Sığ jeofizik aramacılıkta yer radarı modellemesi
Ground penetrating radar (GPR) modelling in near surface geophysics
Yazar: TEVFİK ÖZGÜR KURTULMUŞ
Danışman: PROF. DR. MAHMUT GÖKTUĞ DRAHOR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Modelleme = Modelling

Özet:
Bu tez kapsamında, iki-boyutlu yer radarı modelleme çalısmaları bir sonlu farklaralgoritmasıyla basarılmıstır. Yeraltında gömülü yapıların fiziksel ve geometriközelliklerindeki degisimler ile bu yapılarla iliskili anten frekanslarının etkisi, basit vekarmasık benzesim modelleri kullanılarak test edilmistir. Modelleme çalısmalarının ilkasamasında, farklı kaynak tipleri (patlayan yansıtıcı, düzlem dalga ve nokta kaynak), antenfrekansları (25, 100, 250 ve 1000 MHz), fiziksel özellikler (bagıl dielektrik geçirgenlik,elektrik iletkenlik ve manyetik geçirgenlik) ve geometrik parametreler (sentetik yapılarınderinlik, boyu ve biçimi) kullanılarak temel sentetik modelleme çalısmaları yerinegetirilmistir. Çalısmanın ikinci asamasında ise, farklı benzesim modelleri için (arkeoloji,jeoloji ve mühendislik) karmasık modelleme çalısmaları basarılmıstır. Yer radarımodelleme çalısmalarından elde edilen model yanıtları, daha iyi bir gösterim eldeedebilmek için, gri tonlu sentetik radargramlarda gösterilmistir. Sentetik radargramlar, yerradarı yanıtlarının modelleme sırasında kullanılan farklı fiziksel ve geometrikparametrelerden önemli oranda etkilendigini ortaya çıkarmıstır. Modelleme çalısmaları,kullanılan model yapılar arasındaki bagıl dielektrik geçirgenlik zıtlıgındaki artısın,arayüzeylerden kaynaklanan güçlü radar yansımaları olusturdugunu göstermistir. Bununlabirlikte, tekrarlı yansımalar da arayüzeyler arasındaki bu artıslardan ürer ve bu etkiler yerradarı aramalarında hatalı yorumlara neden olabilir. Ayrıca, derin yapılardan elde edilenhiperbollerin genlikleri sıg yapılardan elde edilen hiperbollere göre önemli orandaazalmaktadır. Modelleme sonuçlarına göre anten frekanslarının seçimi de büyük önemesahiptir ve bu seçim hedeflerin belirlenebilirligini dogrudan etkilemektedir. Sonuç olarak,yer radarı aramalarından önce modelleme çalısmalarının mutlaka yapılmasının gerekliligibelirtilmelidir.

Abstract:
In the scope of this thesis, the 2-D GPR forward modelling studies have been carried outby using a finite difference algorithm. The variations in the physical and geometricalproperties of subsurface structures and the effects of antenna frequencies for thesestructures were tested by using basic and complex synthetic simulation models. In the firststage of these modelling studies, the basic synthetic models were performed using differentsource types (such as exploding reflector, plane wave and point source), antennafrequencies (25, 100, 250 and 1000 MHz), physical properties (such as relative dielectricpermittivity, conductivity and magnetic permeability) and the geometrical parameters(such as depth, dimension and shape of the synthetic structures). In the second phase ofthis study, the complex modelling studies such as archaeology, geology and engineeringwere carried out for different simulation models. The obtained model responses wereshown to obtain a clearer visualisation with grey-scale synthetic radargrams of the GPRforward modelling studies. The synthetic radargrams exposed that the GPR responses wereconsiderably affected from used different physical and geometrical parameters during themodelling studies. Modelling studies showed that increasing in the relative dielectricpermittivity (RDP) contrast between the model structures generates stronger radarreflections occurred from the interfaces. However, from these increments between theinterfaces produce multiple reflections and these effects may cause the erroneousinterpretation in GPR surveys. In addition, these studies pointed out that the enlarging inthe dimensions of structures increases the detectability of the structures. According to thesemodelling results, the choosing of the antenna frequency is also of great importance, andthis selection is directly affected the detectability of the targets. As a result, it can bedetermined modelling studies could be certainly be made before the GPR surveys.