Engineering Seismology: Mühendislik Sismolojisi Ders 8: Yazılım Uzmanlığı ve Sismik Kırılma Analizi

Mühendislik Sismolojisi Ders 8: Yazılım Uzmanlığı ve Sismik Kırılma Analizi

9 Mayıs 2025 – Ali Osman Öncel

1. Jeofizikte Yazılım Uzmanlığı Neden Önemli?

Ali Osman Öncel’in vurgusuyla:

“Artık ne bildiğiniz değil, yazılımları ne kadar iyi kullandığınız önemli.”
Yazılım bilgisi; petrol, deprem ya da maden jeofiziği fark etmeksizin küresel ölçekte rekabet için temel bir beceri.

LinkedIn profillerine yazılım becerisi ekleyen mezunlar öne çıkıyor.
SeisImager, jeofizik yazılımları arasında önemli bir yer tutuyor.

2. Cansu Eroğlu ile Sismik Kırılma Verisi Üzerine Pratik Sunum

SeisImager yazılımı üzerinden şu adımlar detaylandırıldı:

Veri Yükleme ve Geometri Tanımlama
Filtreleme ve Görselleştirme
İlk Varışların Seçilmesi
Katman Modelleme ve Tomografi
Yorumlama ve Sınıflandırma

📌 “Otomatik seçim gürültüde hata yapabilir, bu yüzden manuel seçim yapıyorum”
📌 “Topoğrafya eklerseniz, model gerçek yüzey eğimlerini daha iyi yansıtır”

3. Pratik Zorluklar ve Tamamlayıcı Yöntemler

Düz ve ters atışlar her zaman teorik olarak aynı sonucu vermez.
Sondaj verisi, VSP (Vertical Seismic Profiling) gibi destekleyici yöntemler önerildi.
Türkiye’de VSP'nin yeterince yaygın kullanılmadığı, ancak faydalı olabileceği belirtildi.

4. Yapay Zekâ (YZ) ve Jeofizik Mühendisliği

“YZ, 7/24 akademik danışman gibi” – A. O. Öncel

Python öğrenimi, kod desteği ve kavram açıklama konularında ChatGPT gibi YZ araçları artık aktif kullanılıyor.
SeisImager ile YZ entegrasyonu, veri doğruluğunu artırma potansiyeli taşıyor.
Russell (2019): “YZ, veri çözünürlüğünü 100 kat artırabilir.”

5. Ekip Çalışması ve Uluslararası Fırsatlar

Ceyda’nın Prag’daki Erasmus süreci
Dilek’in İzmir AFAD’daki saha deneyimi
Öğrencilerin YouTube, LinkedIn üzerinden portfolyo paylaşması teşvik ediliyor.

“Veri analizi videolarınız, iş başvurularında sertifikalardan bile daha etkili olabilir.”

6. Sonuç ve Geleceğe Yönelik Notlar

Türkiye'de jeofizik uygulamalarında standart eksikliği hâlâ sorun.
YZ, yazılım, küresel yeterlilik gibi alanlarda erken uzmanlaşma, mezunları öne çıkarıyor.
VSP gibi yöntemlerin Türkiye’de yaygınlaştırılması öneriliyor.

Kaynakça

Öncel, A. O. (2025). Mühendislik Sismolojisi Dersi Notları.
Kearey, P., Brooks, M., & Hill, I. (2013). An Introduction to Geophysical Exploration.
Sheriff, R. E., & Geldart, L. P. (1995). Exploration Seismology.
Ansal, A. (2004). Zemin Sınıflandırmaları Üzerine Çalışmalar.
Hardage, B. A. (2000). Vertical Seismic Profiling: Principles.
Russell, S. J. (2019). Artificial Intelligence: A Modern Approach.

Geopsy ile Çevresel Titreşim Analizi

Merhaba genç mühendisler! Bu ders notu, Mühendislik Sismolojisi dersi kapsamında, açık kaynaklı Geopsy yazılımını kullanarak çevresel titreşim (ambient vibration) analizine giriş yapmak için hazırlandı. Geopsy, zemin karakterizasyonu, yapı rezonans analizi ve jeofiziksel araştırmalarda dünya çapında kullanılan güçlü bir araçtır. Çerkezköy gibi deprem riski yüksek bölgelerde, bu yazılımın sunduğu düşük maliyetli ve etkili çözümler, güvenli yapı tasarımı için kritik öneme sahip. Blog sayfamızda paylaştığımız bu not, teorik temelleri, pratik uygulamaları ve Çerkezköy’deki yerel bağlamı birleştirerek, lisans 4. sınıf öğrencilerine kapsamlı bir rehber sunuyor. Hazırsanız, sismik analiz dünyasına dalalım!

