Eklemli kaya kütlelerinin blok boyutlarının yakın-çekim fotogrametrisi ile belirlenmesi
Determination of block sizes of jointed rock masses using close-range photogrammetry
- Tez No: 920869
- Danışmanlar: PROF. DR. SULTAN KOCAMAN GÖKÇEOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Kaya süreksizlerinin tespit edilmesi, tünel, otoyol, şev stabilizasyonu gibi yapıların inşaatları açısından ve kaya düşmesi gibi doğal tehlikelerin önceden tahmin edilebilmesi açısından ciddi önem taşımaktadır. Manuel ölçüm tekniklerinie dayanan geleneksel yöntemler, süreksizliklerin tespitinde teknik zorlukların yanında hayati riskleri de barındırabilmektedir. Uzaktan algılama, lazer tarayıcılar ve uzaktan kumandalı hava aracı sistemlerindeki (RPASs) teknolojik gelişmeler süreksizliklerin tespitine yönelik çalışmalara kolaylık sağlamıştır. Ancak her iki sistemde de üretilen nokta bulutları kullanılarak süreksizlik tespiti hem zaman alıcıdır hem de donanım maliyeti vardır. Bu tezde, nokta bulutu oluşturma gereksinimi olmadan, üç ana adımda yersel ve RPAS tabanlı görüntülerden süreksizlikleri tespit etmek için bir uçtan uca yöntem çerçevesi geliştirilmiştir. İlk adımda, süreksizlikler derin öğrenme (DÖ) yaklaşımı ile tespit edilmiş ve %91,7 seviyesinde (F1 puanı) doğruluk sağlanmıştır. Bu yaklaşımda az miktarda veriyle DÖ model eğitiminin performansını arttırmak için çoklu görüntüden veri artırma yöntemi önerilmiştir. Ayrıca transfer öğrenme modeli denenmiş ve başarılı bulunmuştur. İkinci adımda, tespit edilen süreksizlikler kullanılarak, saha çalışmalarında yaygın olarak kullanılan hat etüdü ölçümleri için görüntü tabanlı bir yaklaşım geliştirilmiştir. Üçüncü adımda ise, tespit edilen süreksizlikler kullanılarak hacimsel eklem indeksi (Jv) hesaplanmış ve kaya blokları tanımlanmıştır. Tez çıktıları tamamen görüntü tabanlı bir yaklaşımı takip ederek hem donanım hem de zaman maliyetlerini azaltılmasına katkıda bulunmuştur. Ayrıca, yaklaşık 6 derecelik bir yönelim sapması ve 33 cm'lik ortalama bir süreksizlik aralığına göre 8 mm'lik bir süreksizlik aralığı hatası ile süreksizlikleri tespit etmede görüntü tabanlı yöntemlerin kullanılabilirliği kanıtlanmıştır. Bu çalışmada, özellikle süreksizlikleri tespit etme, yönelimlerini hesaplama ve hat etüdü çizimlerine dayalı blokları tanımlama süreci başta olmak üzere çoğu bölümde açık kaynaklı ve kısmen tez kapsamında geliştirilen yazılımlar kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
The identification of rock mass discontinuities is of critical importance not only for the construction of infrastructure such as tunnels, highways, slope stabilization systems, etc., but also for the early prediction of natural hazards such as rockfalls. Traditional methods, mainly those including the manual measurement techniques, lead to significant challanges in detecting discontinuities and may involve vital risks. The developments in photogrammetry and remote sensing have facilitated studies on the detection of discontinuities with laser scanners and optical images acquired from remotely piloted aircraft systems (RPAS). However, discontinuity detection using point clouds sourced from either of these systems is time-consuming and imposes a significant hardware cost. In this thesis, a novel end-to-end framework has been developed to detect discontinuities from terrestrial and RPAS-based images in three main steps, without the requirement of point cloud generation. In the first step, a deep learning (DL) approach was employed to detect discontinuities, which yield to an accuracy of 91.7% expressed in F1-score. A multi-image data augmentation method was also proposed here to improve the performance of the DL model training with a small amout of data, which is often the case in rockfall sites. In the second step, based on the detected discontinuities, scanline measurements, which are widely used in geological studies, were performed with an image-based approach. In the third step, as an additional contribution to the literature, rock blocks were defined by calculating the volumetric joint count (Jv) from the detected discontinuities. Thus, this thesis follows a fully image-based approach, reducing both hardware and time costs. It also demonstrates the usability of image-based methods in detecting discontinuities, with an orientation deviation of approximately 6 degrees based on discontinuity orientation, and a discontinuity spacing error of 8 mm relative to an average discontinuity spacing of 33 cm. However, as a major limitation, in cases such as excessive illumination and shadows in the images under unfavourable weather conditions, the prediction performance of the DL model may decrease. The framework has been implemented as in-house software in most parts, especially the process of detecting discontinuities, calculating their orientations, and defining blocks based on scanline drawings.
Benzer Tezler
- Bimrocklar (hamurda kaya) ile eklemli kaya kütlelerinin sınır koşulundaki sorunlara yönelik ampirik bir yaklaşımın geliştirilmesi
Development of an empırıcal approach to overcome the problems for boundary condıtıon between bımrocks and joınted rock masses
AYCAN COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN SÖNMEZ
- Kaya malzemelerinin tek eksenli sıkışma dayanımının çok girdili modellerle araştırılması
Investigation of the estimation of uniaxial compressive strength from multi-input parameter models
BURKAN SAEED OTHMAN
Doktora
Türkçe
2012
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN SÖNMEZ
- Kaya malzemesi dayanımının eklemli kaya kütlelerinin dayanımı üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of rock material strength on jointed rock mass strength
ŞAZİYE ÖZGE DİNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN SÖNMEZ
YRD. DOÇ. M. CELAL TUNUSLUOĞLU
- Failure of orthogonally jointed rock masses under surface loads
Yüzey yükleri altındaki ortogonal eklemli kaya kütlelerinin yenilmesi
ORHAN ZAFER ACARALP
Doktora
İngilizce
1993
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL TOSUN
- Effect of rock and discontinvity parameters on the dynamic stability of rock slopes
Kaya ve süreksizlik parametrelerinin dinamik kaya şev stabilitesi üzerindeki etkisi
SEDAT DOĞRAMACI
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT TUTLUOĞLU