Skip to main content

Regularization by Digital Topography and by Estimating Crustal Parameters from Gravity Field Data: Example of Switzerland

  • Conference paper
Determination of the Geoid

Part of the book series: International Association of Geodesy Symposia ((IAG SYMPOSIA,volume 106))

  • 235 Accesses

Abstract

In this paper emphasis is put on the determination of crustal parameters by gravity anomalies. The determined parameters may also be used for the gravity field interpolation. The crustal parameters will be restricted in our case to densities and reference depth of the Mohorovicic discontinuity in the swiss alpine area. A procedure similar to the well known ‘Nettleton’- profiling for determination of the homogeneous density of a small scale topographic structure will be generalized to two dimensional datasets and varying density. The method will still be limited to small areas. Elsewhere similar approaches are used for gravity prediction, where in some way the correlation of height and anomaly is used, too. The estimate of the parameters, which may include also density and trendparameters is done by least-square adjustment or by least-square collocation. In this approach different components of all the methods can be identified. The basic idea consists in reducing the gravity field anomalies by physically meaningful parameters, which have to be estimated, to a more or less stochastic remainder. The applied model consists of horizontally varying crustal density, mantle density, reference depth of MohoDiscontinuity and known disturbing mass distributions like the ‘Ivrea’ body in the southern part of Switzerland. Similar calculations are carried out to treat the deflection of the vertical. The regularization of the deflections by topographic masses is clearly demonstrated, especially in rugged topography.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 84.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 109.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  • Ansorge, J., E.Kissling, N. Deichmann, H. Schwendener, E. Klingelé, St. Müller (1987): Krustenmächtigkeit in der Schweiz aus Refraktionsseismik und Gravimetrie. 1.NFP20 - Symposium, Bad Ragaz, Bulletin Nr. 4 des Nationalen Forschungsprojekts NFP20.

    Google Scholar 

  • Bernauer, I., A. Geiger (1986): Lokale Schwerefeldbestimmung und gravimetrische Modellrechnungen im Satelliten (GPS)-Testnetz ‘Turtmann’ (Wallis). Geodätisch-geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, Schweizerische Geodätische Kommission, Band 38.

    Google Scholar 

  • Brillouin, M. (1908): Mémoire sur l’éllipticité du géoide dans le tunnel du Simplon. Mémoires à l’Académie des Sciences de l’Institut national de France, Tome XXXIII, No 3,p 230

    Google Scholar 

  • Bürki, B. (1985): Die operationelle Bestimmung von Lotabweichungen mit Erläuterungen zur transportablen Zenitkamera TZK3 des Institutes für Geodäsie und Photogrammetrie und zum computergestützten Auswertesystem. Institut für Geodäsie und Photogrammetrie, Bericht 91.

    Google Scholar 

  • Bürki, B. (1988): Integrale Schwerefeldbestimmung in der Ivrea-Zone und deren geophysikalische Interpretation. Dissertation ETH Nr.8621. Institut für Geodäsie und Photogrammetrie, ETH-Zürich.

    Google Scholar 

  • Deichmann, N., J. Ansorge, St. Müller (1986): Crustal Structure of the Southern Alp beneath the Intersection with the European Geotraverse. Tectonophysics, 126 (1986) pp. 57–83.

    Article  Google Scholar 

  • Elmiger, A. (1969): Studien über Berechnung von Lotabweichungen aus Massen, Interpolation von Lotabweichungen und Geoidbestimmung in der Schweiz. ETH -Zürich, Diss. Nr. 4210, p.168.

    Google Scholar 

  • Elmiger, A. (1975): Das Geoid in der Schweiz. Vermessung, Photogrammetrie, Kulturtechnik. Fachblatt 1111IV - 75, pp.171–176.

    Google Scholar 

  • Elmiger, A., Gurtner, W. (1983): Astogeodätische Geoidbestimmung und Lotabweichungs-interpolation in der Schweiz. Beitrag zum Geoid- Kolloquium in Graz, 24./25. 1.1983. Bericht Nr. 74 des Instituts für Geodäsie und Photogrammetrie, ETH Zürich.

    Google Scholar 

  • Forsberg, R. (1984a): A Study of Terrain Reductions, Density Anomalies and Geophysical Inversion Methodes in Gravity Field Modelling. Report No. 355, Dept. of Geodetic Science, The Ohio State University, Columbus.

    Google Scholar 

  • Forsberg, R. (1984b): Local Covariance Functions and Density Distributions. Report No.356, Dept. of Geodetic Science, The Ohio State University, Columbus.

    Google Scholar 

  • Geiger, A., H.-G. Kahle (1986): Gravimetrisches Geoid der Schweiz. Vermessung, Photogrammetrie, Kulturtechnik, 8186, pp. 311–323.

