드론 기반 지형변위 분석을 통한 고지진 운동특성 이해: 주향이동단층 사례연구 (Kinematics of paleo-earthquake ruptures based on geomorphic offset analysis using drone-derived topographic data: case studies on strike-slip faults)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 60권 / 1호 / 37 ~ 50페이지
· 저자명 : 최채현, 최진혁, 방은석, 이호일

초록

미래 중대형지진의 특성을 이해하기 위한 방법 중 하나는 과거 중대형지진으로 인한 지표지질의 변형 기록을 분석하는 것이다. 특히, 지형학적 변형 기록을 통해 고지진에 수반된 지표파열의 분포와 변위정보(변위량/변위률)를 파악하는 것이 중요하다. 최근 고지진 조사에서는 지형분석에 있어 위성, 유인항공기와 더불어 드론(또는 무인항공기) 기반의 고해상도 원격탐사 자료를 이용한 연구가 시도되고 있다. 이번 연구는 한반도 동남부의 양산단층 경주 삼릉지역과 몽골 중부의 모고드단층을 대상으로 드론에 의해 취득된 수치표고모델을 활용한 지형분석을 통해 고지진의 운동감각과 변위를 평가하였다. 경주 삼릉지역의 양산단층에 대해, 드론 라이다 기반의 수치지형모델을 이용해 지진지표파열에 평행한 방향과 직교하는 방향의 지형단면 분석을 수행하였고, 이를통해 고지진의 주향이동 운동감각을 추론하였다. 몽골 모고드단층은 변위하천이 잘 발달하는 지점을 대상으로 드론 촬영사진 기반의 수치표면모델을 제작하여 MATLAB 기반 GUI LaDiCaoz를 이용해 변위하천 및 지형 복원을 수행하였고, 그 결과 약 33 m 수평 및 2 m의 수직변위를 측정했다. 2차원 지형단면도 분석결과와 3차원 지형 복원 결과는 서로 다른 운동감각의 겉보기 수직변위를 보였는데, 이는 경사진 지형면이 수평 변위를 겪은 결과로 해석된다. 본 연구결과는 위성 및 유인항공기에 비해 상대적으로낮은 운영 고도에서 고해상도의 자료를 짧은 주기로 취득할 수 있는 드론 자료가 지진 지표변위 분석에 유용하게 활용될 수 있음을보여주며, 향후 화산, 산사태, 지반침하 등 지표변형을 수반하는 지질재해 연구에도 적용 가능할 것으로 판단된다.

영어초록

One of the approaches to understand the characteristics of potential major earthquakes is to investigate the geologic records of surface deformation associated with paleo-earthquakes. In particular, it is important to estimate offset and slip-rate along the surface ruptures based on analysis of geomorphic offset markers. Recently, together with satellite and aerial vehicles, drones (or unmanned aerial vehicles) could provide high-resolution geospatial data and this leads to enhance our topographic analysis. Here, we investigate geomorphic offset along the paleo-earthquake surface ruptures on Yangsan Fault, S. Korea, and Mogod Fault, Mongolia using a drone-derived Digital Elevation Model (DEM). In the Gyeongju Samreung site lying on the Yangsan Fault, we use drone LiDAR-derived Digital Terrain Model (DTM) to conduct topographic profiles parallel and perpendicular to earthquake surface ruptures. The most notable result is the along-fault variations in vertical separations, and this enables us to infer that the Yangsan Fault underwent mostly strike-slip earthquakes. On the Mogod Fault, we estimate ~ 33 m of horizontal offset and 2 m of vertical offset based on the reconstruction of the offset channel using MATLAB-based GUI LaDiCaoz. Senses of vertical separation are in discord between the topographic profile (2D) analysis and the 3D geomorphic reconstruction, and we attribute this difference to the dominant horizontal offset of the inclined geomorphic feature. Our study highlights that the drones offer significant advantages for analyzing earthquake surface ruptures due to their ability to collect high-resolution data at low altitudes quickly. We expect these findings will be beneficial for studying other geological events involving surface deformation such as volcanoes, landslides, or ground subsidence.

참고자료

· 없음