복하여야 한다. 쌍극자배열 탐사의 경우 송신전류는 100 mA 이상을 흘려보내야하며 전극의 접촉이 나쁘더라도 최소한 50 mA 이상은 송신
해야 한다. 슐럼버저배열 탐사의 경우에도 전류전극간격의 반 (AB/2) 이 50 m 를 넘을 경우에는 100 mA 이상의 전류를 송신해야 한다. 많은 경우 의미없는 측정값은 미약한 송신전류가 원인임을 명심해야 한다.
② 슐럼버저배열 수직탐사는 전위전극은 고정시키고, 전류전극의 간격을 넓히면서
측정하는 것인데, 전극간의 간격이 좁을 때에는 전극을 땅속에 조금만(수 cm) 박고, 간격이 넓어짐에 따라 점차로 깊게(수십 cm) 박는 것이 적절하다. 이는 전류원이 땅속에서 점전류원(point source)이 되어야 하기 때문인데, 전극간의 간
격이 좁을 때 깊게 박으면 이러한 가정에 위배되기 때문이다.
③ 전극을 땅속에 박아 넣을 때 전극 주위가 어느 정도 균질해야 한다. 예를 들어, 땅 속에 작은 돌이 있을 때, 그 위에 억지로 박아 넣으면 전류의 공급이 제
로 안될 뿐더러, 되더라도 자료의 질이 좋지 않은 경우가 많다.
④ 전류의 공급이 원활하지 못할 경우에는 전극을 인접한 새로운 위치로 옮기거나, 전극 주위에 물이나 소금물 등을 뿌려 지와의 접촉을 좋게 한다. 이는 전극
과 지의 접촉상태 여부에 따라서 전류의 공급량이 좌우되기 때문이며, 따라
서 전극과 지의 접촉저항을 낮추기 위하여 노력하여야 한다. 만약 이러한 노
력에도 전류가 많이 송신되지 못할 경우에는 여러개의 전극을 인접한 곳에 설
치하고 서로 연결함으로써 접촉저항을 줄여야 한다.
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⑤ 전선 표면에 까진 부분이 있는가를 반드시 미리 점검한다. 까진 전선과 지가 접촉하면 누전이 되므로 주의한다.
⑥ 천둥번개가 치고, 비나 눈이 오는 날에는 감전사고 등이 우려되므로 탐사를 실
시하지 않는 것이 바람직하다.
⑦ 탐사를 수행하기 전에 주변에 전기적인 잡음으로 작용할 수 있는 것이 존재하
는가를 잘 살펴보고, 그 원인을 제거하도록 노력한다. 예를 들어 주변에 접지선
이 존재하면 접지선 자체가 또 다른 전류원이 되어 잡음의 원인이 되므로 이런 곳은 피해야 한다. 또한 땅속에 철제 구조물이나 송수관등이 매설되어 있는 지역에서는 전류가 모두 이쪽으로만 흐르게 되므로 피해야만 한다.
⑧ 탐사기기를 조작하는 측정자는 보조원이 전극을 지에 확실히 꽂은 후에 측정
한다. 전극을 손에 잡고 있는 상황에서 측정을 시작하면 상당한 전류가 흘러 감전되므로 위험하다.
⑨ 자료처리 또는 해석시에 보완자료로 사용하기 위하여 측정자나 보조원 모두 작
업시 발생한 일 또는 상황을 자세히 기록한다.
⑩ 자료를 얻을 때는 이전에 측정한 인근 측점이나 측선의 자료를 참고하여 갑자
기 일어나는 이상값을 구별하고 이의 원인을 규명토록 노력하여야 한다.
⑪ 비정상적으로 유동하는 값이 있을 때는 원인을 잘 생각해 보고, 원인이 없다고 판단되는 경우 측정자가 적절히 수렴했다고 생각되는 값을 선택하되 일관성 있
게 (최 값이나 최소값, 또는 그 평균값 등) 값을 정한다. 측정값이 많이 떨리
는 원인으로는 전선의 누전, 철제 구조물에 의한 전류의 유실, 접지전선의 영향, 인접한 시추공에서의 펌핑 등을 들 수 있다.
