Нечёткие множества и большие данные в трёхмерной интерпретации сейсмического районирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Опасные природные явления и катастрофы носят разрушительный характер, приводят к серьёзному материальному ущербу и большому количеству жертв, к тому же в большинстве случаев они возникают внезапно. Одно из таких опасных природных явлений – землетрясения. Авторы статьи рассматривают возможность применения нечётких множеств для обработки Больших данных с целью уменьшить разрушительные последствия землетрясений. Предлагается новый подход к интерпретации результатов сейсмического районирования территории Российской Федерации и сопредельных стран.

Статья подготовлена по материалам научного доклада, представленного на Всероссийской научной конференции “Опасные природные явления и катастрофы: причины, последствия, возможности предотвращения (Лавёровские чтения 2024)”.

Об авторах

Алексей Джерменович Гвишиани

Геофизический центр РАН; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.gvishiani@gcras.ru

академик РАН, научный руководитель

Россия, Москва; Москва

Наталья Александровна Фоменко

Геофизический центр РАН

Email: n.fomenko@gcras.ru

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Россия, Москва

Борис Аркадьевич Дзебоев

Геофизический центр РАН; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: b.dzeboev@gcras.ru

доктор физико-математических наук, заместитель директора по науке

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. The Ministry of the Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, 2023. State report “On the state of protection of the population and territories of the Russian Federation from natural and man-made emergencies in 2022”. https://mchs.gov.ru/dokumenty/6751 (date of access: 04/22/2024). (In Russ.)
  2. RBC, 2023. $383 million a day: how humanity is paying for natural disasters. https://pro.rbc.ru/demo/64ede4ec9a794782cf04ada5 (date of access: 04/22/2024). (In Russ.)
  3. Simons M., Minson S., Sladen A. et al. The 2011 Magnitude 9.0 Tohoku-Oki Earthquake: Mosaicking the Megathrust from Seconds to Centuries // Science. 2011, v. 332, is. 6036, pp. 1421–1425. doi: 10.1126/science.1206731.
  4. RIA Novosti, 2013. Earthquake in Japan on March 11, 2011: chronicle of events. https://ria.ru/20130311/926334197.html (date of access: 04/22/2024). (In Russ.)
  5. RBC, 2011. Japan revealed how many citizens died in the March disaster. https://www.rbc.ru/spb_sz/16/05/2011/559299809a794719538c130d (date of access: 04/22/2024). (In Russ.)
  6. RIA Novosti, 2012. Meeting on the accident at the Fukushima nuclear power plant opened in Japan. https://ria.ru/20120224/573514710.html (date of access: 04/22/2024). (In Russ.)
  7. Kanamori H. The Kobe (Hyogo-ken Nanbu), Japan, Earthquake of January 16, 1995 // Seismological Research Letters. 1995, v. 66, is. 2, pp. 6–10. doi: 10.1785/gssrl.66.2.6.
  8. Holzer Th. L. The 1995 Hanshin-Awaji (Kobe), Japan, Earthquake // GSA TODAY. 1995, v. 5, no. 8, pp. 153–167.
  9. RIA Novosti, 2020. Destructive earthquake in Kobe (Japan) on January 17, 1995. https://ria.ru/20200117/1563433390.html (date of access: 04/22/2024). (In Russ.)
  10. Dal Zilio L., Ampuero J.P. Earthquake doublet in Turkey and Syria // Communications Earth & Environment. 2023, v. 4, 71. doi: 10.1038/s43247-023-00747-z.
  11. Mikhailov V.O., Babayants I.P., Volkova M.S. et al. Reconstruction of Co-Seismic and Post-Seismic Processes for the February 6, 2023 Earthquake in Turkey from Data of Satellite SAR Interferometry // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 2023, v. 59, is. 6, pp. 888–898. doi: 10.1134/S1069351323060113.
  12. RBC, 2024. What Türkiye looks like a year after the earthquake. RBC report. https://www.rbc.ru/society/06/02/2024/65c293349a79473a72e780dd?from=story_63e0ddb99a7947396ecaa33c (access date 04/22/2024). (In Russ.)
  13. RBC, 2023. In Turkey, defects were found in the structures of houses destroyed by an earthquake. https://www.rbc.ru/society/10/02/2023/63e6799c9a79473a86822510 (access date 04/22/2024). (In Russ.)
  14. SP 14.13330.2018. Set of rules. Construction in seismic areas. Updated edition of SNiP II-7-81*. Moscow: Rosstandart, 2018. (In Russ.)
  15. Ulomov V.I. Seismic hazard of Northern Eurasia // Annali di Geofisica. 1999, v. 42, is. 6, pp. 1023–1038.
