%31تخفیف

مطالعه سایزموتکتونیک گسل شمال تبریز با داده­­کاوی اطلاعات لرزه­ا­ی به شیوه­های هوش مصنوعی

تعداد 124صفحه در فایل word

مطالعه سایزموتکتونیک گسل شمال تبریز با داده­­کاوی اطلاعات لرزه­ا­ی به شیوه­های هوش مصنوعی

چکیده

تاریخچه لرزه­ زمین ­ساخت گسل تبریز و زلزله­های بزرگ تاریخی آن نشان می­دهد که این منطقه یکی از مناطق مهم لرزه­خیز ایران است و از این­رو باید با مطالعه سایزموتکتونیکی این گسل تا حد امکان خطرات وابسته به لرزه­خیزی این گسل را کاهش داد. پیش­بینی زمین لرزه یکی از چالش­های علمی با ارزش است که اگر به نتایج موفق و علمی نائل گردد یک پیشرفت ماندگار محسوب می­شود. در این زمینه روش­هایی که با صرف زمان و هزینه­ای کمتر نتایج مطلوبی را ارائه نمایند از اهمیت خاصی برخوردار خواهند بود. به همین منظور در این پژوهش با استفاده از روش­های هوش مصنوعی به پیش­بینی مهمترین پارامترهای مخاطرات لرزه­ای اقدام شده است. در این راستا با گردآوری داده­ها و همچنین ویژگی­های لرزه خیزی مهم زمین­لرزه­های تاریخی و دستگاهی رویداده، ابتدا به بررسی ریزپاره­های این گسل اقدام شده و سپس بزرگا و محل و زمان زلزله­های آینده مرتبط با یک گسل مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس گسل تبریز براساس نتایج حاصل از خوشه­بندی به شش ریزپاره براساس داده­های دستگاهی و پنج ریزپاره براساس داده­های تاریخی تقسیم شده است و نتایج بدست آمده از پیش­بینی بزرگا، مکان و زمان رخداد زلزله­های آتی بیانگر این است که کمترین خطا برای تعیین بزرگا و مکان­یابی زلزله­های آتی به ترتیب مربوط به روش­های تلفیق خوشه­بندی و الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی با یک لایه پنهان، است. در بررسی که پیرامون پیش­بینی زمان انجام شد مشخص گردید که بررسی این پارامتر به دلیل محدود بودن تعداد داده­ها و وسعت کم منطقه مورد مطالعه، امکان­پذیر نمی­باشد.

کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، پیش­بینی، زمین­لرزه، خوشه­بندی، شبکه عصبی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                        صفحه

فهرست مطالب… ب‌

فهرست شکل ها ج‌

فهرست معادلات… د‌

فهرست جداول.. ر‌

فصل 1-     کـلــیــات     1

1-1-     مقدمه. 1

1-2-     زمین شناسی عمومی… 2

1-2-1-       تکامل زمین ساختی محدوده مطالعاتی و گسل تبریز. 7

1-3-     موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه. 9

1-4-     ضرورت مطالعه. 9

1-5-     اهداف مطالعه. 10

1-6-     پیشینه پژوهش….. 11

1-6-1-       سایزموتکتونیک گسل تبریز. 11

1-6-2-       شبکه عصبی مصنوعی…. 13

1-7-     روش تحقیق و سیر مطالعاتی… 27

1-8-     داده های مورد استفاده. 29

فصل 2-    پایه های نظری… 32

2-1-     مقدمه. 32

2-2-     داده کاوی… 33

2-2-1-       الگوریتم ژنتیک….. 35

2-2-2-       خوشه بندی…. 36

2-2-3-       کشف قواعد وابستگی…. 39

2-2-4-       طبقه بندی…. 39

2-3-     شبکه عصبی مصنوعی… 40

2-3-1-       مزایا و معایب استفاده از شبکه عصبی…. 42

2-3-2-       شبکه عصبی طبیعی…. 44

2-3-3-       ویژگی های شبکه های عصبی…. 46

2-3-4-       مدل های ریاضی حاکم بر اجزا شبکه های عصبی…. 48

2-3-5-       انواع شبکه های عصبی…. 54

2-3-6-       الگوریتم های آموزش شبکه های عصبی…. 59

فصل 3-    تجزیه و تحلیل داده ها. 61

3-1-     مقدمه. 61

3-2-     آماده سازی داده ها 62

3-2-1-       داده های دستگاهی…. 62

3-2-2-       داده های تاریخی…. 62

3-3-     ریزپاره بندی گسل تبریز. 69

3-3-1-       تحلیل داده های دستگاهی…. 72

3-3-2-       تحلیل داده های تاریخی…. 76

3-4-     پیش بینی بزرگای زمین لرزه های آتی… 77

3-4-1-       برآورد بزرگای زمین لرزه با استفاده از توابع انتقال رگرسیونی…. 78

3-4-2-       پیش بینی بزرگای زمین لرزه آتی براساس الگوریتم ژنتیک و خوشه بندی…. 82

3-4-3-       پیش بینی بزرگای زمین لرزه آتی با استفاده از شبکه عصبی…. 93

3-5-     آموزش و آزمایش شبکه عصبی جهت پیش بینی مکان زمینلرزه ها 107

فصل 4-    نتیجه گیری و پیشنهادات…. 114

4-1-     نتایج مربوط به ریز پاره بندی گسل تبریز. 114

4-1-1-       ریزپاره بندی براساس داده های دستگاهی…. 114

4-1-2-       ریزپاره بندی براساس داده های تاریخی…. 114

4-2-     پیش بینی زمین لرزه آتی… 115

4-2-1-       پیش بینی بزرگا و محل زلزله با استفاده از رگرسیون چند متغیره. 115

4-2-2-       پیش بینی با استفاده از الگوریتم ژنتیک….. 115

4-2-3-       پیش بینی بزرگا با استفاده از تلفیق الگوریتم ژنتیک و خوشه بندی…. 116

4-2-4-       پیش بینی بزرگا با استفاده از شبکه عصبی…. 116

4-2-5-       پیش بینی مکان با استفاده از شبکه عصبی…. 117

4-3-     پیشنهادات… 118

فصل 5-    منابع و مآخذ… 119

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                    صفحه

شکل ‏1‑1: جايگاه ايران در نوار چين خورده آلپ- هيماليا 3

شکل ‏1‑2: لرزه خیزی زون برخورد ورقه های عربی- اوراسیا 4

شکل ‏1‑3: گسل های فعال ایران.. 4

شکل ‏1‑4: ایالتهای لرزه زمین ساخت ایران.. 5

شکل ‏1‑5: توزیع فعالیت های لرزه خیزی در امتداد گسل های فعال در ایران.. 6

شکل ‏1‑6: نتایج عملکرد شبکه بودری.. 16

شکل ‏1‑7: گروه بندی زلزله ها و نتایج حاصل از آنها 18

شکل ‏1‑8: دستگاه اندازه گیری میدان الکتریکی و نمودار حاصل از آن.. 20

شکل ‏1‑9: پنجره ای شامل 2000 داده از رکورد اولوس جهت آزمایش شبکه. 21

شکل ‏1‑10: تشخیص کلاستر آشفتگی و منطقه عادی.. 22

شکل ‏1‑11: زمین لرزه های بزرگ منطقه تبریز همراه با توزیع زمانی این زمین لرزه ها 30

