• Buradasın

    Farklı Frekanslı GPR Verilerinin Birleştirilmesi ve Görüntü İyileştirme Teknikleri

    youtube.com/watch?v=7AgmLbRIhi8

    Yapay zekadan makale özeti

    • Bu video, Karadeniz Teknik Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü'nde araştırma görevlisi olan EBA tarafından sunulan akademik bir sunumdur.
    • Sunumda, farklı frekanslı GPR (Ground Penetrating Radar) verilerinin birleştirilmesi ve bu veri görüntülerinin iyileştirilmesi konusu ele alınmaktadır. Video, GPR yönteminin tanıtımıyla başlayıp, basit toplama ve zaman kaydırmalı dengeli toplama tekniklerini açıklamakta, ardından yapay dalgıçlar üzerinde yapılan testler ve gerçek arazi verilerine uygulanan birleştirme tekniklerini göstermektedir.
    • Sunumda ayrıca, birleştirilmiş kesitlerin görüntü kalitesini iyileştirmek için kullanılan frekans ortamı, yerel ortamı ve frekans uzaklık süzgeçleri gibi teknikler detaylı olarak incelenmektedir. Her iki birleştirme tekniğinin karşılaştırılması yapılarak, her iki teknikte de verinin spektral bandının korunduğu ve güçlendirildiği, görüntü kalitesinin arttığı belirtilmektedir.
    00:06Yarı Radar Yöntemi ve GPR Teknikleri
    • Yarı radar yöntemi, araştırılan ortamın ısı ve derinliklerini yüksek çözünürlükte görüntülemeye çalışan elektromanyetik bir jeofiziksel yöntemdir.
    • Yarı radar yönteminde alıcı ve verici antenler, kontrol birimi, mesafe tekerleği, IPC bilgisayar veya görüntü görüntüleme sistemi kullanılır.
    • Yeraltına gönderilen yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar, farklı elektrik özelliğe sahip ortamla karşılaştıklarında yansıyarak veya saçılarak geri döner ve yüzeydeki alıcılar tarafından çift yasma fonksiyonu olarak kaydedilir.
    01:10Farklı Frekanslı GPR Verilerinin Önemi
    • GPR yönteminde kullanılan anten frekansları arttıkça görüntü çözünürlüğü artar ancak araştırılan derinlik azalır.
    • Anten frekansı azalttıkça görüntü kalitesi ve çözünürlüğü azalır ancak daha derin kısımlardan bilgiler elde edilir.
    • Aynı profilden farklı frekanslarla elde edilen radardamlar farklı çözünürlükte ve derinliklerde olduğundan, farklı frekanslı antenlerle toplanan GPR verilerinin tek bir kesitte birleştirilmesi önemlidir.
    01:54Çalışmanın Amacı ve Yöntemleri
    • Çalışmanın amacı basit toplama ve zaman kaydırmalı dengeli toplama tekniklerini farklı frekanslı üç dalgıç üzerinde test etmek ve arazi verilerine uygulamaktır.
    • Birleştirilmiş kesit elde etmek için veri frekans ortamı, yerel ortalama süzgeç, frekans dalga süzgeci ve otomatik genlik kazanç işlemleri uygulanacaktır.
    • Birleştirme tekniklerinin amacı, birim fonksiyonuna yaklaşan, zaman ortamında en düşük yan salınımlı enerjiye sahip, kısa sürede ve yüksek genlikte ana pike sahip, frekans ortamında genlik spektrumu geniş ve düz olan bir bant genişliğine sahip bir GPR dalgacığı üretmektir.
    03:09Birleştirme Yöntemleri
    • Basit toplama yönteminde oluşturulan dalgacıklara herhangi bir işlem yapılmadan üst üste toplanır.
    • Zaman kaydırmalı dengeli toplama yönteminde dalgacıkların en büyük yeniliklerin olduğu zamanlar belirlenir, en büyük genliğe sahip dalgacık zamanla kaydırılır ve dalgacıkların genlik spektrumundaki yeniliklerden gelerek toplama işlemi gerçekleştirilir.
    • Teorik çalışmalar kapsamında üç farklı frekanslı (225 MHz, 450 MHz ve 900 MHz) dalgacık hesaplanmıştır.
    04:27Arazi Verilerinin Modellemesi
    • Gerçek arazi verilerine farklı frekanslı antenlerle farklı örnekleme zaman aralıkları ve kayıt sürelerine göre toplandığı dikkate alınarak, frekans değerleri ve örnekleme zaman aralıkları farklı üç radar izi modellemeye karar verilmiştir.
    • Dalgacıkların frekansları birbirinden farklı (225 MHz, 450 MHz ve 900 MHz) ve örnekleme zaman aralıkları sırasıyla 0,10, 0,00 ve 0,05 saniye olarak seçilmiştir.
    • Kayıt süreleri 150, 180 ve 50 saniye olarak seçilerek üç GPR izi üretilmiştir.
    05:39Veri Eşitleme İşlemleri
    • 225 MHz ve 450 MHz frekansları için örnekleme zaman aralıkları, en düşük örnekleme zamanına sahip olan 900 MHz frekanslı dalgacığın örnekleme zamanını eşitlemek için enterpolasyon işlemi yapılmıştır.
    • En uzun sinyal uzunluğuna göre sinyallerin örnek sayılarını eşitlemek için enterpolasyon edilen 225 MHz, 450 MHz ve 900 MHz frekanslı dalgacıkların örnek sayıları belirlenmiştir.
    • En büyük örnek sayısına sahip olan 225 MHz dalgacığın örnek sayısına, 450 MHz ve 900 MHz frekanslı dalgacıkların örnek sayılarını eşitlemek için geçici olarak sıfır eklenmiştir.
