Luận văn Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê

MỞ ĐẦU 6

Chương 1: TỔNG QUAN 9

 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu dự báo động đất trên thế giới 9

 1.2. Tình hình nghiên cứu dự báo động đất ở Việt Nam .11

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ 19

 2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp 19

 2.2. Qui trình dự báo động đất theo mô hình thống kê 26

Chương 3: THIẾT LẬP CHƯƠNG TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ 31

 3.1. Thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê: 31

 3.2. Ngôn ngữ lập trình 35

 3.3. Chương trình 36

 3.4. Hướng dẫn sử dụng phần mềm 37

 3.5. Các giao diện của chương trình 40

 3.6. Code chương trình 41

Chương 4: ÁP DỤNG CHƯƠNG TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ THỬ NGHIỆM DỰ BÁO CHO CÁC KHU VỰC CỤ THỂ .45

4.1. Các tài liệu sử dụng 45

4.2. Áp dụng thử nghiệm chương trình đối với khu vực tây bắc việt nam 45

4.3. Áp dụng thử nghiệm dự báo đối với danh mục động đất đông nam á 50

4.4. So sánh kết quả dự báo trong 2 trường hợp khi lựa chọn xác xuất tin cậy của dự báo khác nhau 53

4.5. Nhận xét 55

 

KẾT LUẬN 56

 

