Объективная классификация эпицентров и распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений в Калифорнии

№2 (2013)

Гвишиани А.Д., Агаян С.М., Добровольский М.Н., Дзебоев Б.А.

УДК 550.343.2:681.3(794)

АннотацияОб авторахСписок литературы
При помощи оригинального алгоритма Discrete Perfect Sets (DPS), разработанного авторами в Геофизическом центре РАН, выполнена кластеризация эпицентров землетрясений в Калифорнии с магнитудой M ≥ 3,0. Выделенные кластеры хорошо согласуются с расположением эпицентров сильных событий с магнитудой M ≥ 6,5. Это позволяет понимать их как зоны возможного возникновения землетрясений с магнитудой M ≥ 6,5. Полученные зоны сравниваются с зонами, ранее распознанными Гельфандом И.М. и др. в 1976 году при помощи метода Earthquake-Prone Areas (EPA). Сравнение показало, что выделенные алгоритмом DPS зоны, по большей части, лежат внутри, либо продолжают зоны EPA в том или ином направлении. При этом они занимают существенно меньшую площадь, составляющую примерно 13% процентов от площади зон EPA. Важной особенностью выполненной при помощи алгоритма DPS кластеризации является то, что была использована только информация об эпицентрах землетрясений в отличие от широкого набора геофизических, геоморфологических и геологических параметров, использованных при распознавании методом EPA. Это существенно упрощает выделение зон возможного возникновения сильных землетрясений с магнитудой M ≥ 6,5 в Калифорнии. Полученные результаты позволяют предположить, что выделение зон возможного возникновения сильных землетрясений может быть выполнено с использованием только информации об эпицентрах землетрясений при наличии их высококачественного каталога.
Гвишиани Алексей Джерменович, доктор физико-математических наук, академик РАН, директор Геофизического центра РАН. 119296, Москва, ул. Молодежная, д. 3, ГЦ РАН. E-mail: a.gvishiani@gcras.ru

Агаян Сергей Мартикович, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Геофизического центра РАН. 119296, Москва, ул. Молодежная, д. 3, ГЦ РАН. E-mail: s.agayan@gcras.ru

Добровольский Михаил Николаевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Геофизического центра РАН. 119296, Москва, ул. Молодежная, д. 3, ГЦ РАН. E-mail: m.dobrovolsky@gcras.ru

Дзебоев Борис Аркадьевич, научный сотрудник Геофизического центра РАН, Центра геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания. 119296, Москва, ул. Молодежная, д. 3, ГЦ РАН. E-mail: b.dzeboev@gcras.ru

