탐사신호 처리·분석 기술 필요
최근 서울 도심에서 발생한 다수의 싱크홀이 시민의 불안감을 증폭시키고 있는 가운데, 싱크홀의 원인이 되는 지하 동공, 노후 상하수도관 누수 등을 신속하게 찾아 예방하는 특허 기술의 중요성이 주목받고 있다.
현재 국내에 도입되어 운영되고 있는 지하탐사장비들은 대부분 외산으로 국내 도심지 ‘지하 동공’ 탐사에 큰 역할을 못하고 있다. 이는 국내 도심 지질특성을 제대로 반영하지 못한다는 것과 탐사신호 처리·분석의 어려움 등이 원인인 것으로 알려졌다.
전문가들 역시 지질특성을 고려한 최적화된 탐사신호 처리·분석 기술 개발이 필요하다는 입장이다.
그러나 이에 대한 연구 개발 및 특허출원은 저조한 것으로 조사되었다.
특허청(청장 김영민)에 따르면, 최근 5년(’09~’13)간 지하탐사관련 특허출원(총 183건) 중 ‘지하 동공’ 등 지하지형탐사 기술 분야가 56%에 이르고 있으며, 연도별로 지속적으로 증가하고 있으나, 그 속내를 들여다보면, 지하탐사장비 배치나 조합에 관한 특허출원이 83%로 대부분을 차지하고, 탐사신호를 처리·분석하는 등 싱크홀 진단을 위한 핵심기술 분야의 특허출원은 17% 수준에 머무르고 있다고 한다.
미국의 경우, 지하탐사 정확도를 향상하기 위한 탐사신호 처리·분석 등의 특허출원 비중이 한, 미, 일 3국 중 가장 높은 24%를 차지하고 있으며, 이는 지질특성 및 지하 동공 지도 정보를 활용한 도심 지하 이상 유무를 신속·정확하게 파악하기 위한 연구개발이 활발히 이루어지고 있기 때문이다.
반면, 국내는 아직 최적화된 탐사신호 선택을 위한 도심 ‘지하 지도’가 부족하고, 탐사신호 처리·분석 기술 등의 특허출원도 현장 취득 탐사신호를 실내에서 단순 분석하는 기술 등으로 국한되어, 다양한 지질특성이 있는 도심에 적용하는 데는 어려움이 따른다. 따라서 거미줄처럼 얽힌 대도시 지하의 지질특성의 정보화 및 지하 이상 유무를 신속·정확하게 찾아낼 수 있는 한국형 탐사신호 처리·분석 기술 개발이 필요하다.
천세창 특허심사1국장은 “싱크홀을 재난으로 인식하고, 국내 지질특성 파악 및 싱크홀 발생원인을 사전에 찾아 예방하기 위해서는 한국 지질특성에 맞는 탐사신호 처리·분석 기술 개발이 절실”하다면서 “이제 우리도 선진국 수준의 싱크홀 관리가 필요한 시점”이라고 말했다.
* 국내 지하탐사 기술 현황
> 주요 지하탐사장비
- 국내에서 사용되는 지하 투과 레이더(GPR) 제품은 대부분 외산
* 서울시 보유 GPR(스웨덴 Mala社), 한국도로공사 보유 GPR(미국 GSSI社)
- 국내 기업으로 ‘(주)이성엔지니어링’ GPR 국산화(’12년)
* 현재, 육군 땅굴 탐지시스템으로 운영 중
> 전문가 그룹이 제시하는 기술개발 방향
- 한국 지형에 적합한 탐사신호 처리·분석 기술이 핵심
- 도심지 대심도 지하의 신속한 탐사 기술 개발 필요
* 최근 5년(’09~’13)간 국내 지하탐사 관련 기술 특허출원 현황
* 특허출원건수: 16건(’09년)→18건(’10년)→22건(’11년)→26건(’12년)→20건(’13년)
* 최근 5년(’09~’13)간 미, 일의 지하지형탐사 기술 특허출원 현황
* 미국의 싱크홀 예방 관리 현황
> 「싱크홀 지도」제작 및 「지역별 대응 매뉴얼」 작성 및 홍보
- 지질학적 요인*에 의해 미국 전역에 걸려 ‘자연적 싱크홀’ 발생
* 석회암 침식 지형에 의해 전체 면적의 20%가 싱크홀 발생 가능(플로리다, 텍사스, 알라바마, 미주리, 켄터키, 테네시, 펜실바니아 등) [출처 : 미국지질조사국(USGS)]
> 3차원 지하 투시 이미지 레이더*(GPiR; Ground Penetrating Imaging Radar): GPR 원리를 이용하여 3차원 지하 영상 자료 작성
* ‘CART 영상 시스템’이라는 명칭으로 상용화(2000년), 지하 6~10ft(1.8~3.0m) 지하 매설물에 대한 3차원 지도화 작업에 효과적
> 최근 탐사신호 처리·분석에 관한 특허출원
출원번호 | 기술내용 |
US13536813 (’12.06.28.)) | 실시간으로 변수 정보에 기초하여 측정되는 반사파 부분의 반사파 특성과 알려진 특성을 비교하여 반사파를 분석하고, 지하 이상 유무 판단
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