Möglichkeiten der Attributanalyse beim Georadarverfahren: Detaillierte strukturelle und parameterbezogene Charakterisierung des oberflächennahen Untergrundes durch gezielte Extraktion und Kombination verschiedener Datenattribute aus 2-D und 3-D Georadardaten
Final Report Abstract
Der oberflächennahe Untergrund (vor allem die obersten 50 m) beherbergt den Großteil der menschlichen Infrastruktur, wichtige Ressourcen wie Wasser und mineralische Rohstoffe und dient gleichzeitig als Depot für Haus- und Industriemüll. Es ist der Bereich, der besonders empfänglich für anthropogene Kontaminationen und Modifikationen ist. Erkenntnisse über diesen Untergrundbereich sind somit wichtig bei unterschiedlichsten ingenieurtechnischen Projekten (z.B. des Bauwesens), bei der Bewertung und Ausbeutung natürlicher Rohstofflagerstätten (z.B. mineralische Rohstoffe) oder bei der Vorhersage und Bewertung der Konsequenzen von anthropogenen Verschmutzungen (z.B. im Grundwasser). Die meisten dieser Fragestellungen fordern, den oberflächennahen Untergrund möglichst effizient und zerstörungsfrei zu erkunden und seinen Aufbau inklusive der stofflichen Eigenschaften möglichst hochauflösend und in 3D zu charakterisieren. Das geophysikalische Verfahren des Georadars stellt sicherlich eine der vielversprechendsten zerstörungsfreien Erkundungsmethoden in diesem Zusammenhang dar. Der derzeitige Stand der Technik beim Georadar erlaubt es, Strukturen (z.B. geologische Schichtungen und Störungszonen, anthropogene Objekte wie vergrabene Versorgungsleitungen oder archäologisch relevante Mauer- und Fundamentreste) im oberflächennahen Untergrund in 3D mit einer Auflösung im dm- Bereich zu erfassen. Damit ist es sicherlich die geophysikalische Erkundungsmethode mit dem besten Auflösungsvermögen. Jedoch beschränkt sich die Auswertung der gewonnen Daten in der Regel auf eine rein manuelle strukturelle Interpretation, die zeitaufwendig ist, viel Erfahrung vom Bearbeiter verlangt und keine Information über die stoffliche Zusammensetzung der relevanten Materialien liefert. Um genau diese Probleme anzugehen, haben wir in diesem Projekt sogenannte attributbasierte Analyse- und Interpretations-Methodiken entwickelt. Mit diesen Ansätzen gelang es uns, die für eine spezifische Fragestellung relevanten Informationen gezielt aus den Daten zu extrahieren, verbesserte strukturelle 3D Abbilder des Untergrundes zu generieren, Informationen über die stofflichen Eigenschaften im Untergrund verborgener Objekte zu gewinnen und somit letztendlich die Interpretation komplexer 3D Datensätze wesentlich zu vereinfachen und zu optimieren.
Publications
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(2008): Efficient and flexible TPS based 3-D GPR surveying: An archaeological case study. 12th International Conference on Ground Penetrating Radar, Birmingham, UK (four pages)
Tronicke, J., Böniger, U.
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(2008): Spectral decomposition of GPR data using Tree- Based Pursuit. 12th International Conference on Ground Penetrating Radar, Birmingham, UK (six pages)
Böniger, U., Tronicke, J.
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(2010): Improving the interpretability of 3D GPR data using target-specific attributes: application to tomb detection, Journal of Archaeological Science, 37, 360-367
Böniger, U., Tronicke, J.