doc76 trang | Chia sẻ: mimhthuy20 | Lượt xem: 456 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
lập trình Trong quá trình xây dựng chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê, tác giả sẽ sử dụng ngôn ngữ lập trình C#, một trong những ngôn ngữ phổ biến nhất hiện nay. Ngôn ngữ C# có một số các ưu nhược điểm sau: - Ưu điểm: + Là ngôn ngữ bậc cao, được chạy trên nền tảng .net framework, hiện nay càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi do dễ viết, mạnh, tính ứng dụng cao, giao diện đồ họa đa dạng, và liên tục được phát triển với tính kế thừa những điểm ưu việt trước đó. + Rất nhiều lập trình viên được học về ngôn ngữ này, do đó sử dụng C# sẽ có ưu thế cho việc chuyển giao, phát triển và ứng dụng theo nhóm tập thể (chứ không phải chỉ sử dụng và phát triển trong phạm vi hẹp, đơn lẻ). + Là ngôn ngữ hướng đối tượng, các câu lệnh hầu hết được tổ chức theo các lớp (class), dễ đọc, dễ hiểu và rất chặt chẽ. + Tuy không phải ngôn ngữ mạnh về toán như Matlab, nhưng bù lại ngôn ngữ C# có cơ chế kiểm soát lỗi rất tốt, ngoài ra, khi không cần xử lý những phép toán ma trận, những ngôn ngữ như Matlab sẽ gặp nhiều bất tiện, dễ gây nhầm lẫn khi lập trình, và rất khó dò lỗi, do kiểu dữ liệu của Matlab quá đa dạng và định nghĩa thiếu chặt chẽ, do đó, trong trường hợp này thì những ngôn ngữ kiểu C# sẽ là lựa chọn hợp lý hơn. - Nhược điểm: + C# không phải là ngôn ngữ chuyên dùng cho khoa học, do đó sẽ phải mất nhiều công để lập trình hơn trong các trường hợp phải xử lý nhiều với số phức, hay ma trận, v.v + Vì C# là ngôn ngữ bậc cao, nên sẽ chậm hơn một số ngôn ngữ khác, ví dụ như C++ hoặc các ngôn ngữ khác theo nền tảng của ngôn ngữ C++ như Matlab v.vTuy nhiên, những nhược điểm của ngôn ngữ C# chỉ ảnh hưởng đến người lập trình, chứ không gây khó khăn cho người sử dụng, và các nhược điểm này có thể khắc phục được vì C# có thể kết nối với các hàm do Matlab tạo ra. Trong trường hợp giải quyết nhiệm vụ cụ thể trên đây, thì ngôn ngữ C# hoàn toàn không gặp trở ngại nào phải cần đến sự hỗ trợ của các ngôn ngữ khác. Đó là lý do ngôn ngữ C# được chọn để viết chương trình. Chương trình: Trên cơ sở sơ đồ khối của chương trình với các bước trong thuật toán đã được xây dựng, chương trình được thiết lập gồm 3 bước với các nội dung chính như sau: Chuẩn bị dữ liệu đầu vào; xử lý dữ liệu; xuất kết quả ra màn hình và lưu kết quả vào ổ cứng. Bước 1: Chuẩn bị dữ liệu đầu vào. Dữ liệu đầu vào chính là danh mục các trận động đất đối với khu vực cần dự báo. Danh mục này đã được loại bỏ các tiền chấn, dư chấn. Danh mục chứa các thông tin về thời điểm xảy ra trận động đất, tọa độ chấn tâm, magnitude của các trận động đất đó. Một số dữ liệu để tùy biến tham số dùng cho việc xử lý tính toán. - Dfi: là kích thước cửa sổ của tiểu vùng S tính theo đơn vị độ (1 độ bằng 111km), các tiểu vùng này được chia ra tùy theo đặc trưng và qui mô của khu vực nghiên cứu. Tiểu vùng không được quá lớn để tránh bị chứa các trận động đất không liên quan đến tính chất hoạt động của khu vực đó, cũng không nên quá nhỏ dẫn đến thiếu dữ liệu dự báo. - Số sự kiện tối thiểu phục vụ dự báo: là số lượng tối thiểu các trận động đất xuất hiện trong 1 tiểu vùng, nếu một tiểu vùng chưa đạt đủ số trận động đất được điền ở tiểu vùng này, tiểu vùng đó sẽ không được dự báo. - Topmax: thời gian tựa cực đại: Trước hết cần giải thích khái niệm về thời gian tựa: đó là thời điểm xuất hiện một sự kiện sau cùng trong danh mục động đất. Các sự kiện xuất hiện sau thời điểm đó sẽ là sự kiện dự báo có khả năng xảy ra trong