Willi Freeden, Mathias Bauer

Dekorrelative Gravimetrie (eBook, PDF)

Ein innovativer Zugang für Geowissenschaften und Exploration

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Die Entwicklung immer leistungsfähigerer absoluter wie auch relativer Gravimeter mit deutlich verbesserter Messgenauigkeit ermöglicht es, dass sich künftig nicht nur prägnante Schwereanomalien (wie z. B. die eines Salzstocks), sondern auch schwächere Signaturen erfassen und modellieren lassen. Mehr noch, die rasante Entwicklung der Computer führt zu neuartigen Methoden der Datendekomposition, wie z. B. Waveletdekorrelation. Dekorrelative Gravimetrie ist somit eine neue Explorationstechnik, die als kanonische Innovation aus der Verbindung neuartiger Mess- und Modellierungstechniken resultiert.

Dekorrelative Gravimetrie dient der Reduzierung des Fündigkeitsrisikos von Aquiferen sowie von Gas- und Öllagerstätten, auch durch Vergleich und Zusammenschau alternativer, aber strukturell ähnlich gelagerter, dekorrelativer Verfahren wie etwa Magnetometrie und Seismik. Hier setzt dieses Buch mit einem exemplarischen Überblick über die neuartige Dekorrelationsmethoden der heutigenGeomathematik mit Hauptgewicht für den Fall der Gravimetrie an. Wesentliches mathematisches Hilfsmittel ist die Regularisierung des Newtonschen Volumenintegrals durch taylorisierte Mollifier-Varianten des Newton-Kerns.

Ziel des vorliegenden Buches ist somit die Vermittlung des Grundverständnisses, dass Zooming-In Mollifier-Potentialmethoden wie etwa dekorrelative Gravimetrie neue wichtige Anwendungsfelder in der heutigen Geoexploration eröffnen, insbesondere für Gebiete mit bergbaubedingten Hohlräumen oder sehr dichter Bebauung wie etwa das Saarland oder Sachsen, die den Einsatz von reflexionsseismischen Messungen erschweren oder sogar unmöglich machen.

Zusammenfassend lässt sich für dieses Buchprojekt festhalten, dass es einen Einblick in den aktuellen Stand gravimetrischer Multiskalenforschung vermittelt. Als wesentliches Resultat ergibt sich, dass die Schlüsseltechnologie Geomathematik in der Tat in der Lage ist, die Gravimetrie auf einfache, für Explorationszwecke zugängliche und somit rechenbare Dekorrelationsmodelle zu reduzieren. Mehr noch, das Buch macht auf diese Weise ein breites Publikum mit den vielfältigen Fragen und Problemen der heutigen Gravimetrie vertraut und setzt Denkanstöße für eine erfolgreiche Weiterentwicklung und eine adäquate praxisrelevante Anwendbarkeit von Potentialmethoden in der Exploration in Gang.

Produktdetails

• Verlag: Springer Berlin Heidelberg
• Erscheinungstermin: 28. August 2020
• Deutsch
• ISBN-13: 9783662619087
• Artikelnr.: 60067163

Autorenporträt

Prof. Dr. habil. Willi Freeden, Technische Universität Kaiserslautern, Lehr- und Forschungsgebiet "Geomathematik"

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Mathias Bauer, CBM GmbH Gesellschaft für Consulting, Business und Management mbH

Inhaltsangabe

Teil I: Geomathematik und Gravimetrie - Einleitende Gedanken und Aspekte.- 1 Historischer Bezug.- 2 Geomathematisch basierte Vorleistungen gravimetrischer Forschung.- Teil II: Gravitation und Gravimetrie.- 3 Gravitation.- 4 Gravimetrie.- Teil III: Störpotential und Schwereanomalien.- 5 Störpotential und seine Funktionale.- Teil IV: Geomathematisch-gravimetrische Dekorrelationsgrundlagen.- 6 Potentiale.- 7 Geomathematisch-gravimetrisches Selbstverständnis.- 8 Wavelets als Multiskalenbausteine zur Dekorrelation von Signaturen.- Teil V: Oberflächendekorrelation.- 9 Oberflächendekorrelation durch 2D-Wavelets.- 10 Störpotential aus Schwerestörungen: Mollifier-Lösung des Neumannschen Randwertproblems.- 11 Störpotential aus Lotabweichungen: Mollifier-Lösung der Vening Meinesz-Differentialgleichung.- Teil VI: Tiefendekorrelation.- 12 Dichtedekorrelation durch 3D Haar-Wavelets.- 13 Mollifier-Tiefendekorrelation durch 3D Haar-Waveletinversion von Newton-Potentialen.- 14 Mollifier-Tiefendekorrelation durch 3D Waveletinversion von Newton-Potentialen.- 15 Mollifier-Tiefendekorrelation durch 3D Spline-Inversion.- Teil VII: Anwendungen in der Region Saarland.- 16 Testgebiet Saarland und seine Datenerfassung.- 17 Bereinigung und Qualität der Messdaten.- 18 Oberflächendekorrelation und geologische Oberflächeninterpretation der Region Saarland.- 19 Tiefendekorrelation und geologische Tiefeninterpretation der Region Saarland.- Teil VIII: Dekorrelative Gravimetrie – Zusammenfassung und Innovationen.- 20 Dekorrelative Monopol-basierte Gravimetrie.- Teil IX: Dekorrelation mittels alternativer Potentialmethoden – Perspektiven.- 21 Dekorrelative Dipol-basierte Magnetometrie.- 22 Dekorrelation und Seismik.- Teil X: Poroelastizität: Eine Herausforderung für die Zukunft.- 23 Dekorrelation und Poroelastizität.

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Teil I: Geomathematik und Gravimetrie - Einleitende Gedanken und Aspekte.- 1 Historischer Bezug.- 2 Geomathematisch basierte Vorleistungen gravimetrischer Forschung.- Teil II: Gravitation und Gravimetrie.- 3 Gravitation.- 4 Gravimetrie.- Teil III: Störpotential und Schwereanomalien.- 5 Störpotential und seine Funktionale.- Teil IV: Geomathematisch-gravimetrische Dekorrelationsgrundlagen.- 6 Potentiale.- 7 Geomathematisch-gravimetrisches Selbstverständnis.- 8 Wavelets als Multiskalenbausteine zur Dekorrelation von Signaturen.- Teil V: Oberflächendekorrelation.- 9 Oberflächendekorrelation durch 2D-Wavelets.- 10 Störpotential aus Schwerestörungen: Mollifier-Lösung des Neumannschen Randwertproblems.- 11 Störpotential aus Lotabweichungen: Mollifier-Lösung der Vening Meinesz-Differentialgleichung.- Teil VI: Tiefendekorrelation.- 12 Dichtedekorrelation durch 3D Haar-Wavelets.- 13 Mollifier-Tiefendekorrelation durch 3D Haar-Waveletinversion von Newton-Potentialen.- 14 Mollifier-Tiefendekorrelation durch 3D Waveletinversion von Newton-Potentialen.- 15 Mollifier-Tiefendekorrelation durch 3D Spline-Inversion.- Teil VII: Anwendungen in der Region Saarland.- 16 Testgebiet Saarland und seine Datenerfassung.- 17 Bereinigung und Qualität der Messdaten.- 18 Oberflächendekorrelation und geologische Oberflächeninterpretation der Region Saarland.- 19 Tiefendekorrelation und geologische Tiefeninterpretation der Region Saarland.- Teil VIII: Dekorrelative Gravimetrie - Zusammenfassung und Innovationen.- 20 Dekorrelative Monopol-basierte Gravimetrie.- Teil IX: Dekorrelation mittels alternativer Potentialmethoden - Perspektiven.- 21 Dekorrelative Dipol-basierte Magnetometrie.- 22 Dekorrelation und Seismik.- Teil X: Poroelastizität: Eine Herausforderung für die Zukunft.- 23 Dekorrelation und Poroelastizität.

Rezensionen

"... Aus der Sicht des Rezensenten stellt das Buch ein wissenschaftliches RegeIwerk für das heutige Geoingenieurwesen dar. Es kann den Kolleginnen und Kollegen der Angewandten Mathematik, Geophysik und Geodäsie, die sich mit den diversen Fragestellungen der inversen Gravimetrie beschäftigen, als eine Fundgrube dienen, um die traditionellen Grenzen der geophysikalischen Exploration und auch bestimmter geodätischer Fragestellungen zu überschreiten. Dazu wird ein Einblick in den aktuellen Stand der gravimetrischen MuItiskaIenforschung vermittelt und nachgewiesen ..." (Prof. Dr.-Ing. em. Bertold Witte, in: zfv - Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement, Jg. 145, Heft 5, 2020)

"... Aus der Sicht des Rezensenten stellt das Buch ein wissenschaftliches RegeIwerk für das heutige Geoingenieurwesen dar. Es kann den Kolleginnen und Kollegen der Angewandten Mathematik, Geophysik, Geodäsie oder dem Bergbau, die sich mit den diversen Fragestellungen der inversen Gravimetrie beschäftigen, als eine Fundgrube dienen, um die traditionellen Grenzen der geophysikalischen Exploration und auch bestimmter geodätischer Fragestellungen zu überschreiten. Dazu wird ein Einblick in den aktuellen Stand der gravimetrischen MuItiskaIenforschung vermittelt und nachgewiesen ..." (Prof. Dr.-Ing. em. Bertold Witte, in: Zeitschrift Bergbau, Februar 2021)