1. Geopsy: Nedir ve Neden Önemli?

Geopsy, çevresel titreşim verilerini işlemek için geliştirilmiş, GNU Public License v3 altında dağıtılan açık kaynaklı bir yazılımdır. 2005 yılında SESAME (Site Effects aSsessment from AMbient noisE) projesi kapsamında ilk sürümü yayımlanan Geopsy, bugün binlerce sismolog ve mühendis tarafından zemin-yapı etkileşimi, rezonans frekansı belirleme ve kayma dalgası hızı (Vs) profili çıkarma gibi uygulamalarda kullanılmaktadır.

1.1. Mühendislik Sismolojisindeki Uygulamalar

Zemin Karakterizasyonu: Zeminlerin rezonans frekanslarını ve Vs profillerini belirleyerek deprem büyütmesini değerlendirir.
Yapı Dinamiği: Binaların, köprülerin ve altyapı elemanlarının doğal frekanslarını ölçerek deprem dayanımını analiz eder.
Jeofiziksel Araştırmalar: Heyelan, volkan ve yeraltı yapılarının sismik özelliklerini inceler.

1.2. Avantajlar

Ekonomik: İnvaziv yöntemlere (örneğin, sondaj) kıyasla düşük maliyetlidir.
Çok Yönlü: Tek istasyonlu ölçülerden üç bileşenli dizi analizlerine kadar geniş bir veri yelpazesini destekler.
Kullanıcı Dostu: Grafiksel arayüz (GUI) ve komut satırı araçlarıyla hem manuel hem de otomatik analiz imkanı sunar.

Çerkezköy Bağlamı: Çerkezköy, sanayi yoğunluğu ve deprem riskiyle dikkat çeken bir bölge. Geopsy ile yapılan zemin analizleri, okul binalarından fabrika yapılarına kadar yerel altyapının güvenliğini artırmak için pratik bir araç sunuyor.

Blog Önerisi: Blogunuzda, Çerkezköy’deki bir okul veya fabrika binasının Geopsy ile analiz edildiği bir vaka çalışması paylaşın. Görsel olarak, analiz sonuçlarını hilal motifli grafiklerle süsleyin.

2. Geopsy Kurulumu ve Veri Hazırlığı

2.1. Yazılım Kurulumu

Geopsy, resmi web sitesinden indirilebilir ve Linux, Windows ve Mac OS platformlarında çalışır:

Windows/Mac: İndirilen .exe veya .dmg dosyasını çalıştırarak kurulum tamamlanır.
Linux: Paket yöneticisiyle (apt, yum) veya kaynak kod derlemesiyle kurulur.

Not: Kurulum sonrası, çevrimiçi dokümantasyonu inceleyin. Tutorials bölümü, temel işlemleri adım adım açıklar.

Pratik Öneri: Kurulum sürecinde karşılaşılan yaygın hataları (örneğin, bağımlılık eksiklikleri) blogunuzda bir “Kurulum Rehberi” başlığı altında paylaşın. Ekran görüntüleri ve kısa bir video, öğrencilerin kurulum sürecini kolaylaştırır.

2.2. Veri Toplama

Geopsy, sismometrelerle kaydedilen çevresel titreşim verilerini işler. Veri kaynakları, şehir gürültüsü, rüzgar veya antropojenik aktiviteler olabilir. Desteklenen formatlar:

MiniSeed, SAC, SEG-Y, WAV, GuralpGCF, vb.
Tek bileşenli (düşey) veya üç bileşenli (x, y, z) veriler.

Veri Hazırlığı İlkeleri:

Dosya İsimlendirme: Tutarlı ve açıklayıcı isimler kullanın (örneğin, Cerkzkoy_School_001.mseed).
Meta Veriler: Sensör koordinatları (metrik veya UTM) ve örnekleme frekansı doğru tanımlanmalı.
Kalite Kontrolü: Gürültülü veya eksik veriler analiz sonuçlarını etkileyebilir; saha notlarıyla verileri doğrulayın.

Uygulama Önerisi: Çerkezköy’deki bir okul bahçesinde sanal bir saha çalışması tasarlayın. Öğrenciler, sensör yerleşimini planlayarak saha verisi toplama sürecini simüle edebilir.