⑫ 하루 일정의 탐사를 마친 후에 최우선적으로 다음 탐사를 위해서 배터리를 충
전시킨다
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A-6. DIPRO 탐사자료 파일 형식 다음은 DIPRO for Windows 의 자료 파일인 APR 파일과 APV 파일의 형식을 설명한 것
이다. File format of APR file (ASCII format)
Card No. Contents DATA TYPE 1 Array flag* I NTEGER 2 Survey Area CHARACTER(LENGTH=20) 3 Survey Line CHARACTER(LENGTH=20) 4 Max_N (Maximum electrode separation index(N)), INTEGER, INTEGER NDPX1 (Number of data when N = 1) 5 Apparent resistivity data (N = 1) REAL ( unit : Ohm-m) 6 Apparent resistivity data (N = 2) : : : : Max_N+4 Apparent resistivity data (N = Max_N) REAL ( unit : Ohm-m) Max_N+5 Start station No. and increment INTEGER, INTEGER Max_N+6 Survey line direction CHARACTER(LENGTH=12) Max_N+7 Dipole spacing(meters) REAL Max_N+8 Comment1 CHARACTER(LENGTH=80) Max_N+9 Comment2 CHARACTER(LENGTH=80) Example of the APR file 0 ! Dipole-dipole array Seoul ! Survey Area name Line-1 ! Survey Line name 6 15 ! Max_N, NDPX1 245.8 172.3 177.6 131.2 137.2 204.7 199.4 160.2 196.4 103.7 ! N = 1 158.3 151.6 142.1 171.2 181.3 198.4 184.0 263.1 175.4 165.1 252.3 163.6 254.4 160.9 157.0 ! N = 2 229.2 188.2 206.1 203.1 187.4 331.0 289.2 205.8 180.6 238.3 267.7 215.6 240.9 217.5 ! N = 3 275.6 245.8 236.8 380.8 322.7 335.5 241.3 166.6 393.6 242.0 302.3 313.7 261.6 ! N = 4 356.6 275.2 352.3 348.3 387.9 225.6 259.9 354.9 324.6 372.1 364.2 332.5 ! N = 5 395.8 386.3 400.7 352.6 344.1 223.8 458.1 384.2 418.0 449.7 356.8 ! N = 6 0. 10. ! Station number start and increment N10W ! Survey line direction 10. ! dipole spacing Apparent resistivity data from Sting R1 system ! comment This is test data ! comment
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*) Array Flag : Specifies the array type = 0 : dipole-dipole array = 1000 : pole-dipole array = 2000 : dipole-pole array = 3000 : pole-pole array
File format of APV file (ASCII format)
uses same file format as APR file. The unit of measured potential value is milli-Volts/Ampere or milli-ohm.
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A-7. Dipro3Dfence
Dipro3Dfence 는 DIPRO for Windows 를 통해 얻어진 2 차원 전기비저항 역산
이미지를 3 차원 fence diagram 으로 시각화하는 프로그램이다.
Dipro3Dfence 는 특정 지역에서 다수의 탐사를 수행했을 때 탐사 지역 전반에 걸친
지하구조를 해석하는데 매우 유용한 프로그램으로 3차원 fence diagram으로의 시각화
뿐만 아니라 그래픽 파일로의 저장 및 이미지의 프린트 출력을 지원한다.
그림 A 6 Dipro 3D fence diagram 이미지
A-7-1. Dipro3Dfence 시작하기
그림 A 6 은 교량 건설 사이트에서 수행한 12 개의 탐사 단면으로 구성한
3 차원 fence diagram 이다. fence diagram 안에 원하는 모든 이미지를 시각화 하기
위해서는 모든 탐사 측선 각각의 파일이 필요하고 각각의 끝점의 좌표를 일치시킬
필요가 있다. 따라서 Dipro3Dfence 의 입력 파일은 각각의 파일의 정보를
포함하고 있어야 하며 확장자는 ‘ 3DF’ 로 설정한다.
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3DF 파일을 사용하는 신 사용자가 Dipro3Dfence 에 원하는 이미지를 직접
입력할 수도 있다. Section 메뉴의 pops up 화 상자에서 Add Profile 명령을
클릭하면 그림 A 7 과 같은 화상자가 생성되고 원하는 DIPRO 파일과 일치시킨
좌표를 입력한다.
그림 A 7 Add Profile 화상자
탐사 측선의 좌표는 Format 1000 및 Format 2000 에 의해 결정된다.
