I
Zusammenfassung
Geostatistische Verfahren haben in den letzten Jahren im Bereich vieler Geowissen
schaften einen immer größer werdenden Anwenderkreis gefunden. Auf dem Gebiet der
Geophysik wird jedoch von den leistungsfähigen Methoden der Geostatistik bis heute nur
wenig Gebrauch gemacht.
In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung und Weiterentwicklung linearer
Schätzverfahren aus der Geostatistik zur Interpretation von gravimetrischen und mag
netischen Felddaten beschrieben. Nach einer Einführung in die Grundlagen aus der Geo
statistik und in die für die Arbeit notwendigen Beziehungen aus der Theorie der Poten
tialverfahren erfolgt die Verknüpfung dieser zunächst unabhängig voneinander betrach
teten Disziplinen.
Von zentraler Bedeutung bei allen Schätzverfahren, die in dieser Arbeit betrachtet
werden, ist das Variogramm. Ausgehend vom theoretischen Energiediehtespektrum der
Potentialfeldanomalie eines Ensembles von rechtwinkligen prismatischen Störkörpern
wird ein spezielles Variogramm-Modell entwickelt, das sowohl für gravimetrische als
auch magnetische Felddaten geeignet ist. Gegenüber den in der Geostatistik gebräuchli
chen Variogramm-Modellen hat dieses Potential-Modell den Vorteil, daß seine Parame
ter nicht nur eine statistische Bedeutung haben, sondern auch eine physikalische Bezie
hung zum geologischen Aufbau des Untergrundes hersteilen. Insbesondere kann gezeigt
werden, daß sich aus der Reichweite dieser Modellfunktion eine scheinbare mittlere Tiefe
der Störkörper ableiten läßt, die unter bestimmten Voraussetzungen zur Abschätzung
der wirklichen mittleren Störkörpertiefe verwendet werden kann.
Für die Interpolation von Potentialfelddaten auf ein systematisches rechtwinkliges
Datengitter, z.B. für die Darstellung in Form von Isolinien, wird das Kriging- und das
Fehler-Kokriging-Verfahren eingesetzt. Im Gegensatz zu den anderen häufig angewand
ten Interpolationsmethoden berücksichtigen diese Verfahren die statistische Struktur
und bei Verwendung des Potential-Variogramm-Modells insbesondere auch die physikali
schen Eigenschaften der gravimetrischen und magnetischen Felddaten.
Einen besonderen Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die aus dem allgemeinen Kokri-
ging-Konzept abgeleitete Kokriging-Transformation, die eine Verknüpfung von optimaler
linearer Schätzung und linearer Transformation darstellt. Ihre Anwendung zur Trans
formation von Potentialfelddaten (Feldfortsetzung, Polreduktion, pseudogravimetrische
Integration, usw.) wird ausführlich dargestellt. Im Vergleich zu Standard-Filterverfahren
können dabei folgende Punkte als wesentlicher Vorteil gewertet werden:
- Die Kokriging-Transformation arbeitet mit beliebig verteilten Datenpunkten.
- Zu jedem transformierten Feldwert erhält man eine Kokriging-Schätzvarianz, die
ein quantitatives Maß für die Vertrauenswürdigkeit des Schätzwertes ist.
- Bei der Transformation von fehlerbehafteten Daten ist eine gleichzeitige Schät
zung und Eliminierung des Fehlers möglich.