Blog Önerisi: Blogda, veri toplama sürecini bir “Sismik Dedektiflik” hikayesiyle anlatın. Örneğin, Çerkezköy’deki bir okulun bahçesinde gürültü kaynaklarını (trafik, fabrika) tespit eden bir mühendisin macerasını paylaşın.

3. Geopsy ile Veri İşleme

3.1. Verilerin İçe Aktarılması

Geopsy, verileri otomatik olarak tanır ve içe aktarır:

Dosya Seçimi: “File > Import” menüsünden veri dosyaları seçilir. Wildcard’lar (örneğin, *.mseed) toplu aktarım için kullanılabilir.
Format Tanıma: MiniSeed, SAC, SEG-Y gibi formatlar otomatik tanınır; GuralpGCF ve SU için doğru dosya uzantısı gereklidir.
Özel Formatlar: Metin dosyaları için, başlık bilgilerini (örneğin, örnekleme frekansı, başlangıç zamanı) ayırmak üzere özel bir ayrıştırıcı tanımlanabilir.

Not: Geopsy, yalnızca dosya başlıklarını okuyarak hızlı bir içe aktarma sağlar. Veri vektörleri, analiz veya görselleştirme sırasında yüklenir, bu da performansı artırır.

Pratik Öneri: İçe aktarma sırasında karşılaşılan hataları (örneğin, yanlış dosya uzantısı) blogunuzda bir “Sıkça Sorulan Sorular” bölümüyle açıklayın.

3.2. Veri Görselleştirme ve Düzenleme

Geopsy, verileri dört farklı şekilde sunar:

Tablo Görünümü: Sinyal özellikleri (örneğin, örnekleme frekansı, sensör koordinatları, başlangıç zamanı) tablo formatında listelenir.
Grafik Görünüm: Sinyallerin zaman domeninde dalga formları çizilir; yüksek örnekleme oranlı veriler için optimize edilmiştir.
Harita Görünüm: Sensör konumları 2D bir haritada gösterilir (metrik veya UTM koordinatları desteklenir).
Kronogram: Sinyallerin zaman aralıklarını kontrol eder; eksik veya çakışan verileri tespit eder.

Veri Düzenleme:

Hatalı veriler (örneğin, sensör arızaları) için “gap” tanımlanabilir.

Sinyal özellikleri, tablo üzerinden veya JavaScript benzeri bir betikle düzenlenebilir:

for (i=0; i<signals.length; i++) {
    signals[i].name=signals[i].shortFileName.substring(3,8);
    signals[i].utmZone="36T"; // Çerkezköy için UTM bölgesi
}

Uygulama Önerisi: Çerkezköy’deki bir okulun krokisini kullanarak sensör yerleşimini harita görünümünde görselleştirin. Öğrenciler, UTM koordinat sistemini uygulayarak saha planlamasını öğrenir.

Blog Önerisi: Harita görünümünü, Çerkezköy’ün bir sanayi bölgesinde sanal sensör yerleşimini gösteren interaktif bir grafikle destekleyin. Öğrencilerin kendi haritalarını yükleyebileceği bir “Sismik Harita Yarışması” düzenleyin.

4. Çevresel Titreşim Analizi Teknikleri

Geopsy’nin iki temel aracı, mühendislik sismolojisi uygulamalarında öne çıkar: H/V Spektral Oranı ve Dizi İşleme.

4.1. H/V Spektral Oranı

H/V (Horizontal-to-Vertical) spektral oranı, zemin veya yapıların rezonans frekanslarını belirlemek için kullanılır (Nakamura, 1989). İşlem adımları:

Üç bileşenli (x, y, z) sinyaller zaman pencerelerine ayrılır.
Yatay (x, y) ve düşey (z) bileşenlerin spektral oranı hesaplanır.
Ortalama H/V eğrisi, standart sapma ve tepe frekansı görselleştirilir.

Teknik Detaylar:

Antitrigger: Kısa süreli gürültüleri filtrelemek için kısa vadeli/uzun vadeli ortalama oranı (STA/LTA) kullanılır.
Pürüzsüzleştirme: Konno ve Ohmachi (1998) yöntemiyle spektral eğriler pürüzsüzleştirilir; b-parametresi kullanıcı tarafından tanımlanır.
Tepe Frekansı: Ortalama H/V eğrisinin %10’luk frekans aralığında maksimum frekanslar aranır.

Pratik Öneri: Çerkezköy’deki bir okul binasının H/V analizini gerçekleştirin. Tepe frekansını, Eurocode 8 zemin sınıflandırmasıyla karşılaştırarak bina güvenliğini değerlendirin.

Blog Önerisi: H/V eğrilerini, zemin rezonansının bina üzerindeki etkisini gösteren bir animasyonla açıklayın. Çerkezköy’deki bir okulun analiz sonuçlarını, hilal motifli grafiklerle görselleştirin.

4.2. Dizi İşleme

Dizi işleme, birden fazla sensörden gelen verileri analiz ederek yüzey dalgalarının dispersiyon özelliklerini çıkarır. Ana yöntemler:

Frekans-Dalga Sayısı (FK) Analizi: Dalga yayılım yönünü, hızını ve polarizasyonunu belirler (Capon, 1969; Wathelet et al., 2018).
Uzamsal Otokorelasyon (SPAC): Sensör çiftleri arasındaki korelasyonu kullanarak Vs profillerini çıkarır (Aki, 1957; Bettig et al., 2001).

Teknik Detaylar:

FK analizinde, dalga vektörü (kx, ky) uzayında maksimum güç aranır. Rayleigh ve Love dalgaları için üç bileşenli analiz (RTBF) desteklenir.
SPAC, dizi geometrisine bağlı olarak dispersiyon eğrilerini hesaplar; dairesel diziler yaygın olarak kullanılır.
Dizi yerleşimi (örneğin, sensör sayısı ve geometrisi) sonuçların doğruluğunu etkiler.

Pratik Öneri: Çerkezköy’de bir sanayi bölgesinde sanal bir dairesel dizi yerleşimi tasarlayın. FK analizi ile yüzey dalgası hızlarını hesaplayarak zemin tabakalarını sınıflandırın.

Blog Önerisi: FK haritalarını, dalga yayılımını bir “sismik radar” grafiğiyle görselleştirin. Blogda, Çerkezköy’deki sanayi gürültüsünün dizi analizine etkisini tartışan bir “Saha Notları” bölümü ekleyin.

5. Sonuçların Görselleştirilmesi ve Mühendislik Yorumu

Geopsy, analiz sonuçlarını yüksek kaliteli grafiklerle sunar:

H/V Grafikleri: Ortalama eğri, standart sapma ve tepe frekanslarını içerir.
FK Haritaları: Dalga yayılım yönünü ve gücünü renkli haritalarla gösterir.
Katmanlı Çizimler: SciFigs kütüphanesiyle, sonuçlar bağımsız katmanlar halinde düzenlenir ve karşılaştırılır.

Dışa Aktarma: Grafikler, SVG, PDF veya PNG formatında kaydedilebilir, bu da mühendislik raporları ve akademik yayınlar için uygundur.

Mühendislik Yorumu:

H/V tepe frekansı, zemin-yapı rezonans çakışmasını değerlendirir. Çakışma durumunda, yapısal güçlendirme gerekebilir.
FK/SPAC ile elde edilen Vs profilleri, zemin sınıflandırması (örneğin, Eurocode 8) ve temel tasarımı için temel veri sağlar.
Artçı depremlerin etkisini analiz etmek için H/V oranları kullanılabilir.

Pratik Öneri: Çerkezköy’deki bir okulun H/V analiz sonuçlarını Eurocode 8 zemin sınıflandırmasıyla karşılaştırın. Vs profillerini, temel tasarımı için yorumlayın.

Blog Önerisi: Blogda, analiz sonuçlarını Çerkezköy’ün yerel motifleriyle (örneğin, hilal sembolü) süsleyerek görselleştirin. Öğrencilerin kendi grafik tasarımlarını paylaşabileceği bir “Sismik Görselleştirme Galerisi” oluşturun.

6. Mühendislik Uygulamaları ve Deprem Farkındalığı

Geopsy, mühendislik sismolojisi açısından pratik uygulamalar sunar:

Zemin-Yapı Etkileşimi: H/V analizi, zemin ve yapı rezonans frekanslarının çakışmasını tespit eder.
Vs Profilleri: Dizi işleme ile elde edilen dispersiyon eğrileri, zemin tabakalarının sismik özelliklerini çıkarır.
Artçı Deprem Analizi: Büyük depremler sonrası artçı sarsıntıların etkisini değerlendirmek için çevresel titreşim verileri kullanılır.

