توانایی فیلتر لجستیک بهبود یافته در تعیین گوشه ها و مرزهای جانبی آنومالی های گرانی و مغناطیسی توزگولو ترکیه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 اداره پژوهش، نوآوری و فناوری، دانشگاه جامع علمی کاربردی، واحد استان همدان، ایران

2 گروه مهندسی ژئوفیزیک، دانشگاه استانبول، استانبول، ترکیه

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه علوم، دانشگاه ملی ویتنام، هانوی، ویتنام

چکیده

مهم‌ترین مشکل استفاده از فیلترهای تعیین گوشه، تعیین مرز آنومالی‌های گرانی و مغناطیسی با عمق متفاوت و ادغام اثر آنومالی‌های مجاور است که به صورت پخش و هاله‌ای در نقشه‌های ژئوفیزیکی نمایان می‌شوند. برای رفع این مشکل در سال‌های اخیر، فیلترهای مختلف با کارآیی متفاوتی ارایه شده است. معمولا فیلترهای تعیین گوشه ترکیبی از گرادیان‌های افقی و قائم با مرتبه‌های مختلف برای تعیین مرز و گوشه آنومالی‌های گرانی و مغناطیسی با کیفیت و دقت متفاوت است. در این پژوهش کارآیی فیلترهای تعیین گوشه آنومالی‌های میدان پتانسیل شامل فیلترهای مشتق (مشتق افقی کل)، سیگنال تحلیلی، فاز محلی (زاویه تیلت، زاویه تتا، تانژانت هایپربولیک زاویه تیلت و مشتق کل افقی نرمال‌سازی شده)، پردازش تصویر (فیلتر سایه روشن)، عملگر مشتق تعمیم یافته و فیلتر جدید لجستیک بهبود یافته بر روی داده‌های میدان پتانسیل، مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است. کارآیی فیلترهای تعیین گوشه بر روی دو مدل مصنوعی گرانی و مغناطیسی مختلط بدون نوفه و همراه با نوفه گاوسی بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد، فیلتر لجستیک بهبود یافته در مقایسه با سایر فیلترهای تعیین گوشه، دقت و کیفیت بهتری در تعیین گوشه و مرز آنومالی‌ها با دامنه‌های مختلف دارد و از ترسیم مرزهای غیرواقعی و کاذب که کار تفسیر را سخت‌تر می‌کند، اجتناب می‌کند. همچنین میزان حساسیت این فیلتر نسبت به نوفه بر روی نقشه‌های ادامه فراسو در مقایسه با فیلترهای فازی و مرسوم به مراتب کمتر است. در ادامه، اعمال این فیلتر بر روی داده‌های گرانی بوگه منطقه توزگولو (دریاچه نمک) ترکیه نشان داده که این فیلتر به خوبی قادر به تشخیص مرز آنومالی‌ها، حتی آنومالی‌های عمیق محدوده مورد مطالعه است. در مجموع نتایج به دست آمده به کمک فیلترهای تعیین گوشه به ویژه فیلتر لجستیک بهبود یافته می‌تواند به خوبی در تفسیر کیفی برای مدل‌سازی سه‌بعدی آنومالی‌های زیرسطحی و تعیین مرز و شناسایی گسل‌های اولیه و ثانویه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Capability of improved Logistics filter in determining lateral boundaries and edges of gravity and magnetic anomalies Tuzgolu Area Turkey

نویسندگان [English]

  • Ahmad Alvandi 1
  • Hazel Deniz Toktay 2
  • Luan Thanh Pham 3
1 University of Applied Science and Technology, Hamedan Province Branch, Hamedan, Iran
2 Department of Geophysical Engineering, Istanbul University Cerrahpasa, Istanbul, Turkey
3 Faculty of Physics, University of Science, Vietnam National University, Hanoi, Vietnam
چکیده [English]

