지진관측자료 공동활용 전략 마련을 위한 연구 A Study for Preparing the Strategy of Collaborative Utilization of Seismic Data

또한 유관기관이 서로 다른 기준으로 관측시설을 관리하고 지진자료 감시분석 자동화관리가 필요하므로 지진관측망 필수요소인 관측환경, 생산 및 수집대상 지진 정보의 전송체계(전송방식) 표준화가 필요하다. 이는 다소 상이한 근거에 그 원인이 있으며, 그 원인으로 기상청고시에는 ‘지진관측방법 및 관측장비 성능과 규격’이 있고, 행정안전부고시에는 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’이 있기 때문이다. 한편, 기상청은 지진 관측지점 및 장비별 관측 자료의 품질특성 정보를 정규적으로 상세하게 분석·관리하여 고품질의 자료를 활용할 수 있도록 지진 관측자료 품질관리 계획을 수립하여 운영하고 있다. 정기적인 품질관리의 일환으로 2016년부터 매년 지진관측자료 품질분석을 수행하여 보고서를 발간하고 있으며, 향후 정규적으로 전년도에 운영된 모든 지진관측소에 대한 연도별 지진관측자료 품질보고서를 익년도 상반기에 발간한다 근래 기상청이 품질분석에 적용하고 있는 6개 품질지표(자료수집률, 지연시간, 신호감지빈도, 신호대잡음비, 배경잡음 수준, 지진계방위각)는, 설문조사에서 그 적정성을 묻는 객관식 문항에서는 대체로 공감(‘그렇다’ 이상 71.7%)을 표했지만 ‘보통’이 24%로 많은 비중을 보였다. 그리고 중요도 관점에서의 우선순위 질의에서는 자료수집율이 가장 중요하게, 지진계방 위각이 가장 낮은 순위로 나타났다. 또한, 이들 지표에 대한 주관식 문항으로 의견을 구한 결과 비록 소수이지만 매우 전문성을 보이며 적극적으로 응답한 내용으로는 배경잡음 수준 이외의 지표에 대하여는 비판적이었다는 점을 들 수 있다. 특히, 지진계방위각은 품질지표와 무관하다는 의견 그리고 신호대잡음비와 신호감지빈도는 지진파 신호의 크기에 좌우되는 값이라 부적합하다는 의견은 검토할 가치가 있는 것으로 보인다. BSL은 지진자료의 품질의 높은 수준을 유지하기 위하여 위의 배경잡음에 대한 PSD-PDF 분석 및 상시 감시와 같은 품질관리 시스템에 더하여, ASL과 마찬가지로, 원천적인 품질요소인 지진계의 검사와 교정에 역량을 투입하고 있다. 이를 위하여 BSL은 자체 지진계실(vault)에 8개 지진계 센서의 특성을 동시에 체계적으로 비교 시험할 수 있는 장비와 설비를 갖추고 있다. 이 시험에서는, 대상 장비로부터 초당 200 샘플까지의 데이터를 받아 각 센서의 성능을 비교 특정하기 위하여 PSD 분석, 일치성(coherence) 분석 그리고 추가적인 특수 알고리즘 분석을 수행한다. 또한 센서의 절대적 교정상태를 검증하기 위해 경사 시험 및 배경잡음보다 충분히 큰 지진파 신호가 사용되며, 지진 센서의 선형성을 평가하기 위하여 간단한 수직 진동대(shake table)도 사용된다. 지진관측소에서 관측 기록되는 지진동에 대한 파워스팩트럼밀도(PSD: Power Spectral Density) 평가는, 넓은 범위의 주파수 영역에 걸친 해당 관측소의 배경잡음 (background seismic noise) 특성을 객관적으로 측정하는 것이 된다. 이러한 분석이 상시 수행될 때, PSD 알고리즘은 배경잡음 특성의 계절적 및 장기적 변화의 객관적 측정은 물론 지진계의 문제점을 조기 진단하는 데 도움을 준다. 배경잡음의 특정과 데이터 품질관리 도구로 사용하기 위해 1990년대 초기 BSL에서 개발된 이 PSD 평가 알고리즘은, 현재 운영되듯이 알고리즘 결과를 연구자 및 기술자에게 보내지고 모든 버클리 디지틀지진관측망(BDSN)의 광대역 지진계의 성분별 비교가 이루어지도록 막대그래프 형태의 출력을 산출한다. 또한 주간 단위 PSD 결과는 각 관측소의 배경잡음 변화 추이를 파악하는 데 사용된다. PSD 분석결과는 개별 관측소 채널별 도표와 전 관측소 비교를 위한 종합 도표의 형태로 생산 제공된다. 기상청은 2012년부터 체계적인 지진자료 공개와 공동활용을 위하여 관측자료의 통합 관리를 위한 시스템 구축을 연차적으로 추진하고 있다. 그 일환으로 지진관련 유관기관, 연구기관, 학계, 산업체 등과의 폭넓은 지진자료 공유 체계 구축 및 활용을 위한「국가지진종합정보시스템(NECIS) 구축 사업」을 추진하였다. 국가지진종합정보시스템 구축의 목적은 지진 관련기관, 학계 및 연구계, 산업계를 대상으로 국가지진자료 공유, 자료검색 등 서비스를 제공하기 위한 것이다. 주요 서비스 내용은 관측망 조회, 실시간 지진자료 수신여부 확인, 지진이벤트 자료 검색, 파형 다운로드, 지구자기장 자료의 검색, 과거 지진발생 연도, 진앙 및 진원, 규모별 검색, 역사지진 및 통계자료 등을 포함하고 있다. 공동활용 체계에서의 품질관리는, 각 관측소 자료에 대한 품질관리요소 분석에 의해 다양한 측면에서 특성(우열성)이 파악되고 결국에는 평가를 통한 등급이 정해지게 된다. 이러한 품질분석 평가 결과는 어떠한 형태로든 공유가 되어야 관측 시스템 및 환경의 개선으로 환류되고 자료 해석에 있어 사용자가 오류를 범하지 않게 하는 유익이 있는 것이다. 한편, 품질관리의 목적별 차별화가 요구되는 배경은, 본 연구의 제안요청서에 적시되었고 설문조사에서도 확인되었듯이, 관측목적에 따라 분석과 평가의 방법 및 기준을 달리하여 관리대상이 되는 기관(특히 행안부 소관 가속도계측기관) 당사자가 부담을 갖지 않고 통합적 품질관리 및 공동활용에 참여토록 하기 위함이다. 실제에 있어, 지진관측의 목적은 해당 기관이 설치·운영하는 지진계 센서의 종류에 의해 규명되므로 품질관리 역시 지진계의 종류 및 설치형태를 고려하여 차별성을 부여함이 타당하다. 본 정책연구가 지진관측자료의 체계적인 품질관리 및 공동활용 확대를 위한 전략 방안을 도출하는 것인 만큼 그 전략의 핵심분야 역시 ‘품질관리의 체계화’와 ‘공동 활용 확대 방안’으로 귀착된다. 하지만 이 두 분야는 보다 구체화할 필요가 있어 제 2장에서 도출된 국내외 지진 및 유사분야 현황조사 결과 도출된 시사점과 제3장에 기술된 니즈(needs) 조사결과를 토대로 구체화 되어야 할 것이다. 지진관측 관련 업무는, 성능이 우수한 관측장비를 적정한 장소에 올바른 방법으로 설치하고 지연과 누락 없이 자료를 수집하여 신속 정확히 분석하여 필요한 정보로 가공한 후 이를 전파하고 그 자료는 품질이 일정 수준 보장된 상태에서 여러 분야의 수요자가 재해 대응 및 연구 등에 효과적으로 활용할 수 있도록 저장·관리하는 것으로서, 이는 지진기술 선진 외국의 경우도 마찬가지이고 기상관측 등의 유사분야와도 매우 유사하다.