- 전 세계적으로 화산 활동, 지진, 지반침하, 산사태 및 홍수 등의 자연재해가 빈번하게 발생하고 있다. 예를 들어 최근 중국 사천성 지진은 약 7만 명의 사망자 및 실종자, 그리고 건물 2천만 채 이상이 파손되는 피해를 발생시켰으며 계속되는 여진으로 피해가 더욱 커 ...

- 전 세계적으로 화산 활동, 지진, 지반침하, 산사태 및 홍수 등의 자연재해가 빈번하게 발생하고 있다. 예를 들어 최근 중국 사천성 지진은 약 7만 명의 사망자 및 실종자, 그리고 건물 2천만 채 이상이 파손되는 피해를 발생시켰으며 계속되는 여진으로 피해가 더욱 커지고 있음에도 불구하고 실제 지진에 의해 지표변형의 규모를 아직 다 파악하지 못하고 있는 상황이다.
- 특히 국제적으로 인공위성을 이용한 자연재해 관측 및 모니터링이 매우 활발히 이루어지고 있다. 그러나 광학영상은 기상상태에 큰 영향을 받기 때문에 필요한 시기의 영상을 획득하는데 제한을 받게 되어 자연재해 관측 및 모니터링을 수행하기 쉽지 않은 반면 영상레이더(SAR; Synthetic Aperture Radar)는 주야간 및 기상상태와는 관계없이 영상을 얻을 수 있는 장점 때문에 자연재해의 관측 및 모니터링에 활발히 이루어지고 있다.
- 우리나라에서도 홍수, 태풍, 및 산사태 등의 자연재해가 해마다 꾸준히 발생하고 있으며 원자력 부지 및 폐기물 처리장 부지선정과 관련된 많은 지질학적 연구와 노력이 이루어지고 있다. 또한, 우리나라에서는 2010년에 아리랑-5호 위성을 발사 목표로 개발하고 있으나, 아직 지질학적 활용에 대한 연구는 미흡한 편이다.
- 최근 개발되고 있는 영상레이더 관측 자료를 이용한 레이더 간섭기법(InSAR; interferometric SAR)은 수십 km 이상의 넓은 지역에 걸쳐 발생하는 지표변위를 수 cm 내지 수 mm 정도의 지표변위를 정밀하게 측정할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 이에, 레이더 간섭기법은 지질학적 원인에 의해 발생하는 지표의 변형을 정밀하게 측정하여 지진 및 화산의 메커니즘을 연구하는데 매우 중요한 자료를 제공하고 또한 빙하의 이동을 측정하여 기후변화를 관측하는데 매우 유용하게 이용되고 있으며 자연재해 발생 가능성이 높은 지역에 대한 감시 및 예방을 수행하는데 큰 역할을 수행하고 있다.
- 이번 해외방문연구를 통하여 지반침하, 단층활동, 화산에 관한 InSAR의 적용 및 분석을 통하여 의미 있는 연구성과를 도출하였으며, 이를 국제학술지 게재를 통하여 연구성과의 확산에 노력하였다.
- 또한 새로운 국제 공동연구 과제 도출을 위하여 방문기관과 공동으로 히말라야 지역의 다중센서에 의한 빙하 관측 이라는 내용의 과제 제안서를 작성하는 성과를 거두었다.

- The number of natural hazard such as earthquake, volcanic eruption, flood, gound subsidence, land slide, etc. has continuously increased globally and become more and more serious to local people. For example, an official death toll and missing peopl ...

- The number of natural hazard such as earthquake, volcanic eruption, flood, gound subsidence, land slide, etc. has continuously increased globally and become more and more serious to local people. For example, an official death toll and missing people by Sichuan Earthquake, China, in May 2008 has reached 70,000 and more than twenty million houses have been collapsed. However, even the extent of the surface fault movement is still unknown.
- International efforts and research to monitor and mitigate the natural hazard using spaceborne remote sensing have become popular. While the success of optic spaceborne remote sensing very much depends on weather conditions, synthetic aperture radar (SAR) observation is independent of weather and solar conditions. Therefore, the SAR is more useful for specifically monitoring natural hazard.
- In Korea, flood, violent typhoon and land slide have occurred annually and caused extensive damage to property and occasionally resulted in loss of life. Site selection for atomic power plant and atomic waste disposal is another big geologic issue in Korea. While Korea is now building Korean Multi-Purpose Satellite-5 (KOMPSAT-5) with a main payload of a high resolution SAR system, the applications of the SAR system to geologic hazard is yet to be studied.
- One of recently developed SAR application techniques is "radar interferometry" (or InSAR), which enable the system to measure subtle surface deformation with an accuracy of an order of a few centimeter over a few hundred kilometers. The applications of InSAR technique are focused on geoscience studies including earthquake, volcanic eruption, ground subsidence, and glacial monitoring in association with a study of global warming and carbon cycle. In short, InSAR plays an important role for natural hazard monitoring and mitigation.
- During the research period, InSAR applicatoiins to ground sbsidence, faults and volcano were carried out and meaningful results have been achieved. The main results were published in international journals.
- To promote collaboration with oversea laboratories, we made an proposal in topics of Himalayan glacier.

- 전 세계적으로 화산 활동, 지진, 지반침하, 산사태 및 홍수 등의 자연재해가 빈번하게 발생하고 있다. 예를 들어 최근 중국 사천성 지진은 약 7만 명의 사망자 및 실종자, 그리고 건물 2천만 채 이상이 파손되는 피해를 발생시켰으며 계속되는 여진으로 피해가 더욱 커 ...

- 전 세계적으로 화산 활동, 지진, 지반침하, 산사태 및 홍수 등의 자연재해가 빈번하게 발생하고 있다. 예를 들어 최근 중국 사천성 지진은 약 7만 명의 사망자 및 실종자, 그리고 건물 2천만 채 이상이 파손되는 피해를 발생시켰으며 계속되는 여진으로 피해가 더욱 커지고 있음에도 불구하고 실제 지진에 의해 지표변형의 규모를 아직 다 파악하지 못하고 있는 상황이다.
- 특히 국제적으로 인공위성을 이용한 자연재해 관측 및 모니터링이 매우 활발히 이루어지고 있다. 그러나 광학영상은 기상상태에 큰 영향을 받기 때문에 필요한 시기의 영상을 획득하는데 제한을 받게 되어 자연재해 관측 및 모니터링을 수행하기 쉽지 않은 반면 영상레이더(SAR; Synthetic Aperture Radar)는 주야간 및 기상상태와는 관계없이 영상을 얻을 수 있는 장점 때문에 자연재해의 관측 및 모니터링에 활발히 이루어지고 있다.
- 우리나라에서도 홍수, 태풍, 및 산사태 등의 자연재해가 해마다 꾸준히 발생하고 있으며 원자력 부지 및 폐기물 처리장 부지선정과 관련된 많은 지질학적 연구와 노력이 이루어지고 있다. 또한, 우리나라에서는 2010년에 아리랑-5호 위성을 발사 목표로 개발하고 있으나, 아직 지질학적 활용에 대한 연구는 미흡한 편이다.
- 최근 개발되고 있는 영상레이더 관측 자료를 이용한 레이더 간섭기법(InSAR; interferometric SAR)은 수십 km 이상의 넓은 지역에 걸쳐 발생하는 지표변위를 수 cm 내지 수 mm 정도의 지표변위를 정밀하게 측정할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 이에, 레이더 간섭기법은 지질학적 원인에 의해 발생하는 지표의 변형을 정밀하게 측정하여 지진 및 화산의 메커니즘을 연구하는데 매우 중요한 자료를 제공하고 또한 빙하의 이동을 측정하여 기후변화를 관측하는데 매우 유용하게 이용되고 있으며 자연재해 발생 가능성이 높은 지역에 대한 감시 및 예방을 수행하는데 큰 역할을 수행하고 있다.
- 이번 해외방문연구를 통하여 지반침하, 지진, 화산에 관한 InSAR의 적용 및 분석을 통하여 의미 있는 연구성과를 도출하였으며, 이를 국제학술지 게재를 통하여 연구성과의 확산에 노력하였다.
- 또한 새로운 국제 공동연구 과제 도출을 위하여 방문기관과 공동으로 히말라야 지역의 다중센서에 의한 빙하 관측 이라는 내용의 과제 제안서를 작성하는 성과를 거두었다.

□ 레이더 간섭기법 기반의 지반침하 연구
- 지반침하는 폐탄광 지역 또는 도심지역에서 나타나는 지질학적 현상 중 하나로 특히 우리나라에서는 매우 심각한 문제를 종종 유발하고 있다.
- 이 연구에서는 석회암 지역에서 짧은 시간 내에 순식간에 발생하는 함몰 형태 ...

□ 레이더 간섭기법 기반의 지반침하 연구
- 지반침하는 폐탄광 지역 또는 도심지역에서 나타나는 지질학적 현상 중 하나로 특히 우리나라에서는 매우 심각한 문제를 종종 유발하고 있다.
- 이 연구에서는 석회암 지역에서 짧은 시간 내에 순식간에 발생하는 함몰 형태의 지반침하 보다는 특히 우리나라에서 폐탄광 지역 및 도심지역에서 빈번하게 발생하는 장기간에 걸쳐 지속적으로 발생하는 지반침하 관측 및 분석에 초점을 두고 있으며, 특히 인공위성을 이용한 관측뿐만 아니라 관측 결과에 근거한 장기 지반침하 모델 정립에 그 목적을 두고 미국 마이아미 대학팀과 연구를 수행하였다.
- 그 연구결과 지반침하의 새로운 모델을 정립하게 되었으며, 그 성과는 2010년 3월 "Measurements and predictions of subsidence induced by soil consolidation using persistent scatterer InSAR and a hyperbolic model"이라는 제목으로 Geophysical Research Letters에 교신저자로 투고하여 게재하였으며, 본 연구를 사사하였다.

□ 레이더 간섭기법을 이용한 단층 연구
- 인공위성영상레이더 기법을 이용한 지진에 의한 지표변위 관측은 Massonnet et al.(1993)에 의하여 효용성이 입증된 후부터 전 세계의 지진 활동을 모니터링 하는데 활용되고 있다. 특히 최근에는 지표변위를 단순히 관측하는 것을 넘어 dislocation 모델 등을 활용한 지진의 모델링과 locking depth의 추정할 수 있는 유용한 방법으로 알려져 있다.
- 그러나 대기상태와 이온층의 영향에 따라 관측된 지표변위 왜곡되며, 대기의 영향을 최소화하기 위한 기존에 많은 연구가 수행되었으나 이 방법들은 대기가 수십 개의 관측 자료가 요구 된다.(Berardino et al., 2002; Ferretti et al., 2000, 2001; Xu et al., 2006)
- 이번 연구 기간 중에는 SBAS 방법이라는 새로운 방법으로 장기간에 얻어진 시계열 자료를 이용하여 효과적으로 대기의 영향을 제거하는 방법을 적용하였으며, 그 시험적용 결과를 얻기 위해 미국의 대표적인 지진발생 지역인 San Andrea 단층대에 적용하여 적용 타당성을 분석하였음.
- 이 연구성과는 "A time-series SAR observation of surface deformation at the Southern San Andreas fault zone"이라는 제목으로 Geosciences Journal에 연구기간 중 교신저자로 투고하여 2010년 9월에 게재하였으며 본 연구를 사사하였음.

□ 레이더 간섭기법을 이용한 화산 연구
- 정밀한 지진 및 화산 모델링을 위해서 지표변위의 2차원 복원하는 기술이 필수적이며, 이에 대한 연구가 진행되어 왔다. 제안된 방법으로는 영상간의 상관계수를 이용한 방법(Fialko et al., 2005; Jonsson et al., 2002)과 MAI 기법(Bechor and Zebker, 2006)이 있으며, 특히 MAI 기법은 레이더 간섭기법은 비행방향으로 정밀한 지표변위를 관측할 수 있는 기초이론을 제시하였다.
- 그러나 MAI 기법이 일반적인 경우에 적용되기 위해서는 추가적인 보정방법 개발이 요구되며, 이에 대하여 연구팀은 이론적 개발을 마친 후 미국 지질조사소팀과 함께 하와이에서 발생한 화산활동에 적용하여 성공적인 연구결과를 얻었으며 그 결과를 "Mapping three-dimensional surface deformation by combining multiple aperture interferometry and conventional interferometry: application to the June 2007 eruption at the Kilauea volcano, Hawaii" 라는 제목으로 IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters 2011년 1월에 게재하였다.
- 또한 알루샨 열도의 오거스틴 화산에서 발생한 화산활동 및 지하의 마그마 활동의 지난 20여 년 간의 변화를 InSAR와 마그마 모델링에 의한 결과를 미국지질조사소 팀과 공동으로 연구하여, 그 결과를 USGS Professional Paper (No. 1769)에 게재하였음.

□ 이번 해외방문연구 기간 동안 주워진 연구 목표를 계획에 따라 성실하게 수행하였으며, 이에 연구논문 게재, 국제 공동연구 과제 도출, 국제협력 등의 목적한 성과를 충분히 달성하였다.

가. 학술논문 게재
- 2편의 SCI급 논문(SCIE 포함)을 본 연구의 직접적인 지원으로 해외방문연구 기간 중 준비하여 투고하고 최종 게재되었으며, 이를 사사하였음.
- 해외방문연구 기간 중 미국의 USGS 팀 및 Miami 대학과의 공동연구 성과로 얻어진 결과를 2편의 SCI급 논문과 1편의 USGS Professoional Paper Special issue에 투고하여 게재되었음.

나. 국제 공동연구 과제 개발
- Shum 교수와 공동으로 새로운 과제를 개발하기 위해 "히말라야 지역의 다중센서를 이용한 빙하 연구"라를 제목의 과제를 도출하여, 미국 NASA에 연구과제로 신청하였음. ([별첨] 자료 참고)