• Research Paper

    Multi-component Seismic Data Acquisition and Analysis using Physical Modeling

    축소모형 실험을 이용한 다성분 탄성파 자료 취득 및 분석 연구

    Kyoungmin Lim, Sungryul Shin, Wookeen Chung and Daechul Kim

    임경민, 신성렬, 정우근, 김대철

    Multi-component seismic survey is the method for acquiring various component data by generating P and S wave sources and using 3-axis receivers ...

    다성분 탄성파 탐사는 P파 또는 S파를 발생시킬 수 있는 음원과 3축 수신기를 이용하여 다양한 성분의 자료를 취득할 수 있는 탐사 방법이다. 다성분 ...

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    Multi-component seismic survey is the method for acquiring various component data by generating P and S wave sources and using 3-axis receivers. The multi-component data is advantageous over P waves in obtaining additional information. However, there have been difficulties in the data processing and interpretation of multi-component data. In this study, as a prior study, a single channel 9-component seismic physical modeling was carried out on a model with faults and channels filled with air, water, and mineral oil. The applicability of the 9-component physical modeling was confirmed through characteristic analysis. Characteristics found in the field data were provided. A bright spot which is one of the gas reservoir indicators appeared in the P-P component data. The P and S wave component data was compared to the injected fluid in the time-frequency domain.Through the features of the data, the applicability of 9-component seismic physical modeling was confirmed. The results of this study can be used as a basis for multi-component seismic physical modeling data.


    다성분 탄성파 탐사는 P파 또는 S파를 발생시킬 수 있는 음원과 3축 수신기를 이용하여 다양한 성분의 자료를 취득할 수 있는 탐사 방법이다. 다성분 자료는 P파 만을 이용한 탐사 자료에 비해 더 많은 정보를 얻을 수 있는 장점이 있으나 P파 자료에 비해 처리 및 분석이 어렵다. 본 연구에서는 다성분 자료의 처리 및 분석에 관한 선행 연구로서 축소모형 실험을 이용하여 단층과 채널이 있는 모델에서 채널 내에 공기, 물, 미네랄 오일을 주입하여 단일채널 9 성분 탄성파 자료를 취득하였으며 자료에 나타나는 특성을 분석하여 9 성분 탄성파 축소모형 실험의 현장성을 확인하고자 하였다. 취득된 자료에서 현장 탄성파 자료에 나타나는 회절, 다중반사파, SH 성분의 특성과 같은 현상이 확인되었다. P-P 성분 자료에서 가스 저류층 지시자 중 하나인 명점이 확인되었다. 또한 P파 및 S파 성분 자료를 시간-주파수 영역에서 비교하였다. 취득된 자료에 나타나는 특성으로부터 9 성분 탄성파 축소모형 실험의 적용성을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 다채널 다성분 탄성파 축소모형 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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    August 2021
  • Research Paper

    Acoustic Wave Propagation Modeling using High-order Cell-based Finite-difference Methods

    고차 셀 기반 유한 차분법을 이용한 음향파 파동 전파 모델링

    Jun Hyeon Jo and Wansoo Ha

    조준현, 하완수

    We propose high-order finite-difference methods for acoustic wave propagation modeling considering the P-wave velocity and density. We can simulate wave propagation without ...

    이 연구에서는 P파 속도와 밀도를 고려한 음향파 파동 전파 모델링을 위한 고차 셀 기반 유한 차분법을 제안하였다. 셀 기반 유한 차분법을 사용하면 ...

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    We propose high-order finite-difference methods for acoustic wave propagation modeling considering the P-wave velocity and density. We can simulate wave propagation without directly differentiating discontinuous medium parameters using the cell-based finite-difference method. However, a limitation of the conventional cell-based finite-difference method using the second-order scheme is that it requires a large number of grids per wavelength to obtain an accurate result. We improve the conventional cell-based method to exploit arbitrary high-order schemes. In a numerical example, we compare results of the proposed methods with that of the analytic solution, and show that we can obtain accurate results with small number of grids per wavelength using the high-order cell-based methods.


    이 연구에서는 P파 속도와 밀도를 고려한 음향파 파동 전파 모델링을 위한 고차 셀 기반 유한 차분법을 제안하였다. 셀 기반 유한 차분법을 사용하면 불연속적인 매질 특성을 직접 미분하지 않고도 파동 전파를 모델링할 수 있다. 그러나 기존의 2차 차분식을 사용하는 셀 기반 유한 차분법에서는 정확한 결과를 얻기 위해 파장당 격자수가 커야 한다는 한계가 있었다. 이 연구에서는 임의의 고차 차분식을 사용할 수 있도록 기존 기법을 개선하였다. 수치 예제에서 해석해와의 비교를 통해 고차 셀 기반 유한 차분법을 이용하면 파장당 격자수가 작아도 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

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    August 2021
  • Research Paper

    Calculation of Factor of Safety for Plane Failure of Rock Slope Utilizing the Nonlinear Mohr Envelope

    비선형 Mohr 포락선을 이용한 암반사면 평면파괴 안전율 계산

    Youn-Kyou Lee

    이연규

    A weakness of the generalized Hoek–Brown (GHB) criterion is the difficulty of converting it into an explicit Mohr envelope equation. Many ...

    일반화된 Hoek-Brown (GHB) 암반파괴기준식의 약점 중 하나는 이 식을 명시적인 Mohr 포락선식으로 변환하는 것이 어렵다는 점이다. 암반공학에서 활용되는 주요 수치해석 기법들은 파괴기준식이 ...

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    A weakness of the generalized Hoek–Brown (GHB) criterion is the difficulty of converting it into an explicit Mohr envelope equation. Many important numerical analysis techniques in rock engineering would have a wider scope of applications if a failure criterion in the form of a Mohr envelope is available. In this paper, based on the study of Lee (2018), an approximate Mohr envelope equation of the GHB criterion that can more accurately approximate the shear strength of the rock mass is proposed, and its accuracy is verified. The proposed Mohr envelope equation was applied to Bishop’s simplified method to calculate the factor of safety for the plane failure of a rock slope. The results were compared with those obtained by applying the linear approximate Mohr envelope of Hoek et al. (2002). In the range of 0 < GSI < 80, the factor of safety was overestimated when the linear Mohr envelope was used compared with using the nonlinear Mohr envelope.


    일반화된 Hoek-Brown (GHB) 암반파괴기준식의 약점 중 하나는 이 식을 명시적인 Mohr 포락선식으로 변환하는 것이 어렵다는 점이다. 암반공학에서 활용되는 주요 수치해석 기법들은 파괴기준식이 Mohr 포락선 형태로 표시될 수 있을 때 활용범위가 훨씬 더 넓어진다. 이 연구에서는 Lee (2018)의 연구를 바탕으로 암반의 전단강도를 더욱 정확하게 근사할 수 있는 GHB식의 근사 Mohr 포락선식을 제안하였고 그 정확성을 검증하였다. 제안된 Mohr 파괴포락선식을 Bishop의 간편법에 적용하여 암반사면의 평면파괴 안전율을 계산하였고, 그 결과를 Hoek et al. (2002)이 제안한 선형근사 Mohr 포락선을 적용한 결과와 비교하였다. 0 < GSI < 80 범위에서는 선형근사 Mohr 포락선을 사용할 때 비선형 Mohr 포락선을 사용하는 경우보다 안전율이 과대평가 되었다.

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    August 2021
  • Research Paper

    Estimation of Economic Inducement Effect of Urban Mining Upon Applying Laser Induced Breakdown Spectroscopy Technology

    레이저유도붕괴분광법(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) 기술을 적용한 도시광산산업의 경제 유발효과추정 연구

    Jung Hyun Choi and Ji Whan Kim

    최정현, 김지환

    This study analyzed the economic inducement effect of urban mining owing to the application of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) technology with ...

    본 연구는 LIBS 기술을 적용한 도시광산의 경제 유발효과를 산업연관표를 이용하여 분석하였다. 특히 도시광산 산업이 폐기물 재생을 통해 경제 및 환경 관점의 편익을 ...

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    This study analyzed the economic inducement effect of urban mining owing to the application of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) technology with input–output analysis by considering energy demand and CO2 emission reduction, as well as production and employment. The estimation result showed that, as a result of the installation of LIBS facilities, the production inducement coefficient is 1.25, the value-added inducement coefficient is 0.46, the job inducement is 4.56 persons per 1 billion KRW, and the employment inducement is 3.74 persons per 1 billion KRW. Owing to the operation of LIBS facilities, the production inducement coefficient is 1.13, the value-added inducement coefficient is 0.50, job inducement is 6.35 persons per 1 billion KRW, and the employment inducement coefficient is 5.34 persons per 1 billion KRW. In addition, the application of LIBS technology can induce positive effects in urban mining with respect to energy demand and CO2 emission reduction, as well as production and employment, by reducing 0.0003% of CO2 eq. and 0.02% of the total energy input.


    본 연구는 LIBS 기술을 적용한 도시광산의 경제 유발효과를 산업연관표를 이용하여 분석하였다. 특히 도시광산 산업이 폐기물 재생을 통해 경제 및 환경 관점의 편익을 기대하고 있으므로, 산업연관분석을 이용하여 도시광산 산업을 대상으로 유발효과를 추정하는 과정에서 생산유발, 고용유발 뿐만 아니라 에너지 수요·CO2 배출저감 측면에서의 효과도 추정하였다. 추정결과 LIBS 설비도입의 경우에 생산유발계수는 1.25, 부가가치유발은 0.46, 취업유발은 10억 원당 4.56명, 고용유발은 10억 원당 3.74명으로 나타났으며, LIBS 도입 도시광산산업 운영의 경우에 생산유발계수는 1.13, 부가가치유발계수는 0.50, 취업유발은 10억 원당 6.35명, 고용유발은 10억 원당 5.34명으로 나타났다. 또한 LIBS 기술도입 도시광산산업 운영의 경우에 우리나라 전체 에너지투입액의 0.02%를 저감하며, 0.0003%의 CO2 eq.를 저감하는 것으로 나타나, LIBS 기술을 활용한 도시광산이 생산 및 고용 측면 뿐만 아니라 에너지 및 CO2 배출저감 측면에서도 긍정적인 효과를 기대해볼 수 있음을 알 수 있었다.

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    August 2021
  • Research Paper

    Analysis of Optimal Location for Campus Solar-powered Electric Vehicle Parking Lots Using a Fisheye Lens Camera

    어안렌즈 카메라를 이용한 캠퍼스 태양광 전기차 주차장 최적 입지 분석

    Yosoon Choi, Bugyun Kang, Minjung Kang, Mingi Kim, Sangbeom Lee, Sanghoon Han, Wansoo Ha, Se Won Lee and Seryoong Ahn

    최요순, 강부균, 강민정, 김민기, 이상범, 한상훈, 하완수, 이세원, 안세륭

    Sales of electric vehicles (EVs) have recently increased because of growing interest in their environment and technological benefits. To promote the efficient ...

    최근 환경에 관한 관심 증가와 기술 발달로 인해 전기차 판매가 증가하고 있다. 전기차 보급을 촉진하고 효율적으로 이용하는 방법으로 태양광이 다량으로 입사하는 위치에 ...

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    Sales of electric vehicles (EVs) have recently increased because of growing interest in their environment and technological benefits. To promote the efficient use of solar-powered EVs, a dedicated parking lot can be installed in locations where a significant quantity of solar power is incident. In this study, 16 parking lots (A1-A8, B1-B8) at the Daeyeon Campus of the Pukyong National University were analyzed for their suitability as solar-powered EV parking lots. Images of the sky were captured at each parking lot with a fisheye lens camera, and light-receiving obstacles were analyzed by superimposing the solar path. Subsequently, the solar access values of 16 candidate sites were calculated, and the A1 parking lot was selected as the optimal location for the solar-powered EV parking lot.


    최근 환경에 관한 관심 증가와 기술 발달로 인해 전기차 판매가 증가하고 있다. 전기차 보급을 촉진하고 효율적으로 이용하는 방법으로 태양광이 다량으로 입사하는 위치에 태양광 전기차 전용 주차장을 마련할 수 있다. 본 연구에서는 국립 부경대학교 대연캠퍼스의 주차장 16곳(A1-A8, B1-B8)을 대상으로 태양광 전기차 주차장으로서의 적합성을 분석하였다. 이를 위해 어안렌즈 카메라로 각 주차장에서의 하늘 이미지를 촬영하고, 태양 경로를 중첩하여 수광 장애 요인을 분석하였다. 그 결과 16개 후보지의 solar access 값을 계산하고, A1 주차장을 태양광 전기차 주차장의 최적 입지로 도출하였다.

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    August 2021
  • Technical Report

    Utilization of Unmanned Aerial Vehicles in Renewable Energy Sector

    재생에너지 분야의 무인항공기 활용 사례

    Jangwon Suh

    서장원

    This study investigated and analyzed the utilization cases of unmanned aerial vehicles (UAVs) in the renewable energy industry. UAVs are widely used ...

    본 연구에서는 재생에너지 분야에서 무인항공기를 도입하여 활용하고 있는 사례들을 분석하였다. 무인항공기는 사용자가 원하는 시각과 주기로 관심지역을 자유롭게 촬영함으로써 3차원 표고를 정밀하게 측량하거나 ...

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    This study investigated and analyzed the utilization cases of unmanned aerial vehicles (UAVs) in the renewable energy industry. UAVs are widely used in renewable energy development sites because they have the advantage of precisely measuring surface heights or obtaining high spatial resolution (optical and thermal infrared) imageries within a local-scale area by freely shooting an area of interest at any time and place. Among renewable energies, it was analyzed that a UAV can be applied for various purposes in the field of solar energy, wind energy, geothermal energy, bio energy, and small-hydro energy. This paper is expected to contribute to improve the efficiency and productivity of investigation, development, operations, and maintenance of renewable energy sources by presenting various previous case studies.


    본 연구에서는 재생에너지 분야에서 무인항공기를 도입하여 활용하고 있는 사례들을 분석하였다. 무인항공기는 사용자가 원하는 시각과 주기로 관심지역을 자유롭게 촬영함으로써 3차원 표고를 정밀하게 측량하거나 지역적 범위에서 고해상도 영상 자료(광학 및 열화상)를 확보할 수 있는 장점이 있어 재생에너지 개발 현장에서 다양하게 활용되고 있다. 재생에너지 중에서는 태양에너지, 풍력에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 수력에너지 분야 등에 무인항공기가 다양한 목적으로 적용된 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 무인항공기의 다양한 활용 사례를 제시함으로써 재생에너지원의 조사, 개발, 유지관리 작업 등의 효율성과 생산성을 향상시키는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

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    August 2021
  • Review

    Strategies to Secure Critical Minerals by Reprocessing Mine Wastes

    광산폐기물 재처리를 통한 핵심위기광물의 확보 전략

    Sujeong Lee and Rina Kim

    이수정, 김리나

    Securing critical minerals in high demand for clean energy, electric vehicles, and aerospace has emerged as a major concern for countries worldwide ...

    청정에너지와 전기차, 항공우주 등에서 수요가 급증하는 핵심위기광물의 확보는 희소성과 공급의 불안정성, 대체재의 부재로 인해 세계 각국의 초미의 관심사로 대두되었다. 미국과 유럽연합, 호주 ...

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    Securing critical minerals in high demand for clean energy, electric vehicles, and aerospace has emerged as a major concern for countries worldwide due to their scarcity, supply risk, and lack of substitutes. The United States, the EU, Australia, Canada, and Japan have been cooperating to secure these minerals. Critical minerals are most often treated as by-products of metallurgical processes because of their low concentration in the crust of minable depth and high companionability to the major minerals. Feasibility studies for recovering critical minerals from mine wastes have been conducted in the EU and the United States, and some have resulted in commercial production. In Korea, tailings have been investigated to identify their environmental impact, mostly focusing on the behavior of heavy metals in them. In this review, we examine the trends of reprocessing tailings for recovering critical minerals and present the necessary information evaluating tailings as resources. To successfully assess the potential of tailings as resources, it is essential to build a database including the physical, chemical, and mineralogical properties of tailings as well as basic information such as geographic location and accessibility.


    청정에너지와 전기차, 항공우주 등에서 수요가 급증하는 핵심위기광물의 확보는 희소성과 공급의 불안정성, 대체재의 부재로 인해 세계 각국의 초미의 관심사로 대두되었다. 미국과 유럽연합, 호주, 캐나다 및 일본은 핵심위기광물을 확보하기 위한 국제적 공조에 힘을 쏟고 있다. 핵심위기광물은 채굴 가능한 깊이의 지각에서 함량이 낮고 주광물에 동반되기 때문에 대부분 주요 금속 생산의 부산물에 함유되어 있다. 광산폐기물로부터 핵심위기광물을 회수하기 위한 타당성 연구가 유럽연합과 미국 등에서 이루어져 왔으며, 상업적으로 생산된 경우도 보고되고 있다. 국내에서는 광산폐기물을 유해 중금속의 거동 파악이나 제거, 환경에 미치는 영향을 연구하는 대상으로 보는 것이 일반적이다. 본 해설에서는 광산폐기물의 재처리를 통한 핵심위기광물의 회수 가능성을 검토하기 위해 이와 관련된 전반적인 동향과 자원으로서의 광산폐기물을 평가하기 위해 필요한 정보를 제시하였다. 무엇보다도 지형적 위치, 접근 가능성 등의 기본 정보부터 광산폐기물의 물리적·화학적·광물학적 분석 결과를 포함하는 데이터베이스 구축이 선행되어야 할 것이다.

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    August 2021
  • Review

    Analysis of Trends of New and Renewable Energy Businesses in Global Oil and Gas Companies

    글로벌 석유·가스 기업의 신·재생에너지 사업 동향 분석

    Dae-Mo Lee, Se-Yun Jung and Jong-Se Lim

    이대모, 정세윤, 임종세

    Based on the current climate system, governments worldwide are strengthening climate policy and expanding related regulations. Accordingly, global oil and gas companies ...

    현재 신기후체제를 기반으로 세계 각국 정부는 기후정책을 강화하며 관련 규제를 확대해나가고 있다. 이에 따라 글로벌 석유‧가스 기업들은 기후 위기에 대응하고 포스트 ...

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    Based on the current climate system, governments worldwide are strengthening climate policy and expanding related regulations. Accordingly, global oil and gas companies have invested in new and renewable energy projects to cope with the climate crisis and secure new growth engines in the post-Corona era. Similarly, domestic oil and gas companies are increasingly required to establish strategies for expanding new and renewable energy businesses, which require an understanding of business trends based on global markets and business cases. Although European and American companies have different business sizes owing to differences in responses to climate change and government policies, they have expanded their business areas using various methods in common. However, the new and renewable energy sectors in domestic companies have not yet advanced. Therefore, continuous efforts must be made to gain technological knowledge and experience to emerge as a global market in the future.


    현재 신기후체제를 기반으로 세계 각국 정부는 기후정책을 강화하며 관련 규제를 확대해나가고 있다. 이에 따라 글로벌 석유‧가스 기업들은 기후 위기에 대응하고 포스트 코로나 시대에 신성장 동력을 확보하고자 신‧재생에너지 사업에 투자하고 있다. 국내 석유‧가스 기업도 신‧재생에너지 사업 확대를 위한 전략 수립의 필요성이 증가하고 있으며, 이를 위해서는 세계 시장 및 사례를 바탕으로 사업 동향에 대한 이해가 필요하다. 유럽계와 미국계 기업은 기후변화에 대한 대응 방식과 정부 정책 등이 상이하여 사업 규모의 차이가 존재하지만, 공통으로 다양한 방식을 통해 사업 영역을 확장하고 있다. 반면, 국내 기업에서의 신‧재생에너지 부문은 아직 성숙하지 못한 단계에 있기에 향후 세계 시장으로 발돋움을 하기 위해서는 기술과 경험을 쌓기 위한 노력이 필요할 것이다.

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    August 2021
  • Review

    Analysis of Data Disclosure and Reservoir Model of the Volve Oilfield in the North Sea

    북해 Volve 유전 현장자료의 공공데이터화와 저류층 모델에 대한 분석

    Seoyoon Kwon, Minsoo Ji, Gayoung Park, Baehyun Min and Hoonyoung Jeong

    권서윤, 지민수, 박가영, 민배현, 정훈영

    Equinor, a Norwegian multinational energy company, disclosed approximately 5 TB reservoir big data of the Volve oilfield in the North Sea for ...

    2018년 6월 노르웨이 국영에너지기업 Equinor는 북해 Volve 유전의 코어, 검층, 모델 등 약 5 TB 규모의 저류층 빅데이터를 학술연구용으로 공개하였다. Volve 유전은 ...

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    Equinor, a Norwegian multinational energy company, disclosed approximately 5 TB reservoir big data of the Volve oilfield in the North Sea for academic purposes in June 2018. This disclosure is the first for oilfield data worldwide acquired during the whole life cycle of an oilfield. This data disclosure has been highlighted in areas with limited field data for educational and research purposes. This review introduces the big data of the Volve oilfield and analyze the reservoir model based on reservoir simulation. In addition, we discuss the significance of reservoir data opening that can contribute to the E&P business in the Republic of Korea.


    2018년 6월 노르웨이 국영에너지기업 Equinor는 북해 Volve 유전의 코어, 검층, 모델 등 약 5 TB 규모의 저류층 빅데이터를 학술연구용으로 공개하였다. Volve 유전은 석유 ‧ 가스산업에서 광구의 탐사, 개발, 생산, 종료까지 광구 운영 전주기에서 취득한 현장자료를 공공데이터로 개방한 세계 최초의 사례이다. Volve 유전의 데이터 개방은 연구와 교육 목적에서 신기술 개발뿐만 아니라 우수 인력양성을 유도한다는 측면에서 자원강국 대비 한정적인 현장자료를 보유한 국내 자원개발 분야에 시사하는 바가 크다. 본 해설은 Volve 유전 현장자료를 소개하고 저류층 시뮬레이션을 수행하여 Volve 유전의 저류층 모델을 분석하였다. 이를 통해 향후 E&P 분야로의 연구 활용성을 검토하고 저류층 빅데이터의 공공데이터화가 국내 자원개발분야에 기여할 방안을 고찰한다.

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    August 2021
  • General Remarks

    Application of Underground Cavity 3D Digitization and Figuration Technology to Underground Safety Industry

    지하공동 3차원 수치화 및 형상화 기술의 지하안전 산업분야 활용

    Soo-lo Kim, Gwan-in Bak and Seung-han Baek

    김수로, 박관인, 백승한

    The objectives of this study were to discuss the technical status of “Underground Cavity 3D Digitization and Figuration Technology (MIRECO EYE),” which ...

    본 연구는 광해방지 기술개발사업의 성과인 “지하공동 3차원 수치화 및 형상화 기술(MIRECO EYE)”의 현황과 산업 응용 그리고 미래 방향성을 논하였다. 이 ...

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    The objectives of this study were to discuss the technical status of “Underground Cavity 3D Digitization and Figuration Technology (MIRECO EYE),” which was developed as a result of mine reclamation technology development, its industrial application, and future directions. This technology includes an equipment and a general operation technique that measures the three-dimensional figuration of underground cavity and space. Currently, this technology is being used not only in the mining industry but also in a variety of industrial fields, for example, in urban and road sinkhole risk surveys, underground construction and safety surveys, and marine structure safety surveys, and for military (security) purposes. As the future direction of this technology, this study briefly introduces a user-friendly environment for digital transformation.


    본 연구는 광해방지 기술개발사업의 성과인 “지하공동 3차원 수치화 및 형상화 기술(MIRECO EYE)”의 현황과 산업 응용 그리고 미래 방향성을 논하였다. 이 기술은 지하공동의 3차원 형태를 실측하는 장비 기술 및 총괄 운용 기술이다. 현재 이 기술은 광업분야 뿐만 아니라, 도심지 및 도로 싱크홀 위험 조사, 지하시설 시공과 안전 조사, 해양구조물 안전 조사, 군(안보) 목적 조사까지 다양한 분야에 활용되고 있다. 이 기술의 미래 추진 방향성으로서 사용자가 편한 환경 ‘디지털 트랜스포메이션’을 간략하게 소개하였다.

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    August 2021