tương lai. Trong thực tế nghiên cứu dự báo động đất, thời gian tựa luôn là thời điểm hiện tại. Nhưng việc dự báo động đất chỉ mang tính xác suất, vì nó là dự báo các hiện tượng xảy ra có tính chất ngẫu nhiên, khó có thể lường trước. Vì thế, cần có nhiều lần thử nghiệm phương pháp dự báo bằng cách lùi danh mục động đất về quá khứ để so sánh với các sự kiện đã từng thực sự xảy ra sau thời điểm tựa đó nhằm kiểm tra và đánh giá mức độ đúng đắn của dự báo. Sau khi chuẩn bị dữ liệu, sẽ nạp vào chương trình nhờ chức năng “Nhập” trên giao diện của chương trình (Hình 3.3). Bước 2: Xử lý dữ liệu: Bản chất của việc xử lý dữ liệu đã được mô tả khái quát ở mục “Thuật toán”. Chi tiết của việc xử lý dữ liệu sẽ được thể hiện trong phần code của chương trình. Sau khi nhập dữ liệu vào chương trình, chương trình ở trang thái sẵn sàng chờ xử lý (giao diện trên hình 2). Thực hiện xử lý số liệu nhờ chức năng “xử lý” trên giao diện chương trình (Hình 3.3). Bước 3: Xuất kết quả ra. Sau khi chương trình đã xử lý xong, sử dụng chức năng “xuất dạng bảng” để hiển thị các kết quả ở dạng bảng (Hình 3.4). Ngoài ra, cũng có thể thống kê các kết quả dự báo bằng cách nhấn nút “thống kê” trên giao diện (Hình 3.4) Kết quả xử lý của chương trình sẽ được hiển thị ra màn hình theo dạng bảng số liệu (Hình 3.4). Có thể copy thẳng bảng này vào excel để thực hiện các thao tác thống kê tùy mục đích nghiên cứu khác nhau dựa theo các tính năng của Excel. Bảng kết quả bao gồm các thông tin về tọa độ của tiểu vùng chứa trận động đất dự báo, Dfi được sử dụng, tọa độ trận động đất tựa (sự kiện tựa), thời gian tựa, thời điểm xảy ra sự kiện dự báo và giới hạn muộn nhất, giới hạn sớm nhất của thời điểm đó (trận động đất được dự báo sẽ xảy ra trong phạm vi giới hạn (từ thời điểm sớm nhất đến muộn nhất), phạm vi đó được xác định bởi tỷ lệ mong muốn đúng (tính bằng phần trăm) do người sử dụng phần mềm lựa chọn tùy theo yêu cầu của bài toán dự báo. Xác suất cực đại tương ứng với thời điểm giữa của giới hạn này, và đây chính là thời điểm dự báo). Hướng dẫn sử dụng phần mềm: Để làm việc với chương trình cần chuẩn bị các loại dữ liệu chính sau đây : Dữ liệu động đất: Dữ liệu động đất nhập vào ở dạng bảng, gồm các hàng và các cột. Mỗi hàng ứng với một trận động đất với các cột biểu diễn các tham số cơ bản sau đây của nó: Năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây, vĩ độ (độ), kinh độ (độ), magnitude. Định dạng dữ liệu như sau: mỗi giá trị trong một hàng được ngăn cách nhau bởi dấu tab (tab). Mỗi hàng bắt buộc phải chứa đủ 9 cột, nếu bất kỳ hàng nào thiếu, chương trình sẽ bị lỗi không xử lý được. Việc nhập dữ liệu có thể đơn giản hóa bằng cách lưu dữ liệu trong file excel theo định dạng số cột như trên, và copy thẳng vào chương trình khi cần xử lý. Chương trình sẽ tự hiểu được kiểu dữ liệu hàng /cột của excel. Lưu ý: Nếu máy tính đang sử dụng dấu phảy thập phân là dấu “,” thì phải chuyển thành dấu “.”, nếu không chương trình có thể sẽ bị lỗi không hiểu được ký hiệu. Ngoài ra, dữ liệu động đất có thể nạp tự động từ một file dữ liệu khác thông qua nút bấm “load danh mục từ commonresult.xml” – file chứa danh mục các trận động đất đã được loại bỏ các tiền chấn và dư chấn. Độ chính xác của dự báo (%): Độ chính xác có thể điền từ 0 đến gần 100. Ví dụ khi điền độ chính xác là 50%, thì kết quả dự báo sẽ có xác suất đúng khoảng 50%, bằng cách chương trình sẽ tự tính ra mức chênh lệch so với độ lệch chuẩn dựa theo phân bố Gauss. Mức độ chính xác (%) càng cao, thì giới hạn (trên/dưới) của thời gian dự báo càng mở rộng. Giả