Çerkezköy için Uygulama: Bölgedeki bir okul veya fabrika binasının zemin özelliklerini analiz edin. H/V ve FK sonuçlarını, yerel deprem risk haritalarıyla karşılaştırarak güvenlik önerileri geliştirin.

Etkileşimli Öğrenme Önerileri:

Sanal Saha Çalışması: Çerkezköy’de bir okul bahçesinde sanal sensör yerleşimi tasarlayın. Öğrenciler, Geopsy’nin harita görünümünü kullanarak saha planlaması yapabilir.
H/V Analiz Yarışması: Farklı veri setlerinden tepe frekanslarını bulma yarışması düzenleyin. En doğru sonucu bulan ekip, “Sismik Mühendis” unvanı kazansın!
Deprem Senaryosu: Çerkezköy’de olası bir deprem senaryosu oluşturun. Geopsy ile zemin büyütmesini tahmin ederek tahliye planı önerin.

Blog Önerisi: Blogda, “Çerkezköy’ün Sismik Mühendisleri” temasıyla bir hikaye paylaşın. Örneğin, bir grup 4. sınıf öğrencisinin Geopsy ile okul zeminini analiz ederek güvenli bir tahliye planı hazırladığını anlatan bir öykü yazın. Hikayeyi, Çerkezköy’ün sanayi ve kültürel unsurlarıyla zenginleştirin.

7. Teknik Notlar ve Pratik İpuçları

Veri Kalitesi: Çerkezköy gibi sanayi bölgelerinde, trafik ve makine gürültüsü verileri bozabilir. Antitrigger veya manuel seçimle gürültüyü filtreleyin.
Hesaplama Performansı: Büyük veri setleri için paralel işlem özelliği kullan

ın. Çok çekirdekli işlemciler, analiz süresini önemli ölçüde azaltır.

Otomasyon: Komut satırı araçlarıyla toplu analizler gerçekleştirin. Örnek:
```
geopsy-hv -db cerkzkoy.gpy -group okul -export hv_results.txt
```
Dokümantasyon: Geopsy’nin çevrimiçi dokümantasyonunu (http://www.geopsy.org/wiki) düzenli olarak kontrol edin. Yeni özellikler ve güncellemeler burada yayımlanır.

Pratik Öneri: Çerkezköy’deki bir sanayi bölgesinde kaydedilen gürültülü bir veri setini analiz edin. Antitrigger parametrelerini optimize ederek temiz sonuçlar elde edin.

Blog Önerisi: Blogda, sık karşılaşılan hataları (örneğin, yanlış sensör koordinatları, gürültülü veriler) bir “Sismik Tuzaklar ve Çözümler” bölümüyle açıklayın. Her hatayı, bir mühendislik vaka çalışmasıyla destekleyin. Örneğin, “Çerkezköy’de bir fabrikanın yakınındaki sensörün gürültü sorunu nasıl çözüldü?”

8. Sonuç

Geopsy, mühendislik sismolojisi alanında çevresel titreşim analizi için güçlü ve erişilebilir bir araçtır. H/V spektral oranı ve dizi işleme yöntemleriyle, zemin-yapı etkileşimini değerlendirmek, Vs profillerini çıkarmak ve deprem riskini azaltmak için pratik çözümler sunar. Çerkezköy gibi deprem riski yüksek bölgelerde, Geopsy’nin düşük maliyetli ve etkili analiz yetenekleri, güvenli yapı tasarımı ve mevcut altyapının değerlendirilmesi için vazgeçilmezdir. Bu ders notu, lisans 4. sınıf öğrencilerine Geopsy’nin temel işlevlerini ve mühendislik uygulamalarını tanıtarak, saha çalışmalarına hazırlık sağlar. Daha fazla bilgi için Geopsy resmi web sitesini ziyaret edin ve sismik analiz topluluğuna katılın!

Kaynaklar:

Wathelet, M., et al. (2020). Geopsy: A User-Friendly Open-Source Tool Set for Ambient Vibration Processing. Seismological Research Letters, 91(3), 1878-1889.
Geopsy Resmi Web Sitesi
Geopsy Çevrimiçi Dokümantasyon

Blog Çağrısı: Geopsy ile kendi analizlerinizi yaptıysanız, sonuçlarınızı bizimle paylaşın! Çerkezköy’deki sismik hikayenizi blogumuzun “Genç Mühendisler Köşesi”nde yayımlayalım. Yorumlarınızı ve sorularınızı aşağıda bekliyoruz!