  16. Giardini D. The Global Seismic Hazard Assessment Program (GSHAP) – 1992/1999 // Annali di Geofisica. 1999, v. 42, is. 6, pp. 957–974. doi: 10.4401/ag-3780.
  17. Cisternas A., Philip H., Bousquet J.C. et al. The Spitak (Armenia) earthquake of 7 December 1988: field observations, seismology and tectonics // Nature. 1989, v. 339, pp. 675–679. doi: 10.1038/339675a0.
  18. Laverov N.P., Leonov Yu.G., Makosko A.A. et al. Proposals for the development and modernization of the system of seismological observations and earthquake prediction // Problems of national security. Expert opinions. Analytical materials. Proposals / General ed. acad. N.P. Laverov. Moscow: Nauka, 2008. Pp. 206–232. (In Russ.)
  19. Explanatory note to the set of maps of the General seismic zoning of the territory of the Russian Federation GSZ-2016 // Engineering survey. 2016, no. 7, pp. 49–122. (In Russ.)
  20. Shebalin P.N., Gvishiani A.D., Dzeboev B.A., Skorkina A.A. Why Are New Approaches to Seismic Hazard Assessment Required? // Doklady Earth Sciences. 2022, v. 507, part 1, pp. 930–935. doi: 10.1134/S1028334X22700362.
  21. Shestoperov G.S. On the shortcomings of general seismic zoning maps of Russia // GeoInfo. 2020, pp. 1–8. (In Russ.)
  22. Medvedev S.V., Shponheuer V., Karnik V. Seismic intensity scale MSK-64. Moscow: Interdepartmental Geophysical Committee under the Presidium of the USSR Academy of Sciences, 1964. (In Russ.)
  23. Shebalin N.V., Aptikaev F.F. Development of MSK type scales // Scales and methods in macroseismic. 2003, pp. 210–253. (In Russ.)
  24. Wood H.O., Neumann F. Modified Mercalli Intensity Scale of 1931 // Bulletin of the Seismological Society of America. 1931, v. 21, pp. 277–283.
  25. Grunthal G. (Ed.) European Macroseismic Scale 1998 EMS-98. ESC, Subcommission on Engineering Seismology, Working Group Macroseismic Scale. Luxembourg, 1998.
  26. Zadeh L.A. Fuzzy sets // Information and Control. 1965. V. 8. P. 338–353.
  27. Dubois J., Gvishiani A. Dynamic Systems and Dynamic Classification Problems in Geophysical Applications. Paris: Springer-Verlag, 1998. doi: 10.1007/978-3-642-49951-7.
  28. Gvishiani A.D., Panchenko V.Ya., Nikitina I.M. System analysis of big data for Earth sciences // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2023, v. 93, no. 6, pp. 518–525. (In Russ.)
  29. Gvishiani A.D., Dobrovolsky M.N., Dzeranov B.V., Dzeboev B.A. Big Data in Geophysics and Other Earth Sciences // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 2022, v. 58, is. 1, pp. 1–29. doi: 10.1134/S1069351322010037.
  30. Mayer-Schoenberger V.M., Kukier K. Big data. A Revolution That Will Transform How We Live, Work, and Think. Moscow. Mann, Ivanov and Ferber, 2014. (In Russ.)
  31. Gvishiani A.D., Dzeranov B.V., Skorkina A.A., Dzeboev B.A. World Seismic Networks and Earthquake Catalogs // Russian Journal of Earth Sciences (RJES). 2024, v. 24, is. 1, ES1012. doi: 10.2205/2024es000901.
  32. Dzeboev B.A., Gvishiani A.D., Agayan S.M. et al. System-Analytical Method of Earthquake-Prone Areas Recognition // Applied Sciences. 2021, v. 11, 7972. doi: 10.3390/app11177972.
  33. Gvishiani A.D., Gorshkov A.I., Rantsman E.Ya. et al. Recognition of Earthquake_Prone Areas in the Regions of Moderate Seismicity. Moscow: Nauka, 1988. (In Russ.)
  34. Gvishiani A.D., Soloviev A.A., Dzeboev B.A. Problem of Recognition of Strong-Earthquake-Prone Areas: a State-of-the-Art Review // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2020, v. 56, is. 1, pp. 1–23. doi: 10.1134/S1069351320010048.
  35. Rozenberg I.N., Dulin S.K. Current Issues Problems of Geoinformatics // Russian Journal of Earth Sciences. 2024, v. 24, is. 1. doi: 10.2205/2024ES000893.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Количество природных катастроф в мире за период 1990–2019 гг. [ ]

Скачать (18KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пример карты сейсмического районирования из комплекта нормативных карт ОСР-2016 [ ]

Скачать (32KB)
Метаданные
4. Рис. 3. 12-балльная шкала Медведева–Шпонхойера–Карника (MSK-64). Общая характеристика зон балльности

Скачать (42KB)
Метаданные
5. Рис. 4. i-балльная зона 3D сейсмического районирования – нечёткое множество FX (Si) = {Si, µSi}

Скачать (17KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024