شکل ‏2‑1: مراحل داده کاوی و تکنیک های داده کاوی.. 34

شکل ‏2‑2:ساختار کلی و روش های تولید فرزند برای نسل بعدی از الگوریتم ژنتیک…. 36

شکل ‏2‑3 خوشه بندی نمونه های اولیه. 37

شکل ‏2‑4: ساختار یک سلول عصبی طبیعی.. 44

شکل ‏2‑5: نمایی از یک نرون با چند ورودی.. 49

شکل ‏2‑6: انواع توابع تحریک…. 51

شکل ‏2‑7: نمایی از تابع محرک خطی.. 52

شکل ‏2‑8: تابع محرک آستانه ای دو مقداره حدی.. 53

شکل ‏2‑9: تابع محرک سیگموئید. 54

شکل ‏2‑10: نمونه ای از یک شبکه پیش خور 55

شکل ‏2‑11 ساختار شبکه عصبی سه لایه. 56

شکل ‏2‑12: شبکه عصبی المان  و شبکه عصبی هاپفیلد. 58

شکل ‏3‑1: محل رخدادهای استفاده شده 68

شکل ‏3‑2: پراکندگی بزرگای زمین لرزه های اصلی در طی زمان.. 69

شکل ‏3‑3: فلوچارت گردش کار الگوریتم خوشه بندی.. 72

شکل ‏3‑4: پاره بندی اولیه گسل تبریز بر اساس داده های دستگاهی.. 73

شکل ‏3‑5: پاره بندی ساختاری و مورفولوژیکی گسل شمال تبریز. 73

شکل ‏3‑6: پاره بندی نهایی گسل تبریز بر اساس داده های دستگاهی.. 75

شکل ‏3‑7: انطباق خوشه 1 با ریزپاره شمال تبریز. 75

شکل ‏3‑8 : خوشه بندی زمین لرزه های تاریخی گسل تبریز براساس پارامترهای مکانی.. 76

شکل ‏3‑9: بزرگای اندازه گیری شده و برآورد شده به روش رگرسیون چند متغیره 80

شکل ‏3‑10: ضریب همبستگی بزرگای زمین لرزه های اصلی با داده های ورودی.. 85

شکل ‏3‑11: ضریب همبستگی بزرگای دستگاهی نرمال و پیش بینی شده 86

شکل ‏3‑12: خوشه بندی زمین لرزه های مرتبط با گسل تبریز و پاره های سازنده این گسل.. 88

