Probabilistische Inversion Aeroelektromagnetischer Daten

Die Interpretation von aeroelektromagnetischen (AEM) Messungen mit mehreren Frequenzen unter Verwendung von homogenen horizontal geschichteten Halbraummodellen mit bis zu drei Schichten ist eine sehr effiziente Methode um Aussagen über den Aufbau der obersten 100m des Erduntergrundes zu treffen. Für die Beantwortung von geologischen, geotechnischen, hydrogeologischen und bergbaulichen Fragestellungen wird mit einer probabilistischen Beschreibung der in Frage kommenden Lösungsmodelle die Verläßlichkeit der Interpretation verbessert. Auf Grund von Meßungenauigkeiten und den physikalischen Beschränkungen des AEM Meßsystems ist die Zuordnung eines Erduntergrundmodelles zu einem AEM Meßwert nicht eindeutig. Das heißt, es gibt mehrere Modelle die demselben AEM Meßwert entsprechen. Um die ganze in dem AEM Meßwert steckende Information über den geologischen Aufbau des Erduntergrundes auszunutzen ist es notwendig eine Beschreibung der Unsicherheit in den Lösungsmodellen in die Beantwortung der praktischen Fragestellung einfließen zu lassen. Diese Unsicherheit, bzw. Unschärfe in der Bestimmung eines Lösungsmodelles wird im vorliegenden Fall durch eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion dargestellt. Diese Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion beschreibt wie gut jedes der zur Auswahl stehenden Modelle die AEM Meßwerte erklären kann. Die Ermittlung dieser Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für jeden AEM Meßwert erfolgt mit Hilfe von Mixture Density Networks, einer neueren Entwicklungen auf dem Gebiet der Neuralen Netze. In einer weiteren Phase der Interpretation ist es dann möglich diese Wahrscheinlichkeiten mit bekannten geologischen Daten oder Expertenmeinungen zu verknüpfen um so zu einem Modellvorschlag zu gelangen. Durch diese Vorgehensweise wird die Wahrscheinlichkeit einer Fehlinterpretation verringert werden.