• Home
  • Çağlayan Balkaya
Çağlayan Balkaya

Çağlayan Balkaya
Süleyman Demirel University · Geophysical Engineering Department

PHd

About

77
Publications
21,607
Reads
How we measure 'reads'
A 'read' is counted each time someone views a publication summary (such as the title, abstract, and list of authors), clicks on a figure, or views or downloads the full-text. Learn more
719
Citations
Introduction
Caglayan Balkaya is currently working at the Department of Geophysical Engineering, Süleyman Demirel University. His current research interests include near-surface geophysics and metaheuristic algorithms for inverse problems in geophysics.
Additional affiliations
January 2016 - present
Suleyman Demirel University
Position
  • Professor (Associate)
March 2011 - January 2016
Suleyman Demirel University
Position
  • Research Assistant
September 2002 - March 2011
Dokuz Eylul University
Position
  • Research Assistant
Education
September 2002 - December 2010
Dokuz Eylul University
Field of study
  • Geophysical Engineering
February 1999 - March 2002
Suleyman Demirel University
Field of study
  • Geophysical Engineering
September 1994 - July 1998
Suleyman Demirel University
Field of study
  • Geophysical Engineering

Publications

Publications (77)
Conference Paper
Full-text available
Burdur ili, Bucak ilçesi, Ürkütlü köyü yakınlarındaki Şeref Höyük üzerine konumlandırılan Komama, Antik Pisidia Bölgesi’ndeki Roma Koloni kentlerinden biridir. Geç Kalkolitik Dönem ile Roma İmparatorluk Dönemi arasında kısa kesintilerle yerleşim gören höyük, yaklaşık 320 m x 460 m ölçüleri ve 14 m’ye varan yüksekliği ile Göller Bölgesinin en büyük...
Conference Paper
Full-text available
Şehitkamil ilçesinde (Gaziantep) konumlanan Doliche/Dülük Antik Kenti MÖ 300 yılları civarında kurulmuştur. Antik dönemlerin önemli askeri ve ticari yollarının üzerinde olması nedeniyle kent etkin olarak Mezopotamya, Suriye, Pers, Yunanistan ve Roma gibi büyük uygarlıkların izlerini yansıtmaktadır. 2020−2021 yılı arkeojeofizik çalışmaları kapsamınd...
Conference Paper
Full-text available
Burdur ilinin Ağlasun ilçesinde yer alan Sagalassos Antik Kentinde, yüzeyin altında gömülü arkeolojik yapıların araştırılması için 2021 yılında arkeojeofizik araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, yer radarı yöntemi ve elektrik özdirenç tomografi (EÖT) tekniği kullanılmıştır. Kentin batı kesiminde A1, A2 ve A3 olarak adlandırılan üç araştırm...
Conference Paper
Full-text available
Arkeoloji jeofiziği araştırmaları; yer radarı, elektrik özdirenç ve manyetik gibi hasarsız jeofizik yöntemleri birlikte ya da ayrı ayrı yüzeyden uygulayarak yeraltındaki arkeolojik yapı kalıntılarının konum, derinlik ve durumunu belirlemektedir. Elde edilen jeofizik bulgu ve bilgilerle de arkeolojik kazı tasarımına yön vermektedir. Son yıllarda, al...
Article
Full-text available
In this paper, an implementation of Backtracking search optimization (BSA), a non-gradient iterative evolutionary algorithm, is presented for model parameter estimation applications using gravity anomalies. This is the first study to use this promising bio-inspired and population-based global optimization algorithm to invert geophysical data sets....
Article
An inverse modelling study on the interpretation of magnetic anomalies caused by 2D dyke-shaped bodies was carried out using the differential search algorithm (DSA), a novel metaheuristic inspired by the migration of super-organisms. We aimed at estimating dyke parameters that include amplitude coefficient, depth, half-width, origin and dip angle....
Article
Full-text available
Doliche is an ancient city located at the northern fringe of Gaziantep in SE Turkey. The settlement spreads over a shallow hill called Keber Tepe. However, the lack of visible remains on the surface severely limits the comprehension of the spatial organization of the site. To understand the ancient city layout, but also to identify promising starti...
Article
Water resources are fundamental components of ecological life that must be maintained since they are at the risk of both pollution and depletion. Recently, one of the main factors threatening water resources is the groundwater salinization. In this study, electrical resistivity method via vertical electrical sounding (VES) technique and time-domain...
Article
Full-text available
Aegean Graben System is a significant member of the complex geology of western Turkey. The depths to the metamorphic basement reliefs in two major grabens have been reported by many geophysical studies. However, the sediment thicknesses of these graben basins still remain controversial due to the findings differing from each other. Thus, we have in...
Article
Full-text available
Sarıidris kasabasının (Eğirdir, Isparta) 2 km kuzeydoğusunda konumlanan Pisidia Mallos antik kenti Hellenistik Dönem’de kurulan bir kenttir. Kentin agora alanında arkeolojik alanlarda yaygın olarak kullanılan tahribatsız yer radarı/jeoradar yöntemiyle olası yapı kalıntılarının görüntülenmesi amacıyla bir arkeojeofizik çalışma gerçekleştirilmiştir....
Chapter
Full-text available
In this study, global optimizations of the data sets obtained from potential field method applications including self-potential (SP), magnetic and gravity have been presented through particle swarm optimization (PSO), differential evolution algorithm (DEA) and differential search algorithm (DSA), respectively. Both synthetically produced and real f...
Article
Full-text available
Estimation of causative source parameters is an essential tool in exploration geophysics and is frequently applied using potential field data sets. Naturally inspired meta-heuristic optimization algorithms based on some stochastic procedures have attracted more attention during the last decade due to their capability in finding the optimal solution...
Conference Paper
Full-text available
Naturally inspired meta-heuristic optimization algorithms based on some stochastic procedures have attracted more attention during the last decade due to their capability in finding the optimal solution of the source parameters from the parameter space via a direct search. In this study, the solutions obtained through differential evolution algorit...
Conference Paper
Full-text available
Gravity data inversion of basement relief of Aegean Graben System was achieved using a differential evolution algorithm which is an efficient stochastic vector-based metaheuristic. Long-wavelength anomalies due to both crustal and deeper effects were successfully removed from the complete Bouguer anomalies through a finite element method based on s...
Article
URL providing 50 days' free access to the article .. https://authors.elsevier.com/c/1Zvgs3InQAlu8g
Conference Paper
Full-text available
The main purpose of a geophysical survey is to solve an engineering or exploration problem by obtaining the clearest possible image of the subsurface. For this purpose, data measurement methodologies and capabilities of measuring equipments are continuously improved. On the data processing side, various inversion schemes, usage of different smoothi...
Article
Electrical resistivity tomography (ERT) and ground-penetrating radar (GPR) are frequently used geophysical methods in the exploration of near-surface targets such as archaeological features. These methods were therefore applied to investigate a wide area in the Side ancient city located nearby the Manavgat district of Antalya, Turkey. The main purp...
Article
Pisidian Antioch was founded as a military base in the Hellenistic period around 300 bc. A consecutive archaeological structure, extending 55 m long, mainly includes two adjacent abscissas and a wall remain thought to be a watchtower. An integrated geophysical survey including ground‐penetrating radar (GPR) and electrical resistivity tomography (ER...
Conference Paper
Full-text available
2017 yazında, Pisidian Antioch antik kentinde, yer radarı (ground-penetrating radar, GPR) ve elektrik özdirenç tomografi (EÖT) araştırmalarını içeren bir arkeojeofizik çalışma gerçekleştirilmiştir. GPR çalışması, 90 profil boyunca 500 MHz korumalı bir anten kullanılarak gerçekleştirilirken, 2B EÖT veri kümeleri, 25 profil boyunca 0.5 m elektrot ara...
Conference Paper
Full-text available
Bu çalışma, basit geometrili cisimlerin neden olduğu doğal uçlaşma belirtilerinin yorumlanması için balina optimizasyon algoritması (BOA) ve sönümlü en-küçük kareler (Levenberg-Marquardt, LM) yöntemlerinin ardışık kullanımını içeren bir melez ters çözüm yaklaşımı önermektedir. WOA, kambur balinaların kabarcık ağı avlanma stratejisinden esinlenen ye...
