Edge Detection in Microgravity Data: An Example of Bornova Plain and Its Surroundings, Western Anatolia, Turkey

Abstract

Tilt angle (TA), total horizontal derivative (THDR) and tilt angle of the horizontal gradient (TAHG) methods were used to determine the structural edges in the Bornova Plain. First of all, a model representing the study area was formed in this study consisting of two steps, synthetic and field study, by using prisms in different depths and sizes.  Structural edges were tried to be determined by applying these three methods to the gravity anomaly of this model. The mentioned edge detection methods were applied to the residual gravity anomaly, which was calculated by using microgravity data collected in the Bornova Plain, (Izmir, Turkey) in the next step. Although all of the three methods produce good results both in synthetic and field studies in general, the TAHG method produces more usable results since it makes the structural edges more dominant.

Keywords

• Edge Detection
• Tilt Angle
• Total Horizontal Derivative
• Bornova Plain
• İzmir

Mikrogravite Verilerinin Sınır Analizi: Bornova Ovası ve Çevresi (Batı Anadolu, Türkiye) Örneği

Abstract

Bornova Ovası ve çevresindeki yapısal sınırların belirlenmesi için tilt açısı (TA), toplam yatay türev (THDR) ve toplam yatay türevin tilt açısı (TAHG) kullanılmıştır. Kuramsal ve arazi olmak üzere iki aşamadan oluşan bu çalışmada öncelikle çalışma alanını temsil eden farklı derinlik ve büyüklükteki prizmalar kullanılarak kuramsal model oluşturulmuştur. Üç farklı sınır analizi yöntemi gravite anomalisine uygulanarak yapısal sınırlar belirlenmeye çalışılmıştır. Bir sonraki adımda ise, Bornova Ovası ve çevresinde toplanan mikrogravite verileri ile hesaplanan residüel gravite anomalisine bu yöntemler uygulanmıştır. Her üç yöntem de genel olarak hem kuramsal hem de arazi çalışmalarında iyi sonuçlar vermesine rağmen, TAHG yöntemi yapısal sınırları daha baskın hale getirdiğinden dolayı daha kullanışlı sonuçlar üretmiştir.

Keywords

• Sınır Analizi
• Tilt Açısı
• Toplam Yatay Türev
• Bornova Ovası
• İzmir

References

1. [1] Oruç, B. 2011. Edge detection and depth estimation using a tilt angle map from gravity gradient data of the Kozaklı-Central Anatolia Region, Turkey. Pure and applied geophysics, 16810, 1769-1780.
2. [2] Oruç B, Sertçelik I, Kafadar Ö, Selim HH 2013. Structural interpretation of the Erzurum Basin, eastern Turkey, using curvature gravity gradient tensor and gravity inversion of basement relief. Journal of Applied Geophysics 88: 105-113.
3. [3] Alvandi A Asil, RH 2014. Edge detection process of Qom salt dome gravity anomalies using hyperbolic tilt angle. International Journal of Geomatics and Geosciences 52: 209-224.
4. [4] Altinoğlu FF, Sari M, Aydin A 2015. Detection of lineaments in Denizli basin of western Anatolia region using Bouguer gravity data. Pure and Applied Geophysics 1722: 415-425.
5. [5] Gosh GK 2016. Interpretation of gravity data using 3D euler deconvolution, tilt angle, horizontal tilt angle and source edge approximation of the North-West Himalaya. Acta Geophysica 644: 1112-1138.
6. [6] Doğru F, Pamukçu O, Özsöz İ 2017 Application of tilt angle method to the Bouguer gravity data of Western Anatolia. Bull. Min. Res. Exp. 155: 45–55
7. [7] Ferreira FJ, de Castro LG, Bongiolo AB, de Souza J, Romeiro MA 2011. Enhancement of the total horizontal gradient of magnetic anomalies using tilt derivatives: Part II—Application to real data. In SEG Technical Program Expanded Abstracts 2011 pp. 887-891.
8. [8] Blakely RJ 1995. Potential theory in gravity and magnetic applications. Cambridge: Cambridge University Press.

9. [9] Miller HG, Singh V, 1994 Potential field tilt - a new concept for location of potential field sources. Journal of Applied Geophysics 32:213–217.
10. [10] Pamuk E, Akgün M, Özdağ ÖC, Gönenç T 2017. 2D Soil and engineering-seismic bedrock modeling of eastern part of İzmir Inner Bay/Turkey. Journal of Applied Geophysics 137: 104-117
11. [11] Arısoy MÖ, Dikmen Ü. 2011. Potensoft: MATLAB-based software for potential field data processing, modeling and mapping. Computers & geosciences 377: 935-942
12. [12] Özbek D 1981. Altındağ Köyü İzmir çevresinin jeoloji ve Altındağ taş ocaklarının mühendislik jeolojisi, Final Project, Ege University Earth Science Faculty, İzmir in Turkish.
13. [13] Erdoğan B 1990 İzmir-Ankara Zonu’nun İzmir ile Seferihisar arasındaki bölgede stratigrafik özellikleri ve tektonik evrimi. Turkish Association of Petroleum Geologist TPJD Bulletin 2: 1–20 in Turkish.
14. [14] Kıncal C 2004. İzmir iç körfezi çevresinde yer alan birimlerin coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama teknikleri kullanılarak mühendislik jeolojisi açısından değerlendirilmesi. Dokuz Eylül University, The Graduate School of Natural and Applied Sciences PhD Thesis, İzmir in Turkish.
15. [15] Uzel B, Sözbilir H, Özkaymak Ç 2012. Neotectonic evolution of an actively growing superimposed basin in western Anatolia: The inner bay of Izmir, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences 214: 439-471.
16. [16] Emre Ö, Özalp S, Doğan A, Özaksoy V, Yıldırım C, Göktaş F 2005 İzmir yakın çevresinin diri fayları ve deprem potansiyelleri: Gen Dir. Min. Res. Exp. Geology Department Repport No: 10754, 57 in turkish.
17. [17] Salem A, Williams S, Fairhead D, Rava D, Smith R 2007. Tilt-depth method: A simple depth estimation method using first-order magnetic derivatives: The Leading Edge, December, 1502-1505.
18. [18] Akın U, Şerifoğlu BI, Duru M 2011. Gravite ve manyetik yöntemlerde tilt açısı'nın kullanılması. Bull. Min. Res. Exp. 143: 1-12 in turkish.