Yer radarı verilerinin çok hızlı benzetimli tavlama yöntemi ile ters çözümü
Inversion of ground penetrating radar data using very fast simulated annealing method
Yazar: KADİR BAHADIR KARA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERTAN PEKŞEN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Arazide alınan yer radarı verilerinin yorumlanması zor bir görevdir. Karmaşık yer altı yapısının aydınlatılması için yer parametrelerinin belirlenmesi gerekir. Yer altından yansıyarak gelen elektromanyetik dalgalar bu karmaşık yer altının farklı elektriksel özellikli alanlarından geldiğinden radargramları doğrudan etkilemektedir. Bu yüzden yer altının karmaşık yapısının parametrelerinin belirlenmesi gerekir.
Bu tez çalışmasında Matlab programlama dili kullanarak sonlu farklar yöntemi ile bir boyutlu ve iki boyutlu yer radarı düz çözümü programı geliştirilmiştir. Programlarda mükemmel uyumlu tabaka (PML) sınır koşulu uygulanmıştır. Matlab programlama dili kullanılarak geliştirilen yer radarı programlarında kaynak dalgacığı olarak Ricker dalgası kullanılmıştır. Bir boyutlu ve iki boyutlu ortamlarda yerin fiziksel ve geometrik parametrelerinin radargramlar üzerinde etkisini incelemek amacıyla yer altındaki jeolojik yapıların modelleri oluşturulmuştur. Aynı yer altı ortamı için hazırlanan bir boyutlu ve iki boyutlu radargramların izleri bir birleri ile karşılaştırılmıştır.
Çok hızlı benzetimli tavlama (VFSA) optimizasyon yöntemi ile bir boyutlu sentetik radargramlardan modelin fiziksel ve geometrik parametreleri hesaplanmıştır. Ayrıca, Kocaeli Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Uygulamalı Jeofizik Laboratuvarı'nda ve Zonguldak İl'inde alınan gerçek yer radarı ölçülerinin parametreleri hesaplanmıştır. Gerçek radargramlarda verici antenden çıkan elektromanyetik dalgalar Morlet dalgacığına benzediğinden optimizasyon yönteminde Morlet dalgacığı kullanılmıştır. Ayrıca laboratuvarda alınan yer radarı ölçülerinde, ilk gelen dalga kaynak dalgacığı olarak kullanılmıştır. Böylece hata daha da düşürülmüştür. Zonguldak'ta alınan yer radarı ölçüleri çalışma alanında yapılan araştırma sondajları ile karşılaştırılmıştır. VFSA yöntemi ile hesaplanan parametreler sondaj verileri ile örtüştüğü görülmüştür.

Abstract:
Interpretation of GPR data is difficult task. The earth parameters should be determined to interpret the complex underground. Propagation of electromagnetic field through this type of complex underground with various electrical properties affects directly radargrams. Therefore, the parameters of the complex structure of underground should be determined. 
In this study, one dimensional and two dimensional ground penetrating radar programs were developed with the finite difference method using Matlab programming language. Perfectly matched layer (PML) was applied as a boundary condition in the programs. The Ricker wavelet was used as a source wavelet in the developed program. Possible geological structures as earth models were constructed to study the effect of physical and geometrical parameters on radargrams in one dimensional and two dimensional environments. The developed programs were compared with the response of an existing program using the same earth model. 
The physical and geometrical parameters of model were estimated using a trace by the very fast simulated annealing (VFSA) optimization method. As field examples, the parameters of the GPR data acquired in the laboratory and Zonguldak were estimated. The direct electromagnetic waves emitted from the transmitter in real radargrams were similar to the Morlet wavelet in our observations. Thus the Morlet wavelet was used in the optimization method. Further, when the first arrival wave was used as a source wavelet, the RMS error was reduced better than the results of other source wavelets.