The most critical problem of using edge detection filters is determining the horizontal boundaries of gravity and magnetic anomalies with different depths and integrating the effect of adjacent anomalies, which are diffused in geophysical maps. In recent years, edge enhancement filters having different performances have been provided to solve this problem. Edge detection filters are usually a combination of horizontal and vertical gradients with different orders to determine the boundaries and edges of gravity and magnetic anomalies data with different quality and accuracy. In this study, the efficiency of filters to determine the edge of potential field anomalies, including total horizontal derivative (THD), analytical signal (AS), tilt angle (TA), theta map (TM), the hyperbolic tangent of tilt angle (HTA), normalized total horizontal derivative (TDX), sun shading (SS), generalized derivative operator (GDO), and the improved logistics function (IL) are tested on potential field data. The efficacy of edge detection filters was evaluated using two synthetic gravity and magnetic models with and without Gaussian noise. The results reveal that the improved logistic filter outperforms existing edge detection filters in terms of accuracy and quality in determining the edges and boundaries of synthetic anomalies. This filter also prevents drawing erroneous or spurious boundaries, which complicates interpretation. Subsequently, applying an improved logistic filter on the real data of the Tuzgolu (Salt Lake) region of Turkey shows that this filter can detect the boundaries and edges of anomalies, even deep anomalies within the study area. In general, the data acquired using edge determination filters and a much improved logistic filter can be employed in qualitative interpretation for 3D modeling of subsurface structures and detecting faults and fractures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potential field
  • improved logistics filter
  • edge detection filters
  • salt lake
  • Turkey
منابع Alvandi A, & Babaei M. (2017). Edge detection of gravity anomalies with directional hyperbolic tilt angles: application to synthetic and field data. Indian Geophysical Union journal, 21(1), 13-16.## Arpat, E. and F. Ş aroglu, (1975), Türkiye deki bazi önemli genç tektonik olaylar, Turkish Geol. Soc. Bull., 18, 91–101.## Ateş, A., Bilim, F., and Büyüksaraç, A. (2005), Curie Point Depth Investigation of Central Anatolia, Turkey, Pure Appl. Geophys. 162, 357–371## Aydemir, A. & Ateş, A. (2005). Preliminary evaluation of Central Anatolian basins in Turkey by using the gravity and magnetic data. Journal of the Balkan Geophysical Society 8, 7–19.## Aydoğan, D. (2011), Extraction of lineaments from gravity anomaly maps using the gradient calculation: Application to Central Anatolia Earth Planets Space, 63, 903–913, 2011## Blakely J. R., and Simpson W. R. (1986). Approximating edges of source bodies from magnetic or gravity anomalies, Geophysics, 51(7), 1494-1498.## Büyüksaraç, A, Jordanova, D, Ateş, A., and Karloukovski, V. (2005), Interpretation of the Gravity and Magnetic Anomalies of the Cappadocia Region, Central Turkey, Pure Appl. Geophys. 162, 2197–2213.## Cordell, L. and Grauch, V.J.S. (1985). Mapping Basement Magnetization Zones from Aeromagnetic Data in the San Juan Basin, New Mexico. In: Hinze, W.J., Ed., The Utility of Regional Gravity and Magnetic Anomaly Maps, Society of Exploration Geophysicists, 181-197.## Cooper, G. R. J. (2003). Feature detection using sun shading. Computers & Geosciences, 29, 941–948.## Cooper, G.R.J. & Cowan, D.R. (2006). Enhancing potential field data using filters based on the local phase. Computers & Geosciences, 32, 1585–1591.## Cooper, G.R.J. & Cowan, D.R. (2011) A generalized derivative operator for potential field data, European Association of Geoscientists & Engineers, 59, 188-194.## Dinçer, B. & Işık, V. (2020). Determination of structural characteristics of Tuzgölü Fault Zone using gravity and magnetic methods, Central Anatolia. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 162 (162), 145-174. DOI: 10.19111/bulletinofmre.661245## Görür, N., F. Y. Oktay, I. Seymen, and A. M. C. Şengör, Paleotectonic evolution of Tuzgölü basin complex, Central Turkey, in The Geological Evolution of the Eastern Mediterranean, edited by Dixon, J. E. and A. H. F Robertson, Spec. Publ. Geol. Soc., 17, 81–96, 1984.## Gürer, O.F, and Aldanmaz, E. (2002), Origin of the Upper Cretaceous–Tertiary sedimentary basins within the Tauride–Anatolide platform in Turkey, Geol. Mag. 139 (2), 191–197.## Ilkişik, O.M., Gürer, A., Tokgöz, T., and Kaya, C. (1997), Geoelectromagnetic and geothermic investigations in the Ihlara Valley geothermal field, J. Vol. Geothermal Res. 78, 297-308## Işık, V., Uysal, T., Çağlayan, A., Seyitoğlu, G. 2014. The evolution of intra-plate fault system in central Turkey: structural evidence and Ar-Ar and RbSr age constrains for the savcılı Fault Zone. Tectonics 33(10), 1875-1899.## Miller H. G. and Singh V., (1994). Potential field tilt A new concept for location of potential field sources, Journal of Applied Geophysics, 32, 213–217.## Nabighian, M. N., (1972), The analytic signal of two-dimensional magnetic bodies with polygonal cross-section: its properties and use for automated anomaly interpretation: Geophysics, 37, 507–517. doi:10.1190/1.1440276## Özsayın E, Çiner TA, Rojay FB, Dirik RK, Melnick D, Fernandez-Blanco D, Bertotti G, Schildgen TF, Garcin Y, Strecker MR, Sudo M (2013) Plio-Quaternary extensional tectonics of the Central Anatolian Plateau: a case study from the Tuz Gölü Basin, Turkey. Turk J Earth Sci 22:691–714## Pham, L.T., Van Vu, T., Le Thi, S. and Thi Trinh, P (2020). Enhancement of Potential Field Source Boundaries Using an Improved Logistic Filter. Pure and Applied Geophysics. 5237–5249, https://doi.org/10.1007/s00024-020-02542-9## Pilkington, M. & Keating, P. (2004), Contact mapping from gridded magnetic data- A comparison of techniques, Exploration Geophysics, 35(4), 306-311.## Pilkington M, & Tschirhart V, (2017), Practical considerations in the use of edge detectors for geologic mapping using magnetic data. Geophysics 82(3),1–8## Pirttijärvi, M., 2014. FOURPOT - Potential field data processing and analysis of using 2-D Fourier transform. User’s guide to version 1.3a. Department of Physics, University of Oulu, Finland## Roest, W. R., Verhoef, J., and Pilkington, M., (1992), Magnetic interpretation using the 3-D analytic signal: Geophysics, 57, 116–125. doi:10.1190/1.1443174.## Ugurtas, G. (1975), Geophysical interpretation of part of the Tuzgolu basin, M.T.A. Bull. 85, 38-45.## Wijns C., Perez C., and Kowalczyk P. (2005). Theta map: Edge detection in magnetic data, Geophysics, 70(4), 39-4##