Seismic and wave field exploration
A.A. 2025/2026
Obiettivi formativi
Conoscenza e comprensione: acquisire le conoscenze di base dei metodi sismici e del georadar, con particolare attenzione all'acquisizione e all'elaborazione dei dati in sismologia esplorativa; acquisire la terminologia pertinente ai metodi sismici e al georadar; imparare a implementare semplici script per l'elaborazione dei dati. Conoscenza e comprensione applicate: analizzare le problematiche riscontrate nei dati sismici a riflessione reali terrestri e marini e proporre soluzioni idonee per l'elaborazione e, possibilmente, per l'acquisizione; affrontare correttamente la progettazione e l'implementazione di sismica a rifrazione, analisi delle onde di superficie e georadar in geofisica applicata; implementare semplici script per l'elaborazione dei dati di campo d'onda.
Risultati apprendimento attesi
Autonomia di giudizio: le conoscenze acquisite consentono di valutare criticamente i risultati ottenuti al termine dell'elaborazione dei dati sismici e georadar. Per ogni fase di elaborazione, lo studente è in grado di valutare la qualità dell'elaborazione e i limiti di applicabilità e le possibili insidie delle procedure di elaborazione. Abilità comunicative: lo studente è in grado di comunicare in modo chiaro gli argomenti della sismica a riflessione e rifrazione, dell'analisi delle onde di superficie e del georadar; inoltre, lo studente è in grado di spiegare in modo chiaro le problematiche relative all'elaborazione e all'acquisizione nell'esplorazione sismica e del campo d'onda, e di illustrare possibili soluzioni per affrontare tali problematiche. Capacità di apprendimento: fornire allo studente la capacità di apprendere in modo autonomo argomenti che non possono essere trattati durante le lezioni a causa del tempo limitato a disposizione, e di approfondire quelli trattati.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Basic principles of wave field exploration: wave equation and wave propagation; impedance contrast and reflection/transmission coefficients; Impulse response and Green's theorem; reflectivity and convolutional model for synthetic traces; Fourier transform, convolution, correlation, autocorrelation and related properties; minimum phase wavelets and their properties; sampling rate, aliasing and Nyquist theorem.
· Acquisition of seismic data: impulsive sources and vibroseis; geophones and hydrophones; attenuation processes; acquisition layout in reflection seismic, multi-fold acquisition, common-mid-point (CMP) gathers; acquisition layout in refraction seismic and surface wave analysis.
· Construction of reflection seismic sections: gain correction; deconvolution; frequency-domain filtering and F-K analysis; static corrections; velocity analysis and Normal Moveout correction; stack and zero-offset sections; basic migration concepts and applications.
· Analysis of refraction and surface wave seismic data: traveltimes for horizontal and dipping layers; intercept times and plus-minus method (Generalized Reciprocal Methods); principles and measurement procedures in Multichannel analysis of surface waves (MASW) and Horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR).
· Georadar: similarities and differences between seismic and electromagnetic wave propagation; application of reflections seismic methods for the analysis of georadar data.
· Acquisition of seismic data: impulsive sources and vibroseis; geophones and hydrophones; attenuation processes; acquisition layout in reflection seismic, multi-fold acquisition, common-mid-point (CMP) gathers; acquisition layout in refraction seismic and surface wave analysis.
· Construction of reflection seismic sections: gain correction; deconvolution; frequency-domain filtering and F-K analysis; static corrections; velocity analysis and Normal Moveout correction; stack and zero-offset sections; basic migration concepts and applications.
· Analysis of refraction and surface wave seismic data: traveltimes for horizontal and dipping layers; intercept times and plus-minus method (Generalized Reciprocal Methods); principles and measurement procedures in Multichannel analysis of surface waves (MASW) and Horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR).
· Georadar: similarities and differences between seismic and electromagnetic wave propagation; application of reflections seismic methods for the analysis of georadar data.
Prerequisiti
Physics: knowledge of mechanics and electromagnetism. Mathematics: differential equations, complex numbers, Fourier analysis.
Metodi didattici
Theoretical lectures and practical exercises in python/Matlab, with implementation of simple processing and visualization scripts.
Materiale di riferimento
Methods of Seismic Data Processing, Gary F. Margrave (https://www.crewes.org/ResearchLinks/FreeSoftware/)
· Numerical Methods of Exploration Seismology with algorithms in MATLAB, Gary F. Margrave (https://www.crewes.org/ResearchLinks/FreeSoftware/)
· Seismic data analysis, Oz Yilmaz, investigation in geophysics no.10, SEG
· Numerical Methods of Exploration Seismology with algorithms in MATLAB, Gary F. Margrave (https://www.crewes.org/ResearchLinks/FreeSoftware/)
· Seismic data analysis, Oz Yilmaz, investigation in geophysics no.10, SEG
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Exam method: oral. Evaluation criteria: understanding of the physical principles of the methods and their applicability; critical reasoning and evaluation of data/processing steps; skill in the use of specialist lexicon.
The final score will be expressed in thirtieth.
The final score will be expressed in thirtieth.
GEO/11 - GEOFISICA APPLICATA - CFU: 6
Esercitazioni: 24 ore
Lezioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Docenti:
Chen Jian, Fiandaca Gianluca
Docente/i
Ricevimento:
Dalle 9 alle 17
2° piano, vicino all'aula D