Inversion of Gravity Anomalies by Cuckoo Search Algorithm

Abstract

Metasezgisel algoritmalar jeofizik ters çözüm çalışmalarında sıklıkla kullanılır duruma gelmiştir. Türev tabanlı en iyileme yöntemlerinin aksine, iyi bir başlangıç modeline ihtiyaç duymayan arama algoritmaları parametre uzayını kapsamlı tarama özelliğine sahip olduklarından jeofizikte model parametre kestirimleri için avantaj sağlamaktadır. Sunulan çalışmada, gravite anomalilerinin ters çözümünde guguk kuşu arama algoritması kullanılmıştır. Algoritmanın kullanıcı tanımlı parametre sayısının az olması ve yapılan literatür taramasında doğadan esinlenilerek oluşturulan birçok metasezgisel yönteme göre daha iyi sonuç vermesi, parametre kestirim çalışmasında guguk kuşu algoritmasının kullanılmasını teşvik etmektedir. Gravite belirtisine ait genlik katsayısı, kaynak derinliği, belirti izdüşümü ve şekil faktörleri kestirimi yapılan model parametreleridir. Algoritmaya ait kontrol parametreleri (popülasyon sayısı ve yumurtanın yuvadan atılma olasılığı) ise gürültüsüz kuramsal veri kümesi kullanılarak parametre belirleme çalışmaları (parameter tuning) ile detaylı bir şekilde irdelenmiştir. Sonrasında kontrol parametre çiftinin doğruluğu gürültü içeren veri kümesi üzerinde test edilmiştir. Ardından, Küba’da bir kromit yatağı üzerinde ölçülen arazi verisi ve Kanada’da yer alan bir sülfit cevheri üzerinde ölçülen arazi verisi değerlendirilerek, anomalilere ait model parametreleri kestirilmiştir. Kuramsal ve arazi veri kümelerine ait model parametrelerinin güvenilirliğinin belirlenmesi için, Metropolis-Hasting algoritması kullanılarak, kestirim parametreleri istatistiksel olarak da test edilmiştir. Doğası gereği iyi bir başlangıç modeline ve model parametrelerine göre kısmi türev hesabına ihtiyaç duymayan algoritma, kullanıcı tanımlı iki parametre içermesi sayesinde parametre kestirim çalışmalarında kolaylık sağlamıştır. Yapılan belirsizlik analizleri sonucunda da algoritmanın gravite verilerinin ters çözümünde uygulanabilir bir algoritma olduğu belirlenmiştir.