Kümeleme analizi ile Batı Anadolu tektonik blok modelinin belirlenmesi
Determination of Western Anatolia tectonic block model with cluster analysis
Yazar: ŞEYMA ŞAFAK YAŞAR
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM TİRYAKİOĞLU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Anadolu Plakası farklı tiplerde fayların bulunduğu önemli bir tektonik yapıdır. Bu çalışmada ilk olarak Anadolu Plakası üzerinde bulunan 841 adet GNSS noktasının yatay hız verileri kullanılarak kümeleme analizi yardımıyla blok sınır çalışması yapılmıştır. İkinci olarak Anadolu Plakası üzerinde oldukça karmaşık tektonik yapısıyla dikkan çeken Batı Anadolu Bölgesi'nde 402 adet kampanya tipindeki ölçülerin değerlendirilmesiyle elde edilen yatay hız verisi ile kümeleme analizi yapılmıştır. Anadolu Plakası için en uygun küme sayısının belirlenebilmesi için Elbow Metodu, Calinski-Harabasz Skoru, Silhouette Skoru ve Davies-Bouldin Indeks algoritmaları kullanılmıştır. Bu algoritmalar yardımıyla çalışma bölgesi için en uygun küme sayısı sırasıyla 7, 8 ve 9 olarak belirlenmiştir. Ardından K-Means algoritması kullanılarak kümeleme analizi yapılmıştır. Analize literatürdeki diğer çalışmalardan farklı olarak nokta konum bilgisini içeren parametre de dahil edilmiştir. Kümeleme sonucunda oluşan blok sınırları aktif fay zonlarını ve depremler sonucu oluşan yüzey kırıklarını takip etmektedir. Anadolu Plakası üzerindeki blok model sınır çalışmasında 3 adet blok sınırı daha önceki çalışmalardan farklı olarak tanımlanmıştır. Kümeleme analizindeki tüm parametreler değerlendirildiğinde en uygun küme sayısı Anadolu Plakası için 8 olarak sunulmuştur. Batı Anadolu Bölgesi'nde 402 adet kampanya tipindeki ölçüler GAMIT/GLOBK yazılım takımıyla değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirme sonrası elde edilen yatay hız verisi için K-Means algoritması ile kümeleme analizi yapılmıştır. Bu veri setinde en uygun küme sayısının belirlenmesinde Elbow Metod'u kullanılmıştır. Elbow Metod'u ile bu bölgedeki en uygun küme sayısı 14 olarak tespit edilmiştir. Ardından K-Means algoritmasının mevcut veri dağılımıyla ne kadar iyi çalışabildiğini göstermek amacıyla sentetik veri testlerinden biri olan dama tahtası testi uygulanmıştır. Daha sonra tespit edilen 14 küme sayısında Batı Anadolu Bölgesi için K-Means algoritması kullanılarak kümeleme analizi yapılmıştır. Analize Anadolu Plakası'nda olduğu gibi yatay hız verilerine ek olarak nokta konum bilgisi parametresi de dahil edilmiştir. Batı Anadolu Bölgesi üzerinde tanımlanan blok sınırlarıyla beraber oluşan mikro blok sayısı bu çalışmada 15 olarak belirlenmiştir. Bunun yanısıra çalışmada önerilen diğer blok sınırlarıyla beraber Batı Anadolu Bölgesi'nde 18 mikro blok sınırı bu çalışmada sunulmuştur.

Abstract:
Anatolian Plate is an important tectonic structure with different types of faults. In this study, firstly, a block boundary study was carried out with the help of clustering analysis by using the horizontal velocity data of 841 GNSS points on the Anatolian Plate. Secondly, cluster analysis was performed with the horizontal velocity data obtained by evaluating 402 campaign type measurements in the Western Anatolia Region, which has a very complex tectonic structure on the Anatolian Plate. Elbow Method, Calinski-Harabasz Score, Silhouette Score and Davies-Bouldin Index algorithms were used to determine the optimum number of clusters for the Anatolian Plate. With the help of these algorithms, the optimum number of clusters for the study area was determined as 7, 8 and 9, respectively. Then, cluster analysis was applied using the K-Means algorithm. Unlike other studies in the literature, the parameter containing point location information was also included in the analysis. The block boundaries formed as a result of clustering follow the active fault zones and surface ruptures caused by earthquakes. In the block model boundary study on the Anatolian Plate, 3 block boundaries were defined differently from previous studies. When all parameters in the clustering analysis are evaluated, the most appropriate number of clusters is presented as 8 for the Anatolian Plate. In the Western Anatolia Region, 402 campaign type measurements were evaluated with GAMIT/GLOBK software. Then, cluster analysis was performed with K-Means algorithm for the horizontal velocity data. Elbow Method was used to determine the optimum number of clusters in this data set. With the Elbow Method, the most appropriate number of clusters in this region was determined as 14. Then, a synthetic data test was performed to show how well the K-Means algorithm can work with the existing data distribution. Checkerboard test was applied as synthetic data test. Cluster analysis was then performed for the Western Anatolia Region using the K-Means algorithm for the 14 clusters identified. In addition to the horizontal velocity data as in the Anatolian Plate, the point location information parameter was also included in the analysis. The number of micro-blocks formed with the block boundaries defined on the Western Anatolia Region was determined as 15 in this study. In addition to this, 18 micro-block boundaries in the Western Anatolia Region together with other block boundaries proposed in the study are presented in this study.