title: Συμβολή της σεισμικής τομογραφίας και της τεχνολογίας κατανεμημένων αισθητήρων σεισμικών κυμάτων (οπτικής ίνας) στην απεικόνιση του υπεδάφους για την παρακολούθηση κατολισθήσεων
title: Seismic tomography and DAS technology contribution to landslide imaging and monitoring
Creators: name: Ακριτιδης Μαριος-Στυλιανος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2018

description: Στην  παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η εφαρμογή μιας νέας τεχνολογίας κατανεμημένων αισθητήρων σεισμικών κυμάτων (οπτικής ίνας) και συγκρίνεται με την συμβατική μέθοδο της σεισμικής τομογραφίας. Πιο συγκεκριμένα, μελετάται η τεχνολογία DAS και συγκρίνεται με την υπάρχουσα συμβατική τεχνολογία της σεισμικής τομογραφίας, στην απεικόνιση του υπεδάφους για την παρακολούθηση κατολισθήσεων.  

Για την επίτευξη των παραπάνω, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση διασκόπησης σεισμικής διάθλασης. Χρησιμοποιήθηκε μοντέλο τεσσάρων στρωμάτων που αντιστοιχεί σε τομή υπεδάφους από την περιοχή των Βαυαρικών Άλπεων. Τα χαρακτηριστικά της τομής έχουν προσδιορισθεί από την συνδυαστική ερμηνεία των μεθόδων γεωραντάρ (GPR), ηλεκτρικής τομογραφίας (ERT) και σεισμικής διάθλασης (SR).	

Ειδικότερα, ψηφιοποιήθηκε η ερμηνευμένη γεωφυσική τομή από την περιοχή μελέτης και στη συνέχεια, για την προσομοίωση του πειράματος σεισμικής τομογραφίας στις δύο διαστάσεις (2D), χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος PSV_SYNTHETICS_VER11 που έχει αναπτυχθεί στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής του Πολυτεχνείου Κρήτης σε περιβάλλον Μatlab. Δημιουργήθηκαν συνθετικά δεδομένα για 5 διαφορετικές θέσεις πηγών κατά μήκος του μοντέλου. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε η επιλογή των πρώτων αφίξεων και η επεξεργασία τους με τη χρήση του λογισμικού SeisImager (πρόγραμμα Plotrefa). Για την αναπαράσταση της συμβατικής μεθόδου της σεισμικής τομογραφίας και της τεχνολογίας DAS χρησιμοποιήθηκαν δέκτες σε ισαποστάσεις των 6m και 1m, αντίστοιχα.

Εν κατακλείδι, συμπεραίνεται ότι η τεχνολογία κατανεμημένων αισθητήρων σεισμικών κυμάτων οπτικής ίνας (DAS) υπερέχει σε σχέση με την συμβατική σεισμική τομογραφία ως προς την ικανότητα διάκρισης των στρωμάτων του μοντέλου. Οι οπτικές ίνες επιτρέπουν την εξέταση του υπεδάφους σε όλο το μήκος του πεδίου ενδιαφέροντος καθώς λειτουργούν ως μια συστοιχία δεκτών τοποθετημένων σε πολύ μικρές ισαποστάσεις, γεγονός που παρέχει μια σαφώς λεπτομερέστερη εικόνα του υπεδάφους. Επιπλέον, η μεθοδολογία DAS δύναται να εφαρμοστεί στις περιπτώσεις όπου η πραγματοποίηση της συμβατικής σεισμικής τομογραφίας αδυνατεί, τόσο για πρακτικούς όσο και για οικονομικούς λόγους.

description: The present thesis examines the application of the new distributed acoustic sensing technology (DAS) and compares it with the conventional method of seismic tomography. More specifically, DAS technology is being studied and compared to the existing conventional seismic tomography technology, in the subsurface imaging for landslide monitoring.

To achieve the above, a seismic refraction survey simulation was performed. A four-layer model corresponding to a geological section of the Bavarian Alps was used. The characteristics of this section have been determined by the combined interpretation of the ground-penetrating radar (GPR), electrical resistivity tomography (ERT) and seismic refraction (SR) methods.

In particular, the interpreted geophysical section from the study area was digitized, and then the algorithm PSV_SYNTHETICS_VER11, developed in the Laboratory of Applied Geophysics of the Technical University of Crete in Matlab, was used to simulate the two-dimensional (2D) seismic tomography experiment. Synthetic data was generated for 5 different source locations along the model. Subsequently, the first arrivals were selected and processed using the SeisImager software (Plotrefa program). For the representation of the conventional method of seismic tomography and DAS technology, receivers spacing were set at 6m and 1m, respectively.

In summary, it is concluded that the distributed acoustic sensing (DAS) is superior to conventional seismic tomography regarding the ability to distinguish the layers of the model. Fiber optics allows the detailed examination of the subsurface as it functions as an array of receivers located in very small distances. Additionally, the DAS methodology can be applied in cases where the implementation of conventional seismic tomography is impossible, for practical as well as economic reasons.