Boğaziçi Üniversitesi (BÜ) Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KRDAE) Ulusal Deprem İzleme Merkezinde (UDİM), merkeze ulaşan veriler üzerinde yapılan işlemler Format Dönüşümü, Değerlendirme, Arşivleme ve Veri Dağıtımı olmak üzere 4 ana başlık altında toplanabilir. Bunlardan Format Dönüşümü dışındaki tüm işlemler UDİM’de geliştirilen yazılımlar kullanılarak yapılmaktadır.

Değişik iletişim yöntemleri kullanılarak merkeze ulaştırılan gerçek zamanlı sismik veriler, ortak bir formata dönüştürülerek dönüşümlü belleklere (ring-buffer) kaydedilir. UDİM’de ortak format olarak seçilen SAC formatına dönüştürme işlemleri Earthworm (EW) ve WIN Sistem yazılımları aracılığı ile yapılmaktadır.

Deprem bilgilerinin belirlenmesi ve dağıtımı aşamasını oluşturan Değerlendirme işlemleri Ön Değerlendirme (Hızlı/İlksel Çözüm) ve Ayrıntılı Değerlendirme (Derleme) olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilir. Depremin oluşunu izleyen ilk yarım saat içerisinde depremin yeri, büyüklüğü ve odak bileşenlerine ilişkin bilgilerin belirlendiği ve çeşitli yayım araçları (SMS, Fax, email, Web, Sesli Yanıt ve Telsiz) kullanılarak dağıtımının yapıldığı işlemler Hızlı Çözüm kapsamında yer alır. Derleme aşamasında Hızlı Çözümleri yapılan ve gözden kaçan tüm depremler ayrıntılı olarak irdelenir ve son çözümlerine kavuşturulur. Derleme sonucunda ulaşılan bilgiler son parametrik bilgilerdir ve bir daha değiştirilmemek üzere deprem kataloglarına işlenir.

Arşivleme işlemi Sürekli Sayısal Verinin arşivlenmesi, Deprem Bazında Sayısal Verilerin arşivlenmesi ve Derleme Sonuçlarının arşivlenmesi (Deprem Kataloğu) biçiminde gerçekleştirilir. SAC formatına dönüştürülen Sürekli Veri EW ve WIN sistem dönüşümlü belleklerinden bir saatlik bölümler halide kesilerek Ön Depolama Birimine (ÖDB) aktarılır ve yedekleme amacı ile bir saatlik dosyalar halinde sıkıştırılır. İnternet üzerinden erişim sağlamak üzere ham verinin bir kopyası ve yedek olmak üzere sıkıştırılmış verinin bir kopyası Ana Depolama Birimine akatarılır. Deprem Bazındaki Sayısal Veriler İlksel Çözümün hemen arkasından Ana Depolama Birimine otomatik olarak gönderilir. Derleme aşamasında depremlerin ayrıntılı olarak değerlendirilmesinden elde edilen sonuçlar derleme yazılımı atacılığı ile Katalog dosyasına otomatik olarak eklenir.

Ana Depolama Biriminde yer alan verilerin dağıtımı kullanıcıya değişik seçenekler sunan ara yazılımlar aracılığı ile internet üzerinden sağlanmaktadır.

1. VERİ TOPLAMA VE FORMAT DÖNÜŞÜMLERİ

1.1. VERİNİN TOPLANMASI

KRDAE Ulusal Deprem İzleme Merkezinde, güncel uygulamalar göz önüne alındığında, veri toplama işlemleri verinin fiziksel yapısı ve verinin taşınma biçimi olmak üzere iki ayrı biçimde sınıflanabilir. UDİM’in güncel koşullarında merkeze ulaşan sismik veriler, fiziksel özelliklerine göre, ya analog ya da sayısaldır. İster analog ister sayısal, arazide algılanan tüm sismik veriler uydu, data hattı ve telemetri olmak üzere 3 ayrı veri taşıma yönteminden her hangi biri ile taşınabilir. Sayısal verilerin taşınmasında bir diğer yöntem ise internet aracılığı ile veri taşımaktır ki KRDAE diğerlerinin yanı sıra bu yöntemi de kullanmaktadır.

1.1.1. Analog Veri

Harekete duyarlı sismik algılayıcılar (sismometre), en yalın anlatımı ile, belirli bir frekans aralığındaki yer hareketlerini voltaja dönüştüren aygıtlar olarak tanımlanabilir. Bir sismometrenin çıkışına yansıyan ve sürekli voltaj akışı olarak nitelendirilebilcek yer hareketleri analog sismik veri olarak adlandırılır. Bu tür verilerin görselleştirilmesi osiloskoplar ya da sismik amaçlarla geliştirilmiş özel aygıtlar olan sismografalar kullanılarak yapılır. Analog verinin görselleştirilmesi için bir diğer yol ise verinin sayısal hale getirilmesidir. Bu işlem arazide, yani verinin algılandığı ortamda, yapılabileceği gibi verinin taşındığı herhangibir yerde de gerçekleştirilebilir. Güncel koşullarda UDİM, analog olarak taşıdığı sinyalleri merkeze ulaştıktan sonra sayısallaştırmaktadır.

1.1.2. Sayısal Veri

Sayısal veri, her hangi bir analog aygıttan (sensör) gelen sinyallerin belli zaman aralıklarında (örnekleme aralığı) aldığı sayısal değerler dizisi olarak tanımlanabilir. Analog sinyallerin sayıl hale dönüştürülmesi sayısallaştırcı (digitizer) olarak adlandırılan özel aygıtlar kullanılarak yapılır. Sismolojik verilerin sayısallaştırılması anlamında güncel bir standart yoktur. Bu nedenle, UDİM gibi farklı üreticilerin sayısallaştırıcılarını kullanan kurumlar, tüm verileri ortak bir değerlendirmeye sokabilmak için, format dönüşümüne gereksinim duymaktadır.

1.2. VERİNİN TAŞINMASI

KRDAE’deki uygulamalar çerçevesinde, sismik verilerilerin araziden merkeze taşınması uydu, data hattı, telemetri ve internet olmak üzere 4 ayrı yolla yapılmaktadır. Bu 4 yöntemden hangisi olursa olsun, hatlar farklı olsa da, temel taşıma kuralı aynıdır ve taşıyıcı eleman olarak bu 4 yöntemin tamamında elektromanyetik dalgalar kullanılır. Açık bir benzetme ile, elektromanyetik dalga taşıyıcı sismik dalga ise yolcudur; yani elektromanyetik dalga uçak ise sismik dalga insandır.

1.3. FORMAT DÖNÜŞÜMÜ

Gerek arazide gerekse merkezde sayısal hale dönüştürlen verilerin ilksel formatları kullanılan sayısallaştırıcının formatıdır. UDİM’in işletmekte olduğu deprem istasyonlarında Guralp (GCF), Quenterra (miniSEED), Nanometrics (NMX) ve Win (WIN) olmak üzere 4 ayrı sayısallaştırıcı kullanılmaktadır. KRDAE UDİM’e 4 ayrı formatta ulaşan tüm veriler, herhangibir işleme girmeden önce (gerçek zamanlı olarak), SAC (Seismic Analysis Code) formatına dönüştürülür. Format dönüştürme işlemleri için EW ve WIN Sistem olmak üzere iki ayrı yazılım kullanılmaktadır. Her iki yazılım da dönüştürdüğü veriyi kendi dönüşümlü belleğine (EW için 15 gün, WIN sistem içinse 72 saat) kaydeder. Format dönüşümünün temel amacı verilerin bir örnek olması ve aynı anda değerlendirmeye sokulabilmesidir.

Görüntü.1. Sismik veri türleri ve veri taşıma yöntemleri.

Görüntü.2. KRDAE-UDİM’de kullanılan veri formatları ve format dönüşümü.

2. DEĞERLENDİRME

SAC formatına dönüştürülen veriler üzerinde yapılan değerlendirmeler iki aşamada gerçekleştirilir. Ön Değerlendirme veya Hızlı Çözüm olarak adlandırılan ilk aşama, olan bir depremi olabildiğince kısa sürede çözerek sonuçların dağıtılması işlemlerini kapsar. İkinci değerlendirme aşaması ise depremlerin ayrıntılı olarak incelendiği ve sonuçların bir daha değişmemek üzere deprem kataloglarına işlendiği son çözümleri kapsar.

2.1. ÖN DEĞERLENDİRME (HIZLI/İLKSEL ÇÖZÜM)

Hızlı çözüm aşamasında temel amaç, bir deprem olması durumunda, deprem parametrelerini olabildiğince kısa sürede ve doğru olarak belirlemek ve ilgili kişi, kurum ya da kuruluşlara duyurmaktır.

UDİM bünyesinde, bu işlemleri gerçekleştirmek üzere zSacWin yazılım paketi kullanılmaktadır.

2.1.1. Deprem Çözümü

UDİM bünyesinde kullanılan zSacWin yazılımı, depremin çözümünden sonuçların dağıtılması aşamasına kadar, otomatik olarak ya da kullanıcı denetiminde çalışabilecek özelliktedir. zSacWin’in yaptığı işlemler zinciri sonucunda depremle ilgili olarak aşağıdaki bilgilere ulaşılır.

Depremin coğrafik koordinatları
Odak derinliği
Depremin merkezine en yakın yerleşim birimi.
Depremin büyüklüğü. Bu kapsamda yazılım Süreye Bağlı Büyüklük (M_D), Lokal Büyüklük (M_L), Yüzey Dalgası Büyüklüğü (M_S) ve Moment Büyüklüğü (M_W) olmak üzere dört ayrı yöntemle depremin büyüklüğünü hesaplar.
Faylanma bileşenleri. Kırılma doğrultusu, eğim ve kayma açısı.
Açığa çıkan enerji.

Otomatik çözümün seçilmesi durumunda zSacWin, arka planda çalışan zWathEvent yardımcı yazılımının olası depremleri otomatik olarak belirlemesini bekler. zWathEvent her dakika başı format dönüşümü yapan EW ve WIN Sistem’in dönüşümlü belleklerinden tüm istasyonlara ait 3 dakikalık veri grubunu alarak bir deprem olup olmadığını araştırır. Bir deprem olması durumunda ilk P dalgası varışlarını zSacWin programına göndererek çözümün başlamasını sağlar. Çözümün başlamasından sonuçların dağıtılmasına kadar geçen süre yaklaşık bir dakikadır. Yani otomatik çözümün kullanılması durumunda, depremin olduğu andan itibaren ilk 3-5 dakika arasında tüm sonuçlar belirlenerek ilgili yerlere gönderilmiş olacaktır. Kullanıcı denetiminde bu işlemler, kullanıcının deneyimine ve depremin büyüklüğüne bağlı olarak, 15 dakika ile 30 dakika arasında değişmektedir. Çözüm sisteminin genel akışına ilişkin bir çizim izleyen görüntüde verilmiştir.

Görüntü.3. zSacWin ve zWatchEvent programlarının genel akış diyagramı.

2.1.2. Sonuçların Dağıtılması

Depremin çözümünü izleyen aşamada parametrik veri ve deprem bazında sayısal veri olmak üzere iki tür verinin dağıtımı yapılır.

Parametrik Veri Dağıtımı: Gerek otomatik çözüm gerekse kullanıcı denetiminde yapılan çözümler sonucunda belirlenen deprem bilgileri SMS, Fax, eMail, Telsiz, Web ve Sesli Yanıt Sistemi olmak üzere 6 ayrı bilgilendirme aygıtına aktarılır.

Sayısal Veri Dağıtımı: Çözüme giren istasyolara ilişkin tüm sayısal kayıtlar, sıkıştırılırılarak depolama birimine ve internet erişimli ikinci bir ortama aktarılır.

2.1. AYRINTILI DEĞERLENDİRME (DERLEME)

Gerek KRDAE deprem kataloğuna gerekse uluslar arası deprem kataloglarına girmek üzere, hızlı çözümü yapılan depremler, son olarak ayrıntılı bir değerlendirmeye sokulur. Derleme sonrasında ulaşılan sonuçlar son bulgular olup bir daha değiştirilemiyecek sonuçlardır.

UDİM derleme işlemleri için, depremleri ardışık olarak çözebilen ve olası çözüm hatalarını denetleyebilen zDerle yazılımını kullanmaktadır. Yazılım bütünü ile kullanıcı kontrolünde olmasının yanı sıra kullanıcıya öneriler sunabilecek fonksiyonlarla donatılmıştır. Tüm uluslar arası katalog formatları program tarafından otomatik olarak oluşturulur. İzleyen görüntüler yazılımın görsel özelliklerine örnek olarak verilmiştir.

Görüntü.4. zDerle veri giriş ve çözüm ekranı.

Görüntü.5. Depremin büyüklüğüne göre o depremi algılaması beklenen deprem istasyonları. Çarpı işaretli istasyonlar hızlı çözümlerde kullanılmamıştır.

Görüntü.6. Deprem lokasyonlarının haritada görüntülenmesi.

3. VERİLERİN DEPOLANMASI (ARŞİVLEME)

Verlerin arşivlenmesi veri türüne göre, Sürekli Sayısal Veri, Deprem Bazında Sayısal Veri ve Parametrik Verinin arşivlenmesi olmak üzere üç yolla yapılır. Bunlardan Deprem Bazında Sürekli Verinin depolanması, zSacWin programı aracılığı ile, her deprem çözümünden sonra otomatik olarak yapılır. Parametrik verinin arşivlenmesi ise zDerle programı tarafından gerçekleştirilir.

Sürekli sayısal verinin arşivlenmesinde arka planda sürekli çalışan iki yardımcı program kullanılmaktadır. Bunlardan zStoreEwData EW dönüşümlü belleğinden her saat başı bir saatlik veriyi alarak depolama birimine aktarır. Diğer arşivleme yazılımı zStoreWinData ise WIN Sistem dönüşümlü belleğinden aldığı bir saatlik veriyi depolama birimine aktarır.

4. VERİ DAĞITIMI

KRDAE UDİM tarafından internet aracılığı ile üç tür verinin dağıtımı yapılmaktadır.

Sürekli Sayısal Verinin Dağıtımı
Deprem Bazında Sürekli Sayısal Verinin Dağıtımı
Parametrik Verinin Dağıtımı

Görüntü.7. İnternet üzerinden veri dağıtımı örnekleri.

Görüntü.8. Depolama ve Dağıtım Sistemi.

EKLER:

I. İŞLEVLERİNE GÖRE KULLANILAN YAZILIMLAR

Format Dönüşümleri

i. Earthworm

ii. Win Sistem

Deprem Çözümü ve Sonuçların Dağıtılması

i. Ana Program: zSacWin

· Parametrik Verinin Belirlenmesi

· Sonuçların Yayımlanması

o Web

o email

o Yardımcılara Bilgi

ii. Yardımcı Programlar

· SMS Gönderici : zSMS

· Fax Gönderici: zFAX

· Telsiz Mesajı Gönderici: zTelsiz

· Deprem Uyarı : zWatchEvent

Derleme ve Deprem Kataloğu: zDerle
Arşivleme: zStoreEWData ve zStoreWINData
Web Denetleyiciler Scriptler

Notlar:

Format Dönüşümü dışında kalan tüm yazılımlar UDİM’de geliştirilmiştir

KRDAE-UDİM’de geliştirilen programların tamamı Windows ortamında çalışmak üzere tasarlanmıştır.
Yazılım geliştirmede FORTRAN, C ve Visual Basic olmak üzere üç ayrı programlama dili kullanılmıştır.

II. zSacWin (Genel Özellikleri)

Deprem verilerinin görüntülenmesi ve ilk varışların okunması

Yer ve Büyüklük Belirleme

Odak Parametrelerinin Belirlenmesi

Spectral Analiz

Alet Tepkileri

Raporlama