title: Απεικόνιση ρηχών υπεδαφίων δομών σε θαλάσσιο περιβάλλον με την μέθοδο πολυκάναλης ανάλυσης επιφανειακών σεισμικών κυμάτων
title: Multichannel analysis of surface waves for imaging offshore Cultural Heritage in very shallow waters
Creators: name: Μαρκασιωτη Πελαγια-Μπηλιω
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: Η Εφαρμοσμένη Γεωφυσική βοηθά την αρχαιολογία στην ανακάλυψη νέων ευρημάτων της κρυμμένης πολιτιστικής μας κληρονομιάς. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί ιδιαίτερα για χερσαία περιβάλλοντα, αφήνοντας τα ρηχά θαλάσσια σχεδόν ανεξερεύνητα.
Στη συγκεκριμένη μεταπτυχιακή διατριβή εξετάζεται η αποτελεσματικότητα της Πολυκάναλης Ανάλυσης Επιφανειακών Κυμάτων (MASW) και της Σεισμικής Διάθλασης Τομογραφίας (SRT) στην απεικόνιση βυθισμένων και θαμμένων αρχαιοτήτων σε ένα πολύ ρηχό θαλάσσιο περιβάλλον. Για το σκοπό αυτό, αρχικά δημιουργήθηκαν συνθετικά σεισμικά δεδομένα για την εξέταση των βέλτιστων παραμέτρων, σχετικά με την πιο αποτελεσματική απεικόνιση και ερμηνεία θαμμένων ανθρωπογενών στόχων κάτω από την πυθμένα της θάλασσας σε ρηχά θαλάσσια περιβάλλοντα.
Γενικά τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης ήταν αρκετά ενθαρρυντικά καθώς έδειξαν ότι οι στόχοι πλάτους μεγαλύτερου από 0,5m απεικονίζονται και με τις δύο μεθόδους (SRT και MASW), υπό την προϋπόθεση ότι είναι θαμμένοι σε μικρό σχετικά βάθος κάτω από τον πυθμένα. Επιπλέον, προέκυψε ότι για τον βέλτιστο προσδιορισμό της θέσης των βυθισμένων στόχων, το ανάπτυγμα των δεκτών κατά την εφαρμογή της μεθόδου MASW θα πρέπει να είναι το μικρότερο δυνατό. Γενικά, τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης ήταν αρκετά ενθαρρυντικά.
Στη συνέχεια, η αποτελεσματικότητα των μεθόδων αξιολογήθηκε με την ανάλυση και επεξεργασία πραγματικών δεδομένων που συλλέχθηκαν σε μία υποβυθισμένη αρχαιολογική θέση (Στόμιο) στην νοτιο-ανατολική Κρήτη. Η εφαρμογή της μεθόδου MASW σε πραγματικά δεδομένα ήταν επιτυχής και τα αποτελέσματα της απεικόνισης ανθρωπογενών στόχων, ορατών στον πυθμένα της περιοχής μελέτης, ικανοποιητικά. Αντίθετα, αντιμετωπίστηκαν προβλήματα στην επιτυχή εφαρμογή της μεθόδου SRT στο πεδίου, τα οποία σχετίζονται με την ακρίβεια έναρξης των σεισμικών καταγραφών που, εν μέρει, επιλύθηκαν στο στάδιο της επεξεργασίας των εν λόγω δεδομένων.
Συμπερασματικά, η παρούσα εργασία μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελεί τη βάση κατά την οποία εδραιώνεται ότι οι εξεταζόμενες σεισμικές μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιτυχώς στη χαρτογράφηση βυθισμένων αρχαιολογικών κατασκευών σε θαλάσσια περιβάλλοντα με ρηχά νερά.
description: In archaeology, applied geophysics helps to discover new findings of our hidden cultural heritage. However, these methods have been particularly developed for terrestrial environments, leaving the shallow marine ones almost unexplored.
In this master’s thesis, the effectiveness of Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) and Seismic Refraction Tomography (SRT) in imaging submerged and buried antiquities in a very shallow marine environment is examined. For this purpose, synthetic seismic data sets were created to examine the optimum parameters for the most efficient visualization and interpretation of shallow underwater buried man-made targets.
The modeling results outlined that targets wider than 0.5m can be reconstructed, both with the SRT and the MASW methods, provided that they are buried very close to the seabed. In addition, the shortest the spread of the receivers using the MASW method results in better outcome, concerning the location of the submerged targets. Overall, the modeling results were proved quite encouraging for the application of the above-mentioned seismic methods in real conditions.
Furthermore, real data were collected in the study area of Stomio, which is located in south-eastern Crete, 6 km west of the city of Ierapetra. The application of the MASW method to real data was successful and the visualization of the man-made targets, observed on the seabed of study area, satisfactory. On the contrary, problems, concerning the accuracy of seismic data triggering, were faced in the application of, the SRT method, which were resolved during the data processing phase.
In conclusion, this thesis can be considered as the base that the examined seismic methods can be successfully used in mapping submerged archaeological structures in shallow sea water environments.