Virtuelle Mikroskopie in den Geowissenschaften

Virtual Petrograph (ViP) ist der Name des Prototyps eines Virtuellen Mikroskops, welches speziell für die Geowissenschaften entwickelt wurde. Der ViP funktioniert nach dem dreigeteiltem Prinzip: Datenerhebung, Bildkommunikation und Visualisierung/Nutzung, welches im Folgenden näher erläutert wird.

Beschreibung

Die Datenerhebung erfolgt durch Einscannen des Dünnschliffs/Anschliffs in hoher Vergrößerung, unter unterschiedlichen Polarisationen, Belichtungen, etc.. Die aufgenommenen Bilder werden zu einem Gesamtdatensatz zusammengefügt und gespeichert. Die Bildkommunikation erfolgt über Streamingverfahren. Die Visualisierung/Nutzung digitalen Präparate durch den Anwender erfolgt am Virtuellen Mikroskop. Dieses ist eine Anwendung, die die Funktionalität eines Polarisationsmikroskopes simuliert (Ein- und Auszoomen, Verschieben, Wechsel von Auflicht und Durchlicht, Drehen der Polarisationsebene). Darüber hinaus bietet es zusätzliche Funktionen, wie das Messen, setzen von Annotationen und Waypoints, exportieren von Standbildern, diverse Bildverarbeitungsfunktionen sowie die Möglichkeit kollaborativen Arbeitens mehrerer Studenten an einem Datensatz.

Ziel unseres Projektes ist es diese Plattform den Studenten zugänglich zu machen. Hierzu, und um den ViP aktiv in der Lehre nutzen zu können sind Vorarbeiten notwendig, die idealerweise in Zusammenarbeit mit den Studenten durchgeführt werden. Ein auf dem Gebiet erfahrener wissenschaftlicher Mitarbeiter soll die Möglichkeit erhalten eine repräsentative Anzahl von Schliffen in das System einzupflegen und das System aktiv im Vorlesungs- und Übungsbetrieb der Veranstaltung „Mikrotektonik“ anwenden. Hierbei werden die Schliffe eingescanned und mit den notwendigsten Annotationen ausgestattet. Eine detaillierte Interpretation und Annotation erfolgt im Rahmen der Vorlesung, Übung und des Selbststudiums. So wird der Mitarbeiter von Studentischen Hilfskräften und nicht zuletzt von den Kursteilnehmern unterstützt. Zudem wird er die Online-Foren/Tutorien erstellen und initial betreuen. Eine fortgeführte Betreuung durch die Studentenschaft ist vorstellbar.

Die Verwendung der ViP Software in der Veranstaltung Mikrotektonik hat sich bewährt. Durch die einfache Bedienbarkeit wurde während der Veranstaltung viel Zeit eingespart, welche früher für die Bedienung der Mikroskope und dabei auftretender Probleme aufgewendet werden musste. Diese konnte nun dazu verwendet werden, um fachliche Problematiken zu klären, und so konnte ein weiterer Mehrwert in der Ausbildung der Studierenden erreicht werden. Der große Speicherbedarf der Datensätze führte zu Beginn der Veranstaltung zu Kapazitätsengpässen in der lokalen Netzwerkinfrastruktur, welche jedoch behoben werden konnten. Die neue Lehrmethode wurde von den Lehrenden und Studierenden sehr gut angenommen. Die Evaluierung durch die Studierenden war sehr positiv. Da nicht nur die virtuelle Mikroskopie verwendet wurde, sondern in manchen Veranstaltungen auch konventionelle Polarisationsmikroskopie zur Anwendung kam, konnten beide Methoden von den Studierenden direkt verglichen werden. Der Vergleich viel einstimmig zugunsten der virtuellen Variante aus. Die Methode wird fest in der Veranstaltung etabliert und weiter ausgebaut. Darüber hinaus wird sie im laufenden Semester auch in der Veranstaltung "Reservoir Petrologie" erprobt. Die Methode eignet sich für alle Veranstaltungen in denen geologische oder materialwissenschaftliche Dünnschliffpraperate zur Anwendung kommen. Wird für die Veranstaltung eine grössere Menge Datensätze benötigt empfiehlt sich aufgrund der begrenzten Scankapazität des ViP eine geeignete Vorlaufzeit.

Zum Projekt

Laufzeit

01.10.2012 - 30.09.2013

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Institution

Fachbereich

  • Geowissenschaft

Kategorie

  • Lehr-/Lernszenario

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