Format 1000 : 측선의 시작점의 좌표( Line start at 의 X,Y,Z)와 방위각에 의해서
공간 좌표를 결정한다. 방위각 0°는 북쪽 방향과 일치하며 각도의 증가는
시계방향이다. 예를 들어 그림 2 의 Azimuth angle 에 90 을 입력하면 측선은
서쪽에서 시작하여 동쪽 방향을 향한다.
Format 2000 : 측선의 시작점의 좌표(Line start at 의 X,Y,Z)와 끝점의 좌표(Line
end at 의 X,Y,Z)에 의해서 공간 좌표를 결정한다. 시작점에서 끝점으로 증가하는
값을 입력했다면 x 축은 동쪽을 y 축은 북쪽을 의미한다.
참고로 그림 A 7 의 Inversion File 는 2 차원 전기비저항 분포 파일로써 확장자는
‘ *.SNT'이다.
주의 > fence diagram 에서 각 지점의 고도는 Line starts at 의 Z 입력값과
SNT 파일내의 고도 자료의 합으로 결정된다. 만약 TOP(고도파일)파일이 존재하지
않거나 SNT 파일에서 지형 값이 ‘ 0’ 이라면 Z 좌표의 값은 평평한 지형으로 간주하고
임의로 설정할 수 있다. 반면에 TOP 파일이 존재하거나 SNT 파일이 정확한 고도자료를
포함하는 경우 시작점의 Z 좌표의 값은 반드시 ‘ 0’ 으로 설정한다. 끝점의 Z 좌표의
값은 사용하지 않는다.
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위의 과정이 완료된 후 OK 버튼을 클릭하면 입력한 내용과 일치하는 3 차원 fence
diagram 이 보여진다. 원하는 모든 탐사 결과에 해 같은 과정을 수행하면 탐사 지역
전체의 3 차원 fence diagram 을 볼 수 있다. 또한 사용자는 위의 결과물을 File 메뉴의
Save, Save as 의 명령을 이용하여 3DF 파일로 저장이 가능하고 OPEN 명령을 통해
불러 올 수 있으며 불러오기를 실행한 3DF 에 파일에 같은 과정을 거쳐 또 다른
결과를 추가할 수 있다.
스크린 하단부분의 Rotation, Tilt, Horizontal Move 및 Vertical Move 를 이용하면
이미지의 회전 및 이동이 가능하다. Rotation 은 방위각이 90 도 일 때 이미지 단면과
관찰자의 시선이 일치하고 Tilt 는 경사각을 의미하며 시점은 윈도우의 중앙지점이다.
Zoom in 과 Zoom out 를 이용하여 이미지를 크게도 작게도 볼 수 있으며
Orthographic 과 Perspective 는 정사투영과 원근투영을 결정한다.
사용자는 3 차원 fence diagram 이미지를 임의로 감추거나 보이게 할 수 있다.
윈도우에서 오른쪽 마우스를 클릭하면 윈도우의 왼쪽 상단에 pops up 화 상자가
생성되고 원하는 이미지를 클릭함으로써 감추거나 보이게 할 수 있다. 그림 A 8 은
그림 A 6 의 3 차원 fence diagram 이미지의 일부를 감춘 예이다.
그림 A 8 일부 단면을 감춘 3-D fence diagram 이미지
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Set Drawing Parameters
사용자는 Section 매뉴의 Set Drawing Parameters 명령을 클릭하거나 툴바의
canvas 버튼을 클릭함으로써 결과 이미지의 변수 설정을 할수 있다.
Drawing 변수들의 설정은 DIPRO for Windows 와 동일하므로 DIPRO for
Windows 매뉴얼을 참조하라.
Print image
File 매뉴의 Print 명령을 클릭하면 그림 A 9 와 같은 화 상자가 생성되고 print
설정이 가능하다. 원하는 아이템을 설정한 후 OK 버튼을 클릭하면 이미지가
출력될 것이다. 프린트 작업을 수행하기 전에 Print Setup 명령을 사용하여 프린터
설정을 확인한 후 작업을 수행해야 한다.
