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시간-주파수 영역에서의 국지 미소지진과 지하인공폭발의 구별
Discrimination of Local Microearthquakes and Artificial Underground Explosions on the Basis of Time-Frequency Domain

김소구    (한양대학교   ); 박용철    (한양대학교  );
  • 초록

    본 연구의 목적은 시간-주파수 영역에서의 미소지진과 인공폭발을 구별하는 것으로 미소지진과 인공폭발의 주파수특성을 연구하기 위해서 3차원 스펙트로그램(주파수, 시간, 진폭)을 이용하였다. 3차원 스펙트로그램은 국지 및 광역 거리에서 관측된 자료에 대하여 각각의 위상에 대한 주파수대역의 연구에 매우 유용한 방법이다. 채석장 발파로부터 관측된 P파와 S파는 Hz 이상에서 큰 진폭을 가졌고 또한 가까운 거리에서는 뚜렷한 Rg파가 관측되었다. 미소 지진의 경우 P파와 S파는 넓은 주파수 대역에서 큰 진폭이나타났다. 인공 폭발과 미소지진의 구별을 위해서는 10Hz 이하에서 Pg/Lg 스펙트럼 비를 이용하였고 각각의 위상에서의 정확한 시간창(time window)을 구하기 위해서 다중 필터 방법(MFM)을 이용하여 군속도를 계산하였다. 또한 3 성분 자료에 관해서는 자료의 순수한 P, SV, SH 성질을 구하기 위해 자유 표면에서의 영향을 보정하고 각각의 위상에 대하여 FFT을 실시하여 7개의 주파수 대역(0.5-3, 2-4, 3-5, 4-6, 5-7, 6-8, 8-10Hz)에서 Pg/Lg 스펙트럼 비를 계산하였다. 위의 과정을 통해 6-8Hz 대역에서 미소지진과 인공폭발이 가장 잘 구별되었다.


    In this study, our purpose is to develop a technique to discriminate artificial explosions from local microearthquakes on the basis of time-frequency domain. To obtain spectral features of artificial explosions and microearthquakes, we used 3-d spectrograms(frequency, time and amplitude) because this is a useful tool to study the frequency content of entire seismic waveforms observed at local and regional distances (e. g., Kim et al., 1994). P and S waves from quarry blasts show that frequency content of dominant amplitude appeared above 10 Hz and Rg phases that are observed at near distance ranges. But P and S waves from microearthquakes have more broad frequency content as well as below 10 Hz. And for discrimination, Pg/Lg spectral ratio is performed below 10 Hz. In order to select time windows we computed group velocity using multiple filter method(MFM) and removed free surface effects from all 3-components data for improving on data quality. Next step, we computed Fast-Fourier transform, and a log average spectral amplitude over seven frequency bands : 0.5 to 3, 2 to 4, 3 to 5, 4 to 6, 5 to 7, 6 to 8 and 8 to 10 Hz. The best separation is observed from 6 to 8 Hz.


  • 참고문헌 (13)

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 저자의 다른 논문

  • 김소구 (32)

    1. 1983 "지진파(地震波)를 이용(利用)한 남한(南韓)의 지각구조(地殼構造) 연구(硏究)" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 16 (1): 51~61    
    2. 1984 "東海의 起源과 板構造論" 韓國海洋學會誌 19 (1): 94~102    
    3. 1985 "Multipole 확장에 의한 중력이상의 계산과 응용" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 18 (2): 159~166    
    4. 1985 "한국의 지열부지에 관한 연구" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 18 (2): 167~175    
    5. 1992 "개인용 컴퓨터에 의한 지진의 진원인자 결정" 광산지질 = Journal of the Korean Institute of Mining Geology 25 (3): 359~365    
    6. 1993 "천부층 지진파 반사에 대한 해상도 (지하 공동에 응용)" 지질공학 = The journal of engineering geology 3 (2): 167~176    
    7. 1993 "이중 주파수에 의한 천해 천부지층의 분해력과 투과력에 관한 사고" 韓國海岸海洋工學會誌 = Journal of Korean society of coastal and ocean engineers 5 (2): 143~150    
    8. 1994 "순수 대륙 경로에서 미소지진과 지하 인공폭발의 구별" 지질공학 = The journal of engineering geology 4 (1): 29~42    
    9. 1995 "KSRS 자료를 이용해서 북한의 인공지하폭발의 탐지 및 분석" 지질공학 = The journal of engineering geology 5 (2): 181~192    
    10. 1995 "지진모멘트 Tensor와 전환 : 개요" 지질공학 = The journal of engineering geology 5 (2): 215~231    
  • 박용철 (1)

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