Türkan Simge İşpak, Kuvvetli Yer Hareketi Verileri Kullanarak Derin Öğrenme Tabanlı Faz Tespiti

Yüksek Lisans Adayı: Türkan Simge İşpak
EABD: Çokluortam Bilişimi
Tarih: 12.06.2026 / 14:00
Yer: A-212

Özet: Deprem Erken Uyarı (EEW) sistemleri, daha yıkıcı olan İkincil (S) dalgalar ulaşmadan önce uyarı verebilmek için Birincil (P) dalgalarının hızlı ve güvenilir bir şekilde tespit edilmesine dayanır. Kuvvetli yer hareketi ivme kayıtlarında P-dalgalarını tespit etmek yüksek gürültülü ortamlar, kayıt hataları ve denetimli derin öğrenme yöntemlerinin uygulanabilirliğini sınırlayan etiketli veri seti azlığı nedeniyle özgün zorluklar barındırır. Bu tez, Türkiye Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Şebekesi’ne ait 648 kayıttan elde edilen ve sadece P-dalgası bölütleri üzerinde eğitilmiş, Varyasyonel Otokodlayıcılara (VAE) dayalı bir öz-denetimli P-dalgası tespit çerçevesi önermektedir. VAE, P-dalgası yapısını geri-çatmayı öğrenirken P-dalgası olmayan girdilerde başarısız olur. Bu durum, girdi ile geri-çatılan spektrogramlar arasında düzgelenmiş çapraz ilgileşim (NCC) hesaplayan bir kayan pencere mekanizması aracılığıyla tespit yapılmasına olanak tanır. İlk aşamada, denetimli bir ResNet modeli, bu veri setinde 0,97 Alıcı İşletim Karakteristiği Eğrisi Altındaki Alan (AUC) değeri ile güçlü bir denetimli derin öğrenme temel başarımı ortaya koymaktadır. Zaman düzleminde bir evrişimli VAE, etiketli gürültü örneklerine ihtiyaç duymadan bu performansı yakalamaktadır. Çerçeve daha sonra spektrogram temsillerine genişletilmiş olup, dört VAE mimarisinin 492 konfigürasyonu üzerinden yapılan sistematik bir hiperparametre araması, geri-çatım kalitesi ile tespit başarımı arasında ters bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Dikkat (Attention) mekanizmaları, küresel bağlama dayanmayı zorunlu kılarak en iyi tespit sonucuna (AUC 0,875) ulaşırken; atlamalı bağlantılar, en düşük geri-çatım hatasını vermelerine rağmen aşırı genelleme sebebiyle tespit başarımını düşürmektedir. Eğitim prosedüründe modifikasyonlar, Attention-VAE modelini 0,998 AUC değerine yükselterek tüm denetimli sonuçları geride bırakmaktadır. Bu başarım, P-dalgası varış zamanı konumundaki zamansal kaymalara karşı dayanıklılık sergilemekte ve EEW uygulamalarında potansiyel kullanımı desteklemektedir.