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Investigación sobre variantes del método de cadenas de Markov para la estimación de peligro sísmico
Investigation about variants of the method of markov chains for seismic hazard evaluation.
CLAUDIA SOLEDAD HERRERA OLIVA
Fidencio Alejandro Nava Pichardo
Acceso Abierto
Atribución
Peligro sísmico, Cadenas de Markov, Redes neuronales, Catálogo sísmico, Seismic hazard, Markov chains, Neural networks, Seismic catalogues
Un estudio previo presentó un nuevo método para obtener estimaciones de peligro sísmico para un sistema, que es un área geográfica que consta de varias regiones sismo génicas, expresando la probabilidad de ocurrencia de patrones de presencia o ausencia de sismicidad, con magnitud mayor o igual a una magnitud umbral M, en las regiones como una cadena de Markov. La aplicación de este método, basado en el conteo de transiciones entre estados, al que llamaremos aquí directo, al área de Japón dio resultados muy satisfactorios. Esta tesis presenta nuevos métodos de estimación de peligro sugeridos por los resultados del método directo. Dado que la limitante más importante del método directo es la relativa escasez de eventos de alta magnitud, algunos de estos métodos exploran la posibilidad de que sismicidad con magnitud umbral M" contenga información pertinente a la ocurrencia de terremotos con M,M > M;". Estos métodos, llamados aquí cruzados, permiten estimar peligro sísmico para mayores magnitudes que el método directo. El método de conteo cruzado mejora en 6.6% los resultados del método directo. Otros métodos aprovechan la capacidad de aprendizaje de una red neuronal elemental (perceptrón) para modelar el comportamiento markoviano del sistema; métodos neuronales tanto directos como cruzados, fueron implementados con resultados que superan en 67% los delos métodos de conteo. Como parte del estudio, se enfrentó el problema de evaluación del desempeño de los métodos de estimación de peligro. Se optó por emplear funciones calcadoras, i.e. funciones matemáticas que balancean características positivas contra características negativas del método, a manera de asignar una clasificación normalizada que permite comparar diferentes modelos y realizaciones.
A previous work introduced a new method for Seismic hazard evaluation in a system, which is a geographic area with distinct, but related seismogenic regions, based on modeling the transition probabilities of states i e. patterns of presence or absence of seismicity, with magnitude greater or equal to a threshold magnitude M,, , in the regions, as a Markov chain. Application of this method, based on a straightforwrd count of observed transitions between states, called here direct, to the Japan area gave very satisfactory results This thesis presents new methods suggested by the results of the direct method. Given that the most important limitation ofthe direct method is the relative scarcity of large magnitude events, we decided to explore the possibilíty that seismicity with magnitude M 2 M;" contains information about the future occurrence of earthquakes withM ZM >' Mfi. These methods, called here mixed methods, allow to estimate Seismic hazard for larger magnitudes that the direct method. The mixed counting method improves the results of the direct method by 6.6%. Other methods use of the learning capacity of an elementary neuronal network (perceptron) to model the markovian behavior of the system; neuronal methods (direct and mixed), were implement.ed and gave results 67% better than the counting methods. Aspart of this study, the problem of performance evaluation of hazard estimation methods is addressed, leading to the use of grading functions, i.e. mathematical functions that evaluate a tradeoff beitween the postive and negative characteristics of the method, so as to assign a normalized grade that allows comparison of different models and realizations.
CICESE
2005
Tesis de doctorado
Español
Herrera Oliva, C. S.2005.Investigación sobre variantes del método de cadenas de Markov para la estimación de peligro sísmico.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.78p.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO
Aparece en las colecciones: Tesis - Ciencias de la Tierra

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