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BSc/MSc-ThemenSeismik / Seismologie / Georadar

1. Seismika) Schwerpunkt auf Prozessing seismischer Datenb) Schwerpunkt auf Methodik

2. Seismologie (regional + global)

3. Georadar

Stand: 23.01.2013

1. Seismik

Tiefenseismik (~ 10 km)- Alpine Fault (NZ)

Explorationsseismik (~ 1km)- Geothermie (Schneeberg + Meprorisk II)- Endlagerung (Asse)

Flachseismik (~ 100m)- Osterzgebirge (Börnersdorf „reloaded“)- Mineralische Rohstoffkörper

„Mini“-Seismik (~ 1m)- Beton (BAM)

a) Schwerpunkt auf Prozessing seismischer Daten

1. SeismikTiefenseismik: „Alpine Fault (NZ)“

- Hintergrund: Charakterisierung der Bohrlokation für geplante Tiefbohrung durchdie Alpine Fault (http://www.gns.cri.nz/static/drillnz/nzcdp/dfdp/index.html)

- Vorarbeiten: - Whataroa98 reflexionsseismisches Profil- laufende Doktorarbeit von Vera Glomb- Bachelorarbeit von Fabian Weber

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Bearbeitung der „neu“ akquirierten 2D/3D Daten zur

oberflächennahen (~ 150 m Tiefe) Abbildung desAlpine-Fault Störungssystems, hier insbesondere amGaunt Creek (2 Reflexionsseismik-Linien)

- Vergleich der Ergebnisse mit Bohrungsbefunden

- Zielgruppe: BSc + MSc

(Betreuer: Glomb + Buske)

1. Seismik

- Hintergrund: Geothermie-Projekt Schneeberg

- Vorarbeiten: - Datenakquisition abgeschlossen,umfangreiches Datenmaterial vorhanden

- laufende Doktorarbeit von Felix Hlousek

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Erstellung eines 3D-Geschwindigkeitsmodells

durch Laufzeittomographie diverser Teildatensätze(Sprengungen + Vibroseismik) (MSc)

- Modellbildung / Vorwärtsmodellierung der Wellen-ausbreitung / W-VSP Planung, etc. (MSc o. BSc)

- etc.


Explorationsseismik: „Geothermie Schneeberg“(Betreuer: Hellwig, Hlousek, Buske)

1. Seismik

- Background:The MeProRisk II project is a multi-institutional project involving universities inAachen, Berlin, Kiel & Freiberg as well as industrial partners (E.ON, ENEL).The goal is the assessment of structural parameters that can be associated withgeothermal reservoirs. Our main research will be focused on fracturecharacterization and seismic anisotropy.

- Previous work: MeProRisk I project(articles are currently under review)

- Goals/objectives/tasks:- Analysis of microseismicity, hydraulic fracturing- Processing of seismic data and migration- Study of effective, seismic anisotropy- Both, applied and theoretical work can be involved

- Target group: BSc + MSc

(supervisors: Alexandrakis, Riedel, Buske)Explorationsseismik: „Geothermie Meprorisk II“

1. Seismik

- Hintergrund: Neue 3D Seismik: „Befund“ Salzstock Asse

- Vorarbeiten: - Masterarbeit Marko Rothe

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Prozessierung von Teildatensätzen (3D) mit Fokus auf Abbildung

steiler Salzstockflanken- Modellierung/Imaging mit Hilfe von Bohrlochempfängern


Explorationsseismik: „Endlagerung Asse“(Betreuer: Buske, Fa. Petrologic)

1. Seismik

- Hintergrund: Regionalgeologische Fragestellung (Kreiderelikt ? Maar ?)

- Vorarbeiten: - Bachelorarbeit Lutz Sonnabend- Horna et al. (2011)

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Akquisition/Bearbeitung/Interpretation von

neuen seismischen Daten (2D-SH, quasi-3D-P)- Zusammenarbeit mit LfULG (Dr. Krentz)


Flachseismik: „Osterzgebirge“ = Börnersdorf „reloaded“(Betreuer: Buske, Krentz)

1. Seismik

- Hintergrund: Exploration von mineralischen Rohstoffkörpern bei Geyer

- Vorarbeiten: …

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Akquisition/Bearbeitung/Interpretation von neuen seismischen Daten- Kombination mit HEM + EM – Ergebnissen zur Charakterisierung von

mineralischen Rohstoffkörpern- Zusammenarbeit mit Helmholtz-Institut für Ressourcentechnologie Freiberg (HIF)


Flachseismik: „Mineralische Rohstoffkörper “(Betreuer: Buske, Hassani)

1. Seismik

- Hintergrund: Anwendung von seismischen Abbildungsverfahren auf Ultraschall-Verfahren in der zerstörungsfreien Prüfung von Bauwerken (Beton)

