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Florian Schumacher

• This thesis develops, validates and discusses a seismic full waveform inversion procedure for arbitrary 3D-heterogeneous earth models based on waveform sensitivity kernels. The sensitivity kernels are derived from Born scattering theory and quantify in a linearized sense the influence of elastic earth model parameters and density on seismic frequency-domain full waveform data functionals. In the linearized iterative inversion procedure, the solution of the forward problem, the computation of sensitivity kernels and the derivation of a model update are held completely separate. The separation allows to iteratively increase the resolution of the inverted model update and to minimize the overall computational complexity. The method was implemented in the extendable modularized software package ASKI, which makes use of external forward modelling codes and provides a variety of tools for flexible and customized sensitivity analysis and full waveform inversion.
• Es wird eine Methode zur seismischen Wellenforminversion für beliebige 3D-heterogene Erdmodelle hergeleitet und validiert, welche auf Empfindlichkeitskernen vollständiger Wellenformen basiert. Diese quantifizieren den linearen Einfluss von elastischen Erdmodellparametern und Dichte auf spektrale Datenfunktionale vollständiger Wellenformen und werden mithilfe von Störungstheorie in Bornscher Näherung hergeleitet. Die linearisierte iterative Wellenforminversionsmethode separiert die Lösung des Vorwärtsproblems von der Bestimmung der Empfindlichkeiten und der Berechnung einer Modellverbesserung. Dies ermöglicht deren Auflösung sukzessive zu vergrößern und so den numerischen Aufwand zu minimieren. Die Methode wurde in Gestalt des erweiterbaren und modularen Softwarepakets ASKI implementiert, welches externe Codes zur Lösung des Vorwärtsproblems nutzt und eine Vielfalt kombinierbarer Teilprogramme für flexible und zielgerichtete Empfindlichkeitsanalysen und Wellenforminversion bereitstellt.