Im Prinzip sind die Dateinamen f%uuml;r DISCO-jobs beliebig, aber die Endung dat ist eine sinnvolle Konvention.

Zur Durchführung aller DISCO/FOCUS-Befehle muss zunächst die entsprechende Umgebung gesetzt werden.

• Legen Sie als BenutzerIn seismik das Unterverzeichnis proc_ws02 in Ihrem Homeverzeichnis an und ggf. darin Unterverzeichnisse gruppe. (Dies wird Ihr Arbeitsverzeichnis. Abgesehen von seismischen Daten sollten Sie alle Datein, die Sie erzeugen, in diesem Verzeichnis ablegen.)
• Legen Sie eine Datei antwort.txt in diesem Subdirectory an, in die sie tabellarisch Herkunft und Bedeutung der folgende Ausdrücke schreiben:

• Drucken Sie diese Datei aus.
• Legen Sie das Projekt praktikum und die Linie ws02 an.
• Listen Sie den Inhalt des Projekts praktikum in die Datei ws03.lst des entsprechen Arbeitsverzeichnis.

Das Konzept, das hinter jedem modernen Datenverarbeitungspaket steckt, spaltet die Rechenschritte, die den einzelnen Verarbeitungsschritten (s. Abb. 2) im Processing entsprechen, in eigenständige Module - eigenständige Programme, die nur einen Algorithmus beinhalten - auf. Die einzelnen Seismogramme werden von einem übergeordneten Programm (unter DISCO/FOCUS der Monitor oder Executive genannt) im Pipeline-Verfahren von einem Modul an das nächste weitergereicht. Zusätzliche Informationen wie Koordinaten und statische Korrekturen, aber auch im Processing gewonnene Parameter wie Stapelgeschwindigkeiten, Editing- und Filterparameter und Verarbeitungs-Jobs werden in einer Datenbank abgespeichert. Die Sicherung dieser Parameter erfolgt getrennt nach (Mess)-Projekten und innerhalb eines Projektes getrennt nach Linien.

Der Steuerung der Datenverarbeitung, im Folgenden kurz Job genannt, wird in Textdateien festgelegt. Abb. 3 zeigt eine solche Datei. Jedes Modul muss durch den CALL-Befehl aufgerufen werden. In dieser und ggf. weiteren Zeilen können für die einzelnen Module Parameter spezifiziert werden. Anfang und Ende eines Jobs werden über die JOB- und END-Karte angegeben. Das erste Modul in einem Job muss ein Input-Modul sein.

Die Erstellung eines Jobs kann sowohl unter FOCUS (s. Abb. 3), als auch im Prinzip mit einem beliebigen Texteditor wie vi erfolgen. Ein Vorteil der Benutzung von FOCUS ist der übersichtliche Flussplan der Module. Darüber hinaus enthält der Flussplan Optionen, die die grafische Ausgabe unter FOCUS steuern: Die Felder D (Display) und P (Process) zeigen an, ob die Daten im sogenannten Comparison-Window nach der Anwendung des betreffenden Moduls dargestellt werden sollen oder im sogenannten Interactive-Window vor und nach der Anwendung mit der Option, die Parameter des Moduls interaktiv anzupassen. Die "Module" JOB und END erscheinen im Production-Window selbst nicht, werden aber automatisch angelegt.

Der erste Verarbeitungsschritt ist das Einlesen von seismischen Daten von den Feldbändern, auf denen sie im Gelände aufgezeichnet wurden.

Bei vielen reflexionsseismischen Apparaturen werden die Daten in einem international anerkannten SEG-Format (Society of Exploraion Geophysicists) abgespeichert. Fast alle Datenformate beginnen mit einem globalen Header, in dem Parameter festgelegt sind, die für alle Spuren gelten. Meist sind das die Spurlänge und die Abtastrate, Informationen über voreingestellte Filter, über die seismischen Quellen etc. Danach folgen die seismischen Daten. Die einzelnen Datenwerte A(x,t) sind entweder nach der Zeit t sortiert (multiplext) oder nach dem Registrierkanal x (demultiplext). Zu jeder Spur (Aufzeichnung eines Ereignisses von einem Kanal) gehört ein sogenannter Spurheader. In diesem Spurheader stehen alle anderen Informationen, wie Schuss- bzw. Registriernummer, Kanal etc.

Das wohl bekannteste seismische Format SEG-Y ist besonders für die Speicherung bereits mehr oder weniger verarbeiteter Daten gedacht. SEG-Y ist demultiplext und hat eine grosse Zahl von standardmäß vordefinierten Spurheadern für Geometrieinformation, statische Korrekturen, Filtereinstellungen, Korrekturgeschwindigkeiten etc. In DISCO kann man SEG-Y-Daten mit dem Modul GIN einlesen.

