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Entwicklung und Realisierung einer Deformationsanalysesoftware zur Analyse von rezenten Krustenbewegungen in zwei Dimensionen.

Entwicklung und Realisierung einer Deformationsanalysesoftware zur Analyse von rezenten Krustenbewegungen in zwei Dimensionen.
Typ:Diplomarbeit
Datum:2000
Betreuer:

Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. G. Schmitt
Betreuer:
Dipl.-Ing. G. Dinter

Bearbeiter:Schmidt, U.
Zusatzfeld:

IBNr: 840

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Allgemeines zur Problemstellung:

 

Um rezente Krustenbewegungen in einer Region zu untersuchen, werden i.d.R. eigens zu diesem Zweck Deformationsnetze angelegt. Diese Netze werden zumeist in diskreten Epochen beobachtet, sodass für alle Stationen Koordinaten zu den entsprechenden Zeitpunkten ermittelt werden können. Im Zeitalter von GPS sind dies dreidimensionale karthesische Koordinaten XYZ. Auf der Grundlage der sich ändernden Koordinaten lassen sich prinzipiell Aussagen über das rezente Bewegungsverhalten bzw. Deformationen der Lithosphäre treffen.

 

Die am Institut existierenden Deformationsanalyseprogramme (Codeka2D, usw.) ermöglichen eine statistisch fundierte Einzelpunktanalyse, durch die Einzelpunktbewegungen relativ zuverlässig delektiert werden können.

 

Eine Deformationsanalyse im geotektonischen Kontext, d.h. kinematische Modellierung sowie die Bildung von Blöcken (Stationen, die gemeinsam das Bewegungsverhalten einer geotektonischen Einheit beschreiben) ist jedoch mit den bestehenden Programmen nicht oder nur eingeschränkt (STRAIN) möglich. Die Diplomarbeit sollte dieses Defizit beseitigen, mit besonderer Fokussierung auf die Anforderungen des Sonderforschungsbereiches 461.

 

Zusammenfassung:

 

Die Zielsetzung der Arbeit war die Entwicklung und Realisierung einer Software, die die Analyse von rezenten Krustenbewegungen im zwei Dimensionen ermöglicht. Dabei wird eine Möglichkeit vorgestellt, mit welchen Parametern eine gemeinsame Bewegung aller Punkte eines Blockes bestimmt und wie diese aus in diskreten Epochen beobachteten Deformationsnetzen geschätzt werden können. Auf die Modellierung von Deformationen während der Bewegung wird hier verzichtet.

 

Es werden die Linearisierung und die dafür notwendigen Näherungswerte gezeigt. Als Beobachtungen werden dabei direkt die Koordinaten der Netzpunkte aus den einzelnen Epochen eingeführt.

 

Das Problem der Schätzung der Parameter für eine kinematische Modellbildung einer Bewegung von geotektonischen Einheiten bzw. Blöcken auf einer kontinuierlichen Zeitachse wird mit dem Modell der vermittelnden Ausgleichung in einem Gauß - Markov - Modell (GMM) gelöst. Wobei Erkenntnisse zur erwartungstreuen Parameterschätzung mit singulären Varianzkovarianzmatrizen aus der Dissertation von G. Nkuite 1998 einfließen.

 

Daran schliessen sich einige Beispiele, die das Erstellen der Eingabedatei erläutern und die Interpretation der Ausgaben erleichtern sollen. Dies wird durch einige Testrechnungen mit entsprechenden Grafiken verdeutlicht.