Conference Paper
Full-text available
Bu çalışmada, yakın geçmişte önerilen sürü temelli yeni metasezgisellerden biri olan yapay arı kolonisi algoritması (YAKA), sonsuz uzunlukta eğimli levha tipi yapıların neden olduğu doğal uçlaşma belirtilerinin ters çözümünde kullanılmıştır. Bal arılarının akıllı besin arama davranışından esinlenerek geliştirilen YAKA, optimizasyonda sadece koloni...
Conference Paper
Full-text available
Son zamanlarda mühendislik problemlerinin çözümünde güncel metasezgisel algoritmaların kullanımı giderek artmaktadır. Bu algoritmalardan biri olan cuckoo arama algoritması, bazı guguk kuşu türlerinin diğer türlerin yuvalarına kendi yumurtalarını bırakma (kuluçka parazitliği) özelliğinden esinlenilerek geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, potans...
Conference Paper
Full-text available
2017 yazında Lykia Birliği'nin başkenti Patara Antik Kenti'nde elektrik özdirenç ve yer radarı yöntemlerini içeren bir arkeojeofizik çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmada, kentin Agora, Hamam, Bazilika ve Tepecik olarak adlandırılan dört farklı alanında gömülü arkeolojik yapı kalıntılarının varlığı, boyutları ve uzanımlarının belirlenmesi am...
Article
We present an efficient inversion tool for parameter estimation from horizontal loop electromagnetic (HLEM) data using Differential Search Algorithm (DSA) which is a swarm-intelligence-based metaheuristic proposed recently. The depth, dip, and origin of a thin subsurface conductor causing the anomaly are the parameters estimated by the HLEM method...
Article
Full-text available
In this work, analytic signal amplitude (ASA) inversion of total field magnetic anomalies has been achieved by differential evolution (DE) which is a population-based evolutionary metaheuristic algorithm. Using an elitist strategy, the applicability and effectiveness of the proposed inversion algorithm have been evaluated through the anomalies due...
Conference Paper
Full-text available
Agriculture geophysics covers geophysical investigations for agricultural applications. Changes in the physical properties of soil can be determined from the surface-based measurements achieved by electric and/or electromagnetic geophysical techniques such as direct current electrical resistivity, ground-penetrating radar and horizontal loop electr...
Article
Full-text available
Uygulamalı jeofiziğin girişimsel olmayan elektromanyetik yöntemlerinden biri olan yer radarı sığ yeraltının oldukça yüksek çözünürlükle görüntülenmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir yer radarı çalışmasında iki önemli unsur olan çözünürlük ve derinlik, zeminlerin su, kil, çözülebilir tuz içeriklerinden ve antenin merkez frekansından etkile...
Article
Full-text available
Bu çalışmada, parçacık sürü optimizasyonu (PSO), genetik algoritma (GA), farksal evrim (FE) ve yapay ısıl işlem (YIİ) algoritmalarını kapsayan dört metasezgisel algoritma jeofiziğin bir, iki ve üç boyutlu (1B, 2B ve 3B) ters çözüm problemlerinde kullanılmıştır. Doğal uçlaşma (DU), doğru akım özdirenç (DAÖ), manyetik ve karşılıklı kuyu yer radarı uy...
Conference Paper
Full-text available
An electrical resistivity tomography (ERT) method yielding an information on resistivity changes in both vertical and lateral directions has been applied to contribute to landscape design by investigating groundwater potential in the Macedonia Campus area (Edirne, northwestern Turkey). The ERT studies were performed using a Wenner– Schlumberger ele...
Article
Full-text available
3D non-linear inversion of total field magnetic anomalies caused by vertical-sided prismatic bodies has been achieved by differential evolution (DE), which is one of the population-based evolutionary algorithms. We have demonstrated the efficiency of the algorithm on both synthetic and field magnetic anomalies by estimating horizontal distances fro...
