Yapay Testler

LOTOS algoritması, farklı yapay testler uygulanmasına olanak sağlamaktadır. Dama tahtası testi ile periyodik anomaliler tanımlanabilirken, yatay ve düşey görüntüler üzerinde çizilen bazı şekillerin tanımlanması da mümkündür. Yapay testler için yayılma zamanları, kaynak ve alıcı arasındaki gerçek gözlemlere uygun olarak üç- boyutlu ışın izleme yöntemi ile belirlenmektedir. Yapay testler uygulanırken hesaplanan bu varış zamanlarına gelişigüzel bir gürültü eklenmiş ve veriler bozulmuştur. Böylece, düşük kaliteli veriler kullanılması durumunda modelin güvenilirliği test edilmiştir. Bu varış zamanları, tüm ters çözüm işleminde giriş verisi olarak kullanılmaktadır. Yapay testte uygulanan ters çözüm parametreleri, tomografik ters çözümde kullanılan parametrelerin belirlenmesinde ışık tutmuştur.

5.3.1 Dama tahtası testi

Bu çalışmada öncelikle tomografik ters çözüm işleminde kullanılan modelin çalışma alanının farklı bölgelerindeki yatay çözünürlüğünü test etmek amacıyla, dama tahtası testi uygulanmıştır. Bu uygulama sırasında LOTOS_7 algoritmasında yapay test

uygulanırken, ters çözüm paramatrelerinin yanında iki adet parametre dosyası daha tanımlanmaktadır. Bunlardan birisi yapay modelin tanımlandığı “anomali” dosyası ve diğeri ise verileri yapay olarak bozmak amacıyla kullanılan gürültü fonksiyonunun tanımlandığı “noise” dosyasıdır. Bu dosyaların birer örneği sırasıyla Şekil 5.10 ve 5.11’de gösterilmiştir.

1 1 - board, 2 - horiz. anom, 3 - vert. anom

_______________________________________________ 7.00 P-anomalies -800. 800. 30. 5.0 -800. 800. 30. 5.0 -10. 100. 5. 0.0 7.00 S-anomalies -800. 800. 30. 5.0 -800. 800. 30. 5.0 -10. 100. 5. 0.0

Şekil 5.10 Yapay test uygularken tanımlanan yapay modelin tanımlandığı “anomali” dosyası.

1 type of noise 1: random, 2: from real data ______________________________________ 0.05 0.1 level of noise for P and S data 0 in percents, partition of outliers 10. times larger than the normal noise 0. Amplitude of error at the stations

************************************** Histogram of noise distridution:

1000 9.9999997E-05 -9.875000 5.5515502E-02 -9.625000 6.5609232E-02 -9.375000 5.8399424E-02 -9.125000 7.6423936E-02 -8.875000 8.9401588E-02 -8.625000 8.1470802E-02 -8.375000 8.5075706E-02 -8.125000 9.1564521E-02 -7.875000 0.1117520 ……….. ……….. 8.125000 0.1564528 8.375000 0.1319394 8.625000 0.1333814 8.875000 0.1268926 9.125000 0.1348234 9.375000 0.1189618 9.625000 0.1002163 9.875000 0.1189618 10.12500 0.0000000E+00

Şekil 5.11 Yapay test uygularken verilere eklenen gürültü fonksiyonunun tanımlandığı “noise” dosyası.

Bu çalışmada verileri bozmak için kullanılan gürültü fonksiyonunun standart sapması, P okumaları için 0.05 ve S okumaları için 0.1 olarak kullanılmıştır. LOTOS-07 algoritması, gerçek verilerin sabit bir katsayı ile çarpılması ile elde edilen bir gürültü oluşturulmasına da olanak sağlamaktadır. Ancak burada, veriyi mümkün olduğu kadar çok bozmak amacıyla, histogram şeklinde bir gürültü fonksiyonu kullanılmıştır. Burada kullanılan histogram 1000 adet düğüm düzlemi ile tanımlanmış ve -10s ile 10s aralığında değişmektedir. Bu histogram, ISC kataloglarındaki gerçek kalıntı dağılımları ile uyumludur.

