Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG)

Agrosphäre (IBG-3)

Hydrogeophysikalische Bildgebung und Charakterisierung

Hydrogeophysical Imaging and Characterisation

Die Forschungsgruppe „Hydrogeophysikalische Bildgebung und Charakterisierung“ konzentriert sich auf die hochauflösende hydrogeophysikalische Bildgebung und Charakterisierung der ungesättigten und gesättigten Zone unter Verwendung von hochfrequenten elektromagnetischen geophysikalischen Werkzeugen, elektromagnetischer Induktion (EMI) und bodendurchdringendem Radar (GPR).

Elektromagnetische Instrumente sind für eine Vielzahl hydrogeologischer Untersuchungen wichtig, da sie nicht invasiv sind und die Messungen relativ schnell durchgeführt werden können. Die gewonnenen elektromagnetischen Parameter, elektrische Leitfähigkeit und relative Dielektrizitätskonstante, sind von großem Interesse für die Bestimmung von Bodeneigenschaften, wie z.B. Tongehalt, Porosität oder hydrologische Zustandsgrößen, einschließlich des Bodenwassergehalts.

Unsere Forschung konzentriert sich auf Modellierungs- und Inversionswerkzeuge, die explizit die Ausbreitungseigenschaften elektromagnetischer Wellen berücksichtigen und hochauflösende Bilder der quantitativen Eigenschaften des Mediums liefern.

Full-Wave Inversion von Off-Ground, Bohrloch- und Oberflächen-GPR

Conventional tomograms provided by standard ray-based methods have limited resolution, primarily because only a fraction of the information contained in the radar data is included in the inversion. Higher resolution radar tomograms can be derived by using full-waveform inversion schemes that take into account much of the recorded trace and exploit the full vector wavefield.

Großflächige Multi-Konfigurations-EMI-Charakterisierung

Due to recent system developments, large-scale EMI measurements are possible due to the fast measurement speed and easy coupling with GPS systems. The availability of multi-channel electromagnetic induction (EMI) systems that measure at several receiver coils enables a simultaneous sensing of electrical conductivity over different depth ranges.

Quantitative Mehrschicht-Leitfähigkeitsinversion von elektromagnetischen Induktionsmessungen mit mehreren Konfigurationen

A new calibration method that uses electrical resistivity tomography (ERT) inversion eliminates instrumental shifts which often occur in EMI data and returns quantitative apparent electrical conductivity values. Using different orientations, different coil offsets, and different frequencies, different sensing depths are obtained that are used for a multi-layer inversion.

Über Oberflächenwellenleiter aufgezeichnete Dispersionsinversion von GPR-Daten

Strong contrasts occurring in the shallow subsurface due to precipitation events, freezing, and thawing events, etc. can result in the presence of electromagnetic waveguides that cause dispersive GPR data. These data need to be inverted using dedicated inversion approaches.

Georadar Rundtisch Gespräch (GPR Roundtable meeting)

The GPR roundtable meeting is aimed at scientists, engineers and georadar/GPR users with the aim of constructively discussing and analyzing new knowledge and insights. The goal of the workshop is to spread knowledge about GPR technology and its use, as well as, to provide a unique possibility to participants to exchange ideas about the advances in their work and discuss their results. Results are presented in German and English.

BSc/MSc Thesis and Fellowship/Internship projects:
Large-scale EMI and GPR hydrogeophysical soil characterization
Weathering front characterization with EMI and GPR in Chile
Full-waveform inversion
Multi-layer multi-configuration EMI inversion
Inversion of waveguide dispersed GPR data

Please contact me for more details about the current projects

Contact: