Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 147-167.

The thesis introduces advanced methodologies for detecting subsurface
structures, offering significant potential to transform the exploration of mineral
and ore deposits, while also enhancing studies of volcanic activity and
geothermal reservoirs. By integrating the Bat algorithm with multi-order
horizontal gradient methods and employing adjustable window lengths, the
approach aims to eliminate regional influences in potential field datasets (gravity,
magnetic, and self-potential), thus enhancing the accuracy of subsurface structure
parameter estimation for basic geometric forms like spheres and both horizontal
and vertical cylinders. Rigorous testing on synthetic models has verified the
robustness and adaptability of the proposed algorithms under varying geological
complexities and noise conditions. These methods were also applied to real
datasets from Canada, India, Cuba, and the USA, yielding outstanding outcomes
that affirm the algorithms’ reliability and practical utility in different geological
settings. I am confident that combining adaptive window sizes in horizontal
gradient calculations with the Bat algorithm’s optimization of global solutions
will substantially improve the precision of subsurface structural parameter
estimation. The thesis is expected to encourage further research into these
pioneering techniques and support ongoing advancements in subsurface
structural modelling.

تتناول هذه الرسالة طرق متطورة للكشف عن الطبقات والخامات الجيولوجية تحت سطح الارض، مع توافر امكانيات وقدرات واعدة لاحداث نقلة نوعية في مجالات استكشاف الموارد المعدنية والخامات، ودراسة النشاط البركاني والخزانات الحرارية الجوفية. وقد تم تطوير اطار منهجي يجمع بين خوارزمية الخفاش والتدرجات الافقية بمستويات مختلفة، مع استخدام اطوال نوافذ متغيرة، بهدف ازالة التأثيرات الاقليمية من بيانات الجهد الجيوفيزيقية المختلفة مثل ( الجاذبية، والمغناطيسية، والجهد الذاتي)، مما يساهم في تحسين دقة تقدير العناصر والقيم الهندسية للنماذج والاشكال الاساسية مثل الكرات و الاسطوانات الافقية والعمودية. وقد أظهرت هذه الطرق المطورة نتائج ذات كفاءة عالية ، وقدرتها علي التعامل مع تعقيدات الجيولوجيا المتنوعة ومختلف المستويات من الضوضاء تحت سطح الارض. كما تم اختبار هذه الطرق علي بيانات غير حقيقة وبيانات حقلية حقيقية من عدة اماكن تشمل كندا، والهند، وكوبا، والولايات المتحدة الامريكية، حيث أظهرت نتائج ذات دقة عالية وموثوقة، مما يؤكد صلاحية هذه الطرق المطورة للتطبيق في البيئات الجيولوجية الواقعية، وعلي مختلف بيانات الجهد الجيوفيزيقية. وأنا اؤمن بأن عملية الدمج واستخدام عدة اطوال متغيرة للنوافذ المستخدمة في حساب التدرجات الافقية، التي تعمل علي تحسين وتسيهل عملية ايجاد الحلول المناسبة والقيم الصحيحة للنماذج مع تطبيق خوارزمية الخفاش عليها، يمثل هذا الدمج خطوة متقدمة لرفع جودة ودقة نمذجة الطبقات والخامات الجيولوجية تحت سط الارض. ومن المتوقع انها سوف تلهم الباحثيين لاستكشاف طرق اكثر تطورا، والمساهمه في تطوير مجال تحليل البيانات الجيوفيزيقية وطرق الاستكشاف الجيولوجية.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.