sử muốn dự báo đúng 99% thì giới hạn thời gian dự báo sẽ bị nới biên ra 2.56 lần so với độ lệch trung bình của các khoảng thời gian xuất hiện các sự kiện, tức là biên quá rộng. Như vậy, tuy dự báo xác suất đúng là cao nhưng giới hạn thời gian dự báo sẽ rộng (lớn) thì thực chất là sẽ không xác định được dự báo sẽ rơi chính xác vào gần thời điểm nào; Ngược lại, nếu giả sử chỉ có nhu cầu dự báo đúng khoảng 70%, thì giới hạn thời gian dự báo chỉ là 1.037. Giả sử trường hợp cụ thể như sau: Trên một tiểu vùng S đang xét, các trận động đất xảy ra ngẫu nhiên đủ điều kiện số lượng để dự báo và các khoảng thời gian xảy ra giữa các trận liên tiếp có độ lệch với nhau trung bình khoảng 150 ngày. Nếu chọn xác suất dự báo đúng khoảng 70%, chương trình sẽ ra kết quả là thời điểm dự báo T [Tdb-150x1.037, Tdb+150x1.037], kết quả này có nghĩa là trận động đất được dự báo tại thời điểm Tdb, và khả năng 70% sẽ xuất hiện động đất thật trong phạm vi Tdb ± 150x1.037. Lưu ý là lý thuyết của phân bố Gauss dùng cho trường hợp các phép thử một đại lượng ngẫu nhiên nói chung, ở trường hợp bài toán này, thì đại lượng đó là thời gian nên trước và sau thời điểm hiện tại là khác hẳn nhau, hơn nữa thời gian dự báo phải xảy ra sau thời điểm làm phép dự báo, do đó tỷ lệ dự báo đúng sẽ không hoàn toàn tương ứng với tỷ lệ mong muốn mà người sử dụng lựa chọn. Nếu như chọn xác suất là 99 %, thì kết quả lại được ± 150x2.56 ngày, tức là khoảng hơn 1 năm. Như vậy, dự báo đúng với xác xuất rất cao nhưng trong giới hạn thời gian dự báo lớn (như ví dụ trên là trong vòng 1 năm), thì ý nghĩa của kết quả dự báo đó bị giảm đi nhiều so với trường hợp xác suất dự báo thấp hơn (70%) nhưng giới hạn thời gian dự báo chỉ trong cửa sổ 150 ngày. Vì thế, tùy điều kiện địa lý, cơ sở hạ tầng của từng khu vực, và cũng tùy yêu cầu của nhiệm vụ nghiên cứu mà người sử dụng cần phải chọn xác suất dự báo hợp lý (là bao nhiêu %) để vừa có xác suất dự báo “đúng” cao, vừa có giới hạn thời gian dự báo ngắn vừa phải. Dfi: nhập kích thước của ô cửa sổ lưới. Số sự kiện tối thiểu trong một tiểu vùng để dự báo: điền 1 số nguyên đủ lớn để chương trình tự động thống kê từ danh mục động đất để đảm bảo đủ tính chu kỳ. Topmax: Chọn thời điểm tựa cực đại (sau cùng): nếu muốn dự báo các trận trong tương lai ( không phải lùi về quá khứ để kiểm tra và đối sánh với các sự kiện đã xảy ra) thì không cần chọn Top max, chương trình sẽ tự chọn thời điểm hiện tại làm Top max. Sau khi nhập đủ các dữ liệu trên, ta ấn vào nút “xử lý” trên giao diện để chương trình xử lý. Mặc nhiên là kết quả sẽ cho các sự kiện dự báo xuất hiện sau thời điểm Top. Chương trình sẽ chạy một lát, trong khi chương trình đang chạy tránh click vào chương trình, có thể sẽ làm chương trình bị đơ. Khi xử lý xong sẽ có dòng chữ thông báo “xử lý xong” hiện lên giao diện làm việc của chương trình. Khi chương trình xử lý xong, ta chuyển qua mục “xuất dạng bảng” để xem kết quả xử lý. Nội dung của bảng được viết ở phần trên (bước 3). Trước khi thoát chương trình, nếu dữ liệu đầu vào bị thay đổi khác so với lúc mở chương trình, chương trình sẽ hỏi bạn có lưu dữ liệu đầu vào mới không? Khi đó, bạn có thể chọn đồng ý hoặc không, hoặc có thể hủy lệnh thoát để kiểm tra lại dữ liệu có cần lưu hay không. 3.5. Các giao diện của chương trình + Giao diện nhập dữ liệu đầu vào được trình bày trên hình 3.3 với trạng thái đã nạp dữ liệu và đang sẵn sàng chờ xử lý. Hình 3.3. Giao diện nhập dữ liệu đầu vào + Giao diện hiển thị kết quả được trình bày trên hình 3.4 Hình 3.4. Giao diện hiển thị kết quả 3.6. Code chương trình Mã chương trình được viết trên ngôn ngữ C# - là một ngôn ngữ “hướng đối tượng”. Để hiểu được code của một ngôn ngữ “hướng đối tượng” thì cần phải hiểu một số khái niệm cơ bản sau đây : Lớp (Class): Trong lập trình hướng đối tượng, một lớp là một cấu trúc được sử dụng như một kế hoạch chi tiết, để từ lớp đó có thể tạo ra những tình huống cụ thể riêng tuân theo đúng kế hoạch đó, được gọi là những đối tượng. Đối tượng (Object): Theo như diễn giải ở trên, đối tượng của một lớp “A” nào đó trong lập trình là 1 biến nào đó có các thuộc tính của lớp “A”. Nhưng khác với lớp ở chỗ, lớp chỉ là định nghĩa, các thuộc tính trong lớp chưa chứa giá trị cụ thể, chỉ chứa mô tả kiểu thuộc tính là kiểu gì. Ví dụ như thuộc tính bán kính thuộc kiểu số thực dương, và ngoài ra có thể chứa thêm đơn vị. Còn trong đối tượng, thì thuộc tính bán kính bắt buộc phải có giá trị cụ thể, ví dụ như 5, đơn vị cm. Ví dụ khác: có thể định nghĩa lớp “trường” (field) với các thuộc tính, tính chất mô tả chung cho trường, ví dụ như đường sức, mật độ, độ lớn, hướng. Sau khi có lớp “trường”, có thể tạo ra đối tượng cụ thể như lớp “từ trường”, “điện trường”, “trường trọng lực”. Ba đối tượng này đều có các thuộc tính, tính chất được định nghĩa trong lớp “trường”, và được phân biệt với nhau bởi sự khác nhau giữa các đối tượng trên thể hiện qua đặc điểm của từng thuộc tính. Lệnh: Trong lập trình cơ bản (không hướng đối tượng), lệnh là một tập hợp các thao tác, để giải quyết một việc nào đó, hoặc để lấy một giá trị nào đó cần tìm. Ví dụ như lệnh “tắt máy tính” sẽ thoát hết các chương trình, lưu dữ liệu, cuối cùng ngắt nguồn điện, hoặc lệnh tính số Pi, sẽ không thay đổi gì trong máy, nhưng lại lấy được ra dữ liệu là số Pi. Lệnh trong ngôn ngữ hướng đối tượng, cũng có thể hiểu tương tự như trong lập trình cơ bản, nhưng có thêm một số đặc điểm quan trọng cần biết: Lệnh có thể là một trong những thuộc tính của một đối tượng nào đó (ví dụ đối tượng “đường tròn” có lệnh “tính diện tích”). Lệnh trong một đối tượng sẽ không thể thực thi bằng cách gọi trực tiếp như lệnh của lập trình cơ bản, vì giả sử nếu gọi lệnh “tính diện tích” trên, thì sẽ không biết tính diện tích của vòng tròn nào, không ra được con số cụ thể. Lệnh của “lớp” cần được sử dụng ở một đối tượng cụ thể thuộc “lớp” đó. Ví dụ như ta tạo một đối tượng “đường tròn bán kính 2cm” thuộc lớp “đường tròn”, thì khi đường tròn bán kính 2cm đó gọi lệnh “tính diện tích” đã được định nghĩa trước công thức ở lớp “đường tròn” thì lệnh sẽ tính ra được diện tích cụ thể, dựa vào các thuộc tính đã biết của đối tượng đường tròn cụ thể đó. Phần code chính để xử lý nằm trong “lớp” có tên là processor, ngoài ra có một số “lớp” khác để thể hiện kiểu dữ liệu, mà hầu như sẽ được sử dụng trong những lệnh thuộc lớp processor, có những lệnh / kiểu dữ liệu chính sau đây và tác dụng của nó : Kiểu dữ liệu trandongdatdubao : chứa các thông tin về trận động đất dự báo, ví dụ như thời gian dự báo, thời gian tựa, tọa độ tiểu vùng, v.v Kiểu dữ liệu trandongdat : chứa các thông tin về trận động đất (thời gian, tọa độ một số thông tin trung gian khác để tiện cho việc xử lý) Lệnh createArray(string text): (lệnh tạo mảng các dữ liệu đầu vào là thông số của các trận động đất để xử lý, dựa vào phần text nhập vào từ văn bản, kết quả trở về là một mảng các lệnh trả về kết quả dạng mảng của các phần tử thuộc kiểu dữ liệu trandongdat, tham số đầu vào text là nội dung của ô văn bản nhập dữ liệu của các trận động đất ở phần nhập dữ liệu đầu vào). Lệnh process(trandongdat[] toanbocactran, double