Jeofizik model ve haritaların görüntü işleme yöntemleri ile iyileştirilmesi
Enhancement of geophysical models and images by image processing methods
Yazar: ŞERİF MURAT GÖLEBATMAZ
Danışman: DOÇ. DR. İRFAN AKCA
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Sayısal görüntü işleme = Digital image processing

Özet:
Jeofizikte belirli fizik esaslarına dayalı yöntemlerle ölçümler yapılır. Ölçülen bu büyüklükler çeşitli veri-işlem aşamalarından geçirildikten sonra yer altının fiziksel parametreleri kestirilmeye çalışılır. Ters çözüm işlemi ön-kestirim parametreleri kullanılarak hesaplanmış kuramsal veriler ile ölçülen veri arasında, önceden belirlenen bir duyarlılıkta uyum oluşana kadar başlangıç model parametrelerinin değiştirilmesi ile yürütülen bir parametre kestirim uygulamasıdır. Hesaplanan parametrelerin dağılımları kesit, harita veya üç boyutlu modeller halinde sunularak  yer içinin olası en belirgin görüntüsü elde edilmeye çalışılır. Ancak görselleştirme süreçleri sırasında çeşitli istenmeyen yan etkiler oluşabileceği gibi kullanılan renk spektrumu, renk ölçeği sınırları seçimi gibi nedenlerle bazı bilgiler kesit veya modelde bulunduğu halde görüntülenemeyebilmektedir. Görüntü işleme, uygulama alanları giderek genişleyen, var olan uygulamaları da gelişerek, uyarlanabilirliği artan bir alandır. Nitelikli veri toplamak için gerekli şartların sağlandığı durumlarda, bu verilerdeki bütün bilgiyi kullanabilmek, yorum ve karar aşamalarını kolaylaştırmak amacıyla görüntü işleme araçlarından faydalanılabilir. Bu tez kapsamında jeofizik harita ve modellerin iyileştirilmesi için görüntü işleme araçları iki farklı şekilde kullanılmıştır. İlk olarak jeofizik modeller birer görüntü olarak ele alınmış ve farklı görüntü işleme araçlarıyla iyileştirilmeye çalışılmıştır. İkinci olarak ise doğru akım özdirenç verilerinin ters çözümünde model ağırlık dizeyi olarak farklı görüntü işleme süzgeç katsayıları kullanılmış buna ek olarak yapısal benzerlik kısıtı kavramından faydalanılarak yer radarı yönteminden elde edilen bulgular ile ters çözüm işlemi kısıtlanmıştır. Uygulamalar yer radarı ve doğru akım özdirenç verileri üzerinde yapılmış ve yorumlarıyla birlikte, çok sayıda örnek ortaya konmaya çalışılmıştır.

Abstract:
In geophysics, field measurements sensitive to a certain physical principle are carried out. The measured data are processed, then physical parameter distribution in subsurface is tried to be predicted. Geophysical inversion is run by updating the initial model parameters until observed and calculated data fits in a predetermined tolerance. Distribution of calculated parameters are presented as sections, maps or three-dimensional models, aiming to reconstruct the possible clearest image of the subsurface. However, it is possible to have some undesired side affects, which can occur during the data process and visualization steps. Selection of color spectrum, color scale limits and several user selective parameters can cause some information to be invisible although they exist in the numerical version of the sections or models. Image processing is a field that its application areas are constantly expanding while its present applications thrieving and become more applicable. In the cases with the availability of good quality data, image processing tools can be used for extracting all information in the sections and models. Therefore, interpretation and decision stages become more easier. In this study, the image processing tools has been used in two different ways for enhancing the geophysical maps and models. First, the processed geophysical models and maps were handled as images and tried to be enhanced with different image processing tools. Second, different image processing filters were used as smoothing functional in the inversion of direct current resistivity data. In addition,  inversion process was restricted with the results of ground penetrating radar surveys with the help of structural similarity concept. Example applications were done with direct current resistivity and ground penetrating radar field data sets and numerous examples are presented with interpretations.