• In Ihrem Homeverzeichnis, Unterverzeichnis proc_allg, befinden sich Vorlagen und Informationen, die Sie im Laufe dieses Kurses brauchen werden. Kopieren sie daraus die Jobs segy-list.dat und segy-in.dat in Ihr Arbeitsverzeichnis. Ändern Sie in Ihrem Arbeitsgruppen-Verzeichnis den Job segy-list.dat hinsichtlich der Projekt- und Linen-Einteilung. Verifizieren Sie den Inhalt des Feldbandes.
• Ändern Sie in Ihrem Arbeitsgruppen-Verzeichnis den Job segy-in.dat derart, dass Sie "reale" seismische Daten und Hilfskanäle separat im Datenverzeichnis (/a/seisdata/p01) abspeichern. Weisen Sie den Felddaten-Records - ein Field Record ist die zeitgleiche Registrierung aller seismischen Kanäle für eine Quellposition; er ist über die FFID (FieldFileIDentification) definiert - eine Schussnummer zu, wie sie für die Geometriedefinition unter DISCO/FOCUS benötigt wird (d.h. beginnen bei 1 und sequentiell ansteigend). Nutzen Sie dazu die Information aus den Geometriedateien im SPS-Format.

Seismische Daten werden generell als Ensembles, d.h. als Gruppe von Spuren zusammengefasst. Ensembles mit einem gemeinsamen Schusspunkt heißen CSP-Ensembles (CommonShotPoint), solche mit einem gemeinsamen Mittelpunkt zwischen Schuss und Aufnehmer CMP-Ensembles (CommonMidPoint) oder auch etwas irreführend CDP-Emsembles (CommonDepthPoint). Oft sortiert man seismische Daten auch nach gleicher Schuß-Aufnehmer-Entfernung (CommonOFfset) oder nach gleichen Aufnehmern. Reflexionsseismische Rohdaten liegen in der Regel als Schussensembles vor; ein Schussensemble enthält die Registrierungen aller Kanäle der reflexionsseismischen Apparatur.

Eine erste Datensichtung kann mit dem Untermenü View Data aus dem FOCUS-Window erfolgen.

Bei den folgenden Abbildungen handelt es sich um die Darstellung der ersten 3s einer Registrierung aus dem Feldpraktikum 1996:

1. Jedes Seismogramm ist auf seine eigene Maximalamplitude (Scaling Trace) normiert. Schwächere Signale in größerer Schussentfernung werden dabei hervorgehoben. (Diese Normierung kann allerdings auch dazu führen, dass elektronisches Rauschen als Signal interpretiert wird.)
2. Jedes Seismogramm ist auf die Maximalamplitude aller Spuren im jeweiligen Ensemble (Scaling Section) normiert. Die größten Amplituden, hier die Oberflächenwellen, dominieren das Bild.
3. Jedes Seismogramm ist abschnittsweise auf einen globalen Wert normiert. Man nennt dies automatische Verstärkungsregelung, im englischen AGC (automatic gain control). Diese bewirkt, dass Bereiche mit kleinen Amplituden verstärkt und solche mit großen Amplituden abgeschwächt werden. Die Länge des jeweils normierten Abschnitts (hier 200ms) besimmt den Effekt des AGC.

Diese drei Skalierungsmöglichkeiten stehen generell für die Darstellung unter DISCO/FOCUS zu Verfügung. Ein Wechsel zwischen ihnen hilft z.B. beim interaktiven Editing. In der ensemble-normierten Darstellungen lassen sich Spikes, das sind einzelne Datenwerte, deren Amplitude wesentlich über denen der seismischen Signale liegt, gut erkennen (Signale sind dann kaum zu sehen). In der spurnormierten oder der AGC-Darstellung werden kohärente schwache Signale besser erkennbar.

Unter dem Menüpunkt ANALYSIS lassen sich die Registrierungen auf ihren Frequenzgehalt hin untersuchen (Abb. 4d). Auf der Basis solcher Analysen kann man Filter erstellen, die das Verhältnis von seismischem Nutz- zu Störsignal (auf englisch signal-to-noise-ratio bzw. S/N) verbessern.

Abb. 4d: Spektralanalyse einer spurnormierten CSP-Sektion. Die farbcodierte Darstellung ist ein zeitabhängiges Spektrum.

• Kontrollieren Sie die Schussensembles nach dem Einlesen. Testen Sie verschiedene Normierungen. Welche Wirkung hat die Länge des AGC-Fensters?
• Bewerten sie die Daten hinsichtlich ihres Spektralgehalts. Können Sie verschiedene Phasen unterscheiden? Grenzen Sie die Frequenzbereiche von Nutz- und Störsignal (Noise) ein.

Ein Verarbeitungsschritt, der im Processing relativ frühzeitig erfolgen sollte, ist das Einbringen der Geometrie. In den meisten Processingsystemen gibt es eine eigene seismische Datenbank, in der man die Geometrie anlegen kann. Mit verschiedenen, auch grafischen Unterprogrammen läßt sie sich kontrolllieren und ggf. korrigieren. Im folgenden kann man dann die Geometrieinformation den einzelnen seismischen Spuren zuordnen. Dazu werden im Spurheader entsprechende Variablen definiert (z.B. SHOT-X, SHOT-Y, ELEV) und aufgrund der Schuss- und Kanalnummer (SHOT und CHAN) einer Registrierung die entsprechenden geografischen Koordinaten zugewiesen. Dadurch sind dem Programm alle absoluten und relativen Positionen bekannt, was z.B. für die Bestimmung von Geschwindigkeiten notwendig ist.

