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Autor(en): Voosoghi, Behzad
Titel: Intrinsic deformation analysis of the earth surface based on 3-dimensional displacement fields derived from space geodetic measurements
Sonstige Titel: Deformationanalyse der Erdoberfläche basierend auf 3-dimensionalen, durch geodätische Raumverfahren abgeleitete, Verschiebungsfelder
Erscheinungsdatum: 2000
Dokumentart: Dissertation
URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-7224
http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/3666
http://dx.doi.org/10.18419/opus-3649
Zusammenfassung: Lagrangesche und Eulersche Deformationstensoren sind ein wesentliches Werkzeug für die Untersuchung von Deformationen. Obwohl eine Vielzahl von Methoden zur Berechnung von Deformationstensorfeldern für die Erdoberfläche existiert, beziehen sich nur wenige von ihnen auf die wahre Oberfläche der Erde. Die meisten dieser Methoden formulieren das Problem bezüglich einer Referenzfläche, wie eine Projektionsebene oder Kugel, und folglich leiden ihre Ergebnisse unter möglichen Effekten, die durch die Unvollkommenheiten der mathematischen Modelle der Projektionen verursacht werden. Die Oberflächendeformationstensoren und die mit ihnen verbundenen Invarianten sind wesentlich für eine aussagekräftige Untersuchung von Deformationen und Bewegungen der Erdoberfläche. Zusätzlich dazu sind ihre geodätischen Schätzwerte unverzichtbar als Anfangswerte für geophysikalische Modelle und die Quantifizierung möglicher seismischer Ereignisse. In dieser Arbeit wird eine Methode aus der Differentialgeometrie gezeigt, die eine Deformationsanalyse der wahren Erdoberfläche ermöglicht und so zu einer verlässlicheren und genaueren Bestimmung von Oberflächendeformationsgrößen führt. Die Methode nutzt die Vorteile aus, die sich aus der Einfachheit zweidimensionaler gegenüber dreidimensionalen Räumen ergeben, ohne die Informationen und Effekte der dritten Dimension in den Endergebnissen zu verlieren oder zu vernachlässigen. Die Dissertation beschreibt die analytische Modellbildung, die Herleitung und die Implementierung der Oberflächendeformationsmaße, basierend auf der vorgeschlagenen Methode. Dabei wird vor allem die Formulierung und Implementierung von Tensoren der linearisierten Rotation und Krümmungsänderung, wie sie bei Deformationsuntersuchungen der Erde vorkommen, beachtet. Schließlich wird die Methode auf einen realen Datensatz von räumlichen geodätischen Positionen und Verschiebungsvektoren angewandt. Die Anwendung zeigt die Stärken der math. Modelle der vorgeschlagenen Methode auf.
Lagrangian and Eulerian deformation tensors are a key tool in the study of deformation. Although many methods have been proposed to calculate deformation tensor fields of the Earth surface, only few refer to the real surface of the Earth. Most of these methods formulate the problem on reference surfaces such as projection plane or sphere and consequently their results suffer from possible effects of incompleteness in the mathematical models of projections. The surface deformation tensors and their associated invariants are critical for a meaningful study of deformations and kinematics of the Earth. Moreover, their geodetic estimates are crucial as initial values for geophysical models as well as quantifying potential seismic activities. Here we present a method of differential geometry that allows deformation analysis of the real surface of the Earth on its own rights for a more reliable and accurate estimate of the surface deformation measures. The method takes advantage of the simplicity of the 2-dimensional spaces versus 3-dimensional spaces without losing or neglecting information and effect of the third dimension in the final results. The dissertation describes analytical modelling, derivation and implementation of the surface deformation measures based on the proposed method with particular attention to the formulation and implementation of the tensors of linearized rotation and change of curvature in Earth deformation studies. Finally the method is applied to a real data set of space geodetic positions and displacement vectors. This application reveals capabilities and strengths of the developed mathematical models of the suggested method.
Enthalten in den Sammlungen:06 Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie

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