그림 A 9 Print 화상자
Save image
File 매뉴의 Save image 명령을 이용하면 3 차원 fence diagram 파일을 그래픽
파일(BMP, JPG, TIF)로 저장할 수 있다. 파일 이름을 입력하고 원하는 파일
형식을 선택한 후 OK 버튼을 클릭하면 이미지는 저장될 것이다.
Format of 3DF file
3DF 파일은 Section 매뉴의 Add Profile 명령에 포함된 정보들로 구성되어 있고 그
형식은 다음과 같다.
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A-7-2. 메뉴 시스템 및 기능
Dipro3DFence 의 메뉴는 그림 A 10 과 같이 File Menu, Section menu, View
menu, Help menu 네가지로 구성되어 있으며, 화면의 좌측 상단에 위치한다.
그림 A 10 메뉴바
1. File
Open : 3DF 파일 열기
Save : 열려있는 3DF 파일을 같은 이름과 디렉토리에 저장
Save as : 열려있는 3DF 파일을 다른 이름과 디렉토리에 저장
Save Image : 3DF 이미지를 그래픽 파일(BMP, JPG or TIF)로 저장
Print : 3DF 이미지 출력
Print Preview : 출력될 3DF 이미지 미리보기
Print Setup : 프린터 설정
Exit : 나가기
2. Section
Set Drawing Parameters
사용자는 Section menu 의 Set Drawing Parameters 명령이나 Toolbar 의 캔버스
단추를 클릭함으로써 이미지 산출의 다양한 변수를 제어 할 수 있다. 2-D Section
화 상자에서는 그림 A 11 에서와 같이 이미지의 색상과 등전위선의 기준을
설정할 수 있고, Color Table 화 상자에서는 색상테이블을 설정할 수 있다.
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그림 A 11 Set Drawing Parameters 화 상자
Add Profile
fence diagram 에서 모든 이미지를 눈에 보이게 하기 위해 모든 조사측선의
파일과 조사측선의 끝점 좌표를 필요로 한다. 그런 까닭에 Dipro3Dfence 를 위한
입력 파일은 그런 정보를 포함하게 되어있고, 그 파일의 확장자는 "3DF"으로
고쳐지게 된다.
3DF 파일을 이용하는 신에, 사용자는 이 명령을 클릭함으로써 회전된 DIPRO
파일 (SNT fille) 의 단면을 그리거나 더할 수 있다. 이 명령에 의해 새로 삽입된
단면의 화상자좌표는, 필요한 측선이나 회전된 단면에 해당하는 조사 측선의 양
끝의 좌표를 나타낼 수 있다.
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그림 A 12 Add Profile 화 상자
Show Border
각각의 3-D fence image 테두리에 선을 그려준다.
3. View menu
Toolbar
File Open 같은 Dipro3DFence 에서의 가장 표적인 명령의 몇몇 단추를 포함하는
Toolbar 를 나타내거나 숨기기 위해 이 명령을 사용한다.
Toolbar 가 디스플레이 될 때 Toolbar 옆에 체크 표시가 나타난다.
그림 A 13 toolbar
Status Bar
화면의 하단에 위치하고 있는 Status Bar 는 실행되고 있는 동작이나 키보드의
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Caps Lock key, Num Lock key, Scroll Lock key 의 상태를 표시해주는 Status Bar
를 나타내거나 숨기기 위해 이 명령을 사용한다.
Status Bar 가 디스플레이 될 때 Status Bar 옆에 체크 표시가 나타난다.
그림 A 14 상태 표시줄
Scale Bar
전기비저항 scale bar 가 나타낼 때 scale bar 옆에 체크 표시가 나타난다.
그림 A 15 Scale Bar
4. Help menu
Help Topics
도움말 창을 열기 위해 이 명령을 사용한다.
도움말 창으로부터, Dipro3DFence 를 사용하는 데 한 다양한 명령과 참조정보를
배울 수 있다.
About
저작권과 DIPRO3DF 의 버전을 확인할 수 있다.
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DIPRO for Windows V.4.0
프로그램 개발 : 김 정 호(한국자원연구소) 판 권 : 희송지오텍
연 락 처
본사 : 전광역시 서구 월평동 1363 Tel : 042) 488 – 2374 FAX : 042) 488 – 2375 서울 사무소 : 서울특별시 서초구 양재동 16 – 3 윤화빌딩 3 층 Tel : 02) 579 – 5834 FAX : 02) 579 - 5835
