Neue Möglichkeiten interaktiver 3-dimensionaler Modellierungen von Potentialfeldern und ihrer Ableitungen

Abstract

Die hier dargestellten Methoden dienen der drei-dimensionalen, interaktiven Bearbeitung der Potentialfelder Gravimetrie und Magnetik, sowie ihrer Ableitungen (Schwere- und Magnetik-Tensor). Die Methodik ist sowohl für terrestrische, als auch Bohrloch- und Airborne-Verfahren einsetzbar. Um die Mehrdeutigkeit der interaktiven Bearbeitung bei der Vorwärtsrechnung und Inversion der Felder zu minimieren, beziehen die numerischen Verfahren verstärkt eine schnelle Computergraphik ein, sodass die Randbedingungen (meist aus der Reflexionsseismik) für die Berechnungen durch den Anwender stets sichtbar sind. Die Vorwärtsrechnungen basieren auf der Approximation geologischer Strukturen durch Polyeder, die Inversionsrechnungen für Geometrie und Gesteinsparameter (Dichte, remanente und induzierte Gesteinsmagnetisierung) werden mit Hilfe der CMA-ES (covariance-matrix-adoption evolution strategy) durchgeführt. CMA-ES ist die ideale Methode, um stark nicht-lineare und komplexe Probleme der Geophysik zu optimieren. Der Benutzer hat die Möglichkeit, die Inversion visuell zu steuern und zu beeinflussen. Die die Untergrundstrukturen approximierenden Polyeder sind durch konstante Gesteinsparameter charakterisiert; durch die Überlagerung eines Voxelmodells sind auch Strukturen mit hochgradig variabler Gesteinsparameterverteilung darstellbar. In vielen Anwendungen liegen häufig Daten vor, deren Auflösung für eine Potentialfelder-Modellierung nicht unbedingt erforderlich ist: Hier helfen neu entwickelte automatisierte Verfahren der gestalt-erhaltenden Datenreduktion. Für die Visualisierung von Potentialfeldern in Bohrlöchern werden Beispiele für eine nutzerfreundliche Visualisierung gezeigt.