Modelling of magnetic data from the Magnesia Agora (Aydın) using edge detection operators and 3-D inversion

Year 2010, Volume: 31 Issue: 2, 67 - 82, 01.03.2010

Emre Timur Coşkun Sarı

Abstract

Keywords

-

Agora (Magnesia/Aydın) manyetik verilerinin kenar belirleme işleçleri ve 3-boyutlu ters çözümle modellenmesi

Abstract

Manyetik arama yöntemi, gömülü arkeolojik kalıntıların bulunması amacıyla kullanılan en etkili yöntemlerden biri— dir. Duvarlar, metalik nesneler veya ocaklar gibi mıknatıslanabilir elementler içeren yapıların yer yüzeyinde oluştur— dukları manyetik alan değişimlerinin ölçülmesi, bu yapıların konumlarının ve geometrilerinin belirlenmesinde uzun yıllardır kullanılmaktadır. Bu çalışmada, üç—boyutlu prizmatik modeller kuramsal olarak incelenmiş, yeni bir yakla— şım olarak kenar belirleme işleçleri sınır analizi yöntemi olarak yapı geometrisini belirlemek amacıyla uygulanmış ve yinelemeli ters çözümle sonuca ulaşılmıştır. Ayrıca, Magnesia arkeolojik alanının (Aydın) Agora’sı içinde yer alan Zeus tapınağının yeri toplam manyetik alan ölçümleriyle araştırılmış ve olası yapı belirlenerek uygun kazı yeri öne— rilmiştir. Yapı yerinin belirlenmesi amacıyla kullanılan kenar belirleme yönteminin uygulanması için öncelikle toplam manyetik alan anomali haritasının yapma gravite haritasına dönüştürülmesini gerektirmektedir. Uygulanan bu işle— min ardından hazırlanan MATLAB tabanlı bir yazılımla 3 farklı kenar—belirleme işleci ile gömülü yapının yüzeydeki izdüşümü belirlenmiştir. Sınırları belirlenen yapının köşe koordinatları ters çözümde kullanılarak olası yapının yeri daha kesin belirlenmiştir. Bu yöntemin yanı sıra, alanın manyetik anomali verilerine kutba indirgeme yöntemi uygu— lanmış ve yapının konumu hakkında ek bilgi elde edilmesi amaçlanmıştır. Sonuçta; kenar belirleme yöntemleriyle gerek kuramsal verilerde, gerekse arazi verisinde yapı sınırlarının başarıyla belirlenebildiği görülmüştür

Keywords

Kenar belirleme, manyetik yöntem, modelleme

References

• Aitken, M. J., 1974. Physics and Archeology. 2nd Edition, Clarendon Press, Oxford.
• Aitken, M. J., Webster, G., and Rees, A., 1958. Magnetic prospecting. Antiquity, 32, 270-271.
• Argialas, D. P., and Mavtranza, 0. D., 2001. Com- parison of edge detection and hough transform techniques for the extraction of geologic features. IEEE The Interna- tional Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Informati- on Sciences, 34, p.30.
• Atkinson, R. J. C., 1952. Methodes electriques de prospection en arceologie. A. Lami- ning (ed.), La Decoverte Du Passe, Pi- card, pp. 59-70.
• Baranov, V., 1957. A new method for interpreta- tion of aeromagnetic maps pseudo- gravimetric anomalies. Geophysics, 22, 359—383.
• Baranov, V., and Naudy, H. 1964. Numerical calculation of the formula of reduction to the magnetic pole. Geophysics, 29, 67—79.
• Bingöl, O., 2005. Menderes Magnesiası/Magne- sia on the Meander: Theatron. Homer Yayınları, İstanbul.
• Başokur, A. T., 1992. Magnesia ad Meandrum (Ortaklar) Argavlı Tümülüsünde jeofizik çalışmalar. Vlll. Arkeometri Sonuçları Toplantısı, Ankara, p. 2.
• Bhattacharya, B. K., 1980. A generalized multi- body for inversion of magnetic anomali- es. Geophysics, 45, 255-270.
• Blakely, R. J., 1995. Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge University Press, London.
• Blakely, R. J., and Simpson, R. W., 1986. App- roximating edge of source bodies from magnetic or gravity anomalies. Geoph- ysics, 51, 1494-1498.
• Candansayar, M. E., and Başokur, A. T., 2001. Detecting small-scale targets by the 2-D inversion of two-sided three- electrode data: application to an arche- ological survey. Geophysical Prospec- ting, 49, 13-25.
• Canny, J. F., 1983. Finding edges and lines in images. MIT Artificial Intelligence Labo- ratory Technical Report, TR-720.
• Canny, J. F., 1986. A computational approach to edge detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelli- gence, 8, 679-714.
• Dhaliwal, J. S., 1990. A comparative study of edge detection techniques. MSc The- sis, New Jersey Institute of Technology, New Jersey, USA (unpublished).
• Drahor, M. G., 1998. Arkeoloji jeofiziği: Arkeojeofizik-l. Arkeoloji ve Sanat, 87, 16-25.
• Drahor, M. G. ve Sengül, E. 1999. Acemhö- yük, Amorium, Burgaz ve Ulucak Hö- yükte uygulanan geniş ölçekli jeofizik çalışmalar. Arkeoloji ve Jeofizik Çalışta- yı, İzmir, p. 25.
• Drahor, M. G., Kaya, M. A., Bayrak, M., İlkışık, 0. M. ve Öztan, A., 1999. Acemhöyük’ten manyetik ve elektromanyetik-VLF sonuçları. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 1 (2), 5-17.
• Ekinci, Y. L., 2005. Amorium antik kentinin man- Timur ve San 81
• yetik yöntemle araştırılması. Yüksek Li
• sans Tezi. Çanakkale Onsekiz Mart Üni
• versitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (yayım- lanmamış).
• Erdem, E., 2002. Kerkenes (Yozgat) Sahasında Arkeolojik Amaçlı Jeofizik Çalışmalar. Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (yayımlanmamış).
• Fraser, D. C., 1969. Countouring of VLF-EM data. Geophysics, 34, 958-967.
• Garland, G. D., 1951. Combined analysis of gra- vity and magnetic anomalies. Geoph- ysics, 16, 1-62.
• Kaya, M. A., Şeren, A., Balkaya, Ç., Şengül, E. ve Yiğit, P., 2003. Amorium antik kenti 2002 yılı arkeoloji jeofiziği araştırmaları. Türkiye 15. Jeofizik kurultayı ve Sergisi Bildiri özetleri Kitabı, İzmir, s. 25.
• Konishi, S., 2003. Statistical Edge Detection: Learning and Evaluating Edge Cues. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence , 25 (1), 57-74.
• Leu, L., 1982. Use of reduction-to-the-equator process for magnetic data interpretati- on. Geophysics, 47, 445-450.
• Li, Y., and Oldenburg D. W., 1998. Separation of regional and residualmagnetic field data. Geophysics, 63, 431—439.
• Li, Y., and Oldenburg, D. W. 2000. Reduction to the pole using equivalent sources. 60th Annual International Meeting, SEG, Ex- panded Abstracts, pp. 386—389.
• Marr, D., and Hildreth, E. G., 1980. A theory of edge detection. Philosophical Tran- sactions of the Royal Society, London, B(207), pp.187-217.
• Marquardt, D. W., 1963. An algoritm for least squares estimation of non-linear pa- rameters. Journal of the Society of ln- dustrial and Applied Mathematics, 11, 431 -441.
• Özyalın, S., 2003. Potansiyel alanlarda otomatik değerlendirme teknikleri ve arkeolojik alanlarda uygulanması. Doktora Tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (yayımlanmamış).
• Pearson, W. C., and Skinner, C. M., 1982. Reduction-to-the-pole of low latitude magnetic anomalies. 52nd Annual ln- ternational Meeting, SEG, Expanded Abstracts, p. 356.
• Prewitt, J. M. S., 1970. “Object enchancement and extraction” in picture processing and psychopictorics. Academic Press, New York, pp. 75-149.
• Rao, D. B., and Babu, N. R., 1991. A rapid met- hod for three-dimensional modeling of magnetic anomalies. Geophysics, 56 (11), 1729-1737.
• Rao, D. B., and Babu, N. R., 1993. A Fort- ran-77 computer program for three- dimensional inversion of magnetic ano- malies resulting from multiple prismatic bodies. Computers & Geosciences, 19 (6), 781-801.
• Sobel, |., and Feldman, G., 1968. A 3x3 isotro- pic gradient operator for image proces- sing. John Wiley and Sons, New York.
• Süzen, M. L., and Toprak, V., 1998. Filtering of satellite images in geological lineament analyses: an application to a fault zone in Central Turkey. International Journal of Remote Sensing, 19, 1101-1114.
• Tarcan, G., and Gemici, Ü., 2001. Hydrogeoc- hemistry of the Gümüşköy and Sazlı- köy geothermal fields, Aydin, Turkey. Water-Rock Interaction 2001, Cidu- Italy, Swets & Zeitlinger, Lisse, Procee- dings, 2, pp.931-934.
• Timur, E., 2003. VLF Yönteminin Arkeolojik Alan- larda Uygulanması. Yüksek Lisans Tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (yayımlanmamış).
• Timur, E., 2008. Kenar belirleme yöntemleri kul- lanılarak tilt açısı verilerinin ve sismik kesitlerin yorumlanması. Yüzeye Yakın Yapıların Belirlenmesinde Jeofizik ve Uzaktan Algılama Sempozyumu, İzmir, pp.104-107.
• Yaramancı, A., 1970. Keban projesi jeofizik araş- tırmaları ön raporu: 1968 yaz çalışmala- rı. ODTÜ Keban Projesi Yayınları, Seri:1, Yayın:1, Türk Tarih Kurumu Basımevi, Ankara.