Conference Paper
Full-text available
Diferansiyel Arama (DA) algoritması yakın zamanda önerilen yeni bir metasezgiseldir. Algoritma temel olarak Brown benzeri bir rastgele yürüyüş hareketini kullanarak süper organizmaların göçünün bir benzetimini uygular. Bu çalışmada, iki eğimli ince iletken üzerinde kuramsal olarak üretilmiş bir yatay halka elektromanyetik (YHEM) belirtisinden param...
Conference Paper
Full-text available
Doğal uçlaşma belirtilerinin ters çözümü için pertürbasyon temelli yeni bir evrimsel (PTE) algoritma önerilmiştir. Algoritma diğer evrimsel algoritmalar gibi evrim süreci için gerekli olan genetik çeşitliliği yaratmak ve sürdürebilmek için mutasyon, çaprazlama ve seçimden oluşan genetik operatörleri kullanmaktadır. Bu operatörlerin en iyileme sürec...
Article
An efficient approach to estimate model parameters from residual gravity data based on differential evolution (DE), a stochastic vector-based metaheuristic algorithm, has been presented. We have showed the applicability and effectiveness of this algorithm on both synthetic and field anomalies. According to our knowledge, this is a first attempt of...
Conference Paper
Full-text available
Doğadan esinlenilen ve sürü zekâsı yaklaşımını temel alan algoritmalar jeofizikte doğrusal olmayan en-iyileme problemlerini çözmek için en yaygın kullanılan meta-sezgiseller arasındadır. Brown benzeri bir rassal yürüyüş hareketini kullanarak süper organizmaların göçünden esinlenen diferansiyel arama (DA) algoritması gerçek değerli sayısal en-iyi...
Conference Paper
Full-text available
Çoklu stratejili diferansiyel evrim (DE) algoritması birçok eniyileme problemini çözmek için kullanılan güçlü bir popülasyon tabanlı meta-sezgisel algoritmadır. Algoritma önceden belirlenen bir sonlandırma kriteri gerçekleşene kadar rasgele üretilen bir başlangıç popülasyonunun sırasıyla mutasyon, çaprazlama ve seçim operatörleriyle bir nesilden...
Conference Paper
Full-text available
Unlike conventional least – squares approaches mainly used for magnetic anomaly inversion, metaheuristic algorithms do not require good initial estimates to reach the global minimum. Thus, differential evolution (DE) algorithm is one of the most widely used population-based evolutionary algorithms to solve real-valued numerical optimization prob...
Conference Paper
Full-text available
The complex geological structure of the Biga Peninsula (NW Turkey) has attracted intense attention so far. It is located on a tectonically very important region where different tectonic zones meet. Additionally, the Peninsula comprise various kinds of sedimentary, metamorphic and igneous rocks. Among them, igneous rocks occupy considerably amoun...
Article
Multi-strategy differential evolution (DE) algorithm is a powerful population-based metaheuristic algorithm that can be used for solving various optimization problems. The algorithm is based on the idea of the evolution of a randomly generated initial population from one generation to the next one via mutation, crossover and selection operations, r...
Article
Full-text available
Seawater intrusion (SI) constitutes one of the major concerns most commonly encountered in coastal areas. The city of Çanakkale, which is situated in the northwestern part of Turkey and built on an alluvial coastal plain, has the second longest coastline in the country. Thus, SI poses a serious threat to shallow freshwater resources in the plain. D...
Conference Paper
Full-text available
Karşılıklı kuyu yer radarı yöntemi zemin su içeriği ve vadozzon boyunca süzülmenin haritalanması gibi hidrojeolojik problemlerin çözümü için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma, karşılıklı kuyu yer radarı verilerinin tomografik ters çözümü için birinci ve ikinci dereceden Tikhonov düzgünleyicinin bir uygulamasını sunmaktadır. Tomografik ters...
Conference Paper
Full-text available
Tatlı su kıyı akiferine deniz suyu girişimi önemli bir çevre problemidir. Bu çalışma, alüviyal çökellerin üzerine kurulmuşolan Çanakkale Kentinin kıyı akiferine deniz suyu girişiminin belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilen doğru akım özdirenç çalışmasının sonuçlarını sunmaktadır. Schlumberger elektrot dizilimi kullanılarak toplanan düşey elektrik s...