Başlangıç dama tahtası modeli tanımlanırken, inceleme alanı girdlere bölünmüş, her bir griddeki hız dağılımı tanımlanmıştır. Bu gridlerdeki hız dağılımı tanımlanırken, inceleme alanındaki yaklaşık hız değişimleri dikkate alınarak başlangıç hız değeri tanımlanmış, deneme yanılma yöntemi ile en uygun hız değerleri belirlenmiştir. Dama tahtası testi için başlangıç modeli belirlenmesi aşamasında, inceleme alanının genişliği, bölgedeki olası hız değişimleri dikkate alınarak, yatay ve düşey yönde grid boyutları ve hız dağılımları değiştirilmek suretiyle çok sayıda deneme yapılmıştır. Bu denemeler sonucunda, inceleme alanı yatay yönde 30km’lik ve düşey yönde 10km’lik pozitif ve negatif anomalilerden oluşan gridlere bölündüğünde uygun sonuçlar edildiği görülmüştür. İnceleme alanındaki sismojenik bölgenin derinliği yaklaşık olarak 20km olmasına rağmen, inceleme alanının dışından gelen ışın yollarının tamamlanması amacıyla model derinliği 100km’ye kadar tanımlanmıştır. P ve S hız anomalileri için genlikler ±%7 olarak belirlenmiştir. İnceleme alanının sınırları, doğudan batıya kaylaşık 450km, kuzeyden güneye yaklaşık olarak 200km’lik bir alanı kapsamaktadır. Çalışma alanı dışında meydana gelen ancak çalışmada kullanılan depremlerin ışın yollarının tamamlanması amacıyla model sınırları oldukça geniş bir alanı kapsayacak şekilde seçilmiştir. Bu parametrelerin tanımlanmış olduğu “anomali” dosyasının bir örneği Şekil 5.12’de verilmiştir. Tanımlanan bu parametrelerin daha kolay anlaşılabilmesi amacıyla başlangıç modelinin basit bir gösterimi Şekil 5.13’de verilmiştir.

1 1 - board, 2 - horiz. anom, 3 - vert. anom _______________________________________ 7.00 P-anomalies -800. 800. 30. 5.0 -800. 800. 30. 5.0 -10. 100. 5. 0.0 7.00 S-anomalies -800. 800. 30. 5.0 -800. 800. 30. 5.0 -10. 100. 5. 0.0

Şekil 5.12 Dama tahtası testi için kullanılan

anomalinin tanımlandığı parametre dosyası. modelinin basit gösterimi (mavi gridler, +%7’lik Şekil 5.13 Yapay testlerde kullanılan grid yüksek hızlı ve pembe gridler ise -%7’lik

düşük hız anomalilerini tanımlamaktadır).

Bu test sonucunda, inceleme alanında, başlangıçta tanımlanan grid boyutları ile ilişkili, birbiri ardına tekrarlanan düşük ve yüksek hız anomalilerinin olması beklenir. Bu hız anomalilerinin büyüklüklerinin ve sıralanmalarının giriş modelindeki gibi düzgün olduğu bölgelerde çözünürlülüğün iyi olduğundan bahsedilirken, dağılımın beklendiği şekilde olmadığı alanlar için güvenilirliğin düşük olduğu kabul edilir. Şekil 5.14’de, veriye dama tahtası testinin uygulanması sonucunda elde edilen sonuçlar görülmektedir. Şeklin sol tarafında P okumaları için elde edilen sonuçlar, sağ tarafında ise S okumaları için elde edilen sonuçlar görülmektedir. Her iki şeklin üst kısmında, inceleme alanında başlangıç modeli için elde edilen dağılım gösterilmiştir. Burada mavi gridler, +%7’lik yüksek hızlı ve kırmızı gridler ise - %7’lik düşük hız anomalilerini tanımlamaktadır. Çalışmada kullanılan verilerde P okumalarının S okumalarına göre daha fazla ve kalitelerinin daha iyi olması nedeniyle, dama tahtası testinin sonuçları P dalgaları için daha geniş alanda güvenilir sonuçlar ortaya koymuştur. Buna karşılık, S dalgaları için elde edilen sonuçların dağılımı, P dalgası sonuçlarına göre daha dar bir alanı temsil edebilmektedir.

Şekil 5.14 Başlangıçta tanımlanan başlangıç dama tahtası modelinin için inceleme alanındaki dağılımı ve verilere uygulanan dama tahtası testi

sonuçları (P ve S dalgaları için).

Dama testinin sonuçları, inceleme alanındaki sismojenik bölgenin derinliği ile de ilişkili olarak, yüzeyden itibaren 5km’lik derinlik adımlarıyla 20km derinliğe kadar görüntülenebilmiştir. Bu derinlikte itibaren elde edilen çözünürlüklerin düşük olması, bölgedeki deprem aktivitesinin 20km’nin altındaki derinliklerde yüksek olmadığını göstermektedir. Bunun yanında, deprem odaklarının dağılımının iyi olduğu 10km ve 15km derinlikler için çözünürlülük oldukça iyiyken, depremlerin daha az meydana geldiği 0km ve 20km derinliklerde çözünürlülük oldukça düşmektedir.