Kinematik deformasyon analizinin güvenirliği
Reliability of kinematic deformation analysis
Yazar: UTKAN MUSTAFA DURDAĞ
Danışman: PROF. DR. ŞERİF HEKİMOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Jeoistatistik = Geostatistics ; Jeotektonik = Geotectonics ; Test güvenilirliği = Test reliability ; Yatay deformasyon = Horizontal deformation

Özet:
Deformasyon analizinde yer değiştirme, hız ve ivme parametrelerini kestirmek için Kinematik Deformasyon Analizi (KDA) modelleri sıklıkla tercih edilmektedir. KDA'da doğrusal ve karesel gibi farklı modeller kullanılmaktadır. Yer değiştirme, hız ve ivme parametreleri genellikle En Küçük Kareler (EKK) yöntemi ile belirlenmektedir. EKK yöntemi yer değiştiren noktanın etkisini diğer yer değiştirmeyen noktalara yaymaktadır. Bu etki sebebiyle bir nokta gerçekte yer değiştirmediği halde analiz sonucunda yer değiştirmiş olarak ortaya çıkabilmektedir. Diğer taraftan bu etki hız ve ivme parametrelerinin yanlış kestirilmesi sonucunu da doğurabilir. Bu sebeple özellikle yer kabuğu hareketlerinin belirlenmesinde başvurulan KDA yöntemine ait sonuçların doğru yorumlanması gerekmektedir. Doğrusal ve karesel model aslında iki farklı modeli değil uzayda hareket, hız ve ivme içeren genel bir modeli temsil etmektedirler. Doğrusal ve karesel modeller bu genel modelin birer özel halini tanımlamaktadır. Bu nedenle bu çalışmada KDA ile kestirilen farklı modellerin sonuçlarının güvenirliğinin ölçülmesi ve sonuçların tartışılması amaçlanmıştır. Modellerin güvenirliğini araştırmak için tasarlanan bir Küresel Konum Belirleme Sistemi (Global Positioning System-GPS) ağında ortaya çıkması muhtemel deformasyon senaryoları göz önüne alınmıştır. Doğrusal hareket (ivmenin göz ardı edildiği) ve doğrusal olmayan düzgün hareket (ivmenin göz önüne alındığı) için elde edilen sonuçlarda üç farklı yöntemden en başarılısının karesel model olduğu görülmektedir. Bununla beraber karesel modelde vektör test yönteminin parametrik teste nazaran daha yüksek başarı oranına sahip olduğu gösterilmiştir. 
Ayrıca, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) projesini kapsayan tez bölümünde, Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa Kampüsü'nde konumlandırılmış dört obje noktasına (pilye üzerine) GPS ile bütünleşik DHS (Doğrusal Hareket Sistemi) tesis edilmiş ve sürekli izlenen beş GPS istasyonu (kampüs dışında), referans noktası olarak belirlenmiştir. En Küçük Belirlenebilir Yer Değiştirme olarak adlandırılan, gerçekçi yer değiştirmeler, doğrusal hareket sistemi yardımıyla obje noktalarında yüklenmiştir. Obje noktalarında, DHS'yi üç farklı düzlem boyunca: 1. Düşey doğrultuda (Yukarı), 2. Yatay düzlemde (Kuzey-Doğu) ve 3. Yatay düzlem ve düşey doğrultuda hareket ettirerek planlanan farklı senaryolar gerçekleştirilmiştir. Doğrusal modelin kullanılması özellikle ivmenin gerçekte yüklendiği senaryolarda yayma etkisini arttırdığı gözlenmiştir. DHS ile yapılan analiz sonuçları ile bir önceki uygulamadan elde edilen OBO sonuçları karesel modelin daha güvenilir sonuçlar verdiği konusunda örtüşmektedir.  
Sonuçta her iki uygulama için de fonksiyonel modelin daraltılmasına veya genişletilmesine karar verme aşamasında genel hareket modelinin araştırmacılar tarafından kullanılması deformasyonun karakterinin ortaya konmasında kilit rol oynamaktadır. Genel anlamda, ağı mutlak bir deformasyon ağı olarak kabul ederek genel (karesel) modelle çözmenin en uygun sonuçları sağladığı gösterilmiştir. Doğrusal model aşamasını içeren tümevarım ve tümdengelim yaklaşımlarının EKK'nin yayma etkisini arttırdığı tespit edilerek GPS ağında sayısal olarak gösterilmiştir.

Abstract:
In deformation analysis, KDA (Kinematic Deformation Analysis) models are often preferred to estimate displacement, velocity and acceleration parameters. Different models are used in KDA such as linear and quadratic. The displacement, velocity and acceleration parameters are generally determined by the Least Squares method. The LSE (Least Square Estimation) method spreads the effect of the displacement point to other non-displaced points. Due to this effect, a point can be seen to be displaced in the result of analysis although it does not actually move. On the other hand, this effect may result in incorrect estimation of velocity and acceleration parameters. For this reason, it is necessary to interpret the results of the KDA method which is applied especially in the determination of ground motions. Therefore, in this study, it is aimed to measure the reliability of the results of different models estimated by KDA and to discuss the results. In order to investigate the reliability of the models, possible deformation scenarios in the GPS (Global Positioning System) network are considered. According to the situation where the acceleration is taken into consideration and ignored, it is seen that the most successful of the three different methods is the quadratic model. However, in the quadratic model, the vector test method has been shown to have a higher success rate than the parametric test.
Also, in the part of the thesis, covering the TUBITAK project, LMS (Linear Motion System) integrated with GPS were established at four object points (pillar monument) located at properly in Yildiz Technical University Davutpasa Campus. Moreover, five continuously operating GPS sites (off-campus) were predefined as reference points. Realistic displacements mostly called Minimum Detectable Displacement (MDD) were loaded with the help of linear motion systems. The object points were displaced moving the Linear Motion System along three different planes: 1. Vertical platform (Up), 2. Horizontal platform (Northeast) and 3. Horizontal and vertical platforms (Northeast and Up) for intended scenarios as 1. Considering small velocity magnitude but neglecting acceleration, 2. Considering both small velocity magnitude and small acceleration magnitude. Each deformation scenario contains 4-period GPS observations with 8-hour session duration. 
It has shown that the quadratic model should have been used to decide on reduction or expansion of functional model, also it is concluded that it has a key role on the characterization of deformation. In the general sense, considering the network as an absolute deformation network, solving it with the quadratic model from KDA models provides the most appropriate results. It is shown in the results that the inductive and deductive approaches containing linear models increase the spreading effect.