Topoğrafik yoğunluk ve gravite düşey gradyen ölçüleri kullanarak jeoit ve ortometrik yüksekliklerin iyileştirilmesi


Üstün A.(Yürütücü), Abbak R. A., Akyılmaz O., Hisarli Z. M., Alp H.

TÜBİTAK Projesi, 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı, 2021 - 2025

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı
  • Başlama Tarihi: Nisan 2021
  • Bitiş Tarihi: Mart 2025

Proje Özeti

Yükseklik sistemlerinin başlangıcı jeoit günümüzde sayısal bir model olarak anlam ve önem kazanmıştır. Jeoidin konumsal ve zamansal gerçekleşmesinin sonuçları haritacılığın pratik gereksinimlerinden fazladır. Yerin kitle dağılımına ilişkin global, bölgesel veya yerel ölçekteki her iyileşme, yeryuvarının dinamik iç ve dış yapısının dolayısıyla gravite alanının daha iyi anlaşılmasının yolunu açar. Yüksek çözünürlüklü sayısal yoğunluk modeli UNB_TopoDens (Sheng vd., 2019) buna en iyi örnektir. Jeoit belirleme konusu 2000’li yılların başından itibaren GNSS ve gravite alanı belirleme amaçlı uydu programları sayesinde büyük ivme yakalamıştır. Ancak, yoğunluk varsayımları ve gravite alanının yüksek frekanslı kesimindeki bilgi eksikliği yüzünden özellikle dağlık alanlarda jeoit yüksekliği hataları onlarca cm’yi bulmaktadır. Günümüzde, araştırma ilgisi bu sorunlu alanlara doğru kaymıştır. Benzer durum ülkemizin yükseklik sistemi modernizasyonu çalışmaları için de geçerlidir. Jeoit modelinin yenilenmesi ve doğruluğunun iyileştirilmesinin yararı, en başta nivelman tekniğine bağımlılığı en aza indirmek olacaktır. Bu hedefe giden yol topoğrafik kitleler üzerine yapılacak araştırmalardan geçmektedir.

 

Projenin amacı, i) dağlık bölgelerde gravimetrik jeoit modeli doğruluğunu kısıtlayan yaklaşım sorunlarına topoğrafik yoğunluk, düşey gradyen, GNSS/nivelmanı ve çekül sapması bileşenlerini içeren yersel veri kaynaklarıyla çözüm getirmek; ii) jeoit modelini gerçeğe yakın ortometrik yükseklikleri kullanarak doğrulamak ve iii) cm-altı doğruluklu jeoit modeli yol haritasına ışık tutmaktır.  Proje verilerinin bir kısmı global ölçekte kullanıcılara açık kaynaklardan, kalanı proje kapsamında toplanacaktır. Özgün değer, topoğrafyanın yükseldiği yerlerde yoğunluk bilgisi ve düşey gradyen ölçüleri yardımıyla jeoit/ortometrik yükseklik hatalarını azaltmak üzerine kurgulanmıştır. Hata büyüklüğü yüksekliğe bağımlıdır. Etkisini gravite anomalilerini deniz seviyesine indirgeme (downward continuation) veya yerin içinde gravite büyüklüğü kestirimi sırasında belli eder. Topoğrafyaya yüksek duyarlı gravite düşey gradyeni ve çekül sapması gibi ölçüler topoğrafik etkileri araştırmak açısından en uygun veri kümesidir. Dağlık alanlarda düşey gradyen ölçüleri, hesap noktası civarındaki gravite anomalilerinden hesaplanan gravite anomalisi düşey gradyeni incelemesi için kullanılacaktır. Bu değerin en uygun kestirimine ilişkin model geliştirmek, sonuçlarından gerçeğe yakın ortometrik yükseklikleri (başka deyişle topoğrafya içinde yüksek doğruluklu gravite değeri) elde etmek amacıyla yararlanmak projenin ana hedefleridir. Temel amaç dağlık alanlarda gravimetrik jeoit ve Helmert ortometrik yüksekliklerindeki varsayım hatalarından sakınmaktır. Bunun için topoğrafik yoğunluk bilgisini dikkate alan modülleri mevcut yazılım LSMSSOFT vb) algoritmalarına ekleme ve iyileştirme işlemi gerekli görülmektedir. Topoğrafik kitle yoğunluk bilgisine (UNB_TopoDens) dayalı yüksek doğruluklu topoğrafik düzeltmeyi olanaklı kılan gravite alanı modelleme yazılımları, projenin özgün değerli çıktısı olacaktır. Proje sonuçları ile Helmert ortometrik yükseklik sistemi yerine gerçeğe yakın ortometrik yüksekliklerinin önerilmesi söz konusudur. Yöntem Konya Havzasında ve Fransa’nın Auvergne bölgesinde test edilecektir. Proje ekibinin 113Y155 nolu proje çıktıları ITUGrace16 ve ITUGGC16, Stokes fonksiyonunun en küçük karelerle modifikasyonunda kullanılacaktır. Modellerin bölgesel jeoit modelindeki uzun dalga boyu katkısı ilk kez test edilecektir. Proje sonuçların, son aşamasına gelinen ulusal yükseklik sistemi modernizasyonu çalışmalarına katkı sunması beklenmektedir.