  1. Агаян С.М., Соловьев А.А. Выделение плотных областей в метрических пространствах на основе кристаллизации // System Research and Information Technologies. – 2004. – №2. C. 7-23.
  2. Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р., Добровольский М.Н. Об одном алгоритме поиска плотных областей и его геофизических приложениях // Математические методы распознавания образов : 15-я Всероссийская конференция, г. Петрозаводск, 11-17 сентября 2011 г. : сб. докл. – М. – C. 543-546.
  3. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Классификация и снижение размерности : справочное издание. – М. : Финансы и статистика. 1989. – 607 с. – (Прикладная статистика).
  4. Бонгард М.М., Вайнцвайг М.Н., Губерман Ш.А., Извекова М.Л., Смирнов М.С. Использование обучающейся программы для выявления нефтеносных пластов // Геология и Геофизика. – 1966. – №6 (II). –С. 15-29.
  5. Бонгард М.М. Проблема узнавания. – М. : Наука, 1967. – 320 с.
  6. Вебер К., Гвишиани А.Д., Годфруа П., Горшков А.И., Кособоков В.Г., Ламбер С., Ранцман Е.Я., Саллантен Ж., Сальдано А., Соловьев А.А. Распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений. XII. Два подхода к прогнозу мест возможного возникновения сильных землетрясений в Западных Альпах // Теория и анализ сейсмической информации : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока. – М. : Наука, 1985. – С. 139-154. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 18).
  7. Гвишиани А.Д., Зелевинский А.В., Кейлис-Борок В.И., Кособоков В.Г. Распознавание мест возникновения сильнейших землетрясений Тихоокеанского пояса // Методы и алгоритмы интерпретации сейсмологических данных : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока – М. : Наука, 1980. – С. 30-45. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 13).
  8. Гвишиани А.Д., Соловьев А.А. О приуроченности эпицентров сильных землетрясений к пересечениям морфоструктурных линеаментов на территории Южной Америки // Методы и алгоритмы интерпретации сейсмологических данных : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока – М. : Наука, 1980. –С. 45-50. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 13).
  9. Гвишиани А.Д., Кособоков В.Г. К обоснованию результатов прогноза мест сильных землетрясений, полученных методами распознавания // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1981. – №2. – С. 21-36.
  10. Гвишиани А.Д. Устойчивость по времени прогноза мест сильных землетрясений. I. Юго-Восточная Европа и Малая Азия // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1982. – № 8. – С. 13-19.
  11. Гвишиани А.Д., Гурвич В.А. Устойчивость по времени прогноза мест сильных землетрясений. II. Восток Средней Азии // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1982. – № 9. – С. 30-38.
  12. Гвишиани А.Д., Жидков М.П., Соловьев А.А. Распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений. X. Места землетрясений магнитуды M ≥ 7,75 на Тихоокеанском побережье Южной Америки // Математические модели строения Земли и прогноза землетрясений : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока. – М. : Наука, 1982. – С. 56-66. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 14).
  13. Гвишиани А.Д., Жидков М.П., Соловьев А.А. К переносу критериев высокой сейсмичности горного пояса Анд на Камчатку // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1984. – № 1. – С. 20-33.
  14. Гвишиани А.Д., Гурвич В.А. Динамические задачи распознавания образов I. Условия стабильности для прогноза мест сильных землетрясений // Математические моделирование и интерпретация геофизических данных : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока. – М. : Наука, 1984. –С. 70-88. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 17).
  15. Гвишиани А.Д., Горшков А.И., Ранцман Е.Я., Систернас А., Соловьев А.А. Прогнозирование мест землетрясений в регионах умеренной сейсмичности. М. : Наука. 1988. 176 с.
  16. Гвишиани А.Д., Диаман М., Михайлов В.О., Гальдеано А., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р., Граева Е.М. Алгоритмы искусственного интеллекта для кластеризации магнитных аномалий // Физика Земли. – 2002. – №7. – С. 13-28.
  17. Гвишиани А.Д., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р. О новом подходе к кластеризации // Кибернетика и системный анализ. – 2002. – №2. – С. 104-122.
  18. Гвишиани А.Д., Белов С.В., Агаян С.М., Родкин М.В., Морозов В.Н., Татаринов В.Н., Богоутдинов Ш.Р. Геоинформационные технологии: методы искусственного интеллекта при оценке тектонической стабильности Нижнеканского массива // Инженерная экология. – 2008. – №2. – С. 3-14.
  19. Гвишиани А.Д., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р. Дискретный математический анализ и мониторинг вулканов // Инженерная экология. – 2008. – №5. –С. 26-31.
  20. Гельфанд И.М., Губерман Ш.А., Жидков М.П., Калецкая М.С., Кейлис-Борок В.И., Ранцман Е.Я., Ротвайн И.М. Распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений. II. Четыре региона Малой Азии и Юго-Восточной Европы // Машинный анализ цифровых сейсмических данных : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока – М. : Наука, 1974. – С. 3-40. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 7).
  21. Гельфанд И.М., Губерман Ш.А., Кейлис-Борок В.И., Кнопов Л., Пресс Ф.С., Ранцман Е.Я., Ротвайн И.М., Садовский А.М. Условия возникновения сильных землетрясений (Калифорния и некоторые другие регионы) // Исследование сейсмичности и моделей Земли : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока –М. : Наука, 1976. – С. 3-91. – (Вычислительная сейсмология. Вып. 9).
  22. Жидков М.П., Кособоков В.Г. Распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений. VIII. Пересечения линеаментов Востока Средней Азии // Вопросы прогноза землетрясений и строения Земли : сб. науч. ст. / под ред. В.И. Кейлис-Борока –М. : Наука, 1978. – С. 48-71. (Вычислительная сейсмология. Вып. 11).
  23. Соловьев А.А., Агаян С.М., Гвишиани А.Д., Богоутдинов Ш.Р., Шулья А. Распознавание возмущений с заданной морфологией на временных рядах. II. Выбросы на секундных магнитограммах // Физика Земли. – 2012. – №5. – С. 37-52.
  24. Alekseevskaya M., Gabrielov A., Gelfand I., Gvishiani A., Rantsman E. Formal morphostructural zoning of mountain territories // Geophysics – 1977 – 42(2) –P. 227-233.
  25. Gelfand I.M., Guberman Sh.I., Izvekova M.L., Keilis-Borok V.I., Ranzman E.Ja. Criteria of high seismicity, determined by pattern recognition // Tectonophysics. – 1972. – V. 13. – №1-4. – P. 415-422.
  26. Mikhailov V.O., Galdeano A., Diament M., Gvishiani A.D., Agayan S.M., Bogoutdinov Sh.R., Graeva E.M., Sailhac P. Application of artificial intelligence for Euler solutions clustering // Geophysics. – 2003. – V. 68. –№ 1. – P. 168-180.

Ключевые слова: распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений, кластеризация, Earthquake-Prone Areas (EPA), дискретный математический анализ (ДМА), алгоритм Discrete Perfect Sets (DPS), нечеткие сравнения, выделение плотных областей.

Раздел: Моделирование геообъектов и геопроцессов