Conference Paper
Full-text available
Application of four metaheuristic algorithms including particle swarm optimization (PSO), genetic algorithm (GA), differential evolution (DE) and simulated annealing (SA) was presented for the inversion of geophysical data generated by one-, two- and three-dimensional (1D, 2D and 3D) structures. Each algorithm was implemented individually for the a...
Article
Full-text available
On the basis of geophysical imaging surveys, including geomagnetic and geoelectrical resistivity, possible archaeological remains and their spatial parameters (i.e., location, extension, depth and thickness) were explored to provide useful data for future excavations on the Upper City of the ancient Amorium site, which comprises a large prehistoric...
Conference Paper
Full-text available
3D inversion of total field magnetic data was achieved by differential evolution (DE) algorithm being a population-based evolutionary algorithm. Both noise-added and noise-free synthetic data sets, generated by simple prismatic bodies in a non-magnetized domain, were used to show the effectiveness of the proposed algorithm. Of evolutionary operator...
Conference Paper
Full-text available
Alüviyal bir ova üzerine kurulan Çanakkale kentinin kıyı akiferine deniz suyu girişiminin sınırlarının belirlenmesi amacıyla bir doğru akım özdirenç (DAÖ) düşey elektrik sondajı (DES) çalışması gerçekleştirilmiştir. Kentsel yerleşim alanı yollar, yapılar, vb. bir kente dair bütün özellikleri taşıdığı için bir elektrik özdirenç tomografi veya bir el...
Conference Paper
Full-text available
Pisidia Antiokheia Antik Kenti kazı evinin batı tarafında bulunan, olası gözetleme kulesi olduğu düşünülen bir yapı, iki apsis ve bir duvardan oluşan ardışık arkeolojik yapı kalıntılarının bakışık karşılıklarının belirlenmesi amacıyla 70 x 22.5 m 2 'lik bir alanda yer radarı ve elektrik özdirenç tomografi yöntemlerini içeren bir arkeojeofizik çalış...
Conference Paper
Full-text available
Pisidia Antiokheia Antik Kenti kazı evinin batı tarafında bulunan, olası gözetleme kulesi olduğu düşünülen bir yapı, iki apsis ve bir duvardan oluşan ardışık arkeolojik yapı kalıntılarının bakışık karşılıklarının belirlenmesi amacıyla 70 x 22.5 m 2 'lik bir alanda yer radarı ve elektrik özdirenç tomografi yöntemlerini içeren bir arkeojeofizik çalış...
Article
Full-text available
ÖZET Coğrafik konumuyla tarih boyunca birçok uygarlığa ev sahipliği yapmış olan Türkiye, bu uygarlıkların bıraktığı antik yapı kalıntılarıyla dünyada eşine az rastlanır ülkelerden biridir. Bu nedenle “Uygarlıkların Beşiği” olarak da tanımlanmaktadır. Yeryüzünde bulunan kalıntılarla bir açık hava müzesi görünümündedir. Ülkemizin arkeolojik zenginliğ...
Article
Three naturally inspired meta-heuristic algorithms-the genetic algorithm (GA), simulated annealing (SA) and particle swarm optimization (PSO)-were used to invert some of the self-potential (SP) anomalies originated by some polarized bodies with simple geometries. Both synthetic and field data sets were considered. The tests with the synthetic data...
Article
Geophysical survey techniques have been successfully applied to near-surface cave detection in karstic terrains. We used magnetic and electrical resistivity surveys to delineate the karstic structure of the Ayvacık Sinkhole, which may be considered to be a vertical cave. The magnetic-total-field-anomaly map helped reveal the metamorphic and sedimen...
Article
Full-text available
Geophysical survey techniques have been successfully applied to near-surface cave detection in karstic terrains. We used magnetic and electrical resistivity surveys to delineate the karstic structure of the Ayvacık Sinkhole, which may be considered to be a vertical cave. The magnetic-total-field-anomaly map helped reveal the metamorphic and sedimen...
Conference Paper
Full-text available
Doğal Uçlaşma (DU) belirtilerinin ters çözümü doğadaki doğal olaylardan esinlenilerek geliştirilmiş genetik algoritma (GA), farksal evrim (FE), parçacık sürü optimizasyonu (PSO) ve benzetilmiş tavlamayı (BT) içeren dört stokastik yaklaşımla gerçekleştirilmiştir. Değerlendirmede gürültüsüz ve gürültü eklenmiş yapay veri setleri ile grafit depozitler...