    06:54Birleştirme Sonuçları
    • Basit toplama işleminde dalgacıklara herhangi bir işlem yapılmadan üst üste toplanmıştır.
    • Zaman kaydırmalı dengeli toplama işleminde dalgacıkların en büyük yeniliklerin olduğu zamanlar belirlenip, en büyük genliğe sahip dalgacık zamanına kaydırılarak genlikleri dengelenerek toplama işlemi gerçekleştirilmiştir.
    • Basit toplama işleminde ana pike genişliği daha geniş ve yan salınım enerjileri daha yüksekken, zaman kaydırmalı dengeli toplama işleminde ana pike süresi ve yan salınım enerjileri daha azdır.
    08:33Gerçek Arazi Verileri
    • Gerçek arazi verilerinde Malaz marka GP seti ile 100 MHz-250 MHz antenlerle toplanmış veri örnekleri kullanılmıştır.
    • Ham GPR verileri çeşitli gürültüler içerdiği için yorum yapmak kolay değildir ve bu verileri daha yorumlanabilir hale getirmek için temel veri işlem adımlarının uygulanması gerekmektedir.
    • Birleştirme işlemi öncesinde Refleks Appli programı kullanılarak devw gain ve background remove işlemleri uygulanmıştır.
    10:36Veri İşleme ve Birleştirme
    • 100 MHz ve 250 MHz frekanslı verilerin spektral içerikleri incelendiğinde belirli frekanslarda (50, 450 ve 630 Hz) iğneli bükültülerin ortaya çıktığı ve verilerin kullanışlı spektrum genliklerini baskıladığı görülmektedir.
    • Verilerin içermiş olduğu çok alçak ve çok yüksek frekans alanlarda gürültülerin süzgeçlenmesi için her bir veri setine ayrı ayrı bant geçişli süzgeç uygulanmıştır.
    • Arazi verilerinin birleştirilmesi için farklı frekanslarla toplanan verilerin interpolasyon işlemiyle zaman ve uzaklık örnekleri sayıları eşitlenerek aynı boyutlarda iki veri grubu elde edilip basit ve zaman kaydırmalı dengeli toplama işlemleri gerçekleştirilmiştir.
    12:35Birleştirme Sonuçlarının Değerlendirilmesi
    • Kesitlerin zaman-uzaklık görünümlerine bakıldığında basit toplama tekniğinin zaman kaydırmalı dengeli toplama tekniğine göre daha iyi sonuç ürettiği görülmektedir.
    • İğnecik tipi gürültülerin zaman kaydırmalı dengeli toplama sonucu üzerinde daha fazla etkili olması, verilerin hem ortalama soru ergenlik spektrumlarını hem de EBA spektrumları üzerinde görülmektedir.
    13:08Zaman Kaydırmalı Dengeli Toplama Tekniği ve Görüntü Kalitesi
    • Zaman kaydırmalı dengeli toplama tekniği, birleştirme sonuç spektral bandını BT'ye göre daha etkin şekilde genişletmektedir.
    • Birleşen ip kesilerinin görüntü kalitelerinin iyi olmamasının nedenleri sistem kaynaklı olarak düşünülmektedir.
    • Bu gürültü kaynakları verilerin kullanışlı spektral bandı içerisinde yer aldığından, verilerin bu gürültü frekanslarında genliklere zarar vermeden zayıflatılması veya süzgeçlenmesi gerekmektedir.
    14:20Görüntü İyileştirme Teknikleri
    • Nur süzgeci yerine frekans ortamı, yerel ortamı süzgeci ve frekans uzaklık süzgeci kullanılmıştır.
    • Yerel ortalama süzgeci, verinin genlik spektrumundaki gürültülü frekansı ve genliği dikkate alıp, gürültüler tamamen sıfırlanmadan genliklerinin veri içeriğindeki genliklere göre dengelemesi yapmaktadır.
    • Frekans uzaklık süzgeci, veriler içindeki gelişigüzel gürültüleri bastırmak ve yanal yöndeki isteğinize olan sürekli ve kesitlerin görüntü kalitesini artırmak için kullanılmaktadır.
    15:39Süzgeçleme Sonuçları
    • Folyo FX süzgeci ve EC genlik kazanımı sonrasında elde edilen verilerin Furyagenlik spektrumlu sonuçları şekil 12a ve b'de gösterilmektedir.
    • Süzgeçlemeden sonra spectral içerikte belirlenen 50, 450 ve 630 MHz frekanslara geldiklerinde herhangi bir bozulma görülmemiştir ve genel spektral trend korunmuştur.
    • Özellikle zaman kaydırmalı dengeli toplama tekniği ile 100 MHz-250 MHz verilerin spektral içeriklerinin dengelendiği dikkat çekmektedir.
    17:28Sonuç ve Değerlendirme
    • Yapay analizlere bakıldığında zaman kaydırmalı toplama işleminin bir delta fonksiyonuna daha benzer bir toplama işlemi olduğu görülmüştür.
    • Basit toplama ve zaman kaydırmalı dengeli toplama etkilerine bakıldığında her ikisinin de görüntü kalitesinin çok iyi olmadığı, genlik spektrumlarla bakıldığında ise iğnecikli şekilli bozucu olayların varlığına dikkat çekmektedir.
    • Folyo FX ve EC uygulandıktan sonra birleştirilmiş hiper kesitlerinin görüntü kalitesinin oldukça arttığı görülmüştür ve bu teknikler ile elde edilen birleştirilmiş kesitlerde verinin spektral bandını koruyucu ve güçlendirici görüntü iyileştirme işlemlerinin başarılı olduğu belirlenmiştir.

    Yanıtı değerlendir

  • Yazeka sinir ağı makaleleri veya videoları özetliyor