topmax, double dfi, int nmin) (lệnh xử lý chính, dùng để xác định các trận động đất dự báo, trả về kết quả dạng mảng chứa các trận động đất dự báo theo kiểu dữ liệu trandongdatdubao, dữ liệu đầu vào để lệnh xử lý bao gồm mảng các trận động đất – kết quả của lệnh createArray, thời gian tựa tối đa, dfi, số trận tối thiểu trong 1 tiểu vùng – nhập vào từ giao diện chương trình) Một số lệnh khác như trungbinh, dolechbinhphuongtrungbinh, predict (dự báo), prmin (dự báo nhỏ nhất)v.v được sử dụng trung gian trong quá trình xử lý chính (lệnh process) Trong khi chạy, chương trình sẽ tạo ra một đối tượng thuộc lớp processor, đối tượng này sẽ lần lượt thực hiện những chức năng để nạp dữ liệu đầu vào, chuyển đổi dữ liệu từ text sang mảng của các đối tượng thuộc kiểu trandongdat chứa các giá trị số, xử lý tính toán để tìm ra mảng các đối tượng thuộc kiểu trandongdatdubao rồi từ đó hiển thị ra màn hình và lưu kết quả vào ổ cứng. Trích phần code chính của chương trình được trình bày tại phụ lục 1 (phụ lục 1). Như vậy, theo thuật toán và sơ đồ khối tương ứng đã thiết lập, bước cuối cùng của chương trình không những sẽ cho phép kiểm tra tính đúng đắn của kết quả dự báo bằng cách lùi danh mục động đất về quá khứ và so sánh với các sự kiện thực đã xảy ra sau thời điểm topmax mà còn tạo được danh mục các sự kiện dự báo chứa các tham số cơ bản của các sự kiện như thời điểm xảy ra động đất, vị trí (tọa độ địa lý (kinh độ, vĩ độ) và độ lớn (magnitude) của các sự kiện dự báo. Kết quả dự báo động đất bằng phương pháp nêu trên mặc dù thuần túy chỉ mang bản chất của xác xuất thống kê mà chưa bao hàm bản chất vật lý của các sự kiện, tuy nhiên đây lại là một cách tiếp cận mới với ưu điểm nổi bật như sau: Thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất trên cơ sở ứng dụng mô hình thống kê vừa đơn giản hơn mà lại có khả năng loại bỏ được các nhược điểm của các phương pháp dự báo dài hạn và trung hạn là không xác định được độ chính xác dự báo động đất. Đây chính là sự khác biệt so với các phương pháp dự báo động đất khác và cũng là một ưu điểm nổi trội, vừa có ý nghĩa khoa học vừa có ý nghĩa thực tiễn của cách tiếp cận mới này. Đồng thời nhược điểm chính của cách tiếp cận này do chưa tính đến bản chất vật lý của các sự kiện có thể khắc phục bằng cách kết hợp phương pháp dự báo động đất bằng mô hình thống kê với các phương pháp vật lý kiến tạo khác. Ý tưởng này đang được tác giả luận văn tiếp tục thực hiện trong tương lai. Như vậy, trên cơ sở thuật toán và sơ đồ khối đã được xây dựng, một chương trình mới đã được thiết lập bởi tác giả luận văn để dự báo động đất theo mô hình thống kê. Áp dụng thử nghiệm chương trình để dự báo động đất cho các khu vực khác nhau sẽ được tiếp tục thực hiện trong phần tiếp theo của luận văn. Chương 4 ÁP DỤNG CHƯƠNG TRÌNH DỰ BÁO ĐỘNG ĐẤT THEO MÔ HÌNH THỐNG KÊ THỬ NGHIỆM DỰ BÁO CHO CÁC KHU VỰC CỤ THỂ Trong chương này tác giả áp dụng thử nghiệm chương trình đã được thiết lập để dự báo động đất cho khu vực Tây Bắc Việt Nam, là khu vực có mức độ hoạt động địa chấn cao, và khu vực Đông Nam Á, là khu vực có số liệu động đất tương đối đầy đủ. 4.1. Các tài liệu sử dụng Để áp dụng thử nghiệm chương trình đối với 2 khu vực nói trên, trước hết cần phải thành lập danh mục động đất cho 2 khu vực đó. Trong quá trình thành lập thành lập danh mục động đất cho 2 khu vực này, ngoài việc tập hợp tất cả các số liệu hiện có, phân tích so sánh, lựa chọn các số liệu tin cậy nhất, loại bỏ các số liệu kém tin cậy, chúng tôi còn tham khảo thêm các số liệu địa chấn quốc tế từ các danh mục động đất của Trung tâm địa chấn quốc tế ISC và của một số nước trong khu vực [2, 4, 22, 23, 29, 32, 33, 35, 36, 47-49, 51, 54 -58, 60]. Khi đó, phạm vi nghiên cứu đối với khu vực Tây Bắc được giới hạn bởi các toạ độ j = 20.40-23.000N l = 101.90- 105.500E . Còn diện tích khu vực Đông Nam Á được giới hạn bởi các tọa độ: j = 15 0S – 30.000N ; l = 86.00-140.00 0E. Thu thập và chỉnh lý số liệu về động đất có được từ các nguồn khác nhau [2, 4, 22, 23, 29, 32, 33, 35, 36, 47-49, 51, 54 -58, 60]. cho phép xây dựng được Danh mục động đất khu vực Tây Bắc Việt Nam (giai đoạn từ 1903-2011) và danh mục động đất Đông Nam Á (Giai đoạn từ 1997-2007). Các danh mục động đất nói trên đã được thành lập trên cơ sở phân tích hàng loạt các tài liệu địa chấn, nhận được từ các thông báo của các tổ chức địa chấn quốc tế và khu vực, với việc áp dụng một cách tiếp cận duy nhất theo [16, 23, 24] khi chỉnh lý, phân tích và liên kết các số liệu thu thập được. 4.2. Áp dụng thử nghiệm chương trình đối với khu vực Tây Bắc Việt Nam Danh mục động đất Tây Bắc Việt Nam giai đoạn từ 1970 đến 2011, bao gồm 1020 sự kiện. Sau khi được tách tiền chấn, dư chấn thì trong danh mục còn 442 trận động đất độc lập. Sử dụng 442 trận động đất độc lập đó cho chương trình dự báo thống kê với các thông tin thiết đặt ban đầu như sau : - Độ chính xác (hay là xác suất tin cậy của dự báo: 80%. - Kích thước tiểu vùng S (ΔφxΔλ) = (0.5x0.5) độ; - Số sự kiện tối thiểu trong mỗi tiểu vùng là 15 trận động đất. - Trường hợp 1: Sử dụng danh mục động đất đến tận ngày cuối cùng được ghi trong danh mục động đất, thì chương trình dự báo được 9 trận động đất. - Trường hợp 2: Khi lùi danh mục về quá khứ để kiểm tra tính đúng đắn của các sự kiện dự báo (giả sử lùi danh mục về ngày 30/11/2001) chương trình dự báo được 7 trận động đất (Bảng 4.1.2). Kiểm tra kết quả của 7 trận này, ứng với những trận đã ghi được từ sau ngày 30/11/2001, thì thấy 6 trên 7 trận được dự báo có kết quả đúng (sự kiện thực tế đã xảy ra vào trong khoảng thời gian dự báo). Bảng 4.1: Kết quả áp dụng chương trình thử nghiệm dự báo động đất cho khu vực Tây Bắc Việt Nam trong 2 trường hợp TT j(db) l(db) Ttựa Tdb Tmin Tmax Mdb Mmin Mmax Tthực jThực lThực MThực ?T ?M Bảng 4.1.1: Trường hợp 1 1 20.98 102.44 19/8/2009 12/6/2011 19/8/2009 5/10/2014 3.93 2.8 5.05 0 0 0 - - 2 21.98 102.44 23/11/2011 6/5/2012 23/11/2011 2/3/2013 2.18 1.26 3.11 0 0 0 - - 3 22.98 102.44 13/2/2011 16/6/2012 13/2/2011 17/2/2014 2.86 1.73 3.99 0 0 0 - - 4 20.98 103.44 29/6/2011 18/12/2011 29/6/2011 8/12/2012 3.61 2.52 4.7 0 0 0 - - 5 21.98 103.44 4/11/2010 17/3/2011 4/11/2010 2/10/2011 2.48 1.44 3.52 0 0 0 - - 6 22.98 103.44 21/5/2011 13/6/2012 21/5/2011 8/8/2014 2.13 1.18 3.09 0 0 0 - - 7 20.98 104.44 23/2/2010 26/10/2010 23/2/2010 4/12/2011 2.5 1.62 3.38 0 0 0 - - 8 21.98 104.44 26/2/2006 30/4/2008 26/2/2006 15/6/2012 3.41 1.98 4.85 0 0 0 - - 9 20.98 105.44 20/6/2005 30/8/2006 20/6/2005 17/2/2009 2.44 1.49 3.38 0 0 0 - - Bảng 4.1.2: Trường hợp 2 1 21.98 102.44 28/11/2001 18/5/2002 28/11/2001 16/4/2003 3.9 3.07 4.74 15/3/2002 21.84 102.305 3.01 + - 2 22.98 102.44 1/11/2000 6/9/2002 1/11/2000 28/7/2004 3.36 2.36 4.35 24/2/2002 22.62 102.332 3.01 + + 3 20.98 103.44 13/11/2001 20/6/2002 13/11/2001 4/7/2003 3.01 1.87 4.15 22/1/2002 20.79 103.69 3.9 + + 4 21.98 103.44 28/11/2001 3/4/2002 28/11/2001 3/10/2002 3.79 2.71 4.88 14/4/2002 21.766 103.59 2.3 + - 5 22.98 103.44 15/8/2001 26/2/2003 15/8/2001 10/11/2005 2.93 1.94 3.91 2/7/2002 22.796 103.639 3.3 + + 6 20.98 104.44 12/11/2001 26/7/2002 12/11/2001 14/9/2003 3.53 2.66 4.39 23/6/2002 21.13 104.525 3.01 + + 7 20.98 105.44 20/11/2001 5/4/2003 20/11/2001 8/1/2006 2.96 1.9 4.01 20/12/2001 20.8 105.326 3.01 + + Chú thích cho bảng 4.1: j(db), l(db) - là tọa độ của sự kiện dự báo; tmin - thời gian có thể xảy ra sớm nhất; tmax - thời gian có thể xảy ra muộn nhất; Mdb - magnitude của sự kiện dự báo; Mmin - magnitude nhỏ nhất có thể của sự kiện dự báo; Mmax - magnitude lớn nhất có thể của sự kiện dự báo; Tthực, jThực, lThực, M thực- tương ứng là thời gian, tọa độ, magnitude của sự kiện đã xảy ra trong thực tế; ?T - thời gian dự báo có đúng hay không; ?M - magnitude dự báo có đúng hay không; “ +” : đúng; “ - “: không đúng. Thử kiểm tra thời gian dự báo muộn nhất (Tmax) so với thời gian dự báo (Tdb) (cả 2 đại lượng này đều do phần mềm tính ra) thì thấy độ chênh lệch của chúng tương đối lớn, từ 183 ngày cho đến 1009 ngày. Đồng thời, tác giả cũng kiểm tra độ chênh lệch giữa thời gian thực xảy ra động đất (Tthực) với thời gian dự báo (Tdb) thì thấy độ chênh lệch này dao động từ -11 ngày đến 471 ngày. Điều này phản ánh thực tế về mức độ tin cậy của phương pháp dự báo động đất theo mô hình thống kê. Rõ ràng là trong trường hợp thử lùi danh mục về quá khứ thì có thể kiểm tra được mức độ tin cậy của dự báo thông qua hiệu Tthực-Tdb. Nhưng khi áp dụng cho thời điểm tựa là thời điểm hiện tại, thì sẽ không có dữ liệu để kiểm tra mức độ tin cậy, do các trận động đất dự báo đều nằm ở tương lai. Tuy nhiên, tác giả nhận thấy giữa hiệu Tmax-Tdb vừa thử ở trên và hiệu Tthực- Tdb có dấu hiệu tỷ lệ thuận với nhau (xem hình 4.1) Bảng 4.2: So sánh độ chênh lệch Tmax-Tdb với Tthực- Tdb stt Tdb Tmax Tmax-Tdb Tthực Tthực- Tdb 1 18/5/2002 16/4/2003 333 15/3/2002 64.00 2 6/9/2002 28/7/2004 691 24/2/2002 194.00 3 20/6/2002 4/7/2003 379 22/1/2002 149.00 4 3/4/2002 3/10/2002 183 14/4/2002 -11.00 5 26/2/2003 10/11/2005 988 2/7/2002 239.00 6 26/7/2002 14/9/2003 415 23/6/2002 33.00 7 5/4/2003 8/1/2006 1009 20/12/2001 471.00 571.14 162.71 Tthực- Tdb Tmax-Tdb Hình 4.1: So sánh độ chênh lệch về thời gian Tmax-Tdb và Tthực- Tdb Thông qua quan hệ như vậy, có thể dựa vào độ chênh lệch Tmax-Tdb để ước lượng giá trị của độ lệch Tthực- Tdb, và từ đó cho phép dự đoán trước mức độ chính xác của phép dự báo khi chưa có số liệu thực để đối chiếu. Ngoài ra, khi thử nghiệm dự báo đối với trường hợp sử dụng danh mục động đất từ năm 1903-2011 thì thu được kết quả ở bảng 4.3. Bảng 4.3: Ví dụ về kết quả dự báo đối với một số trận động đất TT j(db) l(db) Ttựa Tdb Tmin Tmax Mdb Mmin Mmax Tthực jThực Tthực - Tdb lThực MThực ?T ?M 1 21.98 102.44 11/28/2001 7/31/2002 11/28/2001 6/24/2004 3.87 2.97 4.77 3/15/2002 21.84 -138 102.305 3.01 + + 2 22.98 102.44 11/1/2000 2/16/2003 11/1/2000 11/16/2005 3.36 2.27 4.45 2/24/2002 22.62 -357 102.332 3.01 + + 3 20.98 103.44 11/13/2001 5/21/2003 11/13/2001 4/28/2009 2.96 1.29 4.64 1/22/2002 20.79 -484 103.69 3.9 + + 4 21.98 103.44 11/28/2001 11/19/2002 11/28/2001 8/31/2005 3.78 2.67 4.9 4/14/2002 21.766 -219 103.59 2.3 + - 5 22.98 103.44 8/15/2001 4/21/2003 8/15/2001 2/9/2006 2.95 2 3.89 7/2/2002 22.796 -293 103.639 3.3 + + 6 20.98 104.44 11/12/2001 2/28/2004 11/12/2001 5/1/2010 3.47 2.61 4.33 6/23/2002 21.13 -615 104.525 3.01 + + 7 21.98 104.44 4/20/2000 5/30/2004 4/20/2000 10/28/2011 3.86 2.56 5.16 8/1/2002 21.94 -668 104.023 2.6 + + 8 20.98 105.44 11/20/2001 6/1/2004 11/20/2001 5/24/2010

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docluanvanthacsi_dinhdangword_687_7197_1869655.doc
Tài liệu liên quan