- Vorarbeiten: Diplomarbeit Sabine Müller (RTM):

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Anwendung von „unseren“ Migrationsverfahren auf existierende + „neue“

Ultraschalldaten an Betonbauteilen mit besonderer Berücksichtigung derHeterogenität des Betons und der Bewehrung;Zusammenarbeit mit Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Berlin)


„Mini“-Seismik: „Beton “(Betreuer: Buske, Niederleithinger (BAM))




3. Georadar

Stand: 23.01.2013

1. Seismik

Modellierung

Imaging (Migration, Inversion)

b) Schwerpunkt auf Methodik

Processing (ProMAX)

Visualisierung

1. Seismik

- Hintergrund: effiziente Berechnung von Laufzeitfeldern für Modellstudien, Migra-tionsverfahren, etc. mit „3D wave front construction“ (= ray tracing)

- Vorarbeiten: existierendes Programm

- Ziel-/Aufgabenstellung:- „Enstaubung“ des Programms/codesa) Auffrischung/Weiterentwicklung des GUI (graphical user interface)b) Erweiterung auf „Illuminationstool“ (reflektierte Strahlen/Wellenfronten)


Modellierung: „Wellenfrontenkonstruktion (WFC)“(Betreuer: Buske)

1. Seismik

- Hintergrund: Seismische Wellenausbreitungin anisotropen Medien

- Vorarbeiten: vorhandene Programme für dieFD- und Ray-Tracing-Modellierung

- Ziel-/Aufgabenstellung:a) Beschäftigung mit dem Thema Anisotropie

und den FD-/Ray-Tracing-Programmenb) Testrechnungen unter Nutzung des neuen

TUBAF-HPC-Clustersc) Systematische Untersuchung der Auswirkung

von Anisotropie auf die Ausbreitung seismischer Wellend) Weiterentwicklung / Verbesserung der Codes (u.a. Erweiterung von VTI auf TTI)

- Zielgruppe: BSc (a,b,c) + MSc (a,b,c,d)

Modellierung: „Seismische Wellenausbreitung in anisotropenMedien“

(Betreuer: Hellwig, Riedel, Buske)

1. Seismik

- Hintergrund: Erstellen einer Übersichtüber verschiedene Arten von Bohrlochwellenbei verschiedenen Quellanregungen

- Vorarbeiten: vorhandene Programmefür FD-Modellierung und Datenanalyse

- Ziel-/Aufgabenstellung:a) Literaturstudium zum Thema

Bohrlochwellenb) Nachvollziehen verschiedener Modellsze-

narien in FD-Simulationenc) Charakterisierung der beobachteten Wellen

(Bestimmung von Dispersionskurven, STC, etc.) und Dokumentation

- Zielgruppe: BSc

Modellierung: „Seismische Wellenausbreitung in Bohrlöchern “(Betreuer: Hellwig, Buske)

1. Seismik

- Hintergrund: Einbinden realitätsnaher geologischer Modelle im dxf-Format(GoCAD) in seismische Modellierungen

- Vorarbeiten: vorhandene Programmefür die FD-Modellierung

- Ziel-/Aufgabenstellung:a) Beschäftigung mit dem Aufbau

des dxf-Formats (GoCAD)b) Entwicklung von Routinen zum

Einbinden dieses Formats inbestehende 3D-FD-Simulationssoftware

c) Test anhand von Beispielen

- Zielgruppe: BSc

Modellierung: „Einbindung von GoCAD-Modellenin Finite-Differenzen-Simulationen“

(Betreuer: Hellwig, Buske)

- Voraussetzungen: Grundlegende Programmierkenntnisse (C)

1. Seismik

- Hintergrund: Optimierung der Performancevon paralleler FDTD Modellierungssoftwarefür Seismik u. Georadar

- Vorarbeiten: vorhandene Programmefür FD-Modellierung; BSc-Arbeit Helge Simon

- Ziel-/Aufgabenstellung:a) Performance-Analyse

(insbes. der MPI-Kommunikation)b) Nutzung des TUBAF-HPC-Clusters und

der Analyse-Software Vampirc) Entsprechende Optimierung der Programme

- Zielgruppe: BSc (a,b), MSc (a,b,c)

Modellierung: „Analyse und Optimierung der Performance vonparalleler Finite-Differenzen-Sinulationssoftware“

(Betreuer: Hellwig, Linke)

1. Seismik

- Hintergrund: Anwendung von fokussierenden Migrationsverfahren auf realebohrlochseismische Industrie-Datensätze

- Vorarbeiten: Bohrloch-Daten von Baker-Hughes (Celle); vorhandene Programme fürdie Datenbearbeitung und für die Migration