Article
Full-text available
Some test studies were performed for comparison of two travel-time inversion schemes for tomographic evaluation of crosshole ground-penetrating radar (GPR) data. The first scheme was a linearized inversion based on Tikhonov regularization (Method 1). In this scheme, ray tracing was not a part of the inversion algorithm and the Jacobian matrix was c...
Article
We presented a least-squares traveltime inversion algorithm for crosshole ground-penetrating radar (GPR) direct-arrival data. The proposed scheme used the eikonal equation as traveltime functional and thus avoided tracing rays during inversion. The Jacobian matrix is constructed by a finite-difference approximation via the perturbation of slowness....
Conference Paper
Full-text available
Özet: Sismik tomografide, geleneksel olarak doğrusal ve eğrisel ışın izleme temelli ters çözüm teknikleri kullanılmakta ve hız alanları yaygın biçimde eş zamanlı yinelemeli çözüm tekniği (SIRT) ile güncellenmektedir. Bu çalışmada, karşılıklı kuyu sismik verisinin eikonal denklemi temelli melez ters çözümü SIRT ve LSQR algoritmaları ile gerçekleştir...
Conference Paper
Full-text available
Bu çalışmanın amacı, İzmir ili Ödemiş ilçesinin Subatan ve Ayvacık Yaylaları arasında yer alan Ayvacık Düdeni (dikey mağara) civarındaki karstik boşlukların jeofizik yöntemler ile belirlenmesidir. Kireçtaşı-mağara sistemi ile karstik yapı oluşumuna olanak tanımayan örtülü metamorfik birim dokanağı manyetik yöntem ile belirlenerek araştırma alanı sı...
Conference Paper
Full-text available
Yüzeye yakın arkeolojik yapıların belirlenmesi amacıyla İzmir'in yaklaşık 60 km güneydoğusunda ve Efes antik kentinin yaklaşık 10 km kuzeybatısında yer alan Metropolis antik kentinde elektrik özdirenç tomografi, yer radarı ve sismik kırılma tomografi yöntemlerini içeren tümleşik bir arkeojeofizik çalışma gerçekleştirilmiştir. İki-boyutlu (2B) elekt...
Conference Paper
Full-text available
Karşılıklı kuyu yer radarı verilerinin iki boyutlu seyahat zamanı tomografisinde, biri eikonal denkleminin bir fonksiyonel olarak tanımlanmasına (Yöntem 1) ve bir diğeri ışın izleme temeline dayanan (Yöntem 2) iki yöntem, farklı test modelleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Yapay veri setleri, çeşitli hız dağılımlarından oluşan modellerden üreti...
Article
Full-text available
The city of Burdur, which is built on an alluvium aquifer, is located in one of the most seismically active zones in southwestern Turkey. The soil properties in the study site are characterized by unconsolidated and water-saturated sediments including silty, clayey and sandy units, and shallow groundwater level is the other characteristic of the si...
Article
A geophysical survey including electrical resistivity tomography (ERT) and seismic refraction tomography (SRT) was carried out to study a landslide site in the Altindag district of Izmir city, western Turkey. In the city, landslide is one of the causes of natural hazard, and one of the most important landslide sites is located in the Altindag distr...
Article
Near-surface geophysical methods are commonly used to solve a wide class of geological, engineering and environmental problems. In this study, a geoelectrical survey was performed to investigate an alluvial aquifer. The study area is located in the southwest of the Çubukludağ graben, situated in the south of İzmir, Turkey. The geophysical studies i...
Conference Paper
Full-text available
Bir deprem olayında can ve mal kaybını en aza indirmek veya önlemek için zeminin ve üzerine inşa edilen yapının deprem anında karşılıklı etkileşiminin ne olacağının iyi bilinmesi gerekir. Bu da zeminin bir deprem anındaki davranışlarını ortaya koyabilen dinamik ve statik modüllerin yerinde jeofizik uygulamaların yapılması ile saptanabilir. Bu b...