    Google Scholar 

  • Geiger, A. (1989): Gravimetrisches Geoid der Schweiz: Potentialtheoretische Untersuchungen zum Schwerefeld im Alpenraum. Dissertation, ETH, Nr. 9009.

    Google Scholar 

  • Gunner, W. (1978): Das Geoid in der Schweiz. Mitteilung des Instituts für Geodäsie und Photogrammetrie, Nr. 20, p.110.

    Google Scholar 

  • Hanafi, M.S.A. (1987): Gravity Field Data Reduction Using Height, Density, and Moho Information. Dissertation am Geodätischen Institut der Technischen Universität Graz.

    Google Scholar 

  • Hein, G., K. Hehl, B. Eissfeller, M. Ertel, W. Jacoby, D. Czerwek (1990): On Gravity Prediction Using Density And Seismic Data. Schriftenreihe, Studiengang Vermessungswesen, Universität der Bundeswehr, München, Heft 41

    Google Scholar 

  • Kahle, H.-G., E. Klingelé, St. Müller, R. Egloff (1976): The variation of crustal thickness across the Swiss Alps based on gravity and explosion seismic data. Pageoph. Vol.114, 479–494.

    Article  Google Scholar 

  • Kissling, E. (1982): Aufbau der Kruste und des oberen Mantels in der Schweiz. Schweizerische Geodätische Kommission. Geodätisch-geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, Band 35, 37–126.

    Google Scholar 

  • Klingelé, E., R. Olivier (1980): La Nouvelle Carte Gravimétrique de la Suisse (Anomalie de Bouguer). Matériaux pour la Géologie de la Suisse, Géophysique No. 20, Commission Suisse de Géophysique.

    Google Scholar 

  • Klingelé, E. (1980): A new Method for Near- Topographic Correction in Gravity Surveys. Pageoph, Vol. 119 (1980/81).

    Google Scholar 

  • Landau, H., K. Hehl, B. Eissfeller, G.W. Hein, W.I. Reilly (1988): Operational Geodesy Software Packages. Schriftenreihe, Studiengang Vermessungswesen, Universität der Bundeswehr, München, Heft 34.

    Google Scholar 

  • Mader, K. (1951): Das Newtonsche Raumpotential prismatischer Körper und seine Ableitungen bis zur dritten Ordnung. Sonderheft 11 der Osterreichischen Zeitschrift für Vermessungswesen.

    Google Scholar 

  • Marti, U. (1990): ALGESTAR: Satellitengestütze Geoidbestimmung in der Schweiz mit GPS. Schweizerische Geodätische Kommission, Band 41.

    Google Scholar 

  • Messerschmitt, J.B. (1901): Polhöhen und Azimutmessungen. Das Geoid der Schweiz. Das Schweizerische Dreiecksnetz, Band 9, Schweizerische Geodätische Kommission.

    Google Scholar 

  • Mueller, St. (1986): Die Geologische Tiefenstruktur der Schweiz: Kompilation der gegenwärtig verfügbaren Daten über die Tiefenstruktur der Schweiz. NFP20, Bulletin 1, p27.

    Google Scholar 

  • Schwendener, H. (1984): Ein gravimetrisches Krusten-Mantel-Modell für ein Profil vom nördlichen Alpenvorland bis an die Ligurische Küste. Geodätisch-geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, Schweizerische Geodätische Kommission, Band 36.

    Google Scholar 

  • Sünkel, H. (1984): On the Reduction of Gravity Data for the Prediction of the Gravity Disturbance Vector at Altitudes. Report No. 359, Dept. of Geodetic Science, The Ohio State University, Columbus.

    Google Scholar 

  • Tscherning, C.C. (1989): Density-Gravity Covariance Functions Produced by Overlapping Rectangular Blocks of Constant Density. 2th Hotine-Marussi Symposium on Mathematical Geodesy, Pisa, June.

    Google Scholar 

  • Wirth, B. (1985): Störkörperbestimmung im Gebiet der Ivrea-Zone aus gravimetrischen und astrogeodätischen Messungen. Institut für Geodäsie und Photogrammetrie, Ber. 93.

    Google Scholar 

  • Wirth, B., U. Marti (1988): The Swiss National Research Project “Deep Crustal Structure under the Alps”: Contribution of Geodesy. JLG-66 th meeting March 14–15.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 1991 Springer-Verlag New York Inc.

About this paper

Cite this paper

Geiger, A., Wirth, B., Marti, U. (1991). Regularization by Digital Topography and by Estimating Crustal Parameters from Gravity Field Data: Example of Switzerland. In: Rapp, R.H., Sansò, F. (eds) Determination of the Geoid. International Association of Geodesy Symposia, vol 106. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3104-2_15

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3104-2_15

  • Publisher Name: Springer, New York, NY

  • Print ISBN: 978-0-387-97470-5

  • Online ISBN: 978-1-4612-3104-2

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics