Entwicklung von räumlich zeitlichen aufgelösten Georadar Methoden zur Abbildung von unterirdischen Prozessen

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Tronicke, seit 5/2023
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490646841

Georadar (ground-penetrating radar, GPR) ist eine etablierte Methode zur Erkundung des oberflächennahen Untergrundes. Der Erfolg dieser Methode basiert vor allem auf der Möglichkeit mit relativ geringem Aufwand strukturelle Abbildungen des Untergrundes zu erzeugen, wie sie, insbesondere zum Verständnis archäologischer, hydrologischer, ingenieurtechnischer, und geowissenschaftlicher Fragestellungen benötigt werden. Durch die Geschwindigkeit dieses Verfahrens ist es möglich eine Untersuchungsfläche in kurzer Zeit mehrfach zu erkunden (time-lapse Messung) und damit ein kontinuierliches Monitoring des Untergrundes zu ermöglichen. Die Ergebnisse solcher time-lapse Messungen sind vor allem zum Verständnis hydrologischer Fragestellungen, wie zum Beispiel der Abbildung schnell fließender präferenzieller Fließwege hilfreich. Obwohl verschiedene Studien die erfolgreiche Durchführung von time-lapse GPR Erkundungen demonstrieren, gibt es bisher keine Untersuchungen, welche Prozesse abbildbar sind und welche Bearbeitungs- und Interpretationsroutinen dazu erforderlich sind. In diesem Projekt sollen die Möglichkeiten und Beschränkungen von time-lapse GPR Daten anhand von synthetischen und ausgewählten Feldexperimenten untersucht werden. Dazu sollen auf der Basis physikalischer hydrologischer Modelle time-lapse GPR Daten erzeugt werden. Anhand ausgewählter Experimente sollen diese Modelle um realistische Rauschlevel ergänzt werden, sodass damit die Stabilität der vorhandenen Auswertungsroutinen untersucht werden kann. Des Weiteren sollen neue Auswertungsroutinen basierend auf lokalen Kreuzkorrelationen, bzw. attributbasierter Datenauswertung getestet werden. Da solche Verfahren in der modernen reflexionsseismischen Dateninterpretation erfolgreich eingesetzt werden, stellen sie vielversprechende Auswertungsverfahren dar, welche bisher nicht zur Interpretation von Georadar Daten angewendet werden. Diese Verfahren sollen an den modellierten time-lapse Georadardaten getestet und auf neu gesammelte Georadardaten angewendet werden. Die Hauptziele des Projektes sind daher: (i) Die Generierung realitätsnaher synthetischer time-lapse Georadardaten. (ii) Die Entwicklung neuer Bearbeitungs- und Auswertungsroutinen zur Analyse von time-lapse Georadardaten. (iii) Die Anwendung der entwickelten Routinen auf neu gesammelte time-lapse Georadardaten im Rahmen eines Feldexperiments.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Conrad Jackisch
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Niklas Allroggen, bis 5/2023