Interactive Correlation Panels for the Geological Mapping of the Martian Surface

Abstract

In den letzten Jahren hat sich die Verwendung von digitalen Aufschlussmodellen etabliert, um geologische Untersuchungen am Computer durchzuführen. Diese hochauflösenden, 3-dimensionalen Modelle von Aufschlüssen werden auch für die Erforschung des Mars erstellt. Mit spezialisierter Software können GeologInnen auf digitalen Aufschlussmodellen geologische Attribute annotieren, wie zum Beispiel die Grenzen zwischen verschiedenen Gesteinsschichten. Nach der Annotation erstellen GeologInnen Schichtprofile, eine graphische Beschreibung der Gesteinsschichten. Um ein geologisches Modell einer größeren Region aufzustellen, werden die Gesteinsschichten in mehreren Schichtprofilen korreliert. In einem Korrelationsdiagramm werden die korrelierten Schichten der Schichtprofile graphisch verbunden. Das Erstellen dieser Korrelationsdiagramme ist sehr aufwändig, in der Regel werden sie per Hand mit Zeichenprogrammen erstellt. Durch diese Einschränkung werden die Diagramme am Schluss des Interpretationsvorgangs erstellt, um ein aufwändiges Editieren im Nachhinein zu vermeiden. Auch geht durch den Wechsel in ein Zeichenprogramm die Verbindung zwischen Ursprungsdaten und den kodierten Daten im Diagramm verloren. Diese Arbeit ist Teil einer Design-Studie mit dem Ziel die Erstellung von Korrelationsdiagrammen zu automatisieren und aus einer statischen Illustration eine interaktive Applikation zu machen, die in den Interpretationsprozess integriert werden kann. Nach einer Einführung in die relevanten Themengebiete analysieren wir in dieser Arbeit publizierte Korrelationsdiagramme um den Entwurfsraum aufzuspannen. Mit den Ergebnissen der Analyse in Kombination mit ExpertInnenmeinungen, die wir in Workshops und über einen Forschungsaufenthalt am Imperial College London einholen konnten, beschreiben wir mögliche Designentscheidungen, und schließlich die Minimalanforderungen an einen Prototyp. Der Prototyp, der im Zuge dieser Arbeit entstanden ist, wurde erweitert und in einem Artikel, das die gesamte Design-Studie umfasst, präsentiert.

In recent years, digital outcrop models have become a popular tool to carry out geological investigations on the computer. These high-resolution, 3-dimensional models of outcrops are also created for the exploration of Mars. With specialized software, geologists can annotate geological attributes on digital outcrop models, such as the boundaries between different rock layers. After annotating, geologists create logs, a graphic description of the rock layers. To establish a geological model of a larger region, corresponding layers are correlated in multiple logs. The correlated layers of the logs are graphically linked in a correlation panel. Creating correlation panels is very time-consuming, and they are usually created by hand with drawing programs. Due to this restriction, the diagrams are created at the end of the interpretation process to avoid time-consuming editing afterwards. When switching to a drawing program, the connection between the original data and the encoded data in the diagram is also lost. This work is part of a design study with the aim of automating the creation of correlation panels, and turning a static illustration into an interactive application that can be integrated into the interpretation process. In this work, after a short introduction to the exploration of Mars with the help of geology, we analyse published correlation panels to explore the design space of these illustrations. In addition to that analysis we conducted workshops and a research stay at Imperial College London with our domain collaborators. Using the information gained from the analysis and our collaborators, we describe possible design choices, and extract the minimum requirements for a prototype. The prototype created in the course of this work was later extended and presented in a paper that encompasses the whole design study.