초분광원격탐사를 활용한 지질, 광물자원, 환경오염의 영상화기법 고찰

유재형(Jaehyung Yu) 한국암석학회 2021 한국암석학회 학술발표회 논문집 Vol.2021 No.8

초분광원격탐사를 활용한 마그네사이트 광체 및 탄산염 광물 영상화기법 고찰

유재형(Jaehyung Yu),정바루(Baru Chung),김남훈(Namhoon Kim),이범한(Bum-Han Lee),고상모(Sang-Mo Koh) 대한지질학회 2019 대한지질학회 학술대회 Vol.2019 No.10

시각장애인의 길안내를 위한 정적-동적 영상정보의 음성변환 시스템

유재형(Jaehyung Yu),한영준(Youngjoon Han),한헌수(Hernsoo Hahn) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.11

This paper proposes the system that converts information included in an image to voice fur guiding blind people so that they may walk without any other support. For this purpose. this paper proposes the algorithms that estimates user’s position, existence and position of obstacle on the way, and walking direction to walk without collision access direction that move in road. These algorithms have been implemented as an embedded system with a camera and a head set, and the user wearing this system could walk successfully without collision.

차선과 도로영역 정보를 이용한 전방 차량 영역의 추출 기법

유재형(Jaehyung Yu),한영준(Youngjoon Han),한헌수(Hernsoo Hahn) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회논문지 Vol.18 No.6

본 논문은 복잡한 도로 영상에서 차량 검출의 효율성을 높이기 위해 체인코드를 이용한 차선의 검출로부터 도로 영역을 찾아 차량이 존재하는 차량 영역의 추출 기법을 제안한다. 먼저, 복잡한 도로 영상에서 정확한 차선을 검출하기 위해 체인코드를 이용하여 에지 화소들간의 연결성을 고려한다. 주행 차량의 방향과 일치하는 차선을 검출한 후, 중앙의 차선으로부터 차도의 폭과 차선의 소실점을 찾아 인접하는 차도를 찾는다. 마지막으로 주행 차선과 인접 차선을 포함하는 도로 영역 내에 차량의 에지 정보를 이용하여 차량이 존재하는 차량 영역을 추출한다. 따라서, 제안하는 차량 영역의 추출 기법은 복잡한 배경을 갖는 도로 영상에서 차량의 검출율을 높이고 추출된 차량 영역에 한정할 수 있기 때문에 차량을 검출하는데 매우 효율적이다. 본 논문은 제안하는 차량 영역의 추출 기법의 우수성을 복잡한 도로 영상에서 차량 검출율의 실험을 통해 검증하였다. This paper proposes a new algorithm of extracting forward vehicle areas using the acquired lanes and road area information on road images with complex background to improve the efficiency of the vehicle detection. In the first stage, lanes are detected by taking into account the connectivity among the edges which are determined from a method of chain code. Once the lanes proceeding to the same direction with the running vehicle are detected, neighborhood roadways are found from the width and vanishing point of the acquired roadway of the running vehicle. And finally, vehicle areas, where forward vehicles are located on the road area including the center and neighborhood roadways, are extracted. Therefore, the proposed scheme of extracting forward vehicle area improves the rate of vehicle detection on the road images with complex background, and is highly efficient because of detecting vehicles within the confines of the acquired vehicle area. The superiority of the proposed algorithm is verified from experiments of the vehicle detection on road images with complex background.

몽골 우기누르 철-망간 부존 지역의 3차원 지질모델과 자력탐사 결과의 비교분석

이정아,유재형,박계순,이범한,김인준,허철호,Lee, Jeong-a,Yu, Jaehyung,Park, Gyesoon,Lee, Bum han,Kim, In-Joon,Heo, Chul-Ho 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.4

본 연구는 몽골 아르항가이 주 남동부 지역에 위치하는 우기누르 철-망간 광화대에 대해 3차원 지질모델을 구축하고 자력탐사와 비교 분석하여 지질 내 광체의 분포 특성을 유추하였다. 단면도 구축, Surface 모델링, 엽리 모델링 및 솔리드 모델링의 4단계로 3차원 지질모델을 구축한 결과, 연구지역 1과 2는 북서방향의 단층을 경계로 서부에는 문군체층이 동부에는 야실층이 분포하며 지질암체 내 표현된 엽리의 주된 주향 방향은 북서방향을 보이며 이러한 경향성은 지질경계를 이루는 북서방향 단층과의 유사하다. 연구지역의 자력탐사 자료를 이상치 분포특성에 따라 살펴본 결과, 자화율의 임계값이 낮을수록 이상치 분포대가 수직적인 분포를 보이는 경향이 관찰되나 임계값이 높아짐에 따라 이상대의 분포가 점차 지표 및 이와 인접한 천부에 집중된다. 자력탐사 이상대의 분포와 지질분포를 3차원 상에서 비교분석한 결과, 연구지역 1에서 자력탐사 이상대의 분포가 주로 북서방향 단층의 서부에 분포하는 문군체층에 신장된 형태의 렌즈상으로 분포하나, 연구지역 2의 경우 문군체층과 야실층에 균등한 분포를 보인다. 3차원 지질모델과 자력탐사 분포 특성을 비교분석 결과를 살펴보았을 때 본 연구지역에서는 실루리아기에 광화작용과 연관된 화산활동이 있었으며, 이 후 발생한 구조운동에 의해 광화대가 구조선을 따라 재배열 된 것으로 생각된다. This study constructed a 3D geological model for Uggi Nuur Fe-Mn mineralization zone in Mongolia, and the 3D geological distribution is cross-analyzed with magnetic anomaly distribution to figure out relationship between ore zone and subsurface geology. As a result of 4 step 3D modeling procedures including geological cross section, surface modeling, foliation modeling and solid modeling, the geology of the both study area is bordered by faults in NW direction with Munguntessj formation being located in the west side of the fault while Yashill formation is located on the other side of the fault. Moreover, the strike direction of foliation in the both formation shows same directional pattern with the NW faults. The magnetic anomaly distribution reveals that higher anomaly values are concentrated to near the ground surface. The analyses of 3 dimensional distribution between subsurface geology and magnetic anomaly indicates that higher anomaly is mainly distributed over the Munguntessj formation as a elongated lens bodies whereas the magnetic anomaly is evenly found in the both of Munguntessj formation and Yashill formation in the study area 2. It infers that volcanic activities associated mineralization occurred during silurian period, and the mineralized zone is thought to be realigned along the geological structures caused by later stage tectonic activities.

고지도 기반 환경변화연구 및 지형분석을 통한 명사십리 해안의 제4기 연안지대 이상기후 퇴적기록 적지선정

김지은,유재형,양동윤,Kim, Jieun,Yu, Jaehyung,Yang, Dongyoon 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.6

본 연구에서는 서해 명사십리 일대의 제 4기 극한재해 퇴적기록 보존지역을 선정하기 위해, 1918년 일제 강점기 지형도, 2000년 수치지형도, 1976년 항공사진 및 2012년 항공사진을 이용하여 작성한 수치표고모델과 지표이용도를 순차 비교 분석하여 연구지역의 퇴적환경 및 지표환경 변화를 고찰하였다. 연구지역의 지형적 특징은 지난 100여 년간 큰 변화가 없었으나 연구지역의 북부와 남부에는 고도의 변화폭이 상대적으로 큰 구릉지가 위치하고 해안에 평행하게 사구가 발달하며 연구지역 남부 사구의 후면으로 내륙에 평탄한 저지대가 위치한다. 연구지역 유수 및 퇴적물의 이동 방향을 분석한 결과 사구에서 내륙으로 이동하는 흐름과 내륙의 높은 지대에서 해안으로 이동하는 흐름이 연구 지역 중부를 가로지르는 하천을 향하여 이동하며 중남부 용정리와 남부 자룡리의 평탄한 저지대에 각각 $0.2km^2$의 넓이를 가지는 저수지역을 형성할 수 있다. 또한 연구지역 해수면 변화기록을 보존하는 지역을 찾기 위하여 해수면을 상승시킨 결과 해수면이 3 m 상승했을 때 침수되는 지역은 1918년 $3.4km^2$, 2000년 $3.64km^2$으로 저수지역이 형성되는 위치와 중첩되며 남부의 평탄한 저지대가 해수범람 퇴적층의 형성이나 퇴적물의 집적에 용이한 환경임을 지시한다. 100여 년간 인간의 활동으로 인한 지표 환경 변화가 제한적이었던 지역은 약 $3.51km^2$의 면적으로 연구지역 중부에서 남부에 분포하며 1918년에는 점토 퇴적지, 논으로 활용되었고 2012년에 이르러서는 모두 논으로 이용되고 있다. 연구지역의 퇴적환경과 지표이용변화를 중첩 분석한 결과, 제4기 퇴적기록을 보존하고 있을 가능성이 가장 높은 지역은 연구지역 중부에 약 $0.15km^2$, 남부에 $0.09km^2$의 면적으로 존재하며 이 지역을 중심으로 과거 이상기후 퇴적기록을 연구하는 것이 효과적일 것으로 기대된다. This study selected optimal sites in Myeongsasimni located in west coast of Korea for stratigraphic research containing extreme climate event during quaternary period by spatio-temporal analyses of changes in sedimentary environment and land use employing 1918 topographic map, 2000 digital terrain map, 1976 and 2012 air photographies. The study area shows no significant changes in topographic characteristics that hilly areas with relatively large variations in elevation are distributed over north and south part of the study area, and sand dues are developed along the coast line. Moreover, flat low lying areas are located at the back side of the sand dues. The movement of surface run off and sediment loads shows two major trends of inland direction flow from back sides of sand dunes and outland direction flow from high terrains inland, and the two flows merge into the stream located in the center of the study area. Two sink with individual area of $0.2km^2$ are observed in Yongjeong-ri and Jaryong-ri which are located in south central part and south part of the study area, respectively. In addition, sea level change simulation reveals that $3.4km^2$ and $3.64km^2$ are inundated with 3 m of sea level rise in 1918 and 2000, respectively, and it would contribute to chase sea level change records preserved in stratigraphy. The inundated areas overlaps well with sink areas where it indicates the low lying areas located in south cental and south part of the study area are identical for sediment accumulation. The areas with minimal human impact on sediment records over last 100 years are $3.51km^2$ distributed over central and south part of the study area with the land use changes of mud and rice field in 1918 to rice field in 2012. The candidate sites of $0.15km^2$ in central part and $0.09km^2$ in south part are identified for preferable locations of geologic record of extreme climate events during quaternary period based on the overlay analysis of optimal sedimentary environment and land use changes.

3차원 모델링을 활용한 북한 무산광산일대의 자원량 및 생산량 추정

배성지,유재형,고상모,허철호,Bae, Sungji,Yu, Jaehyung,Koh, Sang-Mo,Heo, Chul-Ho 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.5

남한은 철강의 수요나 생산에 비해 그 원료가 되는 철광석의 생산이 미약한 반면, 북한은 상당한 철 매장량을 보유하고 있으나 자원량에 비해 생산량이 극히 미진하다. 또한 북한의 폐쇄성으로 인해 북한의 자원에 대한 정보가 미비하고, 그 신뢰성에 의문이 있다. 본 연구는 북한의 철광산 중 세계적인 노천광산으로 알려진 무산광산을 대상으로, Landsat MSS, ASTER 위성영상자료와 수치지형도를 통해 1976~2007년 사이의 자원량과 생산량을 추정하였다. 원격탐사를 통해 산정한 무산광산의 넓이는 1976년을 기준으로 총 약 $6.1km^2$의 면적이 증가하였으며, 광산 내 채광지의 크기는 지도대수기법을 통해 $4.9km^2$로 산정되었다. 또한, 산정된 채광지 내 약 3.2억 $m^3$의 체적을 3차원 모델링을 이용하여 산출한 후, 무산광산과 동일한 암상으로 간주되는 중국 안산층의 철광석 평균밀도와 연산하여 약 7.3억 톤의 자원량과 약 2.4억 톤의 생산량을 추정하였다. 이 수치는 연 평균 810만 톤 수준의 생산량으로, 기존에 보고된 수치와 비교하였을 때, 상당한 일치성을 보였다. 본 연구는 남북자원교류사업을 위한 기초자료로써 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. Korea is a global steel producer and a major consumer while iron ore producing is very low compared to the demand. On the other hand, North Korea holds tremendous amount of iron reserves and, however, its producing rate is limited. Moreover, the data regarding mineral resources of North Korea is very limited and uncertain because of political isolation. This study estimated the amount of iron ore resource and production amount for the Musan Iron mine, the world-known open-pit mine of North Korea, using satellite imagery(Landsat MSS, ASTER) and digital maps between 1976 to 2007. As a result, the mining area of Musan mine was increased by $6.1km^2$ during the 30 years and the mining sector was estimated as $4.9km^2$. We estimated the iron resources and production amount of 0.7 and 0.2 billion metric tons, respectively based on 3D modeling and average iron ore density of Anshan formation in China. This amount indicates 8.1 million tons of annual average production and it coincides well with previous reports. We expect this study would be utilized significantly on inter-Korean exchange programs by providing trustable preliminary data.

고창군 해리면 사반리 일대 3차원 지질모델링을 활용한 제4기 퇴적환경분석

신혜인,유재형,배성지,양동윤,한민,Shin, Haein,Yu, Jaehyung,Bae, Sungji,Yang, Dongyoon,Han, Min 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.4

본 연구는 고창군 해리면 사반리에 대해 3차원 지표모델과 3차원 지질모델을 기반으로 고창지역의 제4기 극한 기후에 따른 퇴적기록 분포 특성에 대해 분석하였다. 3차원 지표지질 모델 및 하부지질모델을 구축한 결과, 연구지역의 지질은 기반암, 플라이스토세 퇴적층, 홀로세 퇴적층이 순차적으로 퇴적되었으며, 주로 기저부의 기반암과 상부의 홀로세 퇴적층이 주를 이룬다. 또한 플라이스토세 퇴적층은 연구지역의 동부에 렌즈상의 퇴적층으로, 북동부에 쐐기상의 형태로 관찰된다. 연구지역의 홀로세 퇴적층은 전체적으로 모래층과 점토질 실트층이 순차적으로 퇴적된 지역으로, 이는 해침 환경 당시 퇴적된 하성층으로 사료된다. 특징적으로 연구지역 동부에 분포하는 플라이스토세 점토질 실트층과 홀로세 모래층은 와지 형태로 관측되며 과거 극한기후에 민감하게 영향을 받는 오버워시에 의한 폭풍퇴적물로 사료된다. This study examined stratigraphic research containing extreme climate event during Quaternary period in Saban-ri, Haeri-myeon, Gochang by constructing 3D topographic model and 3D geological model. As a result of 3D topographic model and subsurface geological model, the geology of study area accumulated bedrock, Pleistocene series, and Holocene series chronologically. Most of the study area consist of bedrock on basement and Holocene series on upper layer. Additionally, Pleistocene series are presented as lens-shaped deposit on eastern part, and wedge-shaped deposit on northeastern part. Holocene layers consist of sand and clay-silt layer deposited sequentially where implies fluvial deposits on transgression environment. Distinctively, Pleistocene clayey silt layer and Holocene sand layer on eastern are observed as pond shape deposits that are considered as storm-related deposits originated from overwash system caused by extreme paleoclimate.

당두 연-아연 광상의 산출광물과 화학조성

임온누리,유재형,고상모,허철호,Lim, Onnuri,Yu, Jaehyung,Koh, Sang Mo,Heo, Chul Ho 대한자원환경지질학회 2013 자원환경지질 Vol.46 No.2

당두 연-아연 광상 주변의 지질은 선캠브리아 기반암류인 변성암류와 그 상부를 피복하는 오르도비스기의 돌로마이트, 석회암, 석회규산염암, 혼펠스, 그리고 이를 관입한 중생대와 백악기의 화강암류 및 암맥들로 구성되어있다. 광상은 오르도비스기의 석회암층 내 열극을 따라 $N20{\sim}40^{\circ}W$방향으로 교대한 연-아연 스카른광상이다. 당두광상에서 주로 개발된 광체는 -30 m level의 연장 10 m, 폭 3 m규모의 $N20^{\circ}E$, $50^{\circ}NW$방향으로 발달한 광체와 연장 15 m, 폭 3 m 규모의 $N30^{\circ}E$, $50^{\circ}NW$방향으로 발달한 광체, 포켓상 광체가 있으며, -63 m level의 폭 2 m, 연장 20 m규모의 $N20^{\circ}E$, $45^{\circ}NW$방향으로 발달한 광체가 있다. 주요 광석광물로는 섬아연석, 황동석, 자류철석, 방연석, 자철석, 황철석이 있으며, 자연창연, 휘창연석, 헤사이트, 코살라이트, 백철석이 소량 수반된다. 섬아연석의 정량분석 결과 평균 FeS 14.14~18.08 mole%, CdS 0.44~0.70 mole%, MnS 0.52~1.13, 1.53~2.09 mole%의 범위를 갖는다. 방연석은 평균 0.54 wt.%의 소량의 은을 함유하며, 일부 시료에서는 1.47 wt.%에 이르는 은을 함유하기도 한다. 코살라이트는 평균 Ag 2.43 wt.%, Bi 44.36 wt.%, Pb 35.05 wt.%의 조성을 보이며, 평균 화학식 $Pb_{1.7}Bi_{2.1}Ag_{0.2}S_5$ 로 Bi가 소량 부화되었으며, Ag를 소량 포함하는 것이 특징이다. 스카른광물로는 녹렴석, 녹니석, 석류석, 단사휘석, 투각섬석, 석영, 방해석이 있다. 광체는 중심부로부터 외곽부로 대칭적인 분포를 보이며, 중심부로부터 녹렴석-단사휘석대, 녹렴석-단사휘석-녹니석대, 녹렴석-석류석-단사휘석대 순으로 분포한다. 석류석의 화학조성은 광체 중심부에 해당하는 녹렴석-단사휘석대에서 외곽부인 녹렴석-단사휘석-녹니석대 및 녹렴석-석류석-단사휘석대로 감에 따라 그로술라의 비율이 높아지는 경향을 보인다. 단사휘석은 투휘석-헤덴버자이트 고용체로 산출되며, 녹렴석-단사휘석대에서 녹렴석-단사휘석-녹니석대, 녹렴석-석류석-단사휘석대로 감에 따라 요한세나이트의 비율이 높아지는 경향을 보인다. 광화작용은 단일광화작용에 의해 이루어졌으며, 조기는 스카른광물 정출기, 중기는 광석광물 정출기, 말기는 저온성 광석광물의 정출기이다. 주요 광석광물은 중기~말기에 걸쳐 형성되었다. 자류철석의 변질산물인 백철석-황철석의 공존 온도와 코살라이트의 형성온도로 미루어보아 저온성 광물 정출기의 온도는 $125{\sim}300^{\circ}C$로 생각된다. 광화작용에 따른 광석광물의 형성 온도에 의하면 조기에서 말기로 감에 따라 $600^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$ 이하의 환경까지 온도가 낮아졌을 것으로 추정된다. The Dangdu Pb-Zn deposit is located at approximately 10 km south of Jecheon, Korea. Geology of Dangdu deposit area consists of Pre-cambrian metamorphic rocks, Ordovician sedimentary rocks, Jurassic and Cretaceous igneous rocks. The ore deposit is developed along the fracture trending $N20{\sim}40^{\circ}W$ in Ordovician limestone and is considered to be a skarn type ore deposit. The shape of ore bodies developed in the Dangdu ore deposit can be divided into lens-form(two ore bodies of -30 m level adit and one ore body of -63 m level adit) and pocket-form developed in -30 m level adit. Ore minerals observed in the ore deposits are magnetite, pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, sphalerite, galena, cosalite, marcasite, hessite, native Bi and bismuthinite. Chemical composition of sphalerite ranges FeS 14.14~18.08 mole%, CdS 0.44~0.70 mole%, MnS 0.52~1.13, 1.53~2.09 mole%. Galena contains a small amount of silver with an average of 0.54 wt.%. An average composition of cosalite is Ag 2.43 wt.%, Bi 44.36 wt.%, Pb 35.05 wt.% which results the chemical formula of cosalite as $Pb_{1.7}Bi_{2.1}Ag_{0.2}S_5$. Skarn minerals consist of epidote, garnet, pyroxene, tremolite, quartz and calcite. The zoning pattern of the ore deposit can be subdivided into epidote-clinopyroxene zone, epidote-clinopyroxene-chlorite zone and epidote-garnet-clinopyroxene zone from the central part of the ore body towards the wall rocks. The chemical composition of garnet shows an increasing trend of grossular from epidote-clinopyroxene zone to epidote-garnet-clinopyroxene zone. Clinopyroxene occurs as a solid solution of diopside and hedenbergite, and the ratio of johannsenite increases from epidote-clinopyroxene zone to epidote-clinopyroxene-chlorite and epidote-garnet-clinopyroxene zones. The mineralization of the ore deposit is considered to be one stage event which can be separated into early skarn mineralization stage, middle ore mineralization stage and late low temperature mineralization stage. The temperature estimation from the low temperature mineralization range from $125{\sim}300^{\circ}C$ which is considered to be representing the temperature of late mineralization.

폐석탄광 하류 밭토양 및 논토양의 중금속 함량과 광물조성에 따른 분광학적 특성

서지희,유재형,고상모,이범한,Seo, Jihee,Yu, Jaehyung,Koh, Sang-Mo,Lee, Bum Han 대한자원환경지질학회 2020 자원환경지질 Vol.53 No.6

본 연구는 폐석탄광산인 옥동탄광 하류에 위치한 밭토양과 논토양을 대상으로 중금속함량, 광물조성, 분광특성을 고찰하였다. X선 형광분석 결과 밭토양과 논토양 모두 비소가 토양환경오염 우려기준을 초과하여 검출되었으며 밭토양이 논토양보다 중금속오염지수가 상대적으로 높은 것을 확인하였다. X선 회절분석 결과 밭토양과 논토양 모두에서 석영, 방해석, 고령토, 일라이트, 스멕타이트, 자철석 그리고 적철석 광물이 검출되었다. 또한 유기물 분석을 실시한 결과 밭토양의 유기물 함량 변이가 더 큰 것으로 나타났다. 분광분석 결과 밭토양과 논토양의 전체적인 반사도 곡선의 양상과 흡광특성은 유사하게 발현됨을 확인하였다. 490nm 부근과 900nm 부근에서 토양 내 산화철에 의해, 1410nm, 1910nm 부근과 2200nm 부근에서 점토광물인 고령토와 스멕타이트군에 의한 흡광특성이 두드러지게 나타났으며 유기물의 함량이 많을수록 반사도가 감소하였다. 흡광 깊이는 밭토양과 논토양 모두 흡광특성이 발현되는 곳에서 오염 지수가 높아짐에 따라 흡광깊이는 얕아졌으며, 유기물 함량이 증가함에 따라 490nm 부근과 1916nm 부근의 흡광깊이가 얕아지는 경향을 보였다. This study analyzed heavy metal concentration, mineral composition, and spectral characteristics of heavy metal contaminated soil samples of cropland and rice field located in downstream of abandoned Okdong coal mine. X-ray fluorescence analysis detected heavy metal elements including cadmium, copper, arsenic, lead, zinc and nickel in the soils. Both cropland and rice field samples were severely contaminated with arsenic showing higher concentration over the concerned standard. The pollution index of cropland samples was higher than that of rice field samples. X-ray powder diffraction analysis identified that the mineral composition of cropland and rice field samples is similar with quartz, calcite, kaolinite, illite, smectite, magnetite and hematite. The range of organic matter content were more widely distributed in cropland samples. The spectral analysis showed that the reflectance spectra and the absorption features of cropland and rice field samples were alike. The absorption features that appeared near 490nm and 900nm were attributed to the ferric iron, and clay minerals such as kaolinite and smectite caused the absorption features at 1410nm, 1910nm and 2200nm. The reflectance of the soil spectral decreased with an increase in organic content. The absorption depths of both types of soil samples decreased with higher organic matter content at 490nm and 1916nm as well as higher heavy metal concentration.