شکل ‏3‑13: ضریب همبستگی بین بزرگای دستگاهی نرمال و بزرگای پیش بینی شده 90

شکل ‏3‑14: مقایسه بزرگای برآورد شده توسط الگوریتم ژنتیک…. 91

شکل ‏3‑15: تطابق گرافیکی بزرگای واقعی نرمال و بزرگای گشتاوری برآورد شده 92

شکل ‏3‑16: الگوریتم گردش کار برای استفاده از پارامترهای آماری در شبکه عصبی.. 94

شکل ‏3‑17: نمودار بزرگای زمین لرزه ها بر حسب توالی زمانی رویداد. 98

شکل ‏3‑18: بزرگای زمین لرزه ها بر حسب زمان.. 98

شکل ‏3‑19: بازه بزرگای زمین لرزه ها یا تفاوت بین بزرگای حداکثر و حداقل.. 99

شکل ‏3‑20: درصد رویداد زمین لرزه ها برحسب سال.. 99

شکل ‏3‑21: درصد رویداد زمین لرزه ها برحسب ماه 100

شکل ‏3‑22: درصد زمین لرزه ها بر حسب ساعت… 101

شکل ‏3‑23: درصد رویداد زمین لرزه ها برحسب فاز ماه 101

شکل ‏3‑24: درصد رویداد زمین لرزه ها برحسب عمق.. 102

شکل ‏3‑25: درصد رویداد زمین لرزه ها در محدوده های مختلف بزرگا 102

شکل ‏3‑26: مدل شبکه عصبی مربوط به بزرگای زمین لرزه 105

شکل ‏3‑27: مقایسه مقادیر محاسباتی و مشاهداتی در حالت آموزش…. 105

شکل ‏3‑28: مقایسه مقادیر محاسباتی و مشاهداتی در حالت آزمایش…. 106

شکل ‏3‑29: بزرگاهای پیش بینی شده با داده های تست… 107

شکل ‏3‑30: شبکه عصبی مربوط به مکان زمین لرزه 110

شکل ‏3‑31: مقایسه مقادیر محاسباتی و مشاهداتی در حالت آموزش (عرض جغرافیایی) 110

شکل ‏3‑32: مقایسه مقادیر محاسباتی و مشاهداتی در حالت آزمایش (عرض جغرافیایی) 111

شکل ‏3‑33: مقایسه مقادیر محاسباتی و مشاهداتی در حالت آموزش (طول جغرافیایی) 111

شکل ‏3‑34: مقایسه مقادیر محاسباتی و مشاهداتی در حالت آزمایش (طول جغرافیایی) 112

شکل ‏3‑35: موقعیت مکانی زلزله های مربوط به مرحله آزمایش…. 113

فهرست معادلات

عنوان                                                                                                                         صفحه

معادلة ‏1‑1. 15

معادلة ‏2‑1: ورودی یا آرگومان تابع.. 49

معادلة ‏2‑2: عملکرد تابع تحریک…. 49

معادلة ‏2‑3: ورودی خالص…. 49

معادلة ‏2‑4: مقادیر بردارهای وردوی.. 50

معادلة ‏2‑5: خروجی نهایی نرون با چند ورودی.. 50

معادلة ‏2‑6. 51

معادلة ‏2‑7. 51

معادلة ‏2‑8. 51

معادلة ‏2‑9: تابع محرک خطی.. 52

معادلة ‏2‑10: معادله کلی توابع سیگموئید. 53

معادلة ‏3‑1. 71

معادلة ‏3‑2: پیش بینی بزرگا با رگرسیون.. 80

معادلة ‏3‑3. 83

معادلة ‏3‑4. 83

معادلة ‏3‑5. 83

معادلة ‏3‑6. 84

معادلة ‏3‑7. 84

معادلة ‏3‑8. 89

معادلة ‏3‑9. 95

معادلة ‏3‑10. 95

معادلة ‏3‑11. 95

معادلة ‏3‑12. 95

معادلة ‏3‑13. 95

معادلة ‏3‑14. 95

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول ‏3‑1: الگوی تعیین پس لرزه ها و پیش لرزه ها 67

جدول ‏3‑2: درصد پراکندگی خوشه ها بر حسب زمان.. 74

جدول ‏3‑3: خلاصه مدل.. 79

جدول ‏3‑4: ضرایب… 79

جدول ‏3‑5: ضرایب مربوط به روش رگرسیون چندمتغیره 80

جدول ‏3‑6: داده های دستگاهی زمین لرزه های مرتبط با گسل تبریز. 83

جدول ‏3‑7: ضرایب وزنی و نمایی برآورد شده توسط الگوریتم ژنتیک در مرحله آموزش…. 86

جدول ‏3‑8: عملکرد الگوریتم ژنتیک برای داده های آموزشی و آزمایش…. 89

جدول ‏3‑9: ضرایب و پارامترهای آماری محاسبه شده 96

جدول ‏3‑10: تنظیم پارامترهای اصلی شبکه. 103

جدول ‏3‑11: صحت سنجی تمام داده ها برای شبکه عصبی با الگوریتم لونبرگ- مارکوآرت… 104

جدول ‏3‑12: تنظیم پارامترهای اصلی شبکه. 108

جدول ‏3‑13: صحت سنجی عرض جغرافیایی برای داده ها در الگوریتم لونبرگ- مارکوآرت… 108

جدول ‏3‑14: صحت سنجی طول جغرافیایی برای داده ها در الگوریتم لونبرگ- مارکوآرت… 108

1 دیدگاه برای مطالعه سایزموتکتونیک گسل شمال تبریز با داده­­کاوی اطلاعات لرزه­ا­ی به شیوه­های هوش مصنوعی

  1. Pthmzz

    different types of allergy medicine strongest over the counter allergy best generic allergy pills

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo