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[기획] 지하 비금속관로 GPR탐사의 한계성을 가능성으로 전환

√ 국토지리정보원, GPR탐사업무 개선 및 활용적인 발전 방안 마련
√ 지하시설물 GPR 탐사방법의 안정적인 도입과 활용성 강화
√ GPR 탐사 경험 보다 지하시설물의 이해가 더 필요해

김영도 기자 | 기사입력 2022/10/28 [11:41]

[기획] 지하 비금속관로 GPR탐사의 한계성을 가능성으로 전환

√ 국토지리정보원, GPR탐사업무 개선 및 활용적인 발전 방안 마련
√ 지하시설물 GPR 탐사방법의 안정적인 도입과 활용성 강화
√ GPR 탐사 경험 보다 지하시설물의 이해가 더 필요해

김영도 기자 | 입력 : 2022/10/28 [11:41]

▲ 지하공간통합지도 개념도  © 국토매일


[국토매일=김영도 기자] 국민 생활편의에 필요한 기반시설물인 지하시설물은 지하안전관리에 관한 특별법으로 상수도, 하수도, 전력시설물, 전기통신설비, 가스공급시설, 공동구, 지하차도, 지하철 등 지하를 개발ㆍ이용하는 시설물로 정의하고 있다.

 

과거에도 이러한 기반시설에 대한 인식부족과 관리미흡 등으로 피해가 발생했을 때 단순히 이용자의 불편뿐만 아니라 막대한 인명과 재산상의 손실을 가져다 줄 수 있다는 것을 경험해왔다.

 

최근 GPR(Ground Penetrating Radar)탐사 기술이 활발하게 적용되면서 지하시설물 전산화 사업을 중심으로 상수시설의 비금속관로 구간 등 기존의 금속관로 탐사기 또는 수몰, 토사로 인하여 조사가 불가능한 관로에 적용해 불탐되는 것을 최소화하는데 활용된다.

 

국토교통부는 GPR탐사기술에 대한 활용과 검증이 증가하면서 지하안전관리를 위한 지하공간정보 통합구축을 목적으로 지하시설물의 정확도 제고를 위한 측량업 등록장비 기준으로 금속관로 탐자기 뿐만 아니라 GPR탐지기를 확대 도입할 수 있도록 올해 7월 ‘공간정보 구축 및 관리 등에 관한 법률 시행령 및 시행규칙’ 개정령 입법예고를 시행했다.

 

GPR탐사기술이 법개정을 통해 도입이 결정됐지만 아직까지 지하시설물 탐사를 위한 작업규칙 등 탐사방법론에 대한 수준 높은 표준과 기준이 없다 보니 GPR장비를 보유한 기업의 자체기술력을 통해 탐사가 이루어지고 있는 경향이 크다.

 

특히 표준화된 성과를 얻어 이를 성과심사를 통해 검증할 방법이 없고 전산화 사업 등에 반영할 수 있는 품셈 등 제도개선을 위한 기반 연구가 요구되면서 탐사의 일관성과 재현성을 확보해 탐사의 활용성을 높이기 위한 제도 개선 방안이 필요한 시점으로 보인다.

 


GPR 탐사업무 개선 및 활용적인 발전 방안 도출


 

국토지리정보원은 GPR탐사업무와 장비 활용의 표준화를 위한 ‘GPR 관로탐사기를 활용한 지하시설물탐사 제도개선 및 발전방안 연구’ 용역을 발주해 올포랜드가 컨소시엄을 꾸려 GPR탐사업무 개선 및 활용적인 발전 방안 등을 마련했다.

 

올포랜드 컨소시엄은 민관산연 등으로 구성된 자문위원과 공간정보품질관리원 공동으로 지난해 10월부터 올해 5월 20일까지 230일여 동안 ▲지하시설물 관로탐사기 도입방안 ▲GPR 관로탐사 표준작업방법 현장검증 ▲기술교육 등 GPR 활성화 방안 연구 등을 수행했다.

 

이번 연구성과는 탐사가 불가능했던 비금속관로에 대한 대안기술이 도입되면서 신뢰성을 위한 재현성을 확보하기 위한 GPR탐사기술에 대한 지하시설물 탐사방법을 마련하는 단초를 제공했다는 점이다.

 

탐사방법론 정립에 따라 성과심사방안과 표준품셈안, 지하시설물 GIS DB구축사업에 적용할 수 있는 기반을 마련하고 GPR탐사 기술의 안정적인 도입에 따른 활용성 강화를 위해 기술교육 방안과 활용방안을 제시한 것이 주요 성과로 비쳐진다.

 

먼저 지하시설물 GPR탐사는 지상연결 시설물을 통해 유전상수를 산출하고 검증하며, 이 시설물을 통해 탐사의 판독기준이 되는 영상자료를 취득해 영상자료의 결과가 탐사 시점에 따라 다르다는 것을 알 수 있었다.

 

▲ ※본 사진은 기사와 무관한 GPR 탐사자료 사진입니다.  © 국토매일

 

장비의 주파수나 제조사별로 동일한 장소에서 다르게 나타나는 유전상수를 지상연결 시설물에 위치한 관로의 매설깊이 기준으로 검증한 영상자료를 통해 탐사성과를 판단하면서 GPR탐사의 많은 경험보다 지하시설물의 이해가 더 필요한 작업방법을 제시할 수 있게 됐다는 결론을 도출했다.

 

또 지하시설물 GPR탐사는 유전상수를 산출하고 검증한 영상자료의 Hyperbola 형상을 기준으로 탐사성과를 검증할 수 있었다. 

 

탐사지점을 이동할 때마다 Hyperbola 형상의 패턴을 분석해 관로를 선택해 Hyperbola 형상이 사라지거나 변형된 경우 탐사 반대방향으로 이동해 관로의 변화지점을 찾을 수 있었다는 것이 유의미하다. 

 

특히 이러한 탐사방법은 관로의 상하월, 급격한 방향변경 등으로 나타나는 현상을 패턴분석과 보완탐사를 통해 관로의 정확한 위치를 확인할 수 있었으며 지하시설물 상단에 철판 또는 자갈층 등 불탐구간이 나타나는 지점을 정확하게 파악할 수 있었다. 

 

▲ ※본 사진은 기사와 무관한 GPR 탐사자료 사진입니다.   © 국토매일

 

아울러 지하시설물 GPR탐사 표준작업방법에 따른 성과물의 재현성 분석을 통해 다른 주파수 대역, 이질적인 센서방식, 이기종의 탐사장비 등을 투입해 동일한 장소에 대하여 3회에 걸쳐 탐사를 실시한 결과 매설깊이나 위치결과가 오차범위안에 포함할 수 있었다.

 

연구 참여자는 “영상자료의 Hyperbola 형상의 재현성이 매우 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다”고 보고했다.

 

또 현장검증에서 표준작업방법 검증을 위해 대상지 선정을 위한 간이탐사를 실시해 탐사가 불가능한 지역은 제외하고 탐사가 가능한 지역을 대상으로 검증을 실시했다.

 

그 결과 GPR탐사는 모든 지역에서 가능한 것이 아니며, 점토층과 같이 지반에 수분 함량이 높은 지역은 탐사가 불가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

 

불탐 지역은 주로 주변에 호수, 해변, 강가 등 습기가 많은 곳과 그 외에도 이유를 알 수 없으나 탐사가 안 되는 특정 지역도 나왔다.

 

불탐지역의 GPR탐사는 모든 비금속관로를 탐사할 수 없으며, 탐사 여부는 직접 탐사장비를 통해 확인할 수 있는 한계성이 따르는 것을 재확인할 수 있었다.

 

이 같은 연구결과를 토대로 표준작업방법을 마련했는데 현재의 공공측량 작업규정을 최대한 반영해 공공측량 작업규정을 개정하는 것이 아니라 GPR 관로 탐사기를 위한 신설조항만을 추가하는 개선안을 제시했다. 

 

앞으로 현장검증을 통해 재현성을 바탕으로 성과심사방안을 마련하고 현재 금속관로 탐사기의 기준으로 GPR탐사 특성을 반영한 심사대상 및 방안을 제시할 것으로 보인다.

 

또 연구 참여자들은 “현재까지 GPR탐사가 많은 경험이 없는 분야이다 보니 지속적으로 사업이 발주되고 성과심사가 진행될수록 성과심사 방식의 개선은 지속될 것”이라는데 동의했다.

 

또 이번 연구를 통해서 국내외 사례와 현장검증에서 GPR탐사기술의 특성을 분석해 지하시설물 GPR탐사의 기술교육을 위한 방안도 제시했다.

 

교육의 핵심은 GPR탐사의 한계성을 알리고 탐사가 가능할 경우 표준탐사방안을 통해 일관성 있는 성과를 얻는 교육에 무게를 두었다.

 

기술교육을 통한 인증제도 도입을 통해서 GPR탐사의 활성화 시키는 것에 중점을 두었다.

 

지금까지 연구의 성과를 토대로 여섯 가지 결론을 도출한 것으로 보인다.

 

GPR탐사에 대한 연구를 수행함에 있어 GPR탐사가 불가능한 지역이 또는 구간이 자주 나타날 수 있다는 것을 전제한다.

 

따라서 앞으로 지하시설물 탐사에 GPR이 적극적으로 활용될 경우 연구에서 마련한 작업방법에 대한 개정이 필요할 것으로 보인다.

 

이번 연구의 의미는 GPR탐사를 초기 도입하는 과정에 필수적인 작업방법을 마련한 것으로 앞으로 향후 기술과 장비의 발전으로 작업 절차 간소화와 추가로 필요한 공정이 나타날 수 있다는 것을 보여준다.

 

국토지리정보원은 본 연구를 통해서 공공측량 작업규정을 기준으로 작업방법과 절차를 마련하였으며, 필수적인 공정과 탐사 경험이 적더라도 지하시설물에 대한 이해가 높은 작업자가 탐사하기 좋은 환경을 제시하기 위한 방안을 지속적으로 마련하겠다는 방침이다.

 
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