- Ziel-/Aufgabenstellung:a) Datenbearbeitung: Wellenfeldtrennung

(Bohrlochwellen/Raumwellen) durch Filterungin den Transmitter- und Receiver-Arrays undMigration

b) Anwendung bestehender Migrationsprogramme auf die bearbeiteten Datenc) Arbeit in Freiberg und bei Baker Hughes in Celle

- Zielgruppe: MSc

Imaging: „Anwendung von fokussierenden Migrationsverfahrenauf reale Bohrlochdaten“

(Betreuer: Hellwig, Dr. Geerits (Baker Hughes INTEQ, Celle))

1. Seismik

- Hintergrund: Kirchhoff-/Fresnel-/Kohärenz-Prestack-Tiefenmigrationzur seismischen Strukturabbildung; hier: geklüftete Medien

- Vorarbeiten: existierende Imaging-Programme (s.v.)

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Systematische Untersuchung der Abbildung

von geklüfteten Medien in Abhängigkeit vonKluftorientierung, -dichte, -füllung etc. und (!)Beleuchtungswinkel ;

- Schlussfolgerungen bzgl. Anwendung imRahmen von z.B. Geothermiebohrungen


Imaging: „geklüftete Medien“(Betreuer: Buske + Linke)

1. SeismikImaging: “MPI – Gebietszerlegung“

- Hintergrund: Migration in großen Gebieten ist sehrrechen- und speicherplatzintensiv, insbesondere beifokussierenden Methoden

- Vorarbeiten: existierende Programme(„Schuss-Parallelisierung“)

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Zerlegung des Migrationsgebietes (2D/3D) für einen

einzelnen Schuss und Verteilung auf eineunterschiedliche Anzahl von Prozessoren mitBerechnung der Migration in den Teilgebieten

- Kombination mit der “Schuss-Parallelisierung”


(Betreuer: Hlousek, Buske)

+=

1. Seismik

- Hintergrund: mangelnde Verfügbarkeit von frei zugänglicher, leicht bedienbarerund gut dokumentierter Software für seismische Ersteinsatztomographie;Bsp.: FAST (First-Arrival-Seismic-Tomography) by Zelt;Hier: Entwicklung eines eigenen Programmpaketes !

- Vorarbeiten: Vorwärtsmodellierungsprogramme(FD-Eikonal, Ray-Tracing) vorhanden

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Literaturrecherche- Programmierung (Erstellung + Zusammensetzen der codes)- Anwendung auf synthetische und reale Daten- Dokumentation

- Zielgruppe: MSc (anspruchsvoll aber sehr wertvoll !)

Imaging/Inversion: „Ersteinsatztomographie“(Betreuer: Buske)

© Halliburton

1. Seismik

- Hintergrund: Nutzung von ProMAX zur AVO (Amplitude-Versus-Offset) Analyse

- Vorarbeiten: generelle Einführung in Nutzung

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Literaturrecherche zum Thema „AVO“- Analyse und Evaluation (Untersuchung der

Parameterabhängigkeiten, AVO attributes / crossplots /gradient, etc.) der in ProMAX implementierten AVO-Routinen

- Anwendung auf synthetische und reale Daten- Dokumentation + „workflow“ Beschreibung

- Zielgruppe: MSc

Processing: „ProMAX - AVO“(Betreuer: Buske)

© Apex Geophysical Services

1. Seismik

- Hintergrund: Anschauliche, hochauflösendeDarstellung von 3D-Seismik-Daten(Wellenfelder, Migrationsabbilder) in der CAVE(Institut für Informatik)

- Vorarbeiten: einfache Routinen zurKonvertierung von seismischen Daten in VTKFormat; vorhandene Datensätze zurVisualisierung; Paraview

- Ziel-/Aufgabenstellung:a) Übertragung der Daten in ein Format, das für die Visualisierung in der CAVE

geeignet ist (z.B. VTK)b) Finden passender Visualisierungsformen für seismische Daten


Visualisierung: „Hochauflösende Visualisierung von3D-Seismikdaten“

(Betreuer: Hellwig, Buske, Prof. Jung (Institut für Informatik))




3. Georadar

Stand: 23.01.2013

2. Seismologie

Regionale Seismizität:- Erdbeben-Mikrozonierung in Sedimentbecken- Seismologisches Monitoring und Seismizitätsuntersuchungenauf der Basis eines mobilen Online-Stationsnetzes

- Seismologisches Monitoring von Sprengversuchen imKippenbereich gefluteter Tagebaue

- Seismologische Untersuchung von Geländeeinbrüchen imKippenbereich gefluteter Tagebaue

Global Seismology: Core-Mantle Boundary (CMB)

„General“ Seismology: Converted phases of swarm earthquakes

2. Seismologie

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Durchführung und Auswertung von Profilmessungen im Bereich der Elbtalzone- refraktionsseismische Messung zur Bestimmung der

Scherwellengeschwindigkeiten- Anwendung der H/V-Methode zur Bestimmung von Bodenresonanzfrequenzen- Ableitung von Schichtmächtigkeiten und Bodenverstärkungseffekten in

Sedimentbecken

- Zielgruppe: BSc

Regionale Seismizität:„Erdbeben-Mikrozonierung in Sedimentbecken“

(Betreuer: Reinhard Mittag)

2. Seismologie

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Entwicklung und Anwendung von Routinen zur Triggerung seismischer Ereignisse

auf der Basis von Registrierungen eines mobilen Online-Stationsnetzes- Seismizitätsuntersuchungen auf der Basis von Herdparameterbestimmung

seismischer Ereignisse im Bereich des lokalen Stationsnetzes SXNET

- Zielgruppe: BSc, MSc

Regionale Seismizität:„Seismologisches Monitoring und Seismizitätsuntersuchungen

auf der Basis eines mobilen Online-Stationsnetzes“(Betreuer: Reinhard Mittag)

50,1

50,6

51,1

51,6

11,7 12,2 12,7 13,2 13,7 14,2 14,7 15,2

ExplosionSteinbruchBergbau

2. Seismologie

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Auswertung eines Sprengexperimentes zur Initiierung von Rutschungen auf

der Basis von Registrierungen eines 4-Stationen-Offlinenetzes- Ableitung von Laufzeit- und Dämpfungskurven unter Einbezug

refraktionsseismischer Messungen- Detektion und Lokalisierung induzierter seismischer Ereignisse

- Zielgruppe: BSc

Regionale Seismizität:„Seismologisches Monitoring von Sprengversuchen

im Kippenbereich gefluteter Tagebaue“(Betreuer: Reinhard Mittag)

2. Seismologie

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Modellierung der bei Geländeeinbrüchen generierten seismischen Anregung

sowie des seismischen Wellenfeldes am Beispiel von Geländeeinbrüchen- Bearbeitung der Registrierungen eines lokalen seismischen Stationsnetzes

und Vergleich mit Modellierungsergebnis

- Zielgruppe: MSc

Regionale Seismizität:„Seismologische Untersuchung von Geländeeinbrüchen im

Kippenbereich gefluteter Tagebaue“(Betreuer: Reinhard Mittag)

2. SeismologieGeneral seismology: „Converted phases of swarm earthquakes“

- Background: Imaging of the crustal structure in thevicinity of Vogtland/West Bohemia earthquake swarmsusing converted earthquake phases recorded atGerman seismological stations

- Previous work: - first tests with subset of data- PhD work Nirjhar Mullick

- Goals/objectives/tasks:- preparation and pre-processing of dataset- converted wave imaging- correlation with 9HR image and geological

structures

- Target group: MSc

(supervisors: Mullick, Buske)

P

SS

P

2. SeismologieGlobal seismology: „Core-Mantle Boundary (CMB)“

- Background: Analysis of the Core-Mantle Boundary usingteleseismic earthquake

- Previous work: Empirical Transfer Functions Method andOuter Core velocity model (Alexandrakis and Eaton, 2007& 2010); PhD work Catrina Alexandrakis

- Goals/objectives/tasks:- Compile a waveform database- Waveform filtering, processing and phase picking- Analysis of traveltime curves- Waveform modelling

- Target group: BSc + MSc

(supervisor: Alexandrakis)

SKKSSKS S3KS




3. Georadar

Stand: 23.01.2013

3. Georadar

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Untersuchungen zur Wavelet-Schätzung, Wavelet-Synthese, Wavelet-Analyse

sowie Wavelet-Transformation und ihr Einfluß auf das Auflösungsvermögen- Software: MATLAB

- Zielgruppe: MSc

„Wavelet-Konzept und Auflösungsvermögen des GPR“(Betreuer: Prof. Forkmann)

4

3. Georadar

- Ziel-/Aufgabenstellung:- Feldmessungen 6/2013- Radargramm- bzw. Sonargramm-Bearbeitung- vergleichende Analyse zur Reichweite und zum Auflösungsvermögen- Software: Win-EKKO Pro, ProMax

- Zielgruppe: MSc

„Vergleichende Untersuchungen mittels Georadar und US-Sediment-Echolot zur Ortung der Lok im Rhein bei

Germersheim“(Betreuer: Prof. Forkmann)




3. GeoradarStand: 23.01.2013

= grober Überblick; nähere Infos bei Betreuer !!Download der Datei: Geophysik-Homepage: www.geophysik.tu-freiberg.de

„Information for ..“ „.. current students“: „BSc-/MSc topics offered by research groups”

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