Zur Eingabe der Geometrieinformation in die Datenbasis, mit deren Hilfe Lage- und Überdeckungspläne dargestellt werden gibt es im DISCO/FOCUS-System mehrere Möglichkeiten:

Wenn das Gelände eine gerade Linienführung zugelassen hat, werden in der 2D-Seismik meist nur einige PG geographisch bestimmt (mittels GPS oder aus Messtischblättern) und die fehlenden PG einfach interpoliert. Andernfalls müssen alle PG einzeln eingegeben werden.

Anm.: Häufig werden in der Seismik kartesische GK- (Gauss-Krüger) oder UTM-Koordinaten (Universal Transverse Mercator) benutzt. Die Koordinaten dieser zylindrischen Projektionen bezeichnet man als Rechts- und Hochwert. Jeder Projektion liegen Ellipsoid-Parameter zugrunde, die die Abflachung der Erde beschreiben, z.B. ED50 (European Datum 1950), WGS84 (World Geodetic System 1984), Bessel, etc. Jede Koordinatentransformation muß sowohl die Projektion als auch das Ellipsoid berücksichtigen.

Die Schüsse können wahlweise mit absoluten Koordinaten oder relativ zu den PG-Stationen definiert werden. In letzterem Fall (s. Abb. 5) beziehen sich die kartesischen Inline- und Perpendicular-(Offline)Koordinaten immer auf das Profilsegment zwischen der, dem SP zugeordneten, und der darauf folgenden PG-Station:

Die Zuordnung der Messkanäle zu den PG-Lokationen erfolgt durch die Beschreibung eines Aufstellungsmusters (Pattern). Jedes Pattern ist an einen Ursprung (Origin) gebunden. Der Usrpung ist immer eine SP-Lokation. Die Voreinstellung in DISCO/FOCUS ist die, dass der Ursprung des Musters mit dem SP "mitwandert". Dies entspricht der Roll-Along-Technik der Reflexionsseismik.

Während die Koordinaten für jede Linie in einem Projekt getrennt abgespeichert werden, gelten die definierten Pattern projektweit. Das ist sinnvoll, da sich die Muster in der Regel sehr ähnlich sind, beinhaltet aber die Gefahr, versehentlich bereits definierte Muster zu überschreiben.

Das Pattern muß beispielhaft für einen konkreten SP die Zuordnung der Kanäle einer Registrierapparatur zu den PG beschreiben. Jedem SP wird dann ein sowohl ein Pattern als auch ein Ursprung zugeordnet. Bei gleichbleibenden Aufstellungen (z.B. Querlinien in der Reflexionsseismik) muß jedem Schuß dasselbe Pattern und derselbe Ursprung zugewiesen werden. Wandert die Aufstellung mit dem Schuß mit, so muß dasselbe Pattern aber mit wanderndem Urspung verwendet werden. In Abb. 6 ist dies schematisch für eine einseitge Aufstellung gezeigt.

Abb. 6: Zuordnung von Messkanälen zu PG-Stationen. Alle drei Aufstellungen verwenden dasselbe Pattern. Es wurde für den SP 1 definiert. Für SP 2 stimmt der Pattern-Origin mit der Schuß-Station überein (die Aufstellung wandert mit dem Schüssen mit). Dem SP 3 wurde der Pattern-Origin von SP 1 zugewiesen.

Aus FOCUS heraus kann mit dem Tool GEOMETRY, einem Untermenü von 2Dimensional-QualityControll (s. Abb. A1) die Feldgeometrie in einer "linearisierten" Form am Bildschirm dargestellt werden. Das Tool STACKING CHART (ebendort) erstellt einen CDP-orientierten Überdeckungsplan. Mit dem Tool BASE MAP, einem Untermenü von Data Access lässt sich dann die Geometrie aller Linien eines Projektes in Form eines orientierten und skalierten Lageplanes auf dem Bildschirm darstellen. Das lokale DISCO-Modul MQPLOT (dies ist eine erweiterte Version des Standardmoduls QPLOT) kann dazu genutzt werden einen orientierten und skalierten Lageplanes auf dem VERSATEC-Plotter auszugeben.

• Legen Sie mithilfe der SPS-Dateien test.r01 (Aufnehmerkoordinaten), test.s01 (Quellkoordinaten) und test.x01 (Apparaturkanal-Aufnehmer-Zuordnung; jeweils im Vorlagen-Verzeichnis) für Ihre Linie die Messgeometrie interaktiv in Spreadsheet an und überprüfen Sie die angelegte Geometrie.
• Erstellen Sie einen Lageplan der Messgeometrie im Maßstab 1:50.000 mit dem Modul MQPLOT (s. Job mqplot.